大連三號(hào)線(xiàn)制動(dòng)控制單元簡(jiǎn)介及故障診斷

柴振華

摘 要：分析了大連快軌三號(hào)線(xiàn)車(chē)輛所用制動(dòng)控制單元的情況，以期為車(chē)輛的日常維護(hù)、檢修和故障處理提供幫助。

關(guān)鍵詞：快軌車(chē)輛；制動(dòng)控制單元；風(fēng)源系統(tǒng)；輔助用風(fēng)裝置

中圖分類(lèi)號(hào)：U270.35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.116

大連快軌三號(hào)線(xiàn)采用的是德國(guó)克諾爾公司的ESRA制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有反應(yīng)迅速快、制動(dòng)力大、制動(dòng)距離短、停車(chē)精度高和安全性高的特點(diǎn)，由風(fēng)源系統(tǒng)、微機(jī)制動(dòng)控制單元、制動(dòng)控制單元、停車(chē)制動(dòng)裝置和輔助用風(fēng)裝置組成。本文僅對(duì)制動(dòng)控制單元的原理和故障診斷進(jìn)行論述。

1 制動(dòng)控制單元簡(jiǎn)介

ESRA制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)控制單元安裝在車(chē)下，是制動(dòng)指令的執(zhí)行裝置。制動(dòng)控制單元每節(jié)車(chē)均設(shè)有1個(gè)，并受本節(jié)車(chē)輛微機(jī)制動(dòng)控制單元（EBCU）的控制。由于動(dòng)車(chē)和拖車(chē)的載重不同，其BCU也略有不同。

制動(dòng)控制單元主要由中繼閥、緊急制動(dòng)電磁閥、模擬轉(zhuǎn)換器、稱(chēng)重限壓閥、負(fù)載壓力傳感器、CV壓力開(kāi)關(guān)、總風(fēng)壓力開(kāi)關(guān)和測(cè)試接頭等部件組成，所有部件均采用模塊化設(shè)計(jì)，安裝在1塊背板上，便于維修和更換，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 BCU實(shí)物圖

2 制動(dòng)控制單元的工作原理

ESRA制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)控制單元（BCU）的工作原理為：當(dāng)壓縮空氣從制動(dòng)缸進(jìn)入制動(dòng)控制單元后分為三路，一路進(jìn)入模擬轉(zhuǎn)換器，一路進(jìn)入緊急制動(dòng)電磁閥，一路進(jìn)入中繼閥，具體如圖2所示。

圖2 BCU工作原理圖

模擬轉(zhuǎn)換控制器由充氣閥、排氣閥和壓力傳感器組成。當(dāng)模擬轉(zhuǎn)換器接到EBCU的制動(dòng)指令時(shí)，會(huì)根據(jù)制動(dòng)命令分別控制充氣閥和排氣閥動(dòng)作，并產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)控壓力CV1。同時(shí)，壓力傳感器將CV1的壓力值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，反饋到EBCU并與此時(shí)需要的理論壓力值進(jìn)行比較。如果大于或小于所需的制動(dòng)要求，則EBCU繼續(xù)控制模擬轉(zhuǎn)換器進(jìn)行相應(yīng)的充排氣動(dòng)作，直至預(yù)控壓力CV1與所需的制動(dòng)要求相符。

緊急制動(dòng)電磁閥為二位三通電磁閥。其中，一路接制動(dòng)風(fēng)缸，一路接模擬轉(zhuǎn)換器的出口，一路接重閥的進(jìn)口。正常狀態(tài)下，緊急制動(dòng)電磁閥通電，從而溝通模擬轉(zhuǎn)換器的出口與稱(chēng)重閥的進(jìn)口；在車(chē)輛緊急制動(dòng)時(shí)，溝通制動(dòng)風(fēng)缸與稱(chēng)重閥的進(jìn)口。緊急制動(dòng)電磁閥輸出的預(yù)控壓力為CV2。

稱(chēng)重限壓閥可限制過(guò)大的制動(dòng)力，保護(hù)車(chē)輛在制動(dòng)時(shí)不會(huì)因制動(dòng)力過(guò)大而滑行。在車(chē)輛進(jìn)行常用制動(dòng)時(shí)，模擬轉(zhuǎn)換器輸出的預(yù)控制壓力CV1受EBCU控制，而EBCU的制動(dòng)指令根據(jù)車(chē)輛的車(chē)速、負(fù)載和制動(dòng)要求確定。此時(shí)，CV1壓力將小于最大制動(dòng)力，稱(chēng)重限壓閥僅起預(yù)防作用，以防止模擬轉(zhuǎn)換器動(dòng)作失靈。在車(chē)輛進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，稱(chēng)重限壓閥將根據(jù)車(chē)輛載重的限制預(yù)控制壓力處于合理范圍內(nèi)。稱(chēng)重閥出口的壓力為CV3。

中繼閥為流量放大閥，控制單元制動(dòng)機(jī)的制動(dòng)缸壓力與BCU中預(yù)控制壓力CV3的壓力相等。

3 常見(jiàn)故障和解決方案

在快軌三號(hào)線(xiàn)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，制動(dòng)控制單元中出現(xiàn)較多的故障現(xiàn)象為有以下3種。

3.1 中繼閥排氣

正常工作情況下，中繼閥存在排氣動(dòng)作，但在無(wú)人對(duì)車(chē)輛進(jìn)行操作的情況下，中繼閥排氣為非正常情況。此時(shí)，可能為中繼閥損壞或模擬轉(zhuǎn)換器損壞。更換模擬轉(zhuǎn)換器后故障消失。

3.2 車(chē)輛制動(dòng)時(shí)單節(jié)制動(dòng)力有延時(shí)

在車(chē)輛運(yùn)行的過(guò)程中，司控器手柄從制動(dòng)位轉(zhuǎn)到牽引位后，有一節(jié)車(chē)輛的帶制動(dòng)力顯示為0.2 bar，其余為0. 行駛一段時(shí)間后，壓力變?yōu)?，恢復(fù)正常。如果電路故障一直存在，且此故障每次都會(huì)消失，則原因可能為模擬轉(zhuǎn)換器動(dòng)作遲緩，更換模擬轉(zhuǎn)換器后車(chē)輛恢復(fù)正常。

3.3 模擬轉(zhuǎn)換器漏氣

在巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)，模擬轉(zhuǎn)換器有漏氣，由于模擬轉(zhuǎn)換器由MB04B控制板控制，所以，可能為控制板故障或模擬轉(zhuǎn)換器故障，更換MB04B控制板后故障消除。

4 結(jié)束語(yǔ)

介紹了大連快軌3號(hào)線(xiàn)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中制動(dòng)控制單元出現(xiàn)的故障案例，并對(duì)可能發(fā)生的故障原因進(jìn)行了分析，希望可對(duì)從事軌道交通研究的人員有所啟迪和借鑒，在發(fā)現(xiàn)類(lèi)似故障時(shí)能及時(shí)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行修復(fù)，保證列車(chē)的安全運(yùn)營(yíng)。

〔編輯：張思楠〕