出口內燃電傳動車組制動系統(tǒng)分析

王琳++王利++張麗麗++焦東明++吉振山

摘要：制動系統(tǒng)作為內燃動車組的重要組成部分，是車輛安全運行的可靠保證。文章介紹了出口內燃電傳動車組制動系統(tǒng)，此制動系統(tǒng)滿足UIC標準；從參數(shù)設計、結構組成及功能原理等方面進行了具體闡述，這對內燃動車組制動系統(tǒng)的設計具有重要的借鑒意義。

關鍵詞：內燃電傳動車組；制動系統(tǒng)；UIC標準；車輛運行；電氣化線路；供風系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：U266 文章編號：1009-2374（2017）11-0126-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.064

內燃動車組在低客量路線，不需要大量投資建造電氣化線路，使得投資成本大幅降低。且在低運量的情況下，內燃動車組的車輛造價和運作成本，亦較電力動車組低。

制動系統(tǒng)作為內燃動車組的重要組成部分，是車輛安全運行的可靠保證。制動控制系統(tǒng)為間接作用式制動系統(tǒng)，各系統(tǒng)遵循故障導向安全的原則，且滿足UIC系列標準的要求。本文對內燃電傳動車組制動系統(tǒng)的設計參數(shù)、結構組成及功能原理進行介紹和說明。

1 總體介紹

出口內燃電傳動車組，能夠以最高100km/h的速度運行。動車組為交流電傳動，3輛車編組，其中2輛動車和1輛拖車，編組方式：-Mc03+Tc02+Mc01-，Mc：安裝動力轉向架和司機室的動車，Tc：拖車，+：風檔車鉤接連接，-：前端車鉤，可兩列重聯(lián)運行。

三節(jié)編組的車型配置圖如圖1所示：

制動系統(tǒng)依據(jù)UIC標準進行設計，遵循故障導向安全的原則，當出現(xiàn)意外情況時，保證列車能夠及時停車。制動系統(tǒng)分為供風系統(tǒng)和制動控制系統(tǒng)。

2 供風系統(tǒng)組成及功能

供風系統(tǒng)由風源系統(tǒng)和輔助供風系統(tǒng)組成，為制動系統(tǒng)及其他用風設備供風。

2.1 風源系統(tǒng)組成

風源系統(tǒng)產(chǎn)生的壓縮空氣質量滿足ISO 8573-1222級的要求。動車組運行需要兩套風源系統(tǒng)正常工作。在線路條件較差的情況下，耗風量有可能超過壓縮機的供應量，為了解決這個問題，利用儲風缸給用風設備供風。每車至少配備一個總風缸和一個制動副風缸，用于滿足整車的用風需求。

當其中一套風源系統(tǒng)故障時，動車組應降速運行?？諌簷C的運行方式主要為單雙日輪流運行的方式。

如圖2所示，風源系統(tǒng)由空氣壓縮機、軟管、安全閥、干燥器、截斷塞門、油濾器、安全閥、主風管、排水塞門等集成?？諝鈮嚎s機采用螺桿式空壓機，干燥器采用雙塔式干燥器。供風量為900L/min，經(jīng)過干燥器之后供風量為600L/min（±5%），經(jīng)過干燥器之后供風量可以調整。供風壓力為750～900kPa。為防止空氣倒流現(xiàn)象，風源系統(tǒng)內部零部件具有單向止回功能。設置安全閥，保證管路內空氣壓力不會過高。

2.2 輔助供風系統(tǒng)組成

輔助供風系統(tǒng)主要為空氣彈簧、風笛和全自動車鉤供風。

空簧供風：空簧用風由總風管引出，經(jīng)過濾器到達空簧。當空簧或高度閥故障時，可以通過管路上設定的截斷塞門，切斷供風。

風笛供風：風笛供風由電磁閥控制。風笛用風直接從總風管引出。當風笛或者電磁閥故障時，可以通過管路上設定的截斷塞門，切斷供風。

全自動車鉤供風：全自動車鉤氣缸供風由電磁閥控制。車鉤用風直接從總風管引出。當車鉤或者電磁閥故障時，可以通過管路上設定的截斷塞門，切斷總風供風。

3 制動控制系統(tǒng)方案

3.1 制動系統(tǒng)總體參數(shù)

制動系統(tǒng)總體參數(shù)見表1。

3.2 制動系統(tǒng)原理

制動系統(tǒng)為符合UIC540標準的間接作用式空氣制動系統(tǒng)，能夠根據(jù)車輛載荷變化自動調整制動力當列車管壓力降低時，產(chǎn)生制動作用；列車管壓力上升時，緩解制動。制動系統(tǒng)原理如圖3所示：

制動系統(tǒng)按照以下原理進行設計：

制動系統(tǒng)所有設備用風來源于總風管MRP和總風缸A01，總風管壓力與總風缸容積按照設計要求確定。制動開始前列車管BP通過司機制動閥D01和中繼閥D02進行充風，風壓為500kPa。制動時通過司機制動閥D01和中繼閥D02對列車管BP降壓，降壓量由司機控制。壓降信號由列車管經(jīng)閥模塊B04傳給各車分配閥B01，由其根據(jù)壓降信號分配相應的制動力。制動力以壓縮空氣的形式通過制動管路經(jīng)過截斷塞門B06、B07，防滑閥G01傳給基礎制動單元C01、C02，從而產(chǎn)生制動力。制動過程中分配閥B01制動用風來源于制動風缸B03，B03通過閥模塊B05與總風管MRP連接。同時分配閥B01還接受空簧S01反饋的壓力信號，并通過此信號與列車管壓力信號一起控制動力的大小。防滑閥G01由列車防滑控制器控制，作用為防止因制動力過大造成的車輪打滑現(xiàn)象。

3.3 制動系統(tǒng)功能

制動系統(tǒng)具備常用制動、緊急制動、停放制動、乘客緊急制動、防滑控制等功能。

3.3.1 常用制動。常用制動由電阻制動和空氣制動完成。電阻制動由牽引手柄觸發(fā)，空氣制動由司機制動手柄觸發(fā)。根據(jù)不同制動需求，減少對制動盤的摩擦，優(yōu)先使用電制動。列車正常運行時由電阻制動進行減速，當速度低于5km以下，由空氣制動減速停車。同時為了提高制動時的乘坐舒適度，常用制動的沖動限制≤0.75m/s3。

3.3.2 緊急制動。緊急制動觸發(fā)的方式：司機制動手柄觸發(fā)、緊急制動按鈕觸發(fā)、deadman裝置觸發(fā)、乘客緊急制動裝置觸發(fā)、列車斷鉤觸發(fā)等。按照故障導向安全原則設計，采用“失電制動”方式，一旦緊急制動回路失電，緊急制動閥動作，立即施加緊急制動。當初速度為100km/h時，緊急制動距離≤600m。

3.3.3 停放制動。停放制動有效的保證整車在8.3‰的坡道上停放。當列車處于運營狀態(tài)時，彈簧作用的停放缸應當處于緩解狀態(tài)。停放制動通過雙穩(wěn)態(tài)電磁閥進行控制，該電磁閥由安裝于司機室的按鈕進行控制。另外，通過雙向閥可以防止常用制動與停放制動力的疊加。壓力開關用于硬線檢測停放制動是否完全緩解。壓力開關設定值為6.0bar，當檢測到壓力高于6.0bar時則認為停放制動緩解，壓力低于4.5bar時則認為停放制動施加。停放缸的狀態(tài)可以通過壓力傳感器進行監(jiān)控顯示。停放制動設置手動緩解拉手，在無壓縮空氣可用時，可手動拉動緩解拉手進行緩解。

3.3.4 乘客緊急制動。當車上人員拉動乘客緊急制動手柄引發(fā)緊急制動時，自動觸發(fā)乘客與司機對講功能，如果司機認為沒有必要施加緊急制動，司機可以選擇忽略，如果司機未進行忽略操作，15s后，自動觸發(fā)緊急制動。緊急排風閥排風，列車管壓力降低，通過分配閥產(chǎn)生制動，直至停車。緊急制動手柄設有復位按鈕，由列車工作人員進行復位。

3.3.5 防滑控制。防滑保護裝置采用軸控方式，每根車軸配備一個防滑控制閥，其部件故障不會影響到其他防滑閥，因此其制動力喪失僅限制在一個轉向架內。

防滑系統(tǒng)主要是通過防滑控制閥執(zhí)行防滑控制器發(fā)出的制動防滑指令。根據(jù)測速裝置的速度信號反饋，防滑保護系統(tǒng)檢測出車輪滑行時，為了適應實際軌道粘著，通過控制防滑控制閥的動作減少制動力，粘著恢復后，重新施加制動力。當空氣制動滑行控制系統(tǒng)失效時，空氣制動將維持運用而無滑行保護。

4 結語

該制動系統(tǒng)是完全符合UIC標準體系的間接作用式空氣制動系統(tǒng)，制動響應時間短，制動力控制精確。尤其能夠適應惡劣的軌道運行環(huán)境，制動控制基于“故障導向安全原則”，使列車有充足的安全、可靠和實用性能。內燃動車組已經(jīng)全部交付客戶，通過在鐵路線路運行驗證，制動效果很好，得到客戶的高度贊同。

參考文獻

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[3] 王月明.動車組制動技術[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

作者簡介：王琳，女，中車唐山機車車輛有限公司產(chǎn)品研發(fā)中心工程師，工學碩士，研究方向：軌道車輛制動系統(tǒng)的研發(fā)設計。

（責任編輯：蔣建華）