出口內燃電傳動車組制動系統分析

王琳++王利++張麗麗++焦東明++吉振山

摘要：制動系統作為內燃動車組的重要組成部分，是車輛安全運行的可靠保證。文章介紹了出口內燃電傳動車組制動系統，此制動系統滿足UIC標準；從參數設計、結構組成及功能原理等方面進行了具體闡述，這對內燃動車組制動系統的設計具有重要的借鑒意義。

關鍵詞：內燃電傳動車組；制動系統；UIC標準；車輛運行；電氣化線路；供風系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：U266 文章編號：1009-2374（2017）11-0126-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.064

內燃動車組在低客量路線，不需要大量投資建造電氣化線路，使得投資成本大幅降低。且在低運量的情況下，內燃動車組的車輛造價和運作成本，亦較電力動車組低。

制動系統作為內燃動車組的重要組成部分，是車輛安全運行的可靠保證。制動控制系統為間接作用式制動系統，各系統遵循故障導向安全的原則，且滿足UIC系列標準的要求。本文對內燃電傳動車組制動系統的設計參數、結構組成及功能原理進行介紹和說明。

1 總體介紹

出口內燃電傳動車組，能夠以最高100km/h的速度運行。動車組為交流電傳動，3輛車編組，其中2輛動車和1輛拖車，編組方式：-Mc03+Tc02+Mc01-，Mc：安裝動力轉向架和司機室的動車，Tc：拖車，+：風檔車鉤接連接，-：前端車鉤，可兩列重聯運行。

三節編組的車型配置圖如圖1所示：

制動系統依據UIC標準進行設計，遵循故障導向安全的原則，當出現意外情況時，保證列車能夠及時停車。制動系統分為供風系統和制動控制系統。

2 供風系統組成及功能

供風系統由風源系統和輔助供風系統組成，為制動系統及其他用風設備供風。

2.1 風源系統組成

風源系統產生的壓縮空氣質量滿足ISO 8573-1222級的要求。動車組運行需要兩套風源系統正常工作。在線路條件較差的情況下，耗風量有可能超過壓縮機的供應量，為了解決這個問題，利用儲風缸給用風設備供風。每車至少配備一個總風缸和一個制動副風缸，用于滿足整車的用風需求。

當其中一套風源系統故障時，動車組應降速運行。空壓機的運行方式主要為單雙日輪流運行的方式。

如圖2所示，風源系統由空氣壓縮機、軟管、安全閥、干燥器、截斷塞門、油濾器、安全閥、主風管、排水塞門等集成。空氣壓縮機采用螺桿式空壓機，干燥器采用雙塔式干燥器。供風量為900L/min，經過干燥器之后供風量為600L/min（±5%），經過干燥器之后供風量可以調整。供風壓力為750～900kPa。為防止空氣倒流現象，風源系統內部零部件具有單向止回功能。設置安全閥，保證管路內空氣壓力不會過高。

2.2 輔助供風系統組成

輔助供風系統主要為空氣彈簧、風笛和全自動車鉤供風。

空簧供風：空簧用風由總風管引出，經過濾器到達空簧。當空簧或高度閥故障時，可以通過管路上設定的截斷塞門，切斷供風。

風笛供風：風笛供風由電磁閥控制。風笛用風直接從總風管引出。當風笛或者電磁閥故障時，可以通過管路上設定的截斷塞門，切斷供風。

全自動車鉤供風：全自動車鉤氣缸供風由電磁閥控制。車鉤用風直接從總風管引出。當車鉤或者電磁閥故障時，可以通過管路上設定的截斷塞門，切斷總風供風。

3 制動控制系統方案

3.1 制動系統總體參數

制動系統總體參數見表1。

3.2 制動系統原理

制動系統為符合UIC540標準的間接作用式空氣制動系統，能夠根據車輛載荷變化自動調整制動力當列車管壓力降低時，產生制動作用；列車管壓力上升時，緩解制動。制動系統原理如圖3所示：

制動系統按照以下原理進行設計：

制動系統所有設備用風來源于總風管MRP和總風缸A01，總風管壓力與總風缸容積按照設計要求確定。制動開始前列車管BP通過司機制動閥D01和中繼閥D02進行充風，風壓為500kPa。制動時通過司機制動閥D01和中繼閥D02對列車管BP降壓，降壓量由司機控制。壓降信號由列車管經閥模塊B04傳給各車分配閥B01，由其根據壓降信號分配相應的制動力。制動力以壓縮空氣的形式通過制動管路經過截斷塞門B06、B07，防滑閥G01傳給基礎制動單元C01、C02，從而產生制動力。制動過程中分配閥B01制動用風來源于制動風缸B03，B03通過閥模塊B05與總風管MRP連接。同時分配閥B01還接受空簧S01反饋的壓力信號，并通過此信號與列車管壓力信號一起控制動力的大小。防滑閥G01由列車防滑控制器控制，作用為防止因制動力過大造成的車輪打滑現象。

3.3 制動系統功能

制動系統具備常用制動、緊急制動、停放制動、乘客緊急制動、防滑控制等功能。

3.3.1 常用制動。常用制動由電阻制動和空氣制動完成。電阻制動由牽引手柄觸發，空氣制動由司機制動手柄觸發。根據不同制動需求，減少對制動盤的摩擦，優先使用電制動。列車正常運行時由電阻制動進行減速，當速度低于5km以下，由空氣制動減速停車。同時為了提高制動時的乘坐舒適度，常用制動的沖動限制≤0.75m/s3。

3.3.2 緊急制動。緊急制動觸發的方式：司機制動手柄觸發、緊急制動按鈕觸發、deadman裝置觸發、乘客緊急制動裝置觸發、列車斷鉤觸發等。按照故障導向安全原則設計，采用“失電制動”方式，一旦緊急制動回路失電，緊急制動閥動作，立即施加緊急制動。當初速度為100km/h時，緊急制動距離≤600m。

3.3.3 停放制動。停放制動有效的保證整車在8.3‰的坡道上停放。當列車處于運營狀態時，彈簧作用的停放缸應當處于緩解狀態。停放制動通過雙穩態電磁閥進行控制，該電磁閥由安裝于司機室的按鈕進行控制。另外，通過雙向閥可以防止常用制動與停放制動力的疊加。壓力開關用于硬線檢測停放制動是否完全緩解。壓力開關設定值為6.0bar，當檢測到壓力高于6.0bar時則認為停放制動緩解，壓力低于4.5bar時則認為停放制動施加。停放缸的狀態可以通過壓力傳感器進行監控顯示。停放制動設置手動緩解拉手，在無壓縮空氣可用時，可手動拉動緩解拉手進行緩解。

3.3.4 乘客緊急制動。當車上人員拉動乘客緊急制動手柄引發緊急制動時，自動觸發乘客與司機對講功能，如果司機認為沒有必要施加緊急制動，司機可以選擇忽略，如果司機未進行忽略操作，15s后，自動觸發緊急制動。緊急排風閥排風，列車管壓力降低，通過分配閥產生制動，直至停車。緊急制動手柄設有復位按鈕，由列車工作人員進行復位。

3.3.5 防滑控制。防滑保護裝置采用軸控方式，每根車軸配備一個防滑控制閥，其部件故障不會影響到其他防滑閥，因此其制動力喪失僅限制在一個轉向架內。

防滑系統主要是通過防滑控制閥執行防滑控制器發出的制動防滑指令。根據測速裝置的速度信號反饋，防滑保護系統檢測出車輪滑行時，為了適應實際軌道粘著，通過控制防滑控制閥的動作減少制動力，粘著恢復后，重新施加制動力。當空氣制動滑行控制系統失效時，空氣制動將維持運用而無滑行保護。

4 結語

該制動系統是完全符合UIC標準體系的間接作用式空氣制動系統，制動響應時間短，制動力控制精確。尤其能夠適應惡劣的軌道運行環境，制動控制基于“故障導向安全原則”，使列車有充足的安全、可靠和實用性能。內燃動車組已經全部交付客戶，通過在鐵路線路運行驗證，制動效果很好，得到客戶的高度贊同。

參考文獻

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[2] 胡準慶.動車組制動系統[M].北京：北京交通大學出版社，2012.

[3] 王月明.動車組制動技術[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

作者簡介：王琳，女，中車唐山機車車輛有限公司產品研發中心工程師，工學碩士，研究方向：軌道車輛制動系統的研發設計。

（責任編輯：蔣建華）