軌道車itcs車載設備接風改造畢業(yè)論文

蘭州交通大學繼續(xù)教育蘭州交通大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）專業(yè)（班級）指導教師學生姓名殷春蕾學號設計題目軌道車ITCS車載設備接風改造畢業(yè)設計成績評議學生姓名殷春蕾班級指導教師姓名職稱審閱人評語審閱人年月日答辯委員會綜合評語主席年月日論文成績評語內容包括（學術）思想、方案選擇、設計（論文）達到的水平、設計（論證）有無錯誤等。畢業(yè)設計（論文）任務書班級學生姓名殷春蕾指導老師設計（論文）題目軌道車ITCS車載設備接風改造主要研究內容了解火車空氣制動的過程原理、常用制動、緊急制動的區(qū)別以及如何實現(xiàn)軌道車ITCS系統(tǒng)的接風改造達到緊急制動地目的。關鍵環(huán)節(jié)1、確定論文題目2、搜集、整理資料3、編寫提綱4、撰寫初稿5、改寫初稿6、定稿計劃進度1、200431315分析查閱資料，作好準備；2、2004316416制定接風改造具體計劃及現(xiàn)場施工；3、2004417423修改、裝訂。參考資料1金鷹軌道車車載設備圖紙，襄樊金鷹軌道車輛公司制作；2邱寬民JTCZ2000型機車信號車載系統(tǒng)北京中國鐵道出版社，2007123鐵路職工崗位培訓教材編審委員會信號工機車信號設備裝置維修北京中國鐵道出版社，201054鐵路職工崗位培訓教材編審委員會信號工通用基礎知識北京中國鐵道出版社，200912開題報告班級學生姓名殷春蕾指導老師（簽名）設計（論文）題目軌道車ITCS車載設備接風改造一、選題理由ITCS（增強型列車控制系統(tǒng)）在青藏線已經運用了八年時間，NJ2型機車在設備良好運用以后就已經實現(xiàn)懲罰制動。但是，軌道車在安裝ITCS車載設備時，由于接風條件不滿足，以及安裝時電路設計問題，軌道車ITCS系統(tǒng)的懲罰制動功能一直未實現(xiàn)，當軌道車冒進信號和超速懲罰以后，不能實現(xiàn)自動停車的安全隱患。二、選題的背景及意義青藏鐵路公司電務部對軌道車接風改造一直非常關注。2012年“39”事故發(fā)生以后，加快了軌道車的接風改造的步伐。在2012年3月中旬格爾木車載設備車間開始進行對軌道車接風改造工程的實施。車間決定先在軌道車151202，進行嘗試配線安裝。三、重點研究內容對軌道車ITCS系統(tǒng)既有的電路進行微觀系統(tǒng)地分析研究，找出電路中的缺陷。四、教師意見略指導教師年月日中期報告班級學生姓名殷春蕾指導老師三、設計完成情況此次報告對歷史背景及意義分析準確到位，從理論上說填補了技術上的空白，實踐中也完成了接風改造，但對此次施工過程缺少系統(tǒng)的部署與事后總結。四、教師意見略教師姓名年月日設計（論文）題目軌道車ITCS車載設備接風改造一、總體設計自接受畢業(yè)設計任務安排以來，首先對軌道車現(xiàn)有的設備條件進行認真分析，找出缺陷所在并根據(jù)空氣制動原理在原電路的基礎上對其進行改造；接著對改造好的電路進行模擬實驗確保其動作良好正確；最后對照電路進行實物改造達到緊急制動的目的。二、詳細設計本研究報告分為四個部分第一部分概述，簡述任務的依據(jù)和歷史背景。第二部分研究工作的主要內容和改造意義。第三部分對理論進行充分研究達到指導實踐的目的。第四部分根據(jù)實際情況落實施工計劃與標準。結題驗收班級學生姓名殷春蕾設計（論文題目）軌道車ITCS車載設備接風改造結題驗收申請根據(jù)畢業(yè)設計任務書要求畢業(yè)設計（論文）已全部完成，請老師審閱。指導教師評語論文內容完整,達到畢業(yè)設計深度要求略指導教師評分（優(yōu)、良、中、及格、不及格）教師姓名年月日中文摘要在一列鐵道車輛中，其制動系統(tǒng)起著至關重要作用。列車運行中失去牽引力等情況并不可怕，可怕的是列車制動系統(tǒng)不完善或制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障。列車是通過制動系統(tǒng)調節(jié)其運行速度和及時準確在指定地點停車，從而確保列車的正點和安全運行，一旦列車制動系統(tǒng)存在缺陷或出現(xiàn)故障，則極有可能引發(fā)列車冒進、冒出、超速、追尾等重大鐵路交通事故。鑒于此，本文主要涉及了火車空氣制動原理、緊急與常用兩種制動方式。針對青藏公司格拉段軌道車ITCS車載設備不能實現(xiàn)緊急制動這一現(xiàn)狀進行了系統(tǒng)的調查研究、提出改進方案、認證實施最后按期完成了軌道車接風改造任務，給軌道車運行提供了安全保障、消除了安全隱患同時也克服了緊急制動困難填補了技術上的空白。關鍵詞軌道車ITCS接風改造、火車空氣制動原理ABSTRACTINASERIESOFRAILWAYVEHICLE,THEBRAKINGSYSTEMPLAYSAVERYIMPORTANTROLETHETRAINTOLOSETRACTION,NOTTERRIBLE,TERRIBLEISTHETRAINBRAKINGSYSTEMNOTPERFECTORBRAKESYSTEMFAILURETHETRAINISTHEBRAKINGSYSTEMTOADJUSTITSRUNNINGSPEEDANDTIMELYANDACCURATEINTHEDESIGNATEDPARKING,TOENSUREONTIMEANDSAFEOPERATIONOFTHETRAIN,ONCETHETRAINBRAKINGSYSTEMDEFECTSORMALFUNCTIONS,ITISLIKELYTOTRIGGERAGGRESSIVETRAIN,SMOKE,OVERSPEED,COLLISIONANDOTHERMAJORRAILWAYTRAFFICACCIDENTINVIEWOFTHIS,THISPAPERMAINLYRELATESTOTHETRAINAIRBRAKEPRINCIPLE,EMERGENCYANDTHECOMMONTWOBRAKINGMODESTHEQINGHAITIBETGOLMUDLHASASECTIONOFRAILCARCOMPANYITCSVEHICLEEQUIPMENTCANNOTACHIEVETHEEMERGENCYBRAKETHESTATUSOFTHESYSTEMOFINVESTIGATIONANDRESEARCH,PUTFORWARDTHEIMPROVEMENTSCHEME,CERTIFICATIONIMPLEMENTATIONFINALLYFINISHTHERAILCARCORPORATIONTRANSFORMATIONTASKS,FORRAILVEHICLERUNNINGPROVIDESSECURITY,ELIMINATETHEPOTENTIALSAFETYHAZARDANDOVERCOMESTHEEMERGENCYBRAKEISDIFFICULTTOFILLTHEGAPSINTHETECHNOLOGYONTHEKEYWORDSRAILCARITCSWELCOMETRANSFORMATIONTRAINAIRBRAKEPRINCIPLE目錄1緒論111列車空氣制動機及工作原理1111列車空氣制動機（如圖）12空氣制動方式621制動方式分類6211常用制動6212緊急制動622各類機車制動壓力及緩解時間的標準623常用制動與緊制動的比較7231常用制動與緊制動的不同點7232常用制動與緊制動的相同點73軌道車ITCS車載設備接風改造831背景介紹832工作原理8321軌道車接風現(xiàn)狀8322存在的不足1033接風第一次改造10331取得的成果11332存在的不足1134接風第二次改造114結論145致謝156參考文獻161緒論當前全世界各國的交通事業(yè)飛速發(fā)展，航空、海上以及陸地運輸可以說已經非常發(fā)達了。而陸地運輸以鐵路運輸為主，因為它有運輸量大，運輸速度快以及安全系數(shù)高等顯著特點。然而，俗話說“火車跑得快，全靠車頭帶”。這說明火車頭對列車運行的重要性；另外我們要知道列車運行安全與否最主要靠火車頭上的制動系統(tǒng)。所以，重視火車制動系統(tǒng)是很有必要的，在原有的制動系統(tǒng)基礎上加以改進確保列車安全高效運行是勢在必行的。11列車空氣制動機及工作原理111列車空氣制動機（如圖）1副風缸；2滑閥；3主鞲（GOU即活塞）倍；4三通閥；5制動缸；6閘瓦；7總風缸；8空氣壓縮機；9制動閥；10充氣溝；11制動主管；12制動支管；13截斷塞門；14空重車轉換手把；15降壓風缸；16安全閥。制動主管安裝在車底架下面，它貫通全車，是傳遞壓縮空氣的管路。截斷塞門安裝在制動支管上，用以開通或截斷制動支管的空氣通路。它平時總在開放位置。關門車通常把關閉了截斷塞門、停止制動機的作用的車輛叫做“關門車”。遠心集塵器利用離心力的作用，將壓縮空氣中的灰塵、水分、鐵銹等雜質，沉淀于集塵器的下部，以免進入三通閥等機件。三通閥是車輛制動機中最重要的部件。它連接自動支管、副風剛和制動缸，用來控制壓縮空氣的通路，使制動機起制動或緩解的作用。副風缸是貯存壓縮空氣的地方，制動是利用三通閥的作用將壓縮空氣送入制動缸起制動作用。制動缸當壓縮空氣進入制動缸后，推動制動缸鞲鞴，將空氣的壓力變成機械推力，然后通過制動杠桿后閘瓦緊抱車輪起制動作用。降壓風缸它與制動缸相連，兩者之間設有空重車調整裝置，可滿足空、重車不同制動壓力的要求?？罩剀囌{整裝置用它來控制降壓風缸與制動缸的通路，可以達到調整制動力的目的。它包括空重車裝換手把和空重車轉換塞門。112工作原理火車制動就是人為地制止列車的運動，包括使它減速，不加速或停止運行。對已制動的列車或機車解除或減弱其制動作用，則稱為“緩解”。為施行制動和緩解而安裝在列車上的一整套設備，總稱為列車“制動裝置”?！爸苿印焙汀爸苿友b置”俗稱為“閘”。施行制動常簡稱為“上閘”或“下閘”，施行緩解則簡稱為“松閘”。（1）制動原理當司機將制動閥移到推動位時，制動主管內的壓縮空氣向大氣排出一部分，這時副風缸內的空氣壓力相對地大于制動主管內的壓力，因而推動三通閥的主活塞相左移動，截斷充氣溝的通路，使副風缸內的壓縮空氣不能回流。在三通閥主活塞移動的同時帶動滑閥也向左移動，截斷了通向大氣的出口，使副風缸內的壓縮空氣進入制動缸，推動制動缸鞲鞴向右移動，通過制動桿的傳動，使閘瓦緊抱車輪而制動。（2）空氣制動機的特點第一，向制動主管充氣時緩解；將制動主管內的壓縮空氣排出（減壓）時制動，所以稱為“減壓制動”。減壓制動當列車分離或拉動車前閥時，由于制動主管的壓縮空氣向大氣排出，壓力突然將低，就可以自動地產生緊急制動作用，使列車立即停住，以防事故的發(fā)生或擴大。第二，這種裝置在制動過程中不是直接用總風缸的壓縮空氣送入制動缸，而是與先貯存在副風缸內的空氣送入制動缸起制動作用，因此稱為“間接制動”。間接制動能使列車前后車輛的制動作用不至于差別過大，使整個列車能平穩(wěn)的停下來?？罩剀囌{整裝置當空重車轉換手把放在空車位置時，一部分壓縮空氣進入降壓風缸，使制動缸中產生較小的制動力；當轉換手把放在重車位置時，降壓風缸不起作用，壓縮空氣全部進入制動缸中產生較大的制動力。緩解閥為使制動著的車列緩解，可以拉動副風缸上的緩解閥，使副風缸的壓縮空氣經緩解閥排出，副風缸內的空氣壓力低于列車主管的空氣壓力，三通閥的主活塞就動作，滑閥隨其移動，使制動缸內的空氣排出大氣，閘瓦離開車輪而緩解。緊急制動閥在每節(jié)客車上都裝有緊急制動閥，貨車一般只在守車上安裝緊急制動閥，又稱車長閥。（3）緩解原理當司機將制動閥放在緩解位置時，總風缸的壓縮空氣進入制動主管，經制動支管進入三通閥，推動住鞲鞴向右移動，打開充氣鉤，是壓縮空氣經充氣鉤進入副風缸，知道副風缸內的空氣壓力和制動主管內的壓力相等為止。在三通閥主活塞移動的同時，和他連在一起的滑閥也跟著向右移動，使得制動缸內的壓縮空氣經過滑閥下的排氣口排出，于是制動缸的鞲鞴被彈簧的彈力推回原位，使閘瓦離開車輪而緩解。（4）空氣制動的通路制動作用制動閥放在制動位，由制動主管向外排氣（減壓）副風缸三通閥制動缸閘瓦（抱車輪）緩解作用緩解閥放在緩解位置，向制動主管充氣（增壓）總風缸制動軟管折角塞門制動主管制動支管截斷塞門遠心集塵器三通閥副風缸。制動缸三通閥大氣2空氣制動方式空氣制動是以被壓縮的壓力空氣作為制動的原動力，改變壓力空氣的壓強來操縱控制。制動力大，操縱控制就靈敏便利。我國鐵路習慣把壓力空氣簡稱為“風”，把空氣制動機簡稱為“風閘”；把空氣制動的動作實施叫放風。21制動方式分類列車制動在操縱上按用途可分為“常用制動”和“緊急制動”兩種。211常用制動在正常情況下為調節(jié)或控制列車速度包括進站停車所施行的制動，稱為“常用制動”，它的特點是作用比較緩和而且制動力可以調節(jié)。212緊急制動在緊急情況下為使列車盡快停住所施行的制動，稱為“緊急制動”（也稱為“非常制動”），它的特點是作用比較迅猛而且要把列車制動能力全部用上。22各類機車制動壓力及緩解時間的標準目前我公司機車車型主要有NJ2、東風、和諧三類。（1）常用制動壓力標準東風、和諧110KPA至120KPANJ2170KPA至180KPA（2）緊急制動壓力及緩解時間標準制動壓力均由600KPA在3秒內降為0KPA緩解時間東風車必須在45秒至60秒之間從0KPA緩解到600KPA,和諧車必須在45秒至80秒之間從0KPA緩解到600KPA。23常用制動與緊制動的比較231常用制動與緊制動的不同點常用制動是司機或車載監(jiān)控設備按照當前鐵路地面信號提供的信息來控制列車運行速度時采取的一種控車方式。它的制動過程比較緩慢，其目的主要是為了控制列車實際運行速度不超過限制速度；其次就是控制列車按允許速度通過當前信號機或者按照當前信息是列車停車。常用制動是偏向過程的制動方式，司機采取制動過程的時間也是從幾秒鐘到幾分鐘不等，影響因素主要取決于當前的路況（比如長大下坡道運行）及軌道占用情況。緊急制動是在列車運行時冒進出站信號機、冒進進站信號機以及超速時司機或車載監(jiān)控設備采取的緊急停車方式。它的制動方式非常迅速，其主要目的就是在一瞬間讓快速運行的列車在最短的制動距離內停下來，從而來防止兩冒一超事故的發(fā)生。緊急制動是偏向結果的制動方式，其制動過程只有3秒鐘；它的制動強度和級別要比常用制動高許多。232常用制動與緊制動的相同點它們都屬于空氣制動，都是通過排出列車管內的壓縮空氣產生壓力差來控制列車運行與否。3軌道車ITCS車載設備接風改造31背景介紹ITCS（增強型列車控制系統(tǒng)）在青藏線已經運用了八年時間，NJ2型機車在設備良好運用以后就已經實現(xiàn)懲罰制動（即緊急制動或緊急接風）。但是，軌道車在安裝ITCS車載設備時，由于接風條件不滿足，以及安裝時電路設計問題，軌道車ITCS系統(tǒng)的懲罰制動功能一直未實現(xiàn)，當軌道車冒進信號和超速懲罰以后，不能實現(xiàn)自動停車的安全隱患。青藏鐵路公司電務部對軌道車接風改造一直非常關注。2012年“39”事故發(fā)生以后，加快了軌道車的接風改造的步伐。格爾木車載車間于2012年3月中旬，開始對軌道車進行軌道車接風改造。車間決定先在軌道車151202，進行嘗試配線安裝。32工作原理321軌道車接風現(xiàn)狀軌道車接風改造的施工，所使用的是最初的配線圖，是由襄樊金鷹軌道車輛公司提供的配線圖（圖1）。注1、YM8為緊急放風閥，安裝在軌道車機械間內,安裝在列車管上；2、SK1為制動切除開關，就是正常/隔離位開關，SK1安裝在設備柜柜門上；3、K1、K2均為繼電器，安裝在機柜內下方接線端子排上；4、20、21、23、25、2均為連接線，20接24伏，2接24伏；5、R、W為OBC主機J303接點，CZ8、CZ9為機柜內下方接線端子排接點。圖1是ITCS系統(tǒng)實施懲罰制動的簡易原理圖，ITCS系統(tǒng)懲罰制動使用的是失電制動，最后起制動關鍵作用的緊急放風閥是得電制動。繼電器K1是通過OBC主機的三路安全輸出模塊（TVO）板動作，再通過OBC主機J303插頭的R和W送電和斷電來控制。軌道車正常的行駛中，在正常接風情況下，將正常/隔離位開關SK1閉合為正常接風位。OBC主機插頭J303輸出一個直流24伏電壓，其中R為正、W為負。繼電器K1兩端得電以后，通過K1的吸起接點使繼電器K2落下。這樣，繼電器K2就切斷了緊急放風閥的供電，緊急放風閥不動作，處于不排風狀態(tài)。當軌道車冒進信號和超速行駛后，OBC主機發(fā)出一個懲罰制動指令，這時OBC主機插頭J303輸出電源被切斷，使繼電器K1落下，通過繼電器K1的落下接點接通，然后使繼電器K2吸起，前接點接通，后接點斷開，這樣直流24伏電源，就通過K2的前接點和開關SK1的閉合接點，給緊急放風閥供電。緊急放風閥得電制動，迅速排放列車管風壓到0KPA，實現(xiàn)軌道車快速制動停車。322存在的不足襄樊金鷹軌道車輛公司提供的是簡易的原理圖，配線概念模糊不清，繼電器、開關等接點沒有明確標識，缺乏一個完整明確的配線圖。33接風第一次改造根據(jù)現(xiàn)狀的不足我們在進行接線的時候，下了很大的時間和精力，通過使用萬用表，分別對繼電器K1、K2和開關SK1進行了接點鑒定，這樣一方面可以判斷繼電器和開關的好壞，另一方面對繼電器的前后接點和開關的通斷有進一步的了解和認識。根據(jù)鑒定結果，然后做出另外一張清晰明了的新配線圖（圖2）。331取得的成果配線圖2明確了繼電器K1、K2前后接點號，以及正常/隔離位開關SK1的通斷接點，同時對YM8緊急放風閥功能作用，進行了系統(tǒng)檢查實驗，確定了緊急放風閥的良好動作。332存在的不足根據(jù)圖2進行了認真仔細地配線，配線完成以后緊接著進行接風實驗。在實驗過程中，新的問題馬上出現(xiàn)了，當緊急制動閥得電以后進行排風時，軌道車的列車管風壓在3秒鐘內不能排放到0KPA，同時軌道車總風管一直不停地向列車管充風，根本起不到強制停車的目的。34接風第二次改造在第一次改造的基礎上我們，經過認真分析和多次實驗，并向株洲機車研究所專家請教，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)新問題的原因所在。就是當緊急閥動作以后，使列車管迅速排風，但是沒有切斷總風管向列車管充風的通道。于是決定采用在電路中再增加新的連線和接點，重新額外增加了一個保壓閥。由于加了新的電路和閥體，所以重新做出了對配線圖的改造。如圖3注1、K21為繼電器K2的第一組接點，K22為繼電器K2的第二組接點；2、SK11為隔離/正常位開關SK1的第一組接點，SK12為隔離/正常位開關SK1的第二組接點；3、保壓閥為新安裝的閥體，位于司機操作座位下面，起到切斷軌道車總風管向列車管充風的通路。從圖3中，我們可以看到，新加了一組繼電器K2的接點，同時也新加了一組隔離/正常位開關SK1的接點。新加的接點和連線用于控制保壓閥。由于保壓閥的供電電路中，繼電器K2的10和6接點接的是后接點，當繼電器K2得電吸起時接通。在正常接風狀態(tài)下，當ITCS實施懲罰制動時，OBC主機J303插頭的R和W斷電，使繼電器K1落下，經過繼電器K1的后接點使繼電器K2得電吸起，通過閉合的繼電器K2第一組接點的9和5，再通過閉合的正常/隔離位開關SK2第一組接點的3和4,使緊急放風閥YM8得電制動，快速排放軌道車列車管風壓。同時通過閉合的繼電器K2第二組接點的10和6，再通過閉合的正常/隔離位開關SK2第二組接點的3和4,使保壓閥BYF得電動作，保壓閥BYF切斷軌道車總風管向列車管沖風，使列車管迅速排風到0KPA。實現(xiàn)了列車制動要求。按照圖3先后完成了軌道車151202和151203配線，并進行了徹底實驗，然后申請了上道實驗，在上道實驗中分別做了冒進信號和超速行駛實驗，實驗非常成功，達到了各項懲罰制動要求。上道實驗成功以后，然后將管內的所有軌道車進行了接風改造，消除了這個困擾六年的安全隱患，保證了軌道車的安全運行。4結論本文主要介紹了列車空氣制動機及工作原理、空氣制動方式以及軌道車ITCS車載系統(tǒng)的接風改造。在列車空氣制動工作原理中主要涉及到了制動機的構成，列車的制動原理和緩解原理；空氣制動方式中詳細介紹了常用制動和緊急制動的定義、區(qū)別；軌道車ITCS車載系統(tǒng)的接風改造過程中，主要是在空氣制動原理的基礎上