馬其頓電力機車司機制動閥研制

楊智 王書靜 周士華

摘要：介紹了馬其頓電力機車司機制動閥的組成，對其工作原理和實現(xiàn)方法進行了說明。性能測試表明，該司機制動閥符合UIC標準的要求，可為今后出口機車制動系統(tǒng)的研制提供參考。

關鍵詞：司機制動閥;UIC;列車管

0? ? 引言

馬其頓電力機車是中國出口歐洲市場的一款新型電力機車，機車需要通過TSI認證，符合UIC相關標準要求。馬其頓電力機車制動系統(tǒng)以自主研發(fā)的DK-2制動系統(tǒng)為基礎，并按照UIC標準要求進行改進，這是國產(chǎn)機車制動系統(tǒng)首次出口歐洲市場，打破了國外制動產(chǎn)品對歐洲市場的壟斷。

1? ? 司機制動閥的組成

馬其頓電力機車司機制動閥以成熟的DK-2制動系統(tǒng)列車均衡控制模塊為基礎，結(jié)合UIC標準的要求，進行了優(yōu)化改進。司機制動閥如圖1所示，主要由自動制動控制器、過充按鈕、制動控制單元（BCU）、中繼閥、緊急閥、制動電空閥、緩解電空閥、過充電空閥、均衡風缸、過充風缸等組成。

1.1? ? 自動制動控制器

自動制動控制器（以下簡稱“大閘”）采用位置閘，從遠離至靠近司機側(cè)設置位置包括：快速緩解位（FS）、運轉(zhuǎn)位（RP）、1～7級制動位、全制動位（MB）、緊急位（EB），同時緊急位還具備機械排風口，能夠快速排放列車管的壓力空氣。

1.2? ? 中繼閥

中繼閥是司機制動閥的執(zhí)行元件，它根據(jù)均衡風缸的壓力變化來控制列車管的壓力變化，從而完成列車的制動、保壓、緩解和過充。

1.3? ? 制動控制單元

制動控制單元（BCU）是司機制動閥的核心控制部件，用來實時、快速處理制動機模擬量、網(wǎng)絡通信數(shù)據(jù)以及制動機信息化數(shù)據(jù)，實現(xiàn)機車制動機模擬與邏輯控制，制動機狀態(tài)監(jiān)控及故障檢測、診斷、顯示、告警，數(shù)據(jù)記錄存儲，網(wǎng)絡通信等功能。

1.4? ? 緊急閥

緊急閥采用SIFA閥，該閥由緊急電空閥、緊急隔離塞門、壓力開關組成。該閥與列車管相連，當緊急電空閥失電時，緊急閥閥口打開，能迅速將列車管的壓力空氣排放到大氣中。

2? ? 工作原理

司機制動閥的工作原理是通過大閘、按鈕等操作部件發(fā)出指令至BCU，BCU根據(jù)接收到的指令信號，使制動/緩解電空閥得失電，從而控制均衡風缸壓力，中繼閥根據(jù)均衡風缸的壓力控制列車管的制動與緩解。列車管控制的管路原理如圖2所示。

2.1? ? 階段制動

階段制動時，BCU可根據(jù)大閘位置，輸出固定的目標值，緩解電空閥失電，保護電空閥、制動電空閥得電，排放均衡風缸中的壓力，直到均衡風缸的壓力達到目標值，中繼閥根據(jù)均衡風缸的壓力控制列車管減壓。

2.2? ? 階段緩解

階段緩解時，BCU可根據(jù)大閘位置，輸出固定的目標值，緩解電空閥、保護電空閥得電，制動電空閥失電，總風向均衡風缸充風，總風經(jīng)11濾塵器、14總風遮斷閥、16中繼閥通路向列車管充風緩解?？炀忞娍臻y失電，快緩切換閥通路關閉。

2.3? ? 緊急制動

緊急制動采用失電緊急制動，緊急電空閥串聯(lián)在外部緊急環(huán)路中，緊急環(huán)路中的任意節(jié)點斷開，緊急電空閥失電，緊急閥控制口的壓力排至大氣，打開緊急閥排風口，加速列車管排風。當列車管壓力低于3 bar時，緊急壓力開關輸出緊急反饋信號，當BCU收到緊急反饋信號后，控制中立電空閥得電，總風遮斷閥動作，遮斷總風向列車管充風通路。

2.4? ? 快速緩解

根據(jù)UIC 541-03要求，快速緩解是在不改變列車管定壓的前提下，提高總風向列車管的充風流量，從而加速列車緩解。因此增加了一條總風向列車管充風通路，當大閘置快速緩解位時，快緩電空閥得電，快緩切換閥動作，大流量通路被打開，總風同時經(jīng)過11濾塵器和12快緩切換閥兩條通路向列車管充風，加速列車管緩解。兩條通路都加裝縮堵，可以調(diào)節(jié)緩解時間。

2.5? ? 過充

馬其頓電力機車司機制動閥采用的是低壓過充，即按壓過充按鈕時，BCU控制過充電空閥得電，總風向過充風缸充風，中繼閥過充孔通入壓力，從而使列車管高于定壓0.4 bar。過充電空閥和過充風缸出口設計了縮堵，可以控制過充消除滿足60～75 s下降0.15 bar的要求。當大閘位于制動位時，按壓過充按鈕，BCU不輸出過充指令，過充不允許施加。

2.6? ? 司機制動閥隔離

處于補機模式時，可通過隔離開關使列車管遮斷電空閥得電，列車管遮斷閥動作，切斷補機司機制動閥與列車管通路，隔離司機制動閥，避免與主控機車司機制動閥沖突。

3? ? 性能測試

按照UIC 541-03—2015標準6.1.4，對馬其頓電力機車司機制動閥進行性能測試，結(jié)果如表1所示。

測試結(jié)果表明，馬其頓電力機車司機制動閥滿足UIC 541-03—2015標準中規(guī)定功能要求和性能要求。

4? ? 結(jié)語

馬其頓電力機車司機制動閥是按照UIC標準要求功能和性能參數(shù)研制的，目前已完成了例行試驗、型式試驗，并通過了整車制動系統(tǒng)試驗，該車已在馬其頓投入使用，現(xiàn)場運用情況良好，司機制動閥性能穩(wěn)定可靠。

[參考文獻]

[1] 劉豫湘，陸縉華，潘傳熙.DK-1型電空制動機與電力機車空氣管路系統(tǒng)[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

[2] 制動—制動部件技術規(guī)范（司機制動閥）：UIC 541-03—2015[S].

收稿日期：2020-03-19

作者簡介：楊智（1985—），男，安徽當涂人，工程師，研究方向：機車制動系統(tǒng)設計。