動(dòng)車(chē)組微機(jī)控制防滑器工作原理分析

劉榮超

摘要：列車(chē)在行駛過(guò)程中，由于緊急制動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)車(chē)輪“抱死”現(xiàn)象。原因是車(chē)輛在制動(dòng)狀態(tài)下并處于滑行狀態(tài)時(shí)，由于制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的阻力超過(guò)車(chē)輪與軌道之間的粘著力，致使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率急劇下降，在此狀況下，便會(huì)出現(xiàn)輪軌滑行現(xiàn)象，導(dǎo)致車(chē)輪與軌道接觸面的劃傷及磨損。結(jié)果不僅降低動(dòng)車(chē)組列車(chē)帶來(lái)的舒適感，而且會(huì)對(duì)相關(guān)部件造成連帶影響。所以，應(yīng)盡可能防止滑行現(xiàn)象的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：滑行；粘著力；制動(dòng)力

中圖分類(lèi)號(hào)：U266 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）01-0009-02

1 防滑裝置的功能

該裝置的主要功能，安裝在車(chē)軸和牽引電視上的速度檢測(cè)器的實(shí)時(shí)檢測(cè)，能及時(shí)檢測(cè)出滑行發(fā)生的臨界狀態(tài)，并迅速將車(chē)輪上的制動(dòng)力降低，降低后的制動(dòng)力小于車(chē)輪和軌道間的粘著力，從而有效防止滑行的出現(xiàn)。此外，在有效防止滑行出現(xiàn)之后，防滑裝置能根據(jù)列車(chē)的速度及輪軌粘著力大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)力大小。

2 防滑器結(jié)構(gòu)

速度傳感器、防滑電磁閥及滑行檢測(cè)器是動(dòng)車(chē)防滑器的主要構(gòu)成部分，如圖1。

2.1 速度傳感器

速度傳感器是整個(gè)防滑裝置的基礎(chǔ)和前提，其精確度是防滑作用中速度計(jì)算的基礎(chǔ)。

主電機(jī)軸是與車(chē)輪相連接的關(guān)鍵部位，主要通過(guò)大小齒輪與車(chē)輪相連。主電機(jī)軸齒輪的轉(zhuǎn)速及齒數(shù)與感應(yīng)脈沖成正比，因此速度傳感器的主要安裝部位為主電機(jī)軸，即通過(guò)主電機(jī)軸齒輪的相關(guān)參數(shù)計(jì)算出行車(chē)速度。同樣，在車(chē)軸端部或齒輪箱安裝速度傳感器也是同樣道理。

2.2 滑行檢測(cè)器

在速度傳感器計(jì)算分析的基礎(chǔ)上，滑行檢測(cè)器對(duì)速度傳感器發(fā)送的脈沖信號(hào)，通過(guò)32位微機(jī)的作用，進(jìn)行迅速精確地檢測(cè)分析。確定發(fā)生滑行時(shí)，在防滑電磁閥作用下，減弱制動(dòng)動(dòng)力恢復(fù)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，防止滑行。工作模式為緩解、保壓、再制動(dòng)三種。

2.3 防滑電磁閥

防滑電磁閥的主要安裝部位為增壓缸，主要構(gòu)成部分為轉(zhuǎn)換閥作用的本體及電磁閥兩部分。

防滑電磁閥的作用原理主要是：在防滑電磁閥接收到滑行檢測(cè)器的相關(guān)指令時(shí)，及時(shí)有效地切斷液壓缸和增壓缸的通路，并形成液壓制動(dòng)缸和滑行余壓調(diào)整的通路。同時(shí)調(diào)整液壓缸的壓強(qiáng)，使制動(dòng)呈現(xiàn)緩解狀態(tài)。之后根據(jù)檢測(cè)器的及時(shí)診斷分析，防滑電磁閥對(duì)液壓缸的壓力做出及時(shí)相應(yīng)地分析調(diào)整。

3 防滑器的工作原理

防滑器是安全高效行車(chē)的主要保證之一，其工作原理主要是由速度傳感器、防滑檢測(cè)器、防滑電磁閥三大部件精準(zhǔn)、高效及聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上構(gòu)成的行車(chē)保證。其中尤為關(guān)鍵的為滑行檢測(cè)環(huán)節(jié)。檢測(cè)方法主要有以下幾種：

3.1 減速度檢測(cè)

減速度檢測(cè)直接對(duì)滑行軸身本身進(jìn)行檢測(cè)，一次能較及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出是否發(fā)生滑行。在行車(chē)過(guò)程中，相較于列車(chē)本身，車(chē)輪的質(zhì)量較小，其其速度、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率及變化幅度也能較為及時(shí)地檢測(cè)到，尤其是在制動(dòng)條件下，摩擦阻力較大，車(chē)輪的減速度進(jìn)一步增加，減速度檢測(cè)通過(guò)對(duì)車(chē)輪本身轉(zhuǎn)動(dòng)速度減少的比例的實(shí)時(shí)檢測(cè)，來(lái)判斷列車(chē)是否發(fā)生滑行，所以應(yīng)首先使用減速度檢測(cè)。

3.2 速度差檢測(cè)

速度差檢測(cè)作為減速度檢測(cè)的重要補(bǔ)充，是在減速度檢測(cè)無(wú)法有效發(fā)揮作用的情況下實(shí)施的檢測(cè)方法。

速度差檢測(cè)以該車(chē)輛車(chē)內(nèi)4個(gè)軸的速度，以及第5軸，所謂第5軸，即在制動(dòng)條件下，假想的某一減速度減速的最高速度軸為標(biāo)準(zhǔn)。該種狀況下，滑行的界定為車(chē)輪轉(zhuǎn)速低于上訴基準(zhǔn)車(chē)軸，且相差的具體數(shù)值有明確具體的確定，當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)速低于基準(zhǔn)軸，并且相差值滿足一定的數(shù)值要求時(shí)，即為滑行。

此外，當(dāng)制動(dòng)力大于輪軌間的粘著力時(shí)，會(huì)出現(xiàn)連續(xù)性滑行，甚至可能出現(xiàn)動(dòng)車(chē)“抱死”狀態(tài)，此時(shí)若是所有的軸同時(shí)滑行，則速度差檢測(cè)法無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)。因此，減速度檢測(cè)和速度差檢測(cè)二者必須互為表里，互相搭配，根據(jù)動(dòng)車(chē)具體的行駛狀態(tài)及制動(dòng)狀態(tài)，由防滑行裝置及時(shí)判斷。并做出精確做功。

綜上所述，防滑裝置在滑行檢測(cè)方面，以減速度檢測(cè)方法為主，并以速度差檢測(cè)作為重要補(bǔ)充。在精確有效地檢測(cè)到滑行時(shí)，首先調(diào)動(dòng)防滑電磁閥裝置，令防滑電磁閥勵(lì)磁。之后在制動(dòng)缸壓力降低的情況下，車(chē)輪與軌道之間的黏著力增大，隨之帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)速上升?；鶞?zhǔn)軸的轉(zhuǎn)速差值降到規(guī)定值內(nèi)時(shí)，此時(shí)滑行檢測(cè)器通過(guò)檢測(cè)分析，確定列車(chē)輪軌間的粘著力已恢復(fù)，則制動(dòng)缸壓力保持不變或者再次上升，如圖2。

4 結(jié)語(yǔ)

防滑控制系統(tǒng)在充分利用車(chē)輛行駛過(guò)程中的粘著力的同時(shí)，高效安全地保證行車(chē)效率，是當(dāng)代高速鐵路運(yùn)行過(guò)程中的核心技術(shù)。本文主要以和諧號(hào)動(dòng)車(chē)組CRH3型車(chē)為研究對(duì)象，根據(jù)其制動(dòng)防滑系統(tǒng)的方法和原理，分析了該動(dòng)車(chē)組的制動(dòng)防滑系統(tǒng)。針對(duì)4種不同的制動(dòng)方式，進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試，并分析其防滑效率，驗(yàn)證了和諧號(hào)動(dòng)車(chē)組制動(dòng)防滑控制策略的有效性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]李益民，張維.動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)[M].成都：西安交通大學(xué)出版社，2008.

[2]李培曙.防滑器的防滑作用與黏著利[J].鐵道車(chē)輛，1998，36（3）：17-19.

[3]任大慶，陳寧.德國(guó)Knorr公司的MGS1微機(jī)控制防滑器[J].國(guó)外鐵道車(chē)輛，2004，41（3）：26-29.