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1、CRH2 型动车组制动控制CRH2 型动车组制动采用 ATP 与司控制动控制器控制两种方式,为具有再生制动的电指令空气制动方式。根据指令类 型的不同,制动控制分为常用制动、快速制动、紧急制动、 辅助制动和耐雪制动五种模式。对应的控制线如下:常用制动(6l67 线、10 线加压);快速制动(152 线不加压、10 线加压);紧急制动(153 线、154 线不加压);辅助制动(41、461 线之间加压);耐雪制动(157 线加压)。9.6.1 电控制动系统的组成及功能电控制动系统由再生制动和电气控制的空气制动系统两部分组成。再生制动系统是利用电动机工作在发电状态产 生电制动力.制动力直接作用于车轴
2、上;空气制动系统是气压一油压变换的盘式摩擦制动装置,制动力作用于轮对上。 正常情况下,高速以电制动为主,制动力不足部分由空气制 动完成;5km/h 以下时再生制动退出。再生电制动故障时, 空气制动能提供足够的制动力。图 9.52 是制动控制系统的结构图.制动系统由制动控制器BCU、主变流器(再生模式下)、电控阀EP 中问继电器、制动阀等部分构成。系统的核心是制动控制器 BCU。图 9.52 中的左右两部分分别是动车和拖车的制动控制系统的结构图, 其差别在于动车中主变流器参加制动,制动力由两部分组成; 拖车中只有空气制动,没有再生制动。制动控制器接收来自于制动手柄或 ATP 的制动指令(通过贯通
3、线和光纤).如果是拖车,制动控制器根据指令和车重(根据空气弹簧压力 asl 和 as2 计算出)决定制动力的大小, 并将制动力传给主变流器作为再生电制动力指令,同时主变流器也将实际的制动力传给制动控制器。制动控制器计算出制动力不足部分,通过电流指令传给电空变换阀,电空变换阀将其转化为空气压力信号,中继阀进行流量放大后使制动缸产生相应的制动压力。紧急制动时,制动指令不通过制动控制器直接加给中继阀以产生最大的制动力。拖车的制动过程与动车制动的差别在于不存在制动力分配的问题,制动力完全由空气制动产生。制动控制器根据制动指令,全部制动力指令传给电空变换阀,变换阀输出量 经中继阀放大后,经制动缸产生制动
4、力。9.6.2 常用制动控制常用制动分 7 级,制动命令大小由 6167 线来传递, 用 10 线加压来决定再生制动是否实施。制动指令送人车辆信息控制中央装置,通过光纤传给制动控制器。同时,为了保证制动的安全性,67 线也贯通连接到各车辆的制动控制器, 表示常用最大制动指令。常用制动指令的发送源为制动设定器、ATP、制动换读指令器。根据制动设定器的操作位置,B1 非 RB7 非 R 被励磁, 通过其 a 接点来加压 6167 线。在超过限制速度后,通过ATP 起动常用制动,释放快速制动继电器 NBR,通过 NBR 的常闭接点来励磁 ATCBR,ATCBR 常开接点闭合,61、66、67 线被加
5、压,发出常用最大制动指令。若通过 ATP 判断 B1 或B4 挡制动已经足够时,单独励磁 ATCKBIR 或励磁ATCKBIR 和ATCKB4R,加压 61 线或 64 线,发出 1 挡或 4 挡制动指令。电路原理参见 9.3.6 中的“(6)ATP 制动指令”。若需其他机车救援时,通过与机车的制动风压管(BP 管) 连接,将 BP 压力传给制动换读指令器,制动换读指令器将根据BP 压力,加压X61X67 线,励磁B1 非RB7 非R,产生制动指令。如接受相同型号动车组救援时,直接连接车辆间的连接线,直接加压贯通线(6167 线)。若有再生制动指令时,10 线被加压,电一空协调控制产生制动力,
6、再生制动优先,不足部分由空气制动补充输出。 再生制动指令只在车速 5km/h 以上时才能发出。在制动控制器故障时,启动辅助制动,再生制动指令无法发出。原理可 参见 9.3.3 中“(5)再生电制动有效指令”。9.6.3 快速制动快速制动指令由贯通线152 线向制动控制器传递,当152 线在得电状态时保持快速制动为关闭状态,在 152 线没有被加电压时,制动控制器启动快速制动。这种设置在断线故障 发生时直接产生快速制动指令,以保证安全。快速制动具有 常用 7 级制动 1.5 倍的制动力,快速制动指令可通过操作司机制动控制器发出,也可由ATR 通过释放 EBR 发出,控制逻辑参见图 9.24。(1
7、) 制动设定器操作制动设定器手柄在快速位时由快速位置继电器控制,制 动设定器快速位置继电器(B 非 R)变为非励磁时,其常开接点打开,断开 152 线的电压,发出快速制动指令。(2) 通过ATP 的快速制动在列车未能减速到闭塞区间设定的速度时,ATP 释放的快速制动继电器 EBR,其常开触点断开,断开 152 线的电压,发出快速制动指令。若 ATP 故障时处在隔离位,隔离开关ATPCOS 处在隔离的位置(ATPCOR 励磁)时,用于 ATP 快速制动的继电器 EBR 不能动作。(3) 通过释放 JTR 的快速制动JTR 释放时,其常开触点断开 152 线电压。JTR 的释放逻辑参见图 9.29
8、。154D 线在无电压时,JTRTD 落下,时间延迟后JTR 的励磁停止。154D 线是一条紧急制动命令的贯通线,失压后产生紧急制动,同时释放JTR 发出快速制动指令,制动控制器按快速制动力和紧急制动力二者的取大执行。导致 154 线失压的条件有:MR 压力降低总风管用气压开关MRHPS 对两端头车的总风管压力进行检测,低于设定值(59010)kPa时,断开常开触点。MRHPS 的触点断开后,断开 153K 继电器,153 线为不加压。154 线通过主控继电器 MCR 的触点向 154 线加压,因此 153 线不加压时,154 线被断开,JTR 失电非励磁。列车分离列车分离处的前位一侧的车辆电
9、气连接器断开,154 线没有被加压,JTR 被消磁,快速制动发挥作用。检测制动力不足在检测到制动力不足时,UBTRl 和 UBTR2 失电。UBTRl 常开触点断开 UV 和 UVR 的加压电路。UV 失电后,车辆紧急制动。与此同时,因 UVR 断开 154D 的供电电路,因此 JTR被消磁,发出快速制动指令。逻辑控制可以参见 9.3.6 中的图 9.32 和图 9.33。拔取制动设定器制动手柄在拔取位时,B 运非 R 失电,其常开触点断开, 主控继电器 MCR 失电,154D 至JTRTD 的供电线路被断开,JTR 失电。控制逻辑可参见图 9.27 和图 9.29。乘务员开关处理紧急情况下,
10、乘务员断开车辆内的紧急制动开关 UBSl 或UBS2,UBSl 和UBS2 串联在 154 线中,开关断开时,断开154A 线,JTR 失电。(4) 与再生制动的关联制动设定器置于快速位置时,10 线也处于被加压的状态。由 ATP 引起的快速制动时,由于在释放 ATP 快速制动器 EBR 的同时,也释放 APP 常用 NBR,所以 ATCBR 在 JTR 失电时仍被励磁,ATCBR 的常开接点变为关闭状态,10 线被加压。所以在发出快速制动指令时,牵引变流器输入 10 线加压向制动装置发出快速制动指令,再生制动同时起作用。9.6.4 紧急制动控制153 线失压时传送紧急制动指令,也是一种故障时
11、保证安全的设计。153 线的电压由 153K 继电器的常开触点控制, 153K 得电励磁时,153 线加压。同时 154 线通过主控继电器MCR 的触点向 154 线加压,因此,在 153 线失压发出紧急制动时,154 线失压,导致 JTR 失电,152 线失压,紧急制动的同时发出快速制动指令。153K 的动作逻辑参见图 9.25, 紧急制动指令由 153C 线传给制动控制器,153C 失压后,紧急制动阀 UV 和紧急制动阀继电器 UVRlUVR3 失电,状态自锁,参见图 9.33。紧急制动命令由下列条件之一可以激发:列车分离列车分离处前位一侧(司机操作位)的车辆只有 154 线系统没有被加压
12、,JTR 被消磁,快速制动发挥作用。在列车分离处的后位一侧的车辆,153 线和 154 线一起变为无压,在紧急制动电磁阀(UV)消磁、紧急制动作用的同时,JTR 失压, 发出快速制动指令。参见图 9.33。总风管压力降低总风管用气压开关MRHPS 对两端头车的总风管压力进行检测,低于设定值(59010)kPa时,断开常开触点。MRHPS 的触点断开后,断开 153K 继电器,153 线为不加压,154 线被断开,JTR 失压发出快速制动指令。参见图 9.29。检测制动不足在检测到制动不足时,UBTR 失电,紧急制动阀 UV 和紧急制动阀继电器 UVRlUVR3 供电线路断开。UV 失电后发出紧
13、急制动指令。同时,因 UVRl 的常开触点动作断开了 154 线的 154A 一 154K 之间供电线路,JTR 被消磁,发出快速制动指令。制动设定器手柄在拔取位制动手柄在拔取位时,主控制继电器 MCR 失电非励磁, MCR 常开触点断开的 153K,153 线失压,发出紧急制动指令,参见图 9.25;同时 154 线失压,JTR 失电非励磁,152 线失压,发出快速制动指令,JTR 动作逻辑参见图 9.29。紧急制动发生后不能自恢复,只有在紧急制动激发条件消失后,制动手柄在快速制动位时,按下复按键UBRS,紧急 制动才能复位。9.6.5 耐雪制动耐雪制动的目的是下雪时防止积雪进入制动盘和闸瓦
14、 之间。当耐雪制动时,轻轻地将闸瓦压紧,关闭闸片和制动 盘之间的缝隙。耐雪制动由 157 线来传递,司机通过操作操纵台的耐雪开关,157 线被加压,经由列车信息控制装置, 将指令输送到各车辆的制动控制器 BCU,BCU 通过速度检测,在llOkm/h 以下时进行耐雪制动。9.6.6 辅助制动在制动控制装置发生故障或制动指令线切断以及急救 等情况下使用辅助制动。使用辅助制动时,投入操纵台上平 时被断开的辅助制动断路器 SBNl 和配电盘上的 SBN2,辅助制动继电器 SBNR 被励磁。与制动设定器配合,根据手柄位置,从辅助制动模式产生器向贯通的 411 线、461 线输出不同的交流电压。每节车辆
15、辅助制动模式产生器将 411 线和461 线的电压变压和整流后供给制动控制装置,直接控制电控转 换阀 EP 阀,产生制动力。由此制动指令不经列车信息控制装置的制动控制路径,直接传到电控转换阀,提高了其可靠 性。辅助制动分 4 挡,挡位生成如图 9.53图 9.58 所示。在辅助制动开关 SBNl 合上后,其常开辅助触点闭合,辅助制动继电器 SBNR 得电闭合。图 9.53 中,制动手柄在 l3 级时,继电器 B1-3K 得电。图 9.58 中B1-3K 的常触点闭合, 来自 APT 的交流电压经 SBT 降压,由辅助制动开关 SBN2 输出到SBTl 的初级,隔离后经 411B 和 411C 输出,经 411C 和4llB 交流信号经整流滤波后直接传给制动控制器 BCU,生成1 级辅助制动模拟指令。同样的原理,制动手柄在 4 位和 5 位时,生成 2 级辅助制动指令;制动手柄在 6 位和 7 位时,生成 7 级辅助制动指令。图 9.57 是最大辅助制动指令条件,制动手柄在快速制动位或拨取位,或其他条件激发了 JTR 条件时,生成最大辅助制动指令,输向制动控制器的模拟量也最大。辅助制动时,辅助继电器 SBNR 的常闭触点为断开状态, 再生指令线10 线失压,再生制动不会发挥作用,参见图9.26。