高速動車組相互救援不切除制動的試驗研究

錢耀東

(太原鐵路局 大西高速綜合試驗段指揮部， 山西忻州 034000)

當高速動車組線上故障無法運行時，又無法依靠自身動力獨立運行，就需要由機車或其他動車組牽引進行救援回送操作。在動車組牽引模式下，如果僅由救援車承擔全列所有制動力，救援車輪軌間的制動黏著利用在一定速度條件下將很快趨近黏著上限，這會直接影響救援回送時的安全和運行效率。

按照目前《中國鐵路總公司CRH系列動車組相互救援暫行作業辦法》(鐵總運[2016]37號)要求，CRH2系列動車組被其他系列動車組救援時，須切除空氣制動和停放制動；救援其他系列動車組時，被救援動車組須切除空氣制動和停放制動。從動車組應急處置和救援來分析，主要存在問題是：一應急處置時間長。切除動車組全列制動，而后還要進行人工滾動試驗確認，需增加用時50 min。二應急處置步驟繁瑣。需關閉多個閥門、開關旋鈕及手動緩解停放制動，對隨車機械師素質要求較高，處置不當易發生"軸抱死"故障。三救援限速低。因被救援動車組不參與制動，需限速60 km/h，救援過程中嚴重影響救援效率。

目前太原局配屬的動車組型號是CRH2A統型、CRH380A統型(屬CRH2系列短編組)和CRH5A(屬CRH5系列短編組)動車組，為驗證CRH2系列短編動車組在不切除制動的情況下與其它車型動車組相互救援的可行性，我們利用CRH380A統型和CRH5A型動車組，對被救援動車組不切除空氣制動和停放制動進行研究，并在大西高鐵進行了相互救援線路實踐驗證試驗。

1 試驗依據及方案

1.1 技術依據

CRH2系列動車組救援其他動車組時，總風管供風，司機采取制動時，CRH2系列動車組通過救援指令器控制，將風壓持續穩定總風供風轉換為對應變化風壓的列車管供風，通過列車管供風變化控制CRH5A型動車組制動。CRH2系列動車組被CRH5A型動車組救援時，CRH2系列動車組通過制動轉換裝置將列車管風壓變化轉換成電信號，控制列車制動。

CRH380A統型與CRH5A型動車組相互救援時，機械車鉤可直接連掛，并且相互之間通過電氣車鉤正常連掛、網絡能夠正常配置、安全環路和硬線控制電路建立互通以及救援制動指令傳輸正確，當救援動車組能控制被救援動車組常用制動時，被救援動車組可不切除空氣制動和停放制動。

1.2 試驗方案

為充分驗證CRH380A統型與CRH5A型動車組相互救援不切除制動的可行性，特制定了兩套相互救援工況的方案：

方案1：CRH380A統型動車組救援CRH5A動車組試驗，CRH5A動車組不切除空氣制動和停放制動；

方案2：CRH5A動車組救援CRH380A統型動車組試驗，CRH380A統型動車組不切除空氣制動和停放制動。

2 試驗及分析

2.1 試驗概況

2017年8月11至12日在太原南至祁縣東區段進行了CRH380A 2847動車組與CRH5A5084動車組連掛相互救援時不切除空氣制動和停放制動的線路試驗，在60,90,120 km/h不同速度等級下試驗動車組相互救援的牽引制動工況及自動過分相裝置的可靠性，監測連掛端車鉤的運行狀態。制動試驗進行1個往返7次試驗，對CRH380A 2847動車組1車、2車、7車、8車進行了數據采集，檢測動車組總風、停放缸、制動供給風缸以及列車管壓力情況，同時對CRH5A5084動車組1車、3車(拖車)、6車(拖車)、8車進行了制動缸壓力數據采集，檢測動車組列車管、制動缸壓力情況。

2.2 試驗驗證及分析

2.2.1CRH380A統型動車組救援CRH5A型動車組試驗

具體試驗項目及內容如表1所示。

(1)試驗項目為11‰下坡道60 km/h制動初速度的B7制動級位試驗，數據如圖1、2所示，CRH5A5084動車組制動缸壓力如表2所示：

表1 CRH380A 2847動車組救援CRH5A 5084動車組試驗*

*CRH380A 2847(1→8)+CRH5A5084(1→8)動車組重聯，CRH380A 2847列1車主控。

圖1 CRH380A 2847 1、2車數據

圖2 CRH380A 2847 7、8車數據

表2 CRH5A 5084動車組制動缸壓力 kPa

(2)試驗項目為14.7‰下坡道90 km/h制動初速度的B7制動級位試驗，數據如圖3、4所示，CRH5A5084動車組制動缸壓力如表3所示。

(3)試驗項目為平直道120 km/h制動初速度的B7制動級位試驗，數據如圖5、圖6所示，CRH5A5084動車組制動缸壓力如表4所示。

圖3 CRH380A 2847 1、2車數據

圖4 CRH380A 2847 7、8車數據

表3 CRH5A 5084動車組制動缸壓力 kPa

(4)試驗項目為5.8‰下坡道120 km/h制動初速度的B7制動級位試驗，數據如圖7、8所示，CRH5A5084動車組制動缸壓力如表5所示。

圖5 CRH380A 2847 1、2車數據

圖6 CRH380A 2847 7、8車數據

表4 CRH5A 5084動車組制動缸壓力 kPa

圖7 CRH380A 2847 1、2車數據

圖8 CRH380A 2847 7、8車數據

表5 CRH5A 5084動車組制動缸壓力 kPa

從數據圖分析得知，以上4項試驗在不同坡度和不同速度條件下，在試驗過程中當CRH380A統型動車組司機施加B7級制動停車，停車過程中總風壓力、停放制動壓力保持平穩狀態，制動缸壓力根據制動手柄發出的制動級位進行控制，壓力上升較快，BP管減壓量根據制動手柄控制，減壓量控制正常，減壓速度較制動缸壓力上升速度略慢，列車速度下降平穩，無突變現象。

對應CRH5A型動車組列車管壓力均可減壓約180 kPa，輸出最大常用制動力。根據前方CRH380A統型救援車輛的BP管減壓控制，CRH5A型動車組均可根據對應減壓量逐漸施加對應級別制動，列車速度下降平穩，無突變現象，過程中未報出任何故障信息。

CRH380A統型救援CRH5A：在整個試驗過程中，車輛無明顯異常，但制動初期車鉤有明顯壓縮，但無明顯跳頭現象，這說明：通過BP救援轉換裝置將電信號轉換為空氣信號存在一定滯后現象。

2.2.2CRH5A型動車組救援CRH380A統型動車組試驗

具體試驗項目及內容如表6所示。

(1)試驗項目為9.5%下坡道60 km/h制動初速度的最大減壓量(180 kPa)制動試驗，數據如圖9、圖10所示，CRH5A5084動車組制動缸壓力如表7所示。

表6 CRH5A 5084動車組救援CRH380A 2847動車組試驗*

注：CRH380A 2847(1→8)+CRH5A5084(1→8)動車組重聯，CRH5A5084列8車主控。

圖9 CRH380A 2847 1、2車數據

圖10 CRH380A 2847 7、8車數據

表7 CRH5A 5084動車組制動缸壓力 kPa

(2)試驗項目為平直道90 km/h制動初速度的最大減壓量(180 kPa)制動試驗，數據如圖11、12所示，CRH5A5084動車組制動缸壓力如表8所示。

圖11 CRH380A 2847 1、2車數據

圖12 CRH380A 2847 7、8車數據

表8 CRH5A 5084動車組制動缸壓力 kPa

(3)試驗項目為4.5‰下坡道120 km/h制動初速度的最大減壓量(180 kPa)制動試驗，數據如圖13、14所示，CRH5A5084動車組制動缸壓力如表9所示。

圖13 CRH380A 2847 1、2車數據

圖14 CRH380A 2847 7、8車數據

表9 CRH5A 5084動車組制動缸壓力 kPa

從數據圖分析得知，以上3項試驗在不同坡度和不同速度條件下，試驗過程中當CRH5A動車組司機拉動備用制動手柄使列車管減壓約180 kPa時，施加最大常用制動力，制動停車過程中，列車速度下降平穩，無突變現象，過程中未報出任何故障信息。

對應CRH380A統型動車組均輸出了B7級制動，總風壓力、停放制動壓力保持平穩狀態，制動缸壓力跟隨BP管減壓量來進行控制，跟隨性校好，制動列車速度下降平穩，無突變現象。

CRH5A救援CRH380A統型：在整個試試過程中車輛制動較平穩，未出現沖動及跳頭現象，這說明：通過救援轉換裝置將空氣信號轉換成電信號，CRH380A統型各車同時制動，無滯后現象。

3 結論及建議

3.1 試驗結論

以上試驗得知，CRH380A統型動車組與CRH5A型動車組相互救援功能正常，整個制動過程中列車減速平穩，僅在兩列車初始制動及停車時因制動響應及減速度設定差異導致產生一定的沖擊,運行過程中車鉤無異常沖擊、擺動及沖擊的情況。通過此次試驗驗證，認為CRH380A統型動車組與CRH5A型動車組相互救援不切除空氣制動和停放制動的方案可行，限速能提高至120 km/h,可縮短救援時間，提高救援效率，實現動車組的安全高效救援。

3.2 運用建議

CRH380A統型與CRH5A型動車組相互救援時，提出以下建議：

(1)CRH5A型動車組、CRH380A統型動車組被救援時，均不必切除空氣制動和停放制動。

(2)相互救援時，前端機械車鉤可直接連掛，且救援動車組能控制被救援動車組常用制動，救援限速可提高至120 km/h。

(3)救援過程中救援動車組司機應避免制動與牽引之間快速切換，做到平穩操縱，應盡量避免實施最大常用制動及緊急制動。

(4)優化CRH380A統型與CRH5A型動車組相互救援操作步驟，進一步提高動車組救援效率。