動(dòng)車組兩種制動(dòng)力分配方式的介紹與探討

張翔 王杰 姚翔

南京中車浦鎮(zhèn)海泰制動(dòng)設(shè)備有限公司 售后服務(wù)部 江蘇南京 211800

近年來(lái)動(dòng)力分散型高速動(dòng)車組在我國(guó)取得了飛速的發(fā)展，誕生了眾多的型號(hào)。所有型號(hào)的動(dòng)車組均采用了微機(jī)控制的再生制動(dòng)+空氣制動(dòng)的復(fù)合電空控制制動(dòng)方式，但不同型號(hào)的動(dòng)車組在制動(dòng)力的分配方式上卻各自采用了不同的方案。在制動(dòng)力的分配方式上，輪軌間的粘著利用、閘瓦的磨耗和制動(dòng)距離等是考慮的重點(diǎn)。本文對(duì)CRH2型動(dòng)車組的編組單元內(nèi)分配方式和CRH3型動(dòng)車組的整車制動(dòng)力管理方式進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行探討。

1 CRH2型動(dòng)車組編組單元內(nèi)分配說(shuō)明

1.1 一動(dòng)一拖

CRH2A型動(dòng)車組采用4動(dòng)4拖的編組形式，如圖1所示：

圖1 CRH2A型動(dòng)車組編組形式

全列車一共分為4個(gè)制動(dòng)單元，每個(gè)單元均為一動(dòng)一拖的形式。制動(dòng)時(shí)，首先采用動(dòng)車的再生制動(dòng)力來(lái)承擔(dān)整個(gè)單元所需的制動(dòng)力；當(dāng)單元所需制動(dòng)力超出動(dòng)車的再生制動(dòng)能力時(shí)，優(yōu)先由單元內(nèi)拖車的空氣制動(dòng)力來(lái)補(bǔ)充；若單元所需制動(dòng)力仍然不夠，則動(dòng)車也施加相應(yīng)的空氣制動(dòng)。

1.2 兩動(dòng)一拖

CRH380A動(dòng)車組采用6動(dòng)2拖的編組形式，如圖2所示：

圖2 CRH380A型動(dòng)車組編組形式

全列車一共分為4個(gè)單元，1、2、3車組成一個(gè)制動(dòng)單元，4車和5車均為獨(dú)立動(dòng)車，6、7、8車組成一個(gè)制動(dòng)單元。制動(dòng)時(shí)，兩動(dòng)一拖的單元首先采用動(dòng)車的再生制動(dòng)力來(lái)承擔(dān)整個(gè)單元所需的制動(dòng)力，2個(gè)動(dòng)車的再生制動(dòng)力優(yōu)先滿足自身所需，如果再生制動(dòng)有富余，各自承擔(dān)拖車所需制動(dòng)力的一半；如果2個(gè)動(dòng)車各自富余的再生制動(dòng)力不能承擔(dān)拖車所需的一半時(shí)，再生制動(dòng)力按最大值輸出，剩下不足部分由拖車自行補(bǔ)充空氣制動(dòng)；如果動(dòng)車的再生制動(dòng)力不能滿足自己所需，那么將不再給拖車承擔(dān)，同時(shí)相應(yīng)補(bǔ)充空氣制動(dòng)力。獨(dú)立M車獨(dú)自進(jìn)行制動(dòng)力管理，當(dāng)再生制動(dòng)不夠時(shí)，施加空氣制動(dòng)補(bǔ)足。

2 CRH3型動(dòng)車組整車制動(dòng)力管理說(shuō)明

CRH3型動(dòng)車組采用4動(dòng)4拖的編組形式，如圖3所示：

圖3 CRH3型動(dòng)車組編組形式

該制動(dòng)控制系統(tǒng)分為三個(gè)級(jí)別：列車級(jí)管理單元（TBM）、網(wǎng)段級(jí)管理單元（SBM）、本地制動(dòng)控制單元（LBCU），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全列車統(tǒng)籌的制動(dòng)力管理模式。兩頭車的制動(dòng)控制單元同時(shí)具有TBM和SBM功能，主控信號(hào)頭車的BCU自動(dòng)成為TBM，兼具SBM功能，另一端的頭車的BCU自動(dòng)成為SBM。TBM負(fù)責(zé)列車級(jí)的制動(dòng)力管理，SBM負(fù)責(zé)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將本網(wǎng)段內(nèi)各LBCU的狀態(tài)信息傳遞給TBM，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向本網(wǎng)段內(nèi)各LBCU分配來(lái)自TBM的命令信號(hào)。

2.1 控制模式

CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)過(guò)程中，在全列范圍內(nèi)最大程度的利用再生制動(dòng)力，當(dāng)再生制動(dòng)不足時(shí)，優(yōu)先由拖車空氣制動(dòng)按一定比例補(bǔ)充。當(dāng)制動(dòng)力仍然不足時(shí)，將在拖車和動(dòng)車上按比例施加空氣制動(dòng)。各SBM匯總本網(wǎng)段的再生制動(dòng)能力與氣制動(dòng)能力信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞給TBM，TBM計(jì)算整列車所需的制動(dòng)力，并匯總整列再生制動(dòng)能力，按照再生能力進(jìn)行優(yōu)先分配，SBM將分配情況傳遞給各自網(wǎng)段內(nèi)M車的LBCU，LBCU向?qū)?yīng)的TCU發(fā)送再生制動(dòng)申請(qǐng)實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)的分配。當(dāng)再生制動(dòng)不能滿足整列車所需制動(dòng)力時(shí)，TBM將整列車還需要補(bǔ)充的制動(dòng)力優(yōu)先分配給拖車空氣制動(dòng)，TBM根據(jù)各SBM匯報(bào)的各拖車制動(dòng)控制單元剩余氣制動(dòng)能力按照比例分配。若此時(shí)拖車的最大可用氣制動(dòng)能力值大于所需補(bǔ)充制動(dòng)力，則拖車按分配值施加空氣制動(dòng)力；若拖車氣制動(dòng)能力值小于TBM分配的值，則不足部分需要施加的氣制動(dòng)力，按各車剩余氣制動(dòng)的能力值按比例進(jìn)行分配。

分配過(guò)程的流程如圖4所示：

圖4 正常模式制動(dòng)力分配流程圖

3 對(duì)比分析

3.1 制動(dòng)力分配策略不同的原因

CRH2型動(dòng)車組采用ARCNET光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各系統(tǒng)的信息交互，且制動(dòng)系統(tǒng)之間未設(shè)置制動(dòng)內(nèi)網(wǎng)，因此制動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)之間無(wú)法進(jìn)行大量信息的交互，制動(dòng)力管理只能采取編組單元管理模式。

CRH3型動(dòng)車組采用MVB多功能車輛總線，雖然制動(dòng)系統(tǒng)之間未設(shè)置制動(dòng)內(nèi)網(wǎng)，但通過(guò)MVB網(wǎng)絡(luò)制動(dòng)系統(tǒng)之間可以進(jìn)行信息交互，因此可以進(jìn)行全列車的制動(dòng)力管理模式。

3.2 對(duì)比說(shuō)明

CRH2型動(dòng)車組采用的編組單元制動(dòng)力管理模式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、故障點(diǎn)少故障率低等特點(diǎn)，但不能充分利用全列再生制動(dòng)力，同時(shí)在切除部分車輛制動(dòng)控制功能時(shí)，由于其他車輛無(wú)法替其承擔(dān)制動(dòng)力，進(jìn)而導(dǎo)致制動(dòng)力會(huì)缺失。

CRH3型動(dòng)車組采用全列進(jìn)行制動(dòng)力管理模式具有充分利用再生制動(dòng)、部分車輛制動(dòng)控制功能切除其他車輛可以替其承擔(dān)等特點(diǎn)，但控制復(fù)雜、故障點(diǎn)多故障率高等劣勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

上述2種制動(dòng)力分配方式主要取決于車輛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在多年的實(shí)際運(yùn)營(yíng)中均取得了良好的成績(jī)，被證明都是行之有效的，各有優(yōu)劣,結(jié)合車輛的不同配置進(jìn)行可靠應(yīng)用。