和諧號動車組防滑器分析

郭小行　崔任永　朱立強　梁建全

摘要：防滑器是防滑保護系統的重要執行部件。和諧號動車組采用國際上最先進的微處理器制動防滑控制系統，制動防滑系統主要由集成在制動控制單元中的防滑控制模塊、4個軸速度傳感器及車輛4根軸的制動缸氣路上的防滑器組成。文章通過對和諧號動車組防滑器的結構分析，闡述了其功能、工作機理、試驗及防滑控制。

關鍵詞：和諧號動車組；防滑保護系統；防滑器；微處理器制動防滑；防滑控制模塊 文獻標識碼：A

中圖分類號：U270 文章編號：1009-2374（2015）12-0094-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.047

1 概述

目前，高速動車組的制動仍以黏著制動為主，而對于黏著制動而言，在制動過程中會不可避免地帶來車輪滑行的問題。隨著車輛速度的提高，輪軌間的黏著系數降低，車輪滑行幾率增大。為充分利用輪軌黏著，確保在惡劣的軌面狀態時可以有效地控制滑行，實現列車在較短制動距離內停車，并降低因制動而擦傷輪對的風險，軌道車輛上均設有車輪防滑保護系統。

和諧號動車組采用國際上最先進的微處理器制動防滑控制系統，制動防滑系統主要由集成在制動控制單元中的防滑控制模塊、4個軸速度傳感器及車輛4根軸的制動缸氣路上的防滑器組成。同時需要對制動防滑控制系統完成在線的測量、標定和系統診斷、狀態顯示等，并可以對外輸出其他系統所需要的各種形式的參考速度信號。防滑器是防滑保護系統的執行部件，由電子開關裝置驅動從而控制制動缸壓力變化，確保制動缸壓力與制動控制單元設定變化一致。防滑器具有充風、保壓、排風三種狀態，在列車制動系統中起到重要的作用，直接關系到列車的正常運營及運行安全，因此需要保證其動作的靈活及可靠。

2 防滑器的結構及原理

防滑器通過一根三芯電纜與車輪防滑保護電子裝置進行電氣連接，可以用電纜Ⅱ和Ⅲ用以驅動充風及排風兩個閥用電磁鐵，電纜Ⅰ為公共回路線。雙閥磁鐵包括兩個二位三通電磁閥（VM1和VM2），電磁閥線圈共用一個塑料外殼。當兩塊電磁閥銜鐵斷電時，它們會在銜鐵簧作用下關閉外閥座（VA），同時打開內閥座（VI）。兩個管螺紋接口D和C分別與制動控制裝置和制動缸管路相連。對防滑器進行電氣連接的插針集成到部件外殼中。此部件含有兩個閥座（VD和VC），可以通過隔膜開啟或者關閉來自接口C與D的壓縮空氣流向。D接口隔膜（d）可以打開或關閉從D接口（連制動控制裝置）到C接口（連制動缸）壓縮空氣；C接口隔膜（f）可以打開或關閉從C接口至O口（接大氣）壓縮空氣。

在防滑保護系統未接收到列車滑行信號時，防滑器兩個電磁閥VM1和VM2均無電，列車在制動、緩解狀態時，來自空氣制動控制裝置內中繼閥的壓縮空氣由接口D到達接口C。

2.1 緩解位

在列車施加制動且動車組防滑保護裝置監測到滑行信號時，防滑器兩個電磁閥VM1和VM2得電，兩個電磁閥的外部閥座VA均打開，內部閥座VI均關閉。來自D接口的壓縮空氣通過電磁閥VM1打開的外部閥座VA向控制室SD充氣，使得控制室SD內的壓縮空氣與壓縮彈簧（e）同時作用于D接口隔膜（d）上，D接口壓縮空氣被阻斷。電磁閥VM2打開的外部閥座VA，C接口壓縮空氣作用于C隔膜（f），使得閥座VC開啟，C壓力通過閥座VC排至大氣O。如圖2所示：

2.2 保壓位

在防滑器處于保壓狀態時，電磁閥VM1通電，電磁閥VM2失電。電磁閥VM1外部閥座VA打開，內部閥座VI關閉，電磁閥VM2外部閥座VA關閉，內部閥座VI打開。D接口壓縮空氣向兩個控制室SD和SC分別充氣，使得閥座VD與VC關閉。接口D、接口C氣流被防滑器阻斷，此時制動缸壓力保持不變。如圖3所示。

2.3 充風位

列車接收到制動指令，且列車滑行狀態解除后，電磁閥VM1和VM2均失電，兩個電磁閥的外部閥座VA均關閉，內部閥座VI均打開。控制室SD排氣，SC充氣，D接口壓縮空氣作用于隔膜（d）上，隔膜（d）克服壓縮彈簧f被推至右端位置，使得閥座VD開啟。同時因電磁閥VM2內部閥座VI打開，D接口壓縮空氣向控制室SC充氣，使得閥座VC關閉。接口D至C的通道開啟，來自制動控制裝置的壓縮空氣再次由接口D進入接口C，使得制動缸內的壓縮空氣恢復至滑行前的水平。

3 防滑器裝車試驗

防滑器裝車試驗主要是功能及泄露試驗：（1）施加摩擦制動，給電磁閥VM1及VM2通電指令，防滑器有排氣噪音；（2）施加摩擦制動，給電磁閥VM1通電指令，VM2失電指令，防滑器無排氣噪音；（3）施加摩擦制動，電磁閥VM1及VM2失電指令，防滑器無排氣噪音。

4 防滑控制

和諧號動車組是按減速度率指標進行控制，制動控制單元讀取速度傳感器監測到的車輪轉速，通過評估不同輪對的制動減速度情況，判斷其減速度是否超出限制值，并依據減速度情況控制制動缸的壓力，實現制動力的增大、保持和減小，最終消除車輪的滑行現象。另外，在依據加速度進行控制的同時，也采用速度差控制，通過將不同車輪轉速與本車車輪中的最高轉速相對比，判斷是否有滑行，以控制制動力，消除滑行。

5 結語

本文介紹了和諧號動車組防滑保護系統主要執行部件防滑器的功能、結構、工作機理、裝車試驗，最后介紹了防滑控制，對從結構上了解動車組防滑功能具有重要意義，對動車組防滑器部件選型及故障診斷具有指導意義。

參考文獻

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作者簡介：郭小行，女，唐山軌道客車有限責任公司產品研發中心工程師，工學碩士，研究方向：動車組制動系統的研發設計。

（責任編輯：黃銀芳）