DZJ-80型地鐵綜合檢測車空氣制動系統設計

張乾宇　李博　邢佳　張媛萍

【摘? 要】根據用戶需求，綜合檢測車要同時滿足在與配備JZ-7型空氣制動機的內燃軌道車和配備DK-1型電空制動機的電力軌道車分別固定編組運行的工況下，兩臺車上都可以單獨控制整列車輛的制動與緩解，且換端后保持制動操縱方式一致。經過分析，綜合檢測車制動系統采用了一套完整的單端操縱JZ-7型空氣制動機，并在車輛Ⅰ端操縱臺配備與電力軌道車相同的DK-1電空制動控制器和后備制動閥，當與電力軌道車連掛后通過兩車電重聯來實現在不同編組工況下兩車的操作信號共享及控制。

【關鍵詞】地鐵綜合檢測車;JZ-7空氣制動機;DK-1電空制動系統;重聯

引言

隨著國內各大城市地鐵軌道交通的的迅速發展，地鐵工程車輛的種類不斷增多，作為車輛重要組成部分的各種制動系統也要適應各車輛的功能進行匹配;在地鐵線路維護過程中，經常出現多工種同時操作的工況，要滿足此類工況需求，不同功能的車輛就要編組運行;為了應對多種作業方式和編組工況，配置不同制動系統的兩種車輛重聯編組運行的新需求隨之出現，所以，開發滿足上述需求的制動系統重聯方式勢在必行。

1.設計要求及難點

1.1設計要求

DZJ-80型地鐵綜合檢測車是為徐州地鐵公司設計的一種工程車。根據用戶需求，綜合檢測車要同時滿足在與配備JZ-7型空氣制動機的內燃軌道車和配備DK-1型電空制動機的電力軌道車單獨固定編組運行的工況下，兩臺車上都可以單獨控制整列車輛的制動與緩解。其編組方式如圖1、圖2所示。

圖1內燃軌道車編組

圖2電力軌道車編組

1.2設計難點及解決方案

（1）設計難點。目前的車輛，單車雙端操縱都配備為JZ-7制動閥或DK-1制動控制器，此類配置無法滿足我們所需要的使用要求;

單車上同時配備兩套不同的制動系統，雖然可以滿足使用要求，但是整車成本會大幅增加，同時會造成司機的操作困擾，容易發生因混淆操作引起的制動事故。

（2）解決方案。通過以往對地鐵工程車的設計經驗及用戶固定編組的運行方式，結合理論分析，要實現在綜合檢測車和電力軌道車上都可以單獨控制整列車輛的制動與緩解，兩車制動系統就需要通過制動軟管連接器和電重聯連接器進行重聯，使綜合檢測車具備遠程控制電力軌道車的功能。要實現在綜合檢測車上遠程控制電力軌道車DK-1型制動系統，需要在配備JZ-7制動機的綜合檢測車上同時具備一套DK-1型電空制動系統的控制設備及關鍵管路的壓力表，包含一個與電力軌道車電氣系統重聯的制動控制器、兩個雙針壓力表（分別接總風管與列車管、均衡風缸與制動缸）、一個后備制動閥、兩個數字壓力表（用于兩車讀取均衡風缸與制動缸的壓力）、一個緊急制動按鈕、一個停放制動施加按鈕和一個停放制動緩解按鈕。同時，為保證兩車停放制動施加與緩解的同步性，在綜合檢測車停放制動緩解管路上設置一個壓力開關來實現信號共享。

2.方案解析

綜合檢測車的制動系統包含了一套完整的單端操縱JZ-7型空氣制動機和一套單端操縱DK-1型電空制動控制器等設備;在綜合檢測車兩端司機臺上分別是JZ-7型制動閥和DK-1型電空制動控制器，分別滿足與配備JZ-7制動機的內燃軌道車和DK-1電空制動機的電力軌道車編組運行的要求。

2.1風源系統

綜合檢測車配置了容積為280L的總風缸，由于綜合檢測車不帶動力且配備的發電機組功率有限，所以綜合檢測車不配置空氣壓縮機，所需風源由與之編組運行的電力軌道車或內燃軌道車上的空氣壓縮機通過兩車連接處的總風軟管來提供。這種方式既可以滿足綜合檢測車制動用風需求，又可以減少一臺空氣壓縮機和一臺壓縮空氣凈化單元（包含冷卻器、油水分離器、干燥器），整車節省了成本，降低了整車重量，同時優化了整車空間配置。

2.2制動系統工作原理

（1）內燃軌道車與綜合檢測車重聯編組。如圖1所示，當內燃軌道車與綜合檢測車重聯編組運行時，因兩車都各自配備了一套完整的JZ-7空氣制動機，且兩車之間通過總風軟管及列車軟管重聯，所以制動原理完全符合JZ-7空氣制動系統，操作方式也符合JZ-7制動機的相關要求。

（2）電力軌道車與綜合檢測車重聯編組。如圖2所示，當電力軌道車與綜合檢測車重聯編組運行時，車輛兩端司機臺上都是DK-1制動控制器，但由于綜合檢測車只是單獨配置了DK-1制動控制器及后備制動閥，所以在連接兩車總風管和列車管的同時還需要電重聯，使綜合檢測車上的DK-1型制動控制器的操作信號可傳導到電力軌道車上，達到共用一套DK-1制動柜的目的，綜合檢測車與電力軌道車空氣連接原理如圖3所示。

當操縱綜合檢測車上的DK-1制動控制器時，通過兩車之間重聯的電信號遠程操縱電力軌道車上的DK-1制動柜，進而控制電力軌道車的列車管減壓或增壓;由于兩車列車管是聯通的，電力軌道車列車管壓力變化的同時綜合檢測車列車管的壓力也相應變化，然后通過各自的分配閥控制各自車上制動缸的充風或排風，從而同時實現兩車的制動、緩解與保壓;當操縱電力軌道車上的DK-1制動控制器時，車輛的制動與緩解的工作原理同上所述;在車輛啟動時，為保證司機能接收到兩車的停放制動完全緩解的信號，避免帶閘運行造成車輪擦傷，綜合檢測車與電力軌道車停放模塊部件有雙脈沖電磁閥，調壓閥，壓力開關，電聯鎖塞門。編組運行時，電力軌道車與綜合檢測車的停放制動的施加與緩解應同步。電力軌道車司機臺及綜合檢測車的司機臺上各布置有2個停放控制按鈕，且綜合檢測車上的壓力開關設定值為600kPa。按下停放施加按鈕，停放模塊電磁閥失電，停放管到蓄能制動單元管路的壓縮空氣會通過電磁閥排出，此時壓力值為0kPa，停放施加;此時壓力開關通過電氣重聯輸出信號給電力軌道車CCU（中央控制單元），實現牽引封鎖。

按下停放緩解按鈕，緩解電磁閥得電，管路暢通，蓄能制動單元管路升壓，當綜合檢測車停放管壓力大于600kPa時，停放指示燈亮，停放緩解;同時壓力開關通過電氣重聯輸出信號給電力軌道車CCU（中央控制單元），解除牽引封鎖。

當DK-1電空制動系統出現異常，無法實現車輛的制動與緩解時，可操作后備制動閥控制兩車列車管的壓力變化，實現車輛的制動和緩解。后備制動閥及模塊控制原理如右圖4所示。

為提高車輛制動系統的可靠性，對制動操作方式進行冗余設計;在制動閥下操作臺柜子內設置了手動緊急制動閥，在操作臺面上設置了緊急制動按鈕，當列車出現緊急情況，且制動控制器失效時，可拍下操作臺面上的緊急制動按鈕或打開柜子內的手動緊急制動閥，使列車管迅速減壓實現車輛的緊急制動，保障車輛與線路安全。

3.結語

在DZJ-80型地鐵綜合檢測車空氣制動系統設計中，充分利用了JZ-7空氣制動機和DK-1電空制動系統列車管減壓制動的共性，減少了DK-1電空制動系統的一套制動柜;同時，滿足了用戶對地鐵綜合檢測車與配備不同制動系統的內燃軌道車和電力軌道車分別編組運行的要求;而且，采用上述配置方式，整車成本降低了約20萬元;更重要的是，這種制動系統的設計為以后不同系統之間的聯合控制提供了新的思路。目前，該地鐵綜合檢測車已交付使用且運行良好，后續將進一步了解開發各種不同制動系統之間聯合控制的方式，以此適應不同用戶日漸豐富的需求。

參考文獻

[1]劉豫湘.DK-1型電空制動機與電力機車空氣管路系統[M].北京：中國鐵道出版社，2019.

[2]程迪.列車制動系統[M].鄭州：鄭州大學出版社，2006.