和諧號動車組備用制動系統關鍵部件試驗臺

張 寶，武青海

（中國鐵道科學研究院 機車車輛研究所，北京100081）

動車組備用制動系統采用自動式空氣制動機，在列車直通電空制動系統出現故障，或列車需要救援回送時，將依靠備用制動系統運行。因此備用制動系統及其零部件性能直接關系到列車運行安全。為了保證備用制動系統中主要零部件的性能達到要求，研制了備用制動部件試驗臺，對主要零部件的氣密性、靈敏度、輸出要求等進行全面、精確的檢測。

1 備用制動試驗臺的系統組成（見圖1）

圖1 備用制動試驗臺

1.1 電氣部分

電氣部分由供電系統、控制系統、數據采集及顯示系統等組成。供電系統為工控機提供220V電源或為電磁閥提供110V電源?？刂葡到y能夠自動進行試驗進程的控制和參數的采集、運算及顯示，自動保存測試內容、自動判斷測試結果，自動生成試驗報告單，輸出試驗參數、試驗合格與否的結果，并能打印輸出。數據采集所用傳感器精度等級≤0.5，顯示表為4位數字顯示。

1.2 氣動部分

氣動部分由球閥、調壓閥、風缸及相應的管路等組成，用于氣路的通斷和分配閥、中繼閥、司機制動閥，緊急制動閥，緊急按鈕的供風，模擬備用制動系統管路及容積風缸（見圖2）。

1.3 軟件部分

根據分配閥、中繼閥、司機制動閥，緊急制動閥，緊急按鈕的功能和試驗規范，編制了一套相應的計算機測控系統軟件，分別用于控制試驗臺的動作和測試數據的采集以及反饋，同時通過數據的動態調整，進行測試數據和標準數據動態比較。

圖2 試驗臺原理圖

2 備用制動系統試驗臺原理及主要測試功能

系統功能圖如圖3所示。

圖3 備用制動部件試驗臺系統功能圖

（1）30L的風缸起到穩定試驗壓力的作用，15L風缸模擬單車的列車管容積，均衡風缸為中繼閥提供控制壓力Cv；

（2）調壓閥組調定的壓力分別對應部件試驗中所要求的壓力值，包括600，750，800，850，980kPa 5種壓力值，避免了僅僅采用一個調壓閥在進行不同試驗時經常重新調定的操作，同時也降低了調壓閥的故障率；

（3）電控操縱閥全部功能符合705試驗臺操縱閥的有關標準規定；

（4）電控操縱閥由6個不同孔徑的電空閥組合構成，輸入端與風源相連，輸出端與列車管容積風缸相連。6個電空閥分別得電和全部失電后可實現試驗臺的7種作用機能，各作用機能對應的控制孔徑及充排氣時間見表1。

表1 作用機能對應的控制孔徑及充排時間

試驗臺可用于分配閥、中繼閥、司機制動閥、緊急制動閥、緊急按鈕性能測試，根據每個閥的結構和性能要求不同，試驗臺分別設計了5套測試程序，根據不同零部件選擇相應的程序。試驗結束后計算機能自動存盤并打印，試驗數據可以統一查詢。

2.1 分配閥測試原理

分配閥主要測試內容包括充風試驗和緩解位漏泄試驗、常用全制動保壓位漏泄、緊急制動位漏泄、常用全制動緩解時間、制動靈敏度、緩解靈敏度、緊急靈敏度、穩定試驗、安定性試驗、階段常用制動性能、緊急制動性能等。

保壓試驗。包括緩解位、常用制動位和緊急制動位3項測試。計算機會自動控制分配閥的輸入輸出壓力并進行穩壓、保壓，對壓力變化數據進行自動檢測，同時顯示試驗結果，試驗結束后可以和設定的標準數據進行比較，數據合格會在結果后面打上綠色對鉤，數據不合格打紅叉。

常用全制動緩解時間試驗。最大常用制動位時，列車管充風，計算機會自動記錄分配閥輸出壓力降至0所需要的時間，同時顯示試驗結果，試驗結束后可以和設定的標準數據進行比較，數據合格會在結果后面打上綠色對鉤，數據不合格打紅叉。

靈敏度試驗。包括制動靈敏度和緩解靈敏度，計算機能準確記錄下分配閥輸出壓力產生變化時列車管壓力的變化數值，并與設定的標準數據比較。如圖4所示。

圖4 分配閥靈敏度試驗

穩定性試驗。計算機控制列車管以一定速率緩慢排風（模擬列車管緩慢漏風現象），并監測分配閥是否有壓力輸出，以此檢測分配閥的穩定性能。

階段制動性能試驗?？刂屏熊嚬軌毫﹄A段下降，從而檢測分配閥輸出壓力是否符合標準數據。

2.2 中繼閥測試原理

中繼閥測試包括保壓試驗、靈敏度試驗、流量試驗、階段緩解制動試驗。

保壓試驗?？傦L漏泄、預控壓力漏泄、壓力平衡狀態時的漏泄試驗。計算機會自動控制中繼閥的輸入輸出壓力并進行穩壓、保壓，對壓力變化數據進行自動檢測，同時顯示試驗結果，試驗結束后可以和設定的標準數據進行比較，數據合格會在結果后面打上綠色對鉤，數據不合格打紅叉。

靈敏度試驗。計算機能準確記錄下中繼閥輸出壓力產生變化時預控壓力的變化數值，并與設定的標準數據比較。

流量試驗。包括供氣流量試驗和排氣流量試驗，計算機控制中繼閥的Cv壓力，然后測試中繼閥輸出壓力的供風與排風時間，從而檢測中繼閥的供風和排風流量是否符合標準數據。

階段緩解制動試驗同分配閥原理（如圖5），計算機控制中均壓力階段升高或者降低，檢測中繼閥輸出壓力是否符合標準數據。

圖5 中繼閥階段緩解制動性能試驗

2.3 司機制動閥測試原理（如圖6）

司機制動閥測試包括保壓試驗和充排風能力試驗。

保壓試驗。通過手動控制司機制動閥的手柄位置，來測試中立位、快速緩解位和快速制動位的漏泄情況。

充排風能力試驗。通過手動控制司機制動閥的手柄位置，來測試中立位、小緩解位、快速緩解位和小制動位、快速制動位的充排風時間，并和標準數據對比。

圖6 司機制動閥充排風能力試驗

2.4 緊急制動閥測試原理

緊急制動閥測試包括排風及恢復功能試驗和靈敏度試驗。計算機自動打開緊急制動閥的先導壓力，記錄下列車管壓力由600kPa降至規定數據所需要的時間，然后再記錄下列車管壓力恢復到600kPa的時間，并和標準數據對比。靈敏度試驗是測試在列車管在緩慢減壓的過程中，緊急制動閥不會產生動作，保證緊急制動閥的穩定性。

圖7 緊急制動閥排風及恢復功能試驗

2.5 緊急按鈕測試原理（圖8）

緊急按鈕測試包括保壓試驗、排風能力試驗和電氣開關狀態試驗。

排風能力試驗。手動快速按下緊急按鈕，計算機會自動記錄列車管壓力由600kPa降至0所需要的時間，并和標準數據對比。

電氣開關狀態試驗。試驗臺上安裝了和緊急按鈕電氣插頭匹配的插座，試驗時將緊急按鈕不按下時燈L2和L4亮，L1和L3不亮，按鈕按下時等L1和L3亮，L2和L4不亮。以此檢測緊急按鈕的電氣部分是否正常。

圖8 緊急按鈕電氣開關試驗

3 結束語

用備用制動部件試驗臺能夠對目前動車組分配閥、中繼閥、司機制動閥，緊急制動閥，緊急按鈕進行快速全面的性能檢測。相對于單個閥試驗臺集成化程度高，并且可以采用自動和手動兩種方式。試驗臺具有自動化程度高、測試過程中人工干預少、設備故障率低、測試結果準確、系統可靠性高、能大幅提高閥的檢修效率。

［1］饒 忠.列車制動［M］.北京：中國鐵道出版社，2010.

［2］龐元鳳，申紹文.安全閥試驗臺的研制［M］.鐵道車輛，2009，47（9）：33－35.