關(guān)于撒砂裝置在城際動(dòng)車(chē)組上的應(yīng)用及控制邏輯說(shuō)明

中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司 山東 青島 266111

引言

撒砂裝置是近幾年動(dòng)車(chē)組上新增的制動(dòng)控制方式,作為動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分,主要用于動(dòng)車(chē)組起步和制動(dòng)時(shí)通過(guò)控制邏輯進(jìn)行撒砂進(jìn)而增大輪軌間摩擦力的功能[1]。

城際車(chē)多應(yīng)用于珠三角等東南沿海發(fā)達(dá)地區(qū),該地區(qū)普遍存在空氣濕潤(rùn)、雨水較多的特點(diǎn)。增加撒砂功能可以保證城際動(dòng)車(chē)組輪軌出現(xiàn)非正常的油污附著等惡劣工況時(shí),司機(jī)操作制動(dòng)能夠盡快停車(chē),提升進(jìn)站制動(dòng)效果,縮短制動(dòng)距離。

本文詳細(xì)說(shuō)明了撒砂控制裝置的系統(tǒng)組成,在城際動(dòng)車(chē)組上的設(shè)備布置、安裝方案和控制邏輯等,并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)高速城際動(dòng)車(chē)組的高速撒砂和低速撒砂工況進(jìn)行說(shuō)明。

1 撒砂方案概述

1.1 撒砂設(shè)備布置 8編組城際動(dòng)車(chē)組在其1、2、7、8車(chē)共6根軸上設(shè)置撒砂裝置,三個(gè)軸用于前向撒砂,另外三根軸用于后向撒砂。

1.2 撒砂系統(tǒng)組成 撒砂裝置主要由撒砂控制箱、撒砂單元、撒砂加熱器、砂箱、砂箱蓋等組成。其中,砂箱和控制箱安裝在車(chē)體底架上,撒砂口(含加熱器)安裝于轉(zhuǎn)向架上。控制箱從總風(fēng)管取風(fēng),通過(guò)兩根風(fēng)管和砂箱底部的撒砂單元相連,撒砂單元底部通過(guò)軟管和轉(zhuǎn)向架上撒砂口(含加熱器)相連。

2 電氣控制方案

2.1 電氣控制邏輯

撒砂系統(tǒng)的電氣控制邏輯如上圖所示,圖中:MCR為主控指令,當(dāng)1車(chē)投主控時(shí)1車(chē)MCR觸點(diǎn)閉合;S1為撒砂按鈕;BCU為制動(dòng)控制裝置;Fsand為前向撒砂繼電器;Hsand為后向撒砂繼電器。撒砂控制主要分為自動(dòng)撒砂和手動(dòng)撒砂兩種

2.1.1 手動(dòng)撒砂控制 城際動(dòng)車(chē)組司機(jī)室操縱臺(tái)設(shè)置“撒砂”按鈕(S1),按鈕采用自復(fù)位按鈕。以1車(chē)為例,當(dāng)1車(chē)投入主控鑰匙后,一車(chē)MCR繼電器觸點(diǎn)閉合,此時(shí)當(dāng)按下1車(chē)撒砂按鈕(S1)后。撒砂按鈕(S1)信號(hào)發(fā)送到中央裝置,并通過(guò)列車(chē)通訊網(wǎng)絡(luò)和各車(chē)網(wǎng)絡(luò)終端裝置發(fā)送到各車(chē)制動(dòng)控制裝置(BCU)。中央裝置發(fā)送到各BCU的數(shù)據(jù)包含動(dòng)車(chē)組前向、后向、主控以及撒砂請(qǐng)求等指令信號(hào)。1、2、7、8車(chē)的BCU根據(jù)接收到的城際動(dòng)車(chē)組前向、后向運(yùn)行狀態(tài)并結(jié)合接收到的撒砂按鈕(S1)輸出的撒砂控制信號(hào),綜合判斷后進(jìn)行撒砂。(1車(chē)3軸、2車(chē)3軸、7車(chē)3軸一組,或2車(chē)2軸、7車(chē)2軸、8車(chē)2軸另一組)

在手動(dòng)撒砂過(guò)程中,司機(jī)須長(zhǎng)按撒砂按鈕(S1),中央裝置接收到手動(dòng)撒砂信號(hào)后,通過(guò)各車(chē)網(wǎng)絡(luò)終端裝置將手動(dòng)撒砂信號(hào)發(fā)送至全列BCU,同時(shí)BCU會(huì)根據(jù)此時(shí)城際動(dòng)車(chē)組的速度決定撒砂時(shí)間,當(dāng)城際動(dòng)車(chē)組速度在5km/h以下時(shí),BCU允許一次性手動(dòng)撒砂不超過(guò)10S,即5km/h以下時(shí)手動(dòng)操作撒砂按鈕10S以上撒砂失效;直到復(fù)位按鈕后再次進(jìn)行撒砂操作才能繼續(xù)執(zhí)行手動(dòng)撒砂指令;5km/h以上時(shí),按下撒砂按鈕進(jìn)行撒砂,BCU不進(jìn)行撒砂時(shí)間限制直到復(fù)位撒砂按鈕為止。

2.1.2 自動(dòng)撒砂控制 當(dāng)各車(chē)BCU在最大常用制動(dòng)(7N)、快速制動(dòng)(EB)、緊急制動(dòng)(UB)等制動(dòng)工況下檢測(cè)出動(dòng)車(chē)組出現(xiàn)嚴(yán)重滑行時(shí),向各車(chē)網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)送撒砂請(qǐng)求信號(hào),終端裝置將撒砂請(qǐng)求發(fā)送給中央裝置,中央裝置接收到任一車(chē)輛終端裝置發(fā)來(lái)的撒砂請(qǐng)求信號(hào)后,向各車(chē)BCU統(tǒng)一下發(fā)撒砂控制指令。

BCU在接收到中央裝置發(fā)送的撒砂控制指令后,BCU控制撒砂繼電器得電。(1車(chē)主控時(shí),1、2車(chē)前向撒砂繼電器(Fsand)得電;8車(chē)主控時(shí),7、8車(chē)后向撒砂繼電器(Hsand)得電。

1、2車(chē)撒砂繼電器得電后控制1、2、7車(chē)3軸撒砂裝置進(jìn)行撒砂操作,7、8車(chē)撒砂繼電器得電后控制2、7、8車(chē)2軸撒砂裝置進(jìn)行撒砂操作,直到各車(chē)BCU不再檢測(cè)到動(dòng)車(chē)滑行,BCU控制撒砂繼電器失電,撒砂指令消失撒砂解除。

2.2 撒砂分級(jí)控制[2]動(dòng)車(chē)組在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中速度越高,輪軌黏著越差,不同速度等級(jí)車(chē)速對(duì)于撒砂功能的需求不同,城際動(dòng)車(chē)組結(jié)合實(shí)際運(yùn)行工況和不同速度等級(jí)撒砂對(duì)比分析,選取160kmh作為撒砂裝置高低速的判斷依據(jù),具體如下所示:

圖中160SAR為160kmh速度指令繼電器,當(dāng)動(dòng)車(chē)組車(chē)速低于160kmh時(shí),BCU控制160SAR繼電器得電。

1、2、7、8車(chē)?yán)肂CU輸出的160km/h速度信號(hào),進(jìn)行高速撒砂和低速撒砂控制分別控制。低于160km/h時(shí)動(dòng)車(chē)組進(jìn)行低速撒砂,高于160km/h,進(jìn)行高速撒砂。

3 結(jié)論

撒砂系統(tǒng)作為城際動(dòng)車(chē)組的制動(dòng)性能的重要部件,能夠有效改善惡劣軌道環(huán)境下城際動(dòng)車(chē)組車(chē)起步和制動(dòng)時(shí)的粘著系數(shù),增大輪軌間摩擦,對(duì)于城際動(dòng)車(chē)組正常運(yùn)營(yíng)及行車(chē)安全具有重要意義。本文詳細(xì)敘述了撒砂裝置在城際動(dòng)車(chē)組上的應(yīng)用情況,包括撒砂系統(tǒng)的設(shè)備布置、撒砂系統(tǒng)的組成、撒砂系統(tǒng)的電氣控制方案等。并結(jié)合動(dòng)車(chē)組運(yùn)行規(guī)律和線(xiàn)路實(shí)際工況選取160kmh作為撒砂裝置高低速的判斷標(biāo)準(zhǔn),以上對(duì)于撒砂裝置在城際動(dòng)車(chē)組上的設(shè)計(jì)和控制說(shuō)明,對(duì)于動(dòng)車(chē)組實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的安全、穩(wěn)定具有重要意義。