1、-. z.摘要隨著高速動車組在我國鐵路運輸中所占比例不斷增長，對動車組的運用維修已經(jīng)成為當前鐵路運輸中，急待攻關解決的一項重要課題。并且將對我國鐵路邁向高速時代，起到至關重要的作用。制動控制裝置BCU是動車組制動系統(tǒng)的關鍵部位，制動控制裝置BCU負責在動車組運行過程中監(jiān)控動車組制動系統(tǒng)相關的各項信息數(shù)據(jù)，并通過傳輸和接收各項控制指令實現(xiàn)動車組的制動控制。制動控制不僅關系到動車組的運行穩(wěn)定性，而且關系到動車組的行車平安。本畢業(yè)設計介紹了動車組制動系統(tǒng)和概要了CRH2A型動車組在空氣制動切除情況下的制動控制現(xiàn)狀，并就現(xiàn)階段CRH2A型動車組空氣制動切除邏輯控制中存在的問題提出了優(yōu)化建議。關鍵詞：動

2、車組；制動系統(tǒng)；制動切除；優(yōu)化目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc481089206第1章緒論 PAGEREF _Toc481089206 h 1HYPERLINK l _Toc4810892071.1 研究背景 PAGEREF _Toc481089207 h 1HYPERLINK l _Toc4810892081.2研究思路 PAGEREF _Toc481089208 h 1HYPERLINK l _Toc481089209第2章動車組制動系統(tǒng)分析 PAGEREF _Toc481089209 h 1HYPERLINK l _Toc4810892102.1 制動系統(tǒng)

3、的根本概念 PAGEREF _Toc481089210 h 1HYPERLINK l _Toc4810892112.2 動車組制動系統(tǒng)的組成及特點 PAGEREF _Toc481089211 h 1HYPERLINK l _Toc4810892122.3 CRH2動車組制動特性 PAGEREF _Toc481089212 h 1HYPERLINK l _Toc481089213第3章關門車 PAGEREF _Toc481089213 h 1HYPERLINK l _Toc4810892143.1關門車作用 PAGEREF _Toc481089214 h 1HYPERLINK l _Toc481

4、0892153.2關門車編掛位置的要求 PAGEREF _Toc481089215 h 1HYPERLINK l _Toc4810892163.3關門車關門車編掛位置的原因 PAGEREF _Toc481089216 h 1HYPERLINK l _Toc481089217第4章 CRH2A動車組制動切除處理方法及改良設計 PAGEREF _Toc481089217 h 1HYPERLINK l _Toc4810892184.1制動切除(關門車)操作方法 PAGEREF _Toc481089218 h 1HYPERLINK l _Toc4810892194.2概述及存在問題 PAGEREF _

5、Toc481089219 h 1HYPERLINK l _Toc4810892204.3動車組空氣制動切除邏輯的優(yōu)化方案 PAGEREF _Toc481089220 h 1HYPERLINK l _Toc481089221參考文獻 PAGEREF _Toc481089221 h 1HYPERLINK l _Toc481089222致 PAGEREF _Toc481089222 h 1-. z.CRH2動車組制動切除處理方法及改良設計第1章緒論1.1 研究背景自從1825年世界上第一條鐵路建成并通車開場，鐵路逐漸成為了交通運輸中的重要運輸方式之一。快速、可靠、舒適、經(jīng)濟和環(huán)保是鐵路在與其他運輸方

6、式的競爭中取勝的先決條件，許多國家都在通過新建或改建既有線開展高速鐵路。國際上一般認為，高速鐵路動車組是最高運行時速在200公里以上的鐵路運輸系統(tǒng)。所謂動車組就是由假設干動力車和拖車或全部由動力車長期固定連掛在一起組成的車組。高速動車組的牽引動力配置根本上有兩種型式，即集中配置型和分散配置型。傳統(tǒng)的機車牽引形式就是牽引動力集中配置，列車由一臺或幾臺機車集中于一端牽引。由于機車總功率受到限制，難以滿足進一步提高速度的要求。動車組編組中的車輛全部為動力車，或大局部為動力車，即牽引動力分散配置。由于動車組可以根據(jù)*條線路的客流量變化進展靈活編組，可以實現(xiàn)高密度小編組發(fā)車以及具有平安性能好、運量大、往

7、返不需掉轉車頭、污染小、節(jié)能、自帶動力等優(yōu)點，受到國內外市場的青睞，應用也越來越廣泛，被稱為鐵路旅客運輸?shù)纳姟５诹舞F路大提速，以“和諧號為代表的高速動車組，如梭箭般穿行于大江南北，將中國鐵路帶入高速時代，我國既有線路列車運行速度也一舉到達世界先進水平，鐵路運輸事業(yè)呈現(xiàn)飛速開展全新局面，高速動車組以其平安，準時，快速，舒適，節(jié)能，環(huán)保，等諸多優(yōu)點，高速動車組是在現(xiàn)代科學技術的根底上開展起來，同時也帶動并促進了科學技術開展，高速動車組有別于現(xiàn)在運用的內燃，電力機車。其區(qū)別在于動車組各部件大量運用高新技術，特別是在轉向架構造，車體輕量化，列車動力分配，電傳動控制技術，列車信息網(wǎng)絡及制動系統(tǒng)都具

8、有各自的高科技含量。高速動車組制動系統(tǒng)具有先進科技技術,其中以CRH2型動車組最為知名。1.2研究思路在對動車組制動切除處理方法及優(yōu)化研究中，始終堅持以當前工作所從事的動車組運用檢修為根底，依據(jù)鐵道部頒發(fā)的各類作業(yè)標準、規(guī)章，嚴密結合現(xiàn)場實際情況，研究優(yōu)化當前檢修模型，并投入實踐檢驗，從實踐中不斷的修改完善研究的系統(tǒng)模型，真正使研究的內容和成果與現(xiàn)場實際的相一致，有相當高的價值。第2章動車組制動系統(tǒng)分析2.1制動系統(tǒng)的根本概念人為地制止列車運動，包括使其減速、阻止其運動或加速，均可稱為制動。反之，對已施行制動的列車，解除或減弱其制動作用，均稱為緩解。為了使列車能施行制動和緩解而安裝在列車上的一

9、整套設備，總稱為制動裝置。我國鐵路廣泛使用的空氣制動裝置從構造上可分為制動機和根底制動裝置兩個組成局部。制動機是產生制動原動力并進展操縱和控制的局部，如盤形制動裝置中的制動缸、分配閥等；根底制動裝置是傳送制動原動力并產生制動力的局部，如盤形制動裝置中的制動夾鉗。對于動車組來說，制動的重要性早已不僅僅是平安問題了，它已成為限制列車速度進一步提高的重要因素；要做到列車的高速，除了要有很大的牽引力功率之外，還必須有足夠強大的制動能力。動車組制動系統(tǒng)的分類制動分類標準動車組制動系統(tǒng)的分類制動方式有多種分類標準，下面主要介紹如下兩種：1按制動力的操縱控制方式，動車組所采用的制動方式可分為空氣制動、電空制

10、動和電制動三類。2動車組制動作用按用途可分為如下四大類：常用制動、非常制動、緊急制動、輔助制動。2.2 動車組制動系統(tǒng)的組成及特點 A.動車組制動系統(tǒng)的組成動車組運行速度高，給列車的制動能力、運行平穩(wěn)性等方面提出一系列挑戰(zhàn)。因此，高速動車組必須裝備高效率和高平安性的制動系統(tǒng)，為列車正常運行提供調速和停車制動的手段。并在意外故障或其它必要情況下具有盡可能短的制動距離。此外，高速運行的動車組對制動系統(tǒng)的可靠性和制動時的舒適度也提出了更高的要求。所以，動車組制動系統(tǒng)的性能和組成與普通列車完全不同，他是一個能提供強大制動力并能更好利用黏著的復合制動系統(tǒng)，包括多個字系統(tǒng)，主要由電制動系統(tǒng)、空氣制動系統(tǒng)、

11、防滑裝置和制動控制系統(tǒng)等組成。制動時采用電制動與空氣制動聯(lián)合制動的方式，且以電制動為主。B.動車組制動系統(tǒng)的特點1制動能力強、響應速度快2制動力分配的準確性和一致性高3故障導向平安 a.多級制動控制方式 b.制動能力的冗余4制動沖力小2.3 CRH2動車組制動特性A.制動模式針對性強，趨于智能化CRH2型動車組的制動系統(tǒng)具有多種制動控制方式，可以滿足不同運行條件下對列車制動的需求。行車中，動車組制動控制裝置能承受列車信息網(wǎng)絡或司機操縱動作等指令，進展常用制動、快速制動、緊急制動、耐雪制動等相應的制動動作。1常用制動特性。常用制動的制動力共分為7級，行車操縱中使用時機最多。系統(tǒng)在制動時自動進展延

12、遲充氣控制，M車(動車)上產生的電氣再生制動除滿足本車制動力要求外，多余制動力用來代替T車(拖車)的一局部制動力，T車制動力缺乏時則由其空氣制動力補充，從而維持本制動單元(一個動車和一個拖車構成一個制動單元)所需要的制動力，并實現(xiàn)和保持規(guī)定減速度。另外制動系統(tǒng)還具有空、重車載荷適應功能，制動力能夠自動按需變化，維持一定的減速度。2快速制動特性。動車組的快速制動功能，具有比常用制動高15倍的制動力。在司機操作制動手柄時，或動車組運行中未能減速到在閉塞區(qū)問規(guī)定的出口速度時，控制裝置承受ATP、LKJ的指令發(fā)出快速制動動作。3緊急制動特性。當出現(xiàn)動車組別離、總風壓力缺乏等緊急情況時，或制動手柄在取出

13、位時系統(tǒng)發(fā)出緊急制動動作指令。緊急制動沒有空重車載的調節(jié)功能。緊急制動為純空氣制動，當列車速度160200kmh，低減速度06ms2；在160kmh以下，較高減速度0778ms2。緊急制動指令發(fā)出時，快速制動指令同時輸出，這種情況下，緊急制動作為“熱備份方式，只有制動裝置發(fā)生故障的車輛才產生緊急制動，而其他制動裝置正常的車輛則產生快速制動模式下對應的減速度。4輔助制動特性。輔助制動是制動控制裝置發(fā)生故障或制動指令出現(xiàn)斷線現(xiàn)象時使用。上述情況發(fā)生時，司機操作控制臺上的控制開關及“TC車配電盤輔助開關便能發(fā)出動作。但與常用制動、快速制動不同的是，制動系統(tǒng)發(fā)出規(guī)定的制動力與發(fā)出輔助制動時動車組的速度

14、上下無關。5耐雪制動特性。耐雪制動模式是防止雪塊進入制動盤和閘片間的空隙，造成摩擦力減弱而專門設置的。在耐雪制動模式下，在活塞的作用下，閘片輕輕的壓住制動盤面，有效減少兩者間隙，防止雪塊進入。該制動作用在速度110Kmh以下，司機操作耐雪制動開關和操作制動手柄的條件下產生，制動缸壓力設定值為60 4-20kpa。B.制動操作靈活，作用靈敏司機對動車組進展制動操作時，列車減速快，動車組前后車輛制動、緩解效果根本同步。動車組在兩端頭車的司機室設有制動控制器，當轉動制動手柄時，同軸的凸輪組接通或斷開不同電路接點從而形成制動指令，經(jīng)列車信息監(jiān)控系統(tǒng)傳送到每輛車的制動控制裝置，有制動控制裝置的制動控制單

15、元運算，按制動控制規(guī)律控制EP閥電磁部，并經(jīng)中繼閥送出壓縮空氣到增壓氣缸，由根底制動裝置完成制動作用。CRH2型高速動車組制動系統(tǒng)采用電氣指令，是微機控制直通式電控制動。制動指令的接收、處理以及電氣制動與空氣制動配合等內容，一般都由微機系統(tǒng)來完成。動車組制動控制裝置包括制動控制單元、EP閥、中繼閥、空重調整閥、緊急制動電磁閥等部件。載荷調壓裝置采集的信號來自空氣彈簧空氣壓力變化值，空氣彈簧壓力通過傳感器轉化為與車重相應的電信號，制動控制單元根據(jù)制動指令及車重信號計算出所需的制動力，并向電氣制動控制裝置發(fā)出制動信號，電氣制動控制裝置控制電氣制動產生作用，并將實際制動力的等值信號反應到制動控制器，

16、制動控制器進展計算，并把與計算結果相應的電信號送到中繼閥，中繼閥進展流量放大后，使制動缸獲得相應的壓力。拖車常用制動時，制動控制裝置的動作過程與動車的根本一樣，但是因為沒有電氣制動，所有不必進展電氣制動與空氣制動的協(xié)調，所需制動力全部通過EP閥轉化為相應的空氣壓力信號，然后由中繼閥使制動缸產生相應的制動力。C.具備再生制動功能，節(jié)能高效動車組的制動系統(tǒng)具有動車再生制動能力，正常制動操作時，應盡量發(fā)揮動力制動能力。車組中的動車單元在制動時電動機轉變?yōu)榘l(fā)電機模式，能將在制動時產生的電能同時反應給電網(wǎng)，既環(huán)保又可以降低運行本錢。4M(動)4T(拖)的列車編組中T車采用全空氣制動方式，M車既具有再生動

17、力制動也具備空氣制動的能力；M車和T車根底制動裝置均采用帶氣壓一油壓變換的增壓氣缸和油壓盤式制動裝置，另外，為減輕閘瓦的磨損，空氣制動采用延遲投入控制方式，制動控制采用lMIT的根底制動力控制單元，在單元內設置延遲充氣控制，系統(tǒng)對再生制動和空氣制動進展協(xié)調控制，當制動控制器檢測到所生產的制動力缺乏時，靠電空聯(lián)合控制對空氣制動力進展補充。D.各車制動力根本同步，利于平穩(wěn)動車組列車產生制動時，各車輛的制動力是根本一致的，制動系統(tǒng)根據(jù)乘客量的變化，具有自動調整能力，以減少制動時縱向沖動。從司機室控制臺通過列車信息控制系統(tǒng)的中央裝置、終端裝置，經(jīng)由光纖傳送接收制動指令，以MT單元制動力控制模式，再加上

18、空重車載荷調整信號的電空制動控制，用32位微機處理器數(shù)字運算方式進展調整，空氣彈簧壓力經(jīng)過半導體式壓力傳感器進展空電變換得到空重車載荷信號，制動力控制所采用的空重車載荷信息是把每車空氣簧壓力按前后進展比擬，在進展空車信號的預設保汪和重車信號的限幅器處理后使用，根據(jù)制動指令信號在上升或下降時，因為會導致動車組變化急劇的減速，引起列車沖動。為降低沖動，提高乘車舒適度，在制動力計算上采用了降低制動沖動的功能把制動指令信號處理后再輸出。E.獨特的防滑保護控制,有效防滑動車組制動系統(tǒng)具有速度粘著的模式控制，具備防滑保護控制功能。列車在高速運行下施加制動時發(fā)生滑行概率相當高，因此對動車組來說必須采用充分考

19、慮制動力的控制方法，為減少滑行的發(fā)生，動車組專門采用能實現(xiàn)與粘著曲線相適應的制動力控制方式應預先充分考慮到粘著系數(shù)變化，采用較低的計算粘著系數(shù)。而實際粘著系數(shù)則受氣候，軌道面的狀態(tài)的影響會大幅度地降低，在這樣低粘著的條件下制動，輪軌之間很容易產生滑行甚至出現(xiàn)車輪被抱死的狀態(tài)。因此，因車輪固點接觸軌面滑行面而嚴重磨損軌面，同時引起制動距離的增大影響平安，還會使乘坐舒適程度下降。因此，對輪軌間產生的相對滑行狀態(tài)，應實現(xiàn)盡快檢測，同時減小制動力，使輪軌間盡快重新恢復粘著，以防止制動距離延長。動車組采用滑行快速檢測和粘著迅速恢復的控制方法。有效解決了這一問題。F.緊急制動和故障監(jiān)測功能。導向平安高速動

20、車組具有緊急制動性能和故障監(jiān)測功能，遇有緊急情況時，能使高速動車組在規(guī)定的距離內平安停車。同時具有故障導向平安的功能，在運行中發(fā)生諸如列車別離、制動系統(tǒng)故障等危及行車平安的事故時，應能自動起緊急制動作用。高速動車組由于其高速度運行原因，一旦發(fā)生事故將是消滅性的，因此，鐵路技術管理規(guī)定緊急制動距離在列車高速運行時，要滿200kmh時緊急制動距離不得超過2000米，運行速度250kmh時其緊急制動距離不得超過3200米要求，所以高速動車組列車除了要具有高可靠性的設備外，還要求具備一套高效能制動系統(tǒng)，一旦發(fā)生事故征兆，能迅速平安的停車。手動操作緊急制動時除了可由司機操縱外，必要時還可由行車人員利用緊

21、急制動按鈕進展操縱；CRH2型動車組的緊急制動和快速制動都是在有電的前提下方可緩解，一旦出現(xiàn)故障失電迅速啟動緊急或快速制動，同時通過網(wǎng)絡系統(tǒng)在監(jiān)視屏上顯示故障，以便于司乘人員處理，從而表達了故障導向平安的原則。綜上所述，CRH2型動車組制動系統(tǒng)大力采用了先進的理念和技術，一年多來，其運行的穩(wěn)定性和平安性得到了司機及專業(yè)技術人員的一致的認可。-. z.第3章關門車3.1關門車作用“關門車是指關閉制動支管上的截斷塞門，車輛能通風，但本身不起制動作用。當自動制動機臨時發(fā)生故障或者由于裝載的貨物需要停頓自動制動機時，關門車就起到停頓自動制動機的作用。根據(jù)裝載的貨物性質易燃、易爆要求關閉自動制動機，是考

22、慮在列車制動時、防止車輪踏面與閘瓦摩擦發(fā)熱，產生高溫或迸發(fā)火星。特別是在長大下坡道上，制動時間過長，閘瓦處于高熱狀態(tài)，如不停頓自動制動機，對裝有爆炸品或怕受高溫的貨物車輛，有可能引燃或引爆。所以必須停頓自動制動機的作用。但主要列檢所所在站編組始發(fā)的列車中，不得有制動故障關門車。為保證列車在施行制動時有足夠的閘瓦壓力，以確保列車在規(guī)定的制動距離內停車，列車中機車、車輛的自動制動機，均應參加全列車的制動系統(tǒng)。因裝載貨物規(guī)定須停頓制動作用或運行中制動機臨時發(fā)生故障不能修復時，允許編掛關門車。編掛關門車時，應滿足技規(guī)規(guī)定的貨物列車每百噸列車重量的最小閘瓦壓力。每百噸列車重量的高摩合成閘瓦換算閘瓦壓力不

23、得低于280kN的限制。貨車裝有高磷鑄鐵閘瓦時的換算閘瓦壓力按相應高摩合成閘瓦換算閘瓦壓力的170%計算。列車牽引計算和試驗證明，滿足上述條件，在制動主管壓力到達規(guī)定標準時，列車在限制下坡道上遇有緊急情況，施行緊急制動，能在800m距離內停車。編入列車的關門車數(shù)不超過現(xiàn)車總輛數(shù)的6%尾數(shù)缺乏一輛按四舍五入計算時，可不計算每百噸列車重量的換算閘瓦壓力，不填發(fā)制動效能證明書；超過6%時，按技規(guī)第201條規(guī)定計算閘瓦壓力，并填發(fā)制動效能證明書交與司機。制動效能證明書，在有列檢所的車站，由列檢負責計算和填寫；無列檢所時，由車站計算并填寫。3.2關門車編掛位置的要求為確保列車在緊急制動時能及時緊急制動，

24、貨物列車對關門車編掛位置也須嚴格限制：1關門車不得掛于機車后部三輛車之內；2列車中連續(xù)連掛不得超過二輛；3列車最后一輛不得為關門車；4列車最后第二、三輛不得連續(xù)關門。旅客列車不準編掛關門車。在運行途中如遇自動制動機臨時故障，在停車時間內不能修復時，準許關閉一輛，但列車最后一輛不得為關門車。3.3關門車關門車編掛位置的原因機后三輛之內編掛關門車，雖然能通風，但進展緊急制動時，由于風管路長，不能產生或延遲緊急制動作用，從而延長了制動距離，容易發(fā)生危險；當列車制動時，在列車尚未全部停輪前，各車輛間產生瞬間沖動、沖擠現(xiàn)象。關門車本身不制動，沖擠就比擬劇烈，如關門車連續(xù)連掛過多，就很可能因制動沖擠而造成

25、脫軌、斷鉤、脫鉤等事故，故連續(xù)連掛以二輛為限；列車最后一輛不能為關門車，防止因車鉤別離而造成車輛溜逸，產生嚴重后果。當尾部的車輛制動時，假設第二、三輛連續(xù)關門，就可能因沖擠而出現(xiàn)尾部車輛脫軌。假設列車最后加掛一輛沒有制動作用的故障車時，列車最后第二、三輛又連續(xù)關門，這樣就形成列車尾部4輛車中，只有1輛貨車有制動作用，一旦在關門車處發(fā)生車鉤別離，即不能保證尾部車輛自動停車，可能造成車輛溜走。列車形成緊急制動的條件，主要在于制動管的減壓速度。制動管必須到達緊急制動減壓速度，三通閥才能起緊急制動作用。由于制動管有阻力，制動管的減壓速度必然是由前往后逐漸減慢，因此，又依靠自動制動閥的排風，列車后部車輛

26、三通閥就不可能起緊急制動作用。為此，三通閥有局部減壓作用，即在緊急制動時，三通閥將制動管的一局部風送入制動缸，以提高制動管的減壓速度彌補制動管阻力損失，使后一輛車產生緊急制動作用，這樣依次向后傳遞，實現(xiàn)全倆車的緊急制動。如在機車后部三輛車中有關門車或中部有連續(xù)連掛兩輛以上關門車時，司機雖將自動制動閥手把放在緊急制動位，但由于關門車既不能制動，也無局部減壓，就影響了制動管的減壓速度，因而有可能使后部車輛不發(fā)生緊急制動作用。蒸汽機車的煤水車因不設三通閥，也相當于一輛關門車。中部連續(xù)連掛關門車兩輛以上時，因關門車無制動力，還會引起列車的沖動，有可能造成車輛破損事故。同樣，在列車最后一輛有自動制動作用

27、的車輛前部，關門車超過一輛時，也可能在使用“列尾裝置排風制動時，全列車不能緊急制動。-. z.第4章 CRH2A動車組制動切除處理方法及改良設計4.1制動切除(關門車)操作方法在該車廂運行配電盤內操作，具體過程如下：關閉緊急閥紅色、供應閥白色。拉出緊急短路開關或旋轉緊急短路旋鈕。斷開制動控制NFB【僅在制動控制裝置時進展此項操作】圖1 緊急閥紅色、供應閥白色圖2 緊急短路開關圖3 緊急短路旋鈕圖4 制動缸折角塞門及位置示意圖4.2概述及存在問題在動車組發(fā)生“制動不緩解、“抱死等制動系統(tǒng)故障后，可通過采取切除動車組空氣制動的方式來維持動車組的運行，從而減少對運輸秩序的影響。CRH2A統(tǒng)型動車組投

28、入運行以來，因切除空氣制動時需斷開“制動控制裝置斷路器，造本錢車的制動控制裝置BCU失去對車輛運行速度、停放制動狀態(tài)、空簧壓力等信息的有效監(jiān)控，因此帶來了一定的平安隱患。所以優(yōu)化CRH2A統(tǒng)型動車組空氣制動切除邏輯對動車組運行平安非常重要。CRH2A統(tǒng)型動車組運行途中報制動控制裝置故障、速度發(fā)電機斷線、制動力缺乏、抱死、制動不緩解等故障進展空氣制動切除時，需斷開“制動控制裝置斷路器。“制動控制裝置斷路器斷開后導致本車制動控制裝置BCU停頓工作，帶來一系列的平安隱患，其中影響最為嚴重的是無法判斷車輪是否抱死以及停放制動是否緩解。4.3動車組空氣制動切除邏輯的優(yōu)化方案動車組正常運行過程中，每個車輛的制動控制裝置BCU對本車的制動狀態(tài)進展實時檢測，當檢測到當前車輛接收到制動指令或處于制動狀態(tài)時，制動控制裝置BCU驅動BR2繼電器得電，BR2繼電器得電后常閉觸點斷開，使從非主控端給主控端加壓的TBR繼電器失電，最終使牽引控制的牽引指令線斷開，從而切斷全列牽引。動車組*節(jié)車廂空氣制動切除后，假設不斷開“制動控制裝置斷路器，在動車組正常牽引及低級位制動時，對動車組運行無任何影響。但當動車組速度在70km/h以下且司機施加B5級以上級位的制動時，動車組將啟動制動力缺乏檢