淺談CRH2G型高寒防風沙動車組防凍結設計及優化方案

安君強　宋海龍

摘要：2015年12月份，CRH2G型高寒防風沙動車組在蘭新高鐵線開始運營，冬天運營結束存放在低溫環境的庫外，發現制動盤與夾鉗在冷卻過程中因冰雪融化導致結冰的現象，早晨發車時雖然司機發出制動緩解指令，但是制動盤與夾鉗因凍結而不能緩解，從而造成不能立即發車。針對這一現象，以整車控制原理為基礎，設計增加防凍結控制功能，防凍結模式使存放在庫外低溫環境中的車輛的制動盤與夾鉗不易凍結，以便列車正點發車。

關鍵詞：CRH2G型動車組;防凍結;車輛電路;BCU

1引言

CRH2G型動車組在原CRH2A型動車組平臺基礎上研發而來，CRH2A型動車組主要在中國南方地區運營，冬天庫外停放未出現制動盤與夾鉗凍結現象。為解決CRH2G型動車組制動盤與夾鉗凍結現象，基于該型車轉向架結構原理、電路及列車網絡，設計增加防凍結控制功能。選取一列車改造增加該功能，驗證防凍結控制功能，不足之處進行優化，使該設計具備預防制動盤與夾鉗凍結的功能。

2防凍結設計方案

以CRH2G型動車組結構原理為基礎，對車輛電路、軟件控制策略、通信協議及列車網絡等方面設計改造，實現列車的防凍結控制功能。

2.1車輛電路改造設計

電路改造分為三個方面：防凍結指令電路、防凍結控制輸出電路、安全導向控制電路。

（1）防凍結指令電路改造

防凍結指令開關串聯在車輛控制電路中，該指令開關輸出防凍結信號至車輛中央裝置。

（2）防凍結控制輸出電路改造

車輛中央裝置向BCU輸出防凍結指令信號，BCU接收信號后執行該指令。在防凍結控制時BCU同時輸出ANFR數字信號驅動車輛側繼電器，通過該繼電器的觸點旁路制動力不足檢測電路和緩解停放制動。

（3）安全導向控制電路改造

BCU防凍結輸出ANFR電路上串入5km/h常閉觸點，避免防凍結繼電器誤動作。車輛側增加防凍結手動按鈕ANFRS，斷開制動力不足檢測回路旁路。

2.2防凍結模式

（1）列車進入防凍結模式需具備以下條件：

a）防凍結控制結束前需要有司機或機械師;

b）主控鑰匙投入，VCB閉合升弓;

c）保證主空壓機正常工作;

d）停放制動施加;

e）列車在緊急制動EB位。

（2）列車同時滿足防凍結模式持續時間小于3小時（BCU內部計時），BCU檢測溫度10℃以下及基準軸輛速度為3km/h以下時進行防凍結控制輸出。

（3）防凍結模式時每節車在固定的時間帶進行制動緩解，1車到8車按照00：00：00～23：59：59為止依次緩解，單車緩解時間50s，一個周期8分鐘，網絡通信異常檢測時間10s。

3設計驗證及優化

3.1模擬-25℃試驗

列車在庫內將BCU檢測溫度設定為-25℃，防凍結模式試驗5車異常退出，采集整列車數據，分析發現5車的停放緩解時間處于‘10s’零界點，整列車停放緩解時間采集如下表所示：

優化內容：將防凍結動作異常檢測條件“防凍結輸出狀態=0（制動緩解）且停放制動施加持續10s”中的“10s”改為“20s”上報MON屏“防凍結動作異常退出”。

3.2庫外低溫試驗

列車在庫外溫度約為-6℃停放，防凍結模式僅2、3、5、6車能夠按照各自緩解時間帶正常進行防凍結動作。采集整列車數據，發現BCU識別溫度與實際溫度偏差較大，原因分析各車車下配置裝置不同，對BCU溫度識別有影響，溫度采集如下表統計：

優化內容：防凍結動作輸出條件中取消“BCU檢測溫度為10℃以下”的條件。

4結論

CRH2G型動車組通過改造具備防凍結控制功能，在溫度較低的庫外停放時，可以啟動防凍結模式，每節車在固定的時間帶進行制動緩解與施加，每8分鐘為一個循環周期，持續3個小時，使冷卻過程中制動盤與夾鉗不因冰雪融化而凍結。

具備防凍結控制功能的CRH2G型動車組在蘭新高鐵線冰雪天氣運營，能有效改善動車組冰雪天氣運營結束庫外低溫停放時制動盤與夾鉗凍結的現象，滿足冰雪天氣的正常交路，保障動車組正點發車。

參考文獻：

[1] 王月明，王松文，動車組制動技術

[2] 張曙光，CRH2型動車組

作者簡介：

安君強（1987-），男，甘肅天水人，的制動系統故障診斷分析及處理工作。

（作者單位：南京中車浦鎮海泰制動設備有限公司）