淺析CRH380B型動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)

姜航 劉陸 董睿 姜鑫

摘要：隨著高鐵技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)尤其重要，它直接影響行車(chē)安全及車(chē)輛的穩(wěn)定性。本文結(jié)合CRH380B型動(dòng)車(chē)組制動(dòng)控制方式和制動(dòng)系統(tǒng)組成對(duì)制動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行探討分析，從而為動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)日后故障排查與維護(hù)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：380B型動(dòng)車(chē)組；制動(dòng)系統(tǒng)；風(fēng)源裝置；基礎(chǔ)制動(dòng)

Simple analysis of the braking system control technology of CRH380B emu

Abstract：With the development of high-speed rail technology，the braking system of emu is particularly important，it directly affects traffic safety and vehicle stability.In this paper，the braking control technology is discussed and analyzed in combination with the braking control mode and braking system composition of CRH380B emu，so as to provide the basis for fault investigation and maintenance of the braking system of emu in the future.

Key words：CRH380B emu；brake system；pouring device；foundation brake

引言：

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)高速動(dòng)車(chē)組得到了快速發(fā)展，制動(dòng)技術(shù)吸收了國(guó)內(nèi)外高速列車(chē)制動(dòng)技術(shù)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行了自主創(chuàng)新，技術(shù)水平得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，完成了時(shí)速250公里速度級(jí)、時(shí)速350公里速度級(jí)以及更高速度試驗(yàn)列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的匹配和應(yīng)用，為高速動(dòng)車(chē)組提供了安全、可靠、舒適和節(jié)能環(huán)保的制動(dòng)系統(tǒng)。

1 制動(dòng)方式

CRH380B型動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的減速度控制動(dòng)車(chē)組減速或停車(chē)，按照制動(dòng)方式一般分為粘著制動(dòng)和非粘著制動(dòng)。粘著制動(dòng)即為依靠輪軌間的相互摩擦作用產(chǎn)生列車(chē)所需的制動(dòng)力，如通過(guò)制動(dòng)缸產(chǎn)生的空氣制動(dòng)和由牽引電機(jī)產(chǎn)生的電制動(dòng)；非粘著制動(dòng)即為通過(guò)利用外阻力作用在列車(chē)上，使列車(chē)產(chǎn)生制動(dòng)力而停車(chē)，如風(fēng)阻制動(dòng)、磁軌制動(dòng)和渦流制動(dòng)等。粘著制動(dòng)為國(guó)內(nèi)外高速動(dòng)車(chē)組主要的制動(dòng)力來(lái)源，非粘著制動(dòng)一般作為輔助制動(dòng)方式，在高速工況下提供所需的制動(dòng)力。本文以高速動(dòng)車(chē)組常用的粘著制動(dòng)為基礎(chǔ)，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行討論。采用粘著制動(dòng)方式的制動(dòng)系統(tǒng)一般由電制動(dòng)系統(tǒng)和空氣制動(dòng)系統(tǒng)兩大部分組成，制動(dòng)時(shí)采用復(fù)合制動(dòng)方式，即電制動(dòng)并用電氣指令式空氣制動(dòng)。列車(chē)制動(dòng)時(shí)，電制動(dòng)優(yōu)先，當(dāng)電制動(dòng)力不足時(shí)，由空氣制動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)足，有效降低了基礎(chǔ)制動(dòng)中制動(dòng)盤(pán)和閘片的磨耗。

2 電制動(dòng)系統(tǒng)

2.1再生制動(dòng)

牽引工況，動(dòng)車(chē)組通過(guò)受電弓接收接觸網(wǎng)的電力，經(jīng)牽引變流器整流逆變后，提供給牽引電機(jī)，而在列車(chē)需要制動(dòng)時(shí)，牽引變流器控制牽引電機(jī)切斷電源，轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)使用。制動(dòng)時(shí)牽引電機(jī)將列車(chē)動(dòng)能變?yōu)槿嘟涣麟姡蔂恳兞髌鲗⒋巳嘟涣麟娹D(zhuǎn)換為單相交流電，再由主變壓器升壓后回饋到電網(wǎng)，將列車(chē)運(yùn)行的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

2.2電阻制動(dòng)

在動(dòng)車(chē)組主回路中設(shè)置制動(dòng)電阻，制動(dòng)過(guò)程中當(dāng)再生電量不能反饋回電網(wǎng)時(shí)，由牽引電機(jī)和制動(dòng)電阻構(gòu)成電阻制動(dòng)回路，由制動(dòng)電阻將牽引電機(jī)發(fā)出的電能變?yōu)闊崮芟⒌簟?/p>

3 空氣制動(dòng)系統(tǒng)

3.1 制動(dòng)控制裝置

3.1.1 常用制動(dòng)

為滿(mǎn)足司機(jī)正常控車(chē)需要設(shè)置常用制動(dòng)。常用制動(dòng)指令由司機(jī)通過(guò)司機(jī)室內(nèi)制動(dòng)控制器發(fā)出，制動(dòng)時(shí)，采用電空復(fù)合制動(dòng)，優(yōu)先使用電制動(dòng)，電制動(dòng)不足時(shí)，由空氣制動(dòng)力進(jìn)行補(bǔ)充。

另外，由列車(chē)上安裝的自動(dòng)列車(chē)保護(hù)系統(tǒng)（ATP）可以根據(jù)安全需要發(fā)出最小、中等和最大常用制動(dòng)指令，控制動(dòng)車(chē)組減速或停車(chē)。

3.1.2 緊急制動(dòng)

緊急制動(dòng)是緊急情況下為使列車(chē)盡快停住而施行的制動(dòng)。緊急制動(dòng)一般采用兩種形式：電空復(fù)合緊急制動(dòng)和純空氣緊急制動(dòng)兩種方式。在司機(jī)室設(shè)有緊急制動(dòng)按鈕，司機(jī)臺(tái)制動(dòng)手柄上設(shè)有緊急制動(dòng)位，可由司機(jī)進(jìn)行緊急制動(dòng)；自動(dòng)列車(chē)保護(hù)系統(tǒng)（ATP）可根據(jù)安全需要觸發(fā)緊急制動(dòng)停車(chē)。

3.1.3 停放制動(dòng)

停放制動(dòng)為動(dòng)車(chē)組在停放狀態(tài)時(shí)為防止列車(chē)溜車(chē)而設(shè)置的一種制動(dòng)功能。儲(chǔ)能式停放制動(dòng)單元缸集成在基礎(chǔ)制動(dòng)裝置上，在停放制動(dòng)緩解時(shí)，壓縮空氣充入停放制動(dòng)缸，彈簧被壓縮。停放制動(dòng)施加時(shí)，停放缸內(nèi)的壓縮空氣被排出，彈簧力施加到制動(dòng)卡鉗上產(chǎn)生制動(dòng)力。動(dòng)車(chē)組長(zhǎng)時(shí)間放置，總風(fēng)壓力降低到停放制動(dòng)缸壓力以下時(shí)，停放制動(dòng)自動(dòng)施加。

3.1.4 保持制動(dòng)

為滿(mǎn)足坡道啟動(dòng)要求，動(dòng)車(chē)組設(shè)置保持制動(dòng)功能。停車(chē)時(shí)，制動(dòng)控制裝置自動(dòng)施加一定的制動(dòng)力（制動(dòng)力大小根據(jù)車(chē)重和坡道預(yù)先設(shè)定）。列車(chē)在坡道上啟動(dòng)時(shí)，保持制動(dòng)起作用，防止列車(chē)溜車(chē)，當(dāng)接收到保持制動(dòng)釋放信號(hào)時(shí)，保持制動(dòng)自動(dòng)解除。

3.2 風(fēng)源裝置

3.2.1 空氣壓縮機(jī)裝置

CRH380B型動(dòng)車(chē)組采用螺桿式空氣壓縮機(jī)通過(guò)陰、陽(yáng)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)螺桿縫隙中的氣體進(jìn)行壓縮，從而產(chǎn)生壓縮空氣。螺桿式空氣壓縮機(jī)具有體積小、振動(dòng)小、噪音低、效率高、排氣壓力穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

3.2.2 儲(chǔ)風(fēng)風(fēng)缸

CRH380B型動(dòng)車(chē)組每輛車(chē)上設(shè)有總風(fēng)缸、制動(dòng)風(fēng)缸、輔助風(fēng)缸，各風(fēng)缸容積根據(jù)耗風(fēng)量計(jì)算確定。為防止總風(fēng)壓力過(guò)高，在空氣壓縮機(jī)裝置的風(fēng)缸上裝有安全閥。在各風(fēng)缸底部留有排水孔，并裝有排水塞門(mén)，防止管路和風(fēng)缸內(nèi)部因水汽凝結(jié)造成腐蝕。

3.3 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

礎(chǔ)制動(dòng)裝置一般分為踏面制動(dòng)和盤(pán)型制動(dòng)。踏面制動(dòng)為將閘瓦作用在車(chē)輪踏面上，產(chǎn)生制動(dòng)所需摩擦力；盤(pán)型制動(dòng)為在車(chē)軸或車(chē)輪上設(shè)置制動(dòng)盤(pán)，由制動(dòng)夾鉗產(chǎn)生壓緊力作用在制動(dòng)閘片上，由制動(dòng)閘片和制動(dòng)盤(pán)之間的摩擦力產(chǎn)生制動(dòng)作用。時(shí)速120km/h以下的普通客車(chē)和地鐵車(chē)輛較多采用踏面制動(dòng)，高速動(dòng)車(chē)組采用盤(pán)型制動(dòng)。

4 總結(jié)

隨著高速列車(chē)技術(shù)的發(fā)展，制動(dòng)系統(tǒng)的總體發(fā)展趨勢(shì)是以微機(jī)控制直通電空制動(dòng)控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以安全、可靠、舒適和環(huán)保節(jié)能為目標(biāo)，通過(guò)不斷改革和創(chuàng)新，最終向高度自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。同時(shí)，大功率制動(dòng)盤(pán)、優(yōu)化的制動(dòng)控制模式、高可靠性的制動(dòng)系統(tǒng)、高性能的防滑技術(shù)、非粘著制動(dòng)模式的應(yīng)用等都將是高速動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)的研究關(guān)鍵與探索方向。

參考文獻(xiàn)

[1]李益民，張維.動(dòng)車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2009.

作者簡(jiǎn)介：姜航，本科學(xué)歷，高級(jí)技師。

（作者單位：中車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司）