動車組微機控制防滑器工作原理分析

劉榮超

摘要：列車在行駛過程中，由于緊急制動，會出現(xiàn)車輪“抱死”現(xiàn)象。原因是車輛在制動狀態(tài)下并處于滑行狀態(tài)時，由于制動系統(tǒng)產(chǎn)生的阻力超過車輪與軌道之間的粘著力，致使車輪轉動頻率急劇下降，在此狀況下，便會出現(xiàn)輪軌滑行現(xiàn)象，導致車輪與軌道接觸面的劃傷及磨損。結果不僅降低動車組列車帶來的舒適感，而且會對相關部件造成連帶影響。所以，應盡可能防止滑行現(xiàn)象的發(fā)生。

關鍵詞：滑行；粘著力；制動力

中圖分類號：U266 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）01-0009-02

1 防滑裝置的功能

該裝置的主要功能，安裝在車軸和牽引電視上的速度檢測器的實時檢測，能及時檢測出滑行發(fā)生的臨界狀態(tài)，并迅速將車輪上的制動力降低，降低后的制動力小于車輪和軌道間的粘著力，從而有效防止滑行的出現(xiàn)。此外，在有效防止滑行出現(xiàn)之后，防滑裝置能根據(jù)列車的速度及輪軌粘著力大小，自動調節(jié)制動力大小。

2 防滑器結構

速度傳感器、防滑電磁閥及滑行檢測器是動車防滑器的主要構成部分，如圖1。

2.1 速度傳感器

速度傳感器是整個防滑裝置的基礎和前提，其精確度是防滑作用中速度計算的基礎。

主電機軸是與車輪相連接的關鍵部位，主要通過大小齒輪與車輪相連。主電機軸齒輪的轉速及齒數(shù)與感應脈沖成正比，因此速度傳感器的主要安裝部位為主電機軸，即通過主電機軸齒輪的相關參數(shù)計算出行車速度。同樣，在車軸端部或齒輪箱安裝速度傳感器也是同樣道理。

2.2 滑行檢測器

在速度傳感器計算分析的基礎上，滑行檢測器對速度傳感器發(fā)送的脈沖信號，通過32位微機的作用，進行迅速精確地檢測分析。確定發(fā)生滑行時，在防滑電磁閥作用下，減弱制動動力恢復車輪轉動，防止滑行。工作模式為緩解、保壓、再制動三種。

2.3 防滑電磁閥

防滑電磁閥的主要安裝部位為增壓缸，主要構成部分為轉換閥作用的本體及電磁閥兩部分。

防滑電磁閥的作用原理主要是：在防滑電磁閥接收到滑行檢測器的相關指令時，及時有效地切斷液壓缸和增壓缸的通路，并形成液壓制動缸和滑行余壓調整的通路。同時調整液壓缸的壓強，使制動呈現(xiàn)緩解狀態(tài)。之后根據(jù)檢測器的及時診斷分析，防滑電磁閥對液壓缸的壓力做出及時相應地分析調整。

3 防滑器的工作原理

防滑器是安全高效行車的主要保證之一，其工作原理主要是由速度傳感器、防滑檢測器、防滑電磁閥三大部件精準、高效及聯(lián)動協(xié)調的基礎上構成的行車保證。其中尤為關鍵的為滑行檢測環(huán)節(jié)。檢測方法主要有以下幾種：

3.1 減速度檢測

減速度檢測直接對滑行軸身本身進行檢測，一次能較及時準確地檢測出是否發(fā)生滑行。在行車過程中，相較于列車本身，車輪的質量較小，其其速度、轉動頻率及變化幅度也能較為及時地檢測到，尤其是在制動條件下，摩擦阻力較大，車輪的減速度進一步增加，減速度檢測通過對車輪本身轉動速度減少的比例的實時檢測，來判斷列車是否發(fā)生滑行，所以應首先使用減速度檢測。

3.2 速度差檢測

速度差檢測作為減速度檢測的重要補充，是在減速度檢測無法有效發(fā)揮作用的情況下實施的檢測方法。

速度差檢測以該車輛車內4個軸的速度，以及第5軸，所謂第5軸，即在制動條件下，假想的某一減速度減速的最高速度軸為標準。該種狀況下，滑行的界定為車輪轉速低于上訴基準車軸，且相差的具體數(shù)值有明確具體的確定，當車輪轉速低于基準軸，并且相差值滿足一定的數(shù)值要求時，即為滑行。

此外，當制動力大于輪軌間的粘著力時，會出現(xiàn)連續(xù)性滑行，甚至可能出現(xiàn)動車“抱死”狀態(tài)，此時若是所有的軸同時滑行，則速度差檢測法無法進行檢測。因此，減速度檢測和速度差檢測二者必須互為表里，互相搭配，根據(jù)動車具體的行駛狀態(tài)及制動狀態(tài)，由防滑行裝置及時判斷。并做出精確做功。

綜上所述，防滑裝置在滑行檢測方面，以減速度檢測方法為主，并以速度差檢測作為重要補充。在精確有效地檢測到滑行時，首先調動防滑電磁閥裝置，令防滑電磁閥勵磁。之后在制動缸壓力降低的情況下，車輪與軌道之間的黏著力增大，隨之帶動車輪轉速上升?；鶞瘦S的轉速差值降到規(guī)定值內時，此時滑行檢測器通過檢測分析，確定列車輪軌間的粘著力已恢復，則制動缸壓力保持不變或者再次上升，如圖2。

4 結語

防滑控制系統(tǒng)在充分利用車輛行駛過程中的粘著力的同時，高效安全地保證行車效率，是當代高速鐵路運行過程中的核心技術。本文主要以和諧號動車組CRH3型車為研究對象，根據(jù)其制動防滑系統(tǒng)的方法和原理，分析了該動車組的制動防滑系統(tǒng)。針對4種不同的制動方式，進行了試驗測試，并分析其防滑效率，驗證了和諧號動車組制動防滑控制策略的有效性和可靠性。

參考文獻

[1]李益民，張維.動車組制動系統(tǒng)[M].成都：西安交通大學出版社，2008.

[2]李培曙.防滑器的防滑作用與黏著利[J].鐵道車輛，1998，36（3）：17-19.

[3]任大慶，陳寧.德國Knorr公司的MGS1微機控制防滑器[J].國外鐵道車輛，2004，41（3）：26-29.