CRH380BL型動車組制動原理及常見故障處理

徐光致

摘要：中國目前已經擁有全世界最大規模以及最高運營速度的高速鐵路網，CRH380BL型動車組在各條高鐵線上廣泛使用，因制動系統發生故障，造成后續交路動車組晚點，影響運營秩序的情況時有發生。通過分析常見制動故障，方便我們今后快速處置CRH380BL型動車組制動故障，盡快恢復運行秩序。

關鍵詞：CRH380BL；動車組；制動；分析

中國經過10多年的高速鐵路建設和對既有鐵路的高速化改造，目前已經擁有全世界最大規模以及最高運營速度的高速鐵路網，如今“四縱”干線基本成型。我國高速鐵路運營里程約占世界高鐵運營里程的45%，穩居世界高鐵里程榜首。使用的動車組主要以自主研發的新一代CRH380型動車組為主，其中CRH380BL型動車組在各條高鐵線上廣泛使用，因制動系統發生故障，造成后續交路動車組晚點，影響運營秩序的情況時有發生。因此，掌握了常見制動故障，方便我們今后快速處置CRH380BL型動車組制動故障，盡快恢復運行秩序。

1.制動系統的原理

CRH380BL型動車組采用的是微機控制的直通式電空制動系統，由貫穿全列車的電子制動控制單元通過列車網絡和硬線等響應列車控制指令，實現列車常用制動和緊急制動等諸多功能。列車中每4輛車（2動2拖）組成一個制動控制單元，每個單元內通過車輛總線（MVB）貫穿單元各車，各單元間通過列車總線（WTB）連接，完成列車級信息的傳遞。

CRH380BL型動車組制動系統采用了直通電空制動和備用自動空氣制動組合的控制系統。常用制動通過直通電空制動施加；緊急制動通過直通電空制動和自動空氣制動同時施加；當救援時，使用自動空氣制動。

壓力模擬裝置觸發直通制動，自動制動分配閥觸發間接制動，這兩個部件通過一個小通徑產生制動缸預控壓力。緊急制動時，直通電空制動和自動空氣制動同時產生制動缸預控壓力，下游的雙向止回閥能確保將較高的制動缸預控壓力轉換為實際制動力。

在制動缸壓力控制回路中的壓力中繼閥通過一個大的通徑控制制動缸壓力，其壓力值是通過小通徑的制動缸預控壓力控制。為了防止摩擦制動過熱和超過允許的最大輪軌粘著系數，根據不同的速度，緊急制動力分步控制。即在高速運行（v>約200km/h）時，制動力比在低速時（v<約200km/h）的制動力要低。在緊急制動時，利用壓力中繼閥的切換控制壓力實現分步。切換控制壓力改變中繼閥的輸出壓力。

2.制動系統的組成

CRH380BL型動車組制動系統由電制動系統（再生制動為主）、空氣制動系統（盤型制動，包括風源）、防滑系統和基礎制動裝置等組成。

2.1.電制動系統

CRH380BL型動車組使用的電制動以再生制動為主。電制動系統的組成與牽引系統一致，由受電弓、牽引變壓器、牽引變流器及牽引電機組成。電制動僅在常用制動和列車定速運行時使用。

2.2.空氣制動系統

2.2.1.直通電空制動系統

CRH380BL型動車組使用的直通式電空制動系統采用電子控制，動車組直通式制動系統可按制動模式曲線（根據手柄位置或信號系統設定）控制列車減速或停車。安裝在每個車上的微機控制的制動電子控制裝置負責執行本車的制動控制功能，包括接收和解碼制動命令信號（從司機臺上的制動手柄發生），以及其它用于列車制動控制的重要信息。如果直通制動系統出現故障，系統應故障導向安全，必要時實施緊急制動停車，如直通制動系統不能正常工作，通過手動轉換后，啟動備用空氣制動系統。

2.2.2.自動空氣制動系統

CRH380BL型動車組動車組上的自動式空氣制動系統為備用制動系統，其制動指令由列車管傳遞。備用空氣制動系統可由采用自動式空氣制動系統的中國既有線機車操縱控制（包括制動與緩解），滿足動車組在救援和回送時要求。自動式空氣制動系統處于熱備用狀態。

2.3.防滑系統

防滑系統由電控裝置、車軸速度傳感器以及防滑閥組成。氣動防滑裝置采用高性能防滑裝置，以確保達到最高的輪軌粘著力，并在電子控制裝置、供風、車輪速度傳感器等層面上配有采用冗余配置的微處理器。防滑系統的功能為防滑和車輪滑行控制。

2.4.基礎制動裝置

考慮到高比例的電制動對總制動力的影響，動車組在整列車上應用了內冷式盤形制動。在動力軸上采用鋼制輪裝制動盤，在非動力軸上采用鋼制軸裝制動盤，并配有減壓通風系統。每根拖車軸安裝3個軸裝制動盤，每根動軸安裝2個輪裝制動盤。輪裝制動盤和軸裝制動盤使用的都是特殊的燒結制動閘片，在制動初速度為380km/h時也能夠保證接觸和承受負荷均勻。停放制動缸為彈簧作用式，并配有防止混合作用裝置。

3.制動系統的功能

3.1.常用制動

司機室中的制動手柄將向列車總線發送制動命令，該制動命令將被不同車輛的各制動控制裝置讀取和編譯，并將制動命令發送給牽引單元，進行電制動以及電空制動空氣系統進行摩擦制動。在常用制動模式下，電力制動優先。

3.2.緊急制動

在緊急制動時，牽引和電制動被切斷，空氣制動施加最大的制動力。

3.3.停放制動

動車組配備有一個從總制動風缸供風的彈簧作用的停放制動，配有手動緩解裝置，可以滿足在20‰坡道上安全停放。

3.4.備用制動

如果電控裝置發生故障或處于救援模式，動車組可啟動備用制動繼續運行。之后，制動將通過制動管（600kPa）中的壓力進行控制，該壓力將通過安裝在駕駛室中由時間控制的制動控制器進行調節，這一控制器由手動開關激活。

3.5.旅客緊急制動

當拉下乘客緊急制動手柄時，乘客緊急制動環斷開，觸發最大的常用制動力。為避免列車停在不適宜的軌道段（隧道、橋），司機可以通過制動控制手柄延遲制動。

4.制動故障處理

4.1.緊急制動不緩解

如果發生緊急制動不緩解應通過安全環路是否建立判斷是何種類型的緊急制動。安全環路建立只是緊急制動緩解的必要條件，安全環路斷開列車必然起緊急制動。列車管風壓達到6.0bar，各車的緊急制動電磁閥、兩頭車的警惕電磁閥和乘客報警電磁閥N07均得電，緊急制動才能緩解。

4.1.1.故障原因

4.1.1.1.安全環路斷開觸發緊急制動

4.1.1.2.緊急制動控制單元、部件故障

4.1.2.故障處理

4.1.2.1.將ATP隔離，若列車管壓力恢復正常，則在沒有ATP控車的情況下運行。

4.1.2.2.將轉向架檢測回路關閉，若列車管壓力恢復正常，檢查軸溫及轉向架狀態無異常后，在沒有轉向架監控回路的情況下運行。

4.1.2.3.將緊急制動回路關閉，若列車管壓力恢復正常，則在沒有緊急制動回路功能的情況下繼續運行；否則，將緊急制動閥關閉，若列車管壓力恢復正常，則在沒有緊急制動回路功能和停用緊急制動閥的情況下繼續運行。

4.2.常用制動不緩解

列車處于最大常用制動和緊急制動時的壓力差別不大。區別在于列車管壓力和安全回路。在制動手柄處于REL位的前提下，如果列車管風壓為6.0bar，安全回路建立，則該故障現象就是最大常用制動不緩解。

4.2.1.故障原因

4.2.1.1.制動WTB網絡線不通。

4.2.1.2. 1車或0車主BCU故障（包括BCU卡板故障）。

4.2.1.3.ATP施加最大常用制動并且不緩解。

4.2.1.4.保持制動施加。

4.2.2.故障處理

4.2.2.1.出現常用制動不緩解時，首先應該檢查保持制動是否施加，將制動手柄推至REL位就可以緩解保持制動。

4.2.2.2.檢查ASC（恒速）速度設定是否關閉，若關閉則查看ATP的是否正常。

4.2.2.3.對BCU進行復位處理

4.3.停放制動故障無法緩解

4.3.1.故障原因

4.3.1.1.停放制動控制單元、部件故障

4.3.1.2.網絡故障

4.3.2.故障處理

根據HMI屏故障提示，隨車機械師到停放制動不能緩解的故障車，重置停放制動空氣開關，然后對BCU進行復位處理，若故障不能消除，則下車將裙板內車輛控制面板上制動開關關閉，切除本車空氣制動，并關閉該車H29截斷塞門，然后通過停放制動緊急緩解手柄，手動緩解停放制動。

5.結束語

CRH380BL型動車組制動控制系統結構相對復雜，涉及部件較多，發生故障對高鐵運營影響較大，掌握其基本原理和故障的基本處理后，對提高故障判斷處理效率，恢復高鐵運營秩序有一定幫助。

參考文獻：

[1]中國北車長春軌道客車股份有限公司.CRH380BL型動車組用戶文件.2011

[2]中華人民共和國鐵道部.CRH380BL型動車組途中應急故障處理手冊.北京：中國鐵道出版社，2011.