單元城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)EP學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1單元城市單元城市(chngsh)軌道交通車輛制動系統(tǒng)軌道交通車輛制動系統(tǒng)EP第一頁，共63頁。一.系統(tǒng)(xtng)特點 EP2002制動系統(tǒng)是德國克諾爾公司生產(chǎn)的軌道車輛制動控制系統(tǒng)，為電氣模擬指令式制動控制系統(tǒng)。其核心部件為EP2002閥，負責空氣制動系統(tǒng)的控制、監(jiān)控和車輛控制系統(tǒng)的通信。EP2002制動控制系統(tǒng)與常規(guī)制動控制系統(tǒng)的最大區(qū)別在于設(shè)計思想不同(b tn)：常規(guī)的制動控制系統(tǒng)采用車控式，即一個制動電子控制單元控制同一節(jié)車的2個轉(zhuǎn)向架；而EP2002制動控制系統(tǒng)采用架控式新概念，即1個EP2002控制1個轉(zhuǎn)向架，這樣當一個EP2002出現(xiàn)故障時，只有1個轉(zhuǎn)向架空氣制動時失效

2、，減少了對車輛的影響。由于其與常規(guī)制動系統(tǒng)相比具有相對突出的優(yōu)點，目前在國內(nèi)多條新建軌道交通車輛上得到廣泛應(yīng)用。第1頁/共62頁第二頁，共63頁。 EP2002制動系統(tǒng)將制動控制和制動管理電子設(shè)備以及常用制動（SB）氣動閥、緊急制動（EB）氣動閥和車輪防滑保護裝置（WSP）氣動閥都集成(j chn)到裝在各轉(zhuǎn)向架（EP2002 網(wǎng)關(guān)閥、RIO 閥和智能閥）上的機電包中。氣動系統(tǒng)可以通過一個中心點向各個EP2002 閥門供風或從各處向閥門供風。EP2002閥有完全分布式控制和半分布式控制兩種形式。完全分布式控制如圖5-1所示；半分布式控制如圖5-2所示。 第2頁/共62頁第三頁，共63頁。圖5-

3、1 EP2002閥完全(wnqun)分布式控制圖5-2 EP2002閥半分布式控制(kngzh)第3頁/共62頁第四頁，共63頁。 車控方式(fngsh)（集中式）制動系統(tǒng)包括集中氣動控制、集中電子控制和本車轉(zhuǎn)向架氣動控制閥。如圖5-3所示。 圖5-3 車控方式(fngsh)示意圖第4頁/共62頁第五頁，共63頁。 架控（分布式）制動系統(tǒng)如圖5-4所示。將制動控制和帶氣動閥的制動管理(gunl)電子裝置結(jié)合在了安裝于每個轉(zhuǎn)向架上的單個機電一體化包中。 列列車車網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分分布布式式控控制制CAN總總線線WSP制制動動管管理理制制動動控控制制列列車車指指令令線線BPBCP停放控制和懸掛控制單元圖

4、5-4 架控式示意圖第5頁/共62頁第六頁，共63頁。 EP2002制動系統(tǒng)的設(shè)計壽命為40年，大修周期間隔為9年，而且所有設(shè)備都有一個基于軟件的壽命過期指示器，提示系統(tǒng)部件何時需要預(yù)防性大修。 整個EP2002制動系統(tǒng)，包括(boku)它的空氣壓縮機、空氣干燥塔、大小儲風缸、控制單元和檢測點，均采用模塊化設(shè)計。因此，它的結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，適用于各種不同的安裝方式，使用、維護方便。 第6頁/共62頁第七頁，共63頁。二.系統(tǒng)(xtng)組成 EP2002制動系統(tǒng)組成示意圖如圖5-5所示。它主要由EP2002閥、制動控制模塊以及其他輔助(fzh)部件組成，其中核心部件是三個機電一體化的電磁閥，即

5、網(wǎng)關(guān)閥（Gateway valve）、智能閥（Smart valve）和遠程輸入/輸出閥（RIO valve）。網(wǎng)關(guān)閥和輸入輸出閥的外形如圖5-6所示，智能閥外形如圖5-7所示。EP2002閥的安裝位置如圖5-8所示。EP2002閥的外接線纜如圖5-9所示。EP2002閥各接口的功能如圖5-10所示。三個閥分別裝在其所控制的轉(zhuǎn)向架上（每個轉(zhuǎn)向架對應(yīng)一個閥），三個閥通過一個專用的CAN 總線連接在一起。 第7頁/共62頁第八頁，共63頁。圖5-5 EP2002制動(zh dn)系統(tǒng)組成示意圖第8頁/共62頁第九頁，共63頁。 圖5-6 網(wǎng)關(guān)閥和/輸入輸出閥外形(wi xn) 圖5-7 智能閥外形

6、(wi xn)第9頁/共62頁第十頁，共63頁。 圖5-8 EP2002閥安裝(nzhung)位置 圖5-9 EP2002閥的外接線纜圖 第10頁/共62頁第十一頁，共63頁。 圖5-10 EP2002型閥各接口(ji ku)的功能SK1-CAN/PAL總線；PL1-測速；PL2-電源(dinyun)；PL3-數(shù)字I/O；SK2-模擬I/O；PL4-MVB總線 第11頁/共62頁第十二頁，共63頁。 與EP2002制動系統(tǒng)聯(lián)系最緊密的有供氣單元和基礎(chǔ)制動裝置。供氣單元主要由空氣壓縮機、空氣干燥塔、儲風缸及供氣壓力控制等部件組成。它的主要功能是向列車提供壓縮空氣（風源）。壓縮空氣不僅是空氣制動系

7、統(tǒng)的風源，而且是列車上其他氣動設(shè)備，例如空氣彈簧、升弓風缸和刮雨器等使用的風源。供氣單元的所有部件被集成在一個安裝架上，既節(jié)省了安裝空間，又縮短了氣路管，減少漏泄，方便檢修。一般空氣壓縮機配置VV120型，空氣干燥塔配置雙塔型?；A(chǔ)制動裝置是空氣制動系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，大多選用德國克諾爾制動機公司的單元制動機，其中一半為帶停放制動機構(gòu)的單元制動機。 在每個司機室內(nèi)設(shè)有一個雙針壓力表，用于顯示主風缸的壓力和第一根車軸(chzhu)上的單元制動機的制動缸壓力。雙針壓力表帶有內(nèi)部照明，并有常規(guī)測試/校正接口。 第12頁/共62頁第十三頁，共63頁。三.EP2002閥的結(jié)構(gòu)(jigu) 一個EP2002閥

8、就相當于一般空氣制動系統(tǒng)中的微機控制單元（EBCU）加上制動控制單元BCU的組合，此外，它還具有網(wǎng)絡(luò)通信的功能。根據(jù)架控的需要，裝備了EP2002制動控制系統(tǒng)的列車，每節(jié)車均裝有兩個EP2002閥，并且分別安裝在其控制的轉(zhuǎn)向架附近的車體底架上。所有的EP2002閥上都帶有多個壓力測試口，可以方便地測量儲風缸壓力、制動機風缸壓力、車輛載荷(zi h)壓力以及停放制動缸壓力等。EP2002閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-11所示。EP2002閥的氣動部件如圖5-12所示。 第13頁/共62頁第十四頁，共63頁。 圖5-11 EP2002閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電子裝置：1-BCU卡；2-模擬卡；3-總線耦合器（“通訊”）

9、卡；4-RBX卡；5-電源卡；PVU（氣動閥單元）伺服控制閥包括：6-反饋傳感器；7-繼動閥；8-先導(dǎo)(xindo)控制提升閥。第14頁/共62頁第十五頁，共63頁。圖5-12 EP2002氣動閥單元(dnyun)第15頁/共62頁第十六頁，共63頁。 智能閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-13所示。智能閥是一個“機電EP”裝置，其中包括一個電子控制段（RBX卡），該電子控制段直接裝在一個稱為氣動閥單元（PVU）的氣動伺服閥上。起控制作用的 EP2002 網(wǎng)關(guān)閥通過CAN 制動總線傳達制動要求，每個閥門據(jù)此控制著各自轉(zhuǎn)向架上制動調(diào)節(jié)器內(nèi)的制動缸壓力（BCP）。本設(shè)備通過轉(zhuǎn)向架進行常用制動和緊急制動，同時通過

10、車軸進行車輪防滑保護控制。閥門受軟件和硬件的聯(lián)合控制和監(jiān)控，并可以檢測潛在的危險故障。結(jié)合使用各車軸產(chǎn)生的車軸速度(sd)數(shù)據(jù)和其他閥門通過專用CAN 制動總線傳來的速度(sd)數(shù)據(jù)即可進行車輪防滑保護。如圖5-14展示了智能閥的 I/O 狀況。 第16頁/共62頁第十七頁，共63頁。圖5-13 智能(zh nn)閥結(jié)構(gòu)圖第17頁/共62頁第十八頁，共63頁。圖5-14 智能(zh nn)閥的輸入輸出接口第18頁/共62頁第十九頁，共63頁。 從輸入輸出關(guān)系可以看出，智能閥的主要(zhyo)功能有以下幾方面： 1. 常用制動時根據(jù)轉(zhuǎn)向架的負載對輸出制動壓力進行調(diào)整并輸出制動機壓力。2. 緊急制

11、動時根據(jù)轉(zhuǎn)向架的負載對輸出制動壓力進行調(diào)整并輸出制動機壓力。3. 對每個輪對的滑行進行保護（WSP控制）。4. 制動應(yīng)用顯示。5. 儲風缸失壓時向繼電器輸出斷開信號。6. 通過CAN總線向網(wǎng)關(guān)閥報告本車故障監(jiān)視情況。第19頁/共62頁第二十頁，共63頁。 RIO（遠程輸入/輸出）閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-15所示。它比智能閥多了兩塊電子控制板，即制動控制單元板和模擬輸入輸出板。除了具有智能閥的所有功能外，RIO閥還可以通過制動控制單元板和硬線與其控制的轉(zhuǎn)向架上的牽引控制單元通信，使電制動和空氣制動協(xié)調(diào)(xitio)工作。 與網(wǎng)關(guān)閥有著相同的I/O口，但并不進行制動控制運算而且沒有安裝網(wǎng)絡(luò)接口卡?？删?/p>

12、程的輸入被RIO閥讀取，然后通過EP2002雙通道CAN總線傳至主網(wǎng)關(guān)閥。RIO閥的可編程輸出狀態(tài)由主網(wǎng)關(guān)閥控制。RIO閥的輸入輸出接口如圖5-16所示。 第20頁/共62頁第二十一頁，共63頁。圖5-15 RIO閥結(jié)構(gòu)圖第21頁/共62頁第二十二頁，共63頁。圖5-16 RIO閥的輸入輸出接口(ji ku)第22頁/共62頁第二十三頁，共63頁。 網(wǎng)關(guān)閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-17所示。它比RIO閥又多了一塊電子控制板網(wǎng)絡(luò)(wnglu)通信板。具有RIO閥和智能閥的所有功能，并將常用制動壓力要求分配至所有裝在本地CAN網(wǎng)絡(luò)(wnglu)中的EP2002閥門。網(wǎng)關(guān)閥也可以提供EP2002控制系統(tǒng)與列

13、車控制系統(tǒng)的連接。EP2002 網(wǎng)關(guān)閥可以按要求定制，以連接MVB、LON、FIP和RS485通信網(wǎng)絡(luò)(wnglu)以及/或者傳統(tǒng)列車線纜和模擬信號系統(tǒng)。 第23頁/共62頁第二十四頁，共63頁。圖5-17 網(wǎng)關(guān)閥結(jié)構(gòu)圖第24頁/共62頁第二十五頁，共63頁。 在EP2002系統(tǒng)中，一個(y )EP2002網(wǎng)關(guān)閥中的制動要求分配功能可以將SB制動力要求分配至列車裝有的所有制動系統(tǒng)，以達到司機/ATO要求的制動力。網(wǎng)關(guān)閥的輸入輸出接口如圖5-18所示。 第25頁/共62頁第二十六頁，共63頁。圖5-18 網(wǎng)關(guān)閥的輸入輸出接口(ji ku)第26頁/共62頁第二十七頁，共63頁。 1. 設(shè)備外殼：

14、外殼為陽極氧化鋁重載擠出成型。外殼保護內(nèi)部電子部件與外部工作環(huán)境(hunjng)隔離并為設(shè)備提供 IP66 級密封。 2. 氣動閥單元 (PVU)：此氣動伺服單元由本地制動控制卡發(fā)出指令，用來控制進行常用制動、緊急制動和車輪防滑保護的各車軸上的 BCP 壓力。 3. 供電單元 (PSU) 卡：供電單元卡接收所輸入的電池供電和加熱器供電。主供電經(jīng)調(diào)控后在內(nèi)部被傳送至設(shè)備內(nèi)的其他電子元件卡上。加熱器供電則被傳輸至加熱器單元，使其可以在極低溫度下進行工作（如果已在原裝設(shè)備制造商處安裝）。 4. 本地制動控制 (RBX) 卡：本地制動控制卡根據(jù)主網(wǎng)關(guān)單元通過專用 CAN 總線傳達的制動要求來控制 PV

15、U 以進行常用制動、緊急制動和車輪防滑保護。 第27頁/共62頁第二十八頁，共63頁。 5. 制動管理 (BCU) 卡：制動管理卡僅安裝在EP2002網(wǎng)關(guān)閥中，包括對整列列車進行制動管理的所需功能，而且還可以支持可配置的I/O端口。如果使用主網(wǎng)關(guān)閥，則制動管理功能激活并且與所有其他的智能閥和網(wǎng)關(guān)閥通過CAN總線建立通信。如果未使用主網(wǎng)關(guān)閥而仍使用一個普通網(wǎng)關(guān)閥，則BCU卡將作為一個遠程輸入/輸出（RIO）工作，可以允許直接進入制動CAN總線而無需直接發(fā)送線纜信號至主網(wǎng)關(guān)閥。 6. 可選網(wǎng)絡(luò)COMMS卡：可選擇的網(wǎng)絡(luò)通信卡僅安裝在EP2002網(wǎng)關(guān)閥中。此卡可以符合MVP、FIP、LON和RS48

16、5接口標準（一個通信卡對應(yīng)一種協(xié)議標準）。通信連接可以用于控制(kngzh)和診斷數(shù)據(jù)傳輸。 7. 可選模擬 I/O 卡：可選擇的模擬 I/O 卡可安裝到各種型號的網(wǎng)關(guān)閥和 RIO 閥上以提供進行常用制動控制(kngzh)所需的模擬信號。第28頁/共62頁第二十九頁，共63頁。 位于各種型號的網(wǎng)關(guān)閥、智能閥和RIO閥中的EP2002閥氣動段均相同，并且被視作氣動閥單元(dnyun)（PVU）。其功能區(qū)域可分為下列組別。其氣路如圖5-19所示。第29頁/共62頁第三十頁，共63頁。 圖5-19 EP2002閥的氣動(q dn)結(jié)構(gòu)第30頁/共62頁第三十一頁，共63頁。 1. 主調(diào)節(jié)器：繼動閥負

17、責調(diào)節(jié)裝置的供風壓力并將其降低至一個按負荷增減的緊急制動壓力的水平。繼動閥同時還負責在電子負荷系統(tǒng)出現(xiàn)故障時提供機械系統(tǒng)產(chǎn)生的最小緊急制動壓力。 2. 次級調(diào)節(jié)器：位于主調(diào)節(jié)器上游，負責將供給制動缸的壓力限定在最大緊急制動壓力。 3. 負荷單元：負荷單元用于向主調(diào)節(jié)器繼動閥提供一個按負荷增減的緊急制動控制壓力。此控制功能一直保持激活狀態(tài)并與空氣懸掛系統(tǒng)壓力成一定比例。 4. BCP調(diào)節(jié)：BCP調(diào)節(jié)功能負責從主調(diào)節(jié)器處接收輸出壓力并進一步將其調(diào)節(jié)至常用(chn yn)制動所要求的BCP等級。在進行車輪防滑保護時，BCP調(diào)節(jié)段同樣負責對制動缸壓力進行氣動控制。第31頁/共62頁第三十二頁，共63頁

18、。 5. 連接閥：可以使BCP輸出以氣動方式匯合或分開。在常用制動或緊急制動時，兩個BCP輸出匯合以通過轉(zhuǎn)向架進行控制。在經(jīng)車軸進行車輪防滑保護的系統(tǒng)上，當WSP動作時，兩車軸互相被氣動孤立，每個車軸上的BCP都通過BCP調(diào)節(jié)(tioji)段得到獨立控制。 6. 遠程緩解：遠程緩解功能可以使用也可以不使用。作為EP2002閥功能的一個組成部分。當遠程緩解輸入得電時，供風壓力被隔離，制動缸經(jīng)閥門的輸出被排向大氣。系統(tǒng)還具有一個硬件互鎖，可以在出現(xiàn)緊急制動要求時防止EP2002閥被遠程緩解。 7. 緊急制動脈動限制：緊急制動脈動限制可以使用也可以不使用。如果不使用緊急制動脈動限制，將氣路中的緊急制

19、動脈動限制電磁閥換成一塊孔板。第32頁/共62頁第三十三頁，共63頁。四.EP2002制動(zh dn)系統(tǒng)的優(yōu)缺點 （一）EP2002制動系統(tǒng)(xtng)的優(yōu)點 （二）EP2002制動系統(tǒng)(xtng)的缺點第33頁/共62頁第三十四頁，共63頁。EP2002制動控制系統(tǒng)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾方面： 1. 減小了故障情況下對列車的影響。如果一個EP2002閥出現(xiàn)故障，則只有一個轉(zhuǎn)向架的制動失效，列車只需要對此轉(zhuǎn)向架損失的制動力進行補償；而一般制動控制系統(tǒng)中的制動電子控制單元ECU出現(xiàn)故障，列車需要對本節(jié)車損失的制動力進行補償。因此，使用架控方式的EP2002制動控制系統(tǒng)尤其適合于短編組的地鐵列

20、車。 2. 縮短了制動響應(yīng)時間。根據(jù)克諾爾(nu r)制動機公司的試驗數(shù)據(jù)，EP2002制動控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間比常規(guī)制動控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間縮短約。 3. 提高了制動精確度。常規(guī)制動控制系統(tǒng)的精確度約為0.2105Pa；而EP2002制動控制系統(tǒng)提供給制動缸制動力的精確度可達到0.15105Pa。 4. 減少了空氣消耗量。由于EP2002閥靠近轉(zhuǎn)向架安裝，從EP2002閥到制動缸的管路長度減小，所以在制動時的空氣消耗量將減小，同時空氣泄漏量也將減小。第34頁/共62頁第三十五頁，共63頁。 5、節(jié)省了安裝空間。減輕重量、減少布管和布線數(shù)量。 6. 提高了可靠性和可用性，降低了故障率。根據(jù)克諾爾制

21、動機公司的計算，EP2002制動控制系統(tǒng)的故障率比常規(guī)制動控制系統(tǒng)的故障率降低了約50%左右。 7. 減少了維護工作量。EP2002制動控制系統(tǒng)部件集成化程度較高，需要維護的部件較少，大修期從常規(guī)制動系統(tǒng)規(guī)定的6年提高到9年。 8. 縮短了安裝和調(diào)試時間。 9. 降低了總體成本。EP2002制動控制系統(tǒng)的產(chǎn)品價格基本與一般制動控制系統(tǒng)價格相同(xin tn)；但是由于縮短了安裝和調(diào)試時間及降低了后期維護費用等，EP2002制動控制系統(tǒng)的總體成本將低于一般制動控制系統(tǒng)。 10. 提高了控制精確度。EP2002制動控制系統(tǒng)可以根據(jù)每個轉(zhuǎn)向架的載荷壓力調(diào)整施加在本轉(zhuǎn)向架上的制動力，比一般制動控制單元

22、以每節(jié)車載荷壓力進行制動力控制更加精確和優(yōu)化。 第35頁/共62頁第三十六頁，共63頁。EP2002制動(zh dn)控制系統(tǒng)的缺點主要表現(xiàn)在以下幾方面： 1. 關(guān)鍵部件維護難度增大。由于EP2002閥的技術(shù)含量和集成化程度提高，萬一EP2002閥出現(xiàn)故障，基本上都需要將整個閥送回制造廠家進行維修，維修周期長；而如果一般制動(zh dn)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，只需要有經(jīng)驗的工作人員直接查找并更換故障部件（如壓力傳感器、防滑閥和插件板等），就可縮短維護周期，減少對車輛使用產(chǎn)生的影響。 2. 互換性差。在EP2002制動(zh dn)控制系統(tǒng)中如果一個EP2002閥出現(xiàn)故障，只能夠用相同類型的閥進行更

23、換；而一般制動(zh dn)控制系統(tǒng)中的制動(zh dn)電子控制單元ECU甚至ECU中單獨的插件板在所有車上都可以互換。 3. 無直觀的故障顯示代碼。一般制動(zh dn)控制系統(tǒng)中的制動(zh dn)電子控制單元ECU安裝在車上電器柜內(nèi)，可以提供四位數(shù)字的故障代碼顯示，有利于檢修人員查找故障；而EP2002制動(zh dn)控制系統(tǒng)沒有直觀的數(shù)字故障代碼顯示功能，檢修人員只能通過專用軟件才能查找故障，需要的維修技能較高。第36頁/共62頁第三十七頁，共63頁。一.EP2002制動(zh dn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)關(guān)閥、智能閥、RIO閥三個核心產(chǎn)品，可以通過多種方法安裝在一起以滿足系統(tǒng)可用性要求

24、和成本要求。但不管系統(tǒng)有何要求，在構(gòu)建EP2002網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時都必須遵從下列規(guī)定。CAN網(wǎng)絡(luò)中必須至少有一個EP2002網(wǎng)關(guān)閥來執(zhí)行制動管理功能（主網(wǎng)關(guān)閥）。主網(wǎng)關(guān)閥將制動信息(xnx)發(fā)送至一個CAN總線段中的EP2002智能閥，或從智能閥處獲取制動信息(xnx)。CAN總線段的長度可為2至10個轉(zhuǎn)向架之間的任意值（1 至 5 節(jié)車廂）。諸如緊急制動線和遠程緩解功能一類的硬連線安全輸入分別進入各網(wǎng)關(guān)閥、RIO閥和智能閥。在對智能閥要求更多I/O時則使用RIO閥。目前，應(yīng)用較多的有以下兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。第37頁/共62頁第三十八頁，共63頁。 如圖5-20是EP2002制動系統(tǒng)半列車CAN總線示意圖

25、，半列車CAN總線結(jié)構(gòu)是將半列車所有的EP2002閥用CAN總線相連，并由B車和C車上的兩個(lin )網(wǎng)關(guān)閥通過MVB總線或其他總線與列車控制系統(tǒng)進行通信，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5-21所示。其中一個網(wǎng)關(guān)閥被定義為主網(wǎng)關(guān)閥，另一個網(wǎng)關(guān)閥被定義為從網(wǎng)關(guān)閥。當主網(wǎng)關(guān)導(dǎo)閥出現(xiàn)故障時，從網(wǎng)關(guān)閥會自動接管主網(wǎng)關(guān)閥的工作，保證系統(tǒng)的冗余性。如果MVB總線出現(xiàn)故障，網(wǎng)關(guān)閥則按默認狀態(tài)工作。此外，CAN總線由兩對雙絞線組成，具有較好的冗余性。 第38頁/共62頁第三十九頁，共63頁。圖5-20 典型的EP2002制動(zh dn)系統(tǒng)半列車CAN總線示意圖第39頁/共62頁第四十頁，共63頁。圖5-21 半列車CA

26、N總線(zn xin)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖第40頁/共62頁第四十一頁，共63頁。 在B車和C車上各設(shè)一個RIO閥的目的是：RIO閥可通過硬連線與其控制的轉(zhuǎn)向架上的牽引控制單元進行通信，使電制動和空氣制動協(xié)調(diào)(xitio)工作。這種方法也不是唯一的，RIO閥與本轉(zhuǎn)向架牽引控制單元的通信工作也可以用網(wǎng)關(guān)閥與MVB總線或其他總線之間的通信代替，這樣B車和C車上的RIO閥就可以用智能閥來代替。 第41頁/共62頁第四十二頁，共63頁。 單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是將每節(jié)車上的兩個EP2002閥用CAN總線相連，并由每節(jié)車上的網(wǎng)關(guān)閥通過MVB總線或其他(qt)總線與列車控制系統(tǒng)進行通信，單節(jié)車CAN總線示意圖如圖

27、5-22所示。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5-23所示。如果MVB總線出現(xiàn)故障，網(wǎng)關(guān)閥則按默認狀態(tài)工作。 圖5-22單節(jié)車CAN總線(zn xin)示意圖第42頁/共62頁第四十三頁，共63頁。圖5-23 單節(jié)車CAN總線(zn xin)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖第43頁/共62頁第四十四頁，共63頁。 從可靠性角度(jiod)分析，半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的從網(wǎng)關(guān)閥作為主網(wǎng)關(guān)閥的備份，具有較好的冗余性，如果CAN總線在A車和B車之間斷開，將導(dǎo)致A車的空氣制動失效。而如果單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中某節(jié)車的網(wǎng)關(guān)閥出現(xiàn)故障，則該節(jié)車的空氣制動失效；如果某節(jié)車上的CAN總線斷開，則一個轉(zhuǎn)向架上的空氣制動失效。由此可見，半列車C

28、AN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可靠性略高于單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從經(jīng)濟角度(jiod)分析，半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)少一個網(wǎng)關(guān)閥，多一個RIO閥或智能閥。單從EP2002閥的總價來看，單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要高，但是考慮到半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所使用的總線更長，因此兩者的成本基本相同。 第44頁/共62頁第四十五頁，共63頁。圖5-24 單個網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1. 單個網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖5-24所示。第45頁/共62頁第四十六頁，共63頁。2. 雙網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖5-25所示。圖5-25 雙網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第46頁/共62頁第四十七頁，共63頁。

29、3. 多個(du )網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖5-26所示。圖5-26 多個(du )網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第47頁/共62頁第四十八頁，共63頁。 EP2002制動系統(tǒng)如果采用單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一般由列車的主車輛控制單元（VCU）來管理制動。除了緊急制動，主VCU會控制列車電制動與空氣制動之間的制動力分配。制動力指令由列車總線發(fā)給VCU和網(wǎng)關(guān)閥，主VCU連續(xù)循環(huán)計算列車所需制動力的大小，還要加減車輛的負載來最終確定總制動力。主VCU根據(jù)網(wǎng)壓、電-氣制動分配特性將總制動力分配給電制動控制單元和空氣制動控制單元。同時，主VCU和網(wǎng)關(guān)閥之間還要通過列車總線和CAN總線進行一系列實際制動施加值的數(shù)據(jù)交換，

30、使列車具有負載補償功能和萬一(wny)制動系統(tǒng)發(fā)生故障后的制動力合理分配，如圖5-27所示。 如果EP2002制動系統(tǒng)選用半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也由列車的主VCU來管理制動?？梢赃x擇兩個半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)中的任何一個主網(wǎng)關(guān)閥作為整個列車的主網(wǎng)關(guān)閥，而另一個半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)中的主網(wǎng)關(guān)閥作為備份。第48頁/共62頁第四十九頁，共63頁。圖5-27列車制動控制系統(tǒng)(kn zh x tn)工作邏輯圖第49頁/共62頁第五十頁，共63頁。二.EP2002型制動系統(tǒng)的控制(kngzh)過程和作用原理 （一）常用制動 在常用制動模式下，電制動和空氣制動一般都處于激活狀態(tài)，以便電制動和空氣制動之間的

31、及時轉(zhuǎn)換，優(yōu)先采用電制動。常用制動具有沖擊極限限制和防滑的功能。 每個EP2002閥測量本轉(zhuǎn)向架的負載，并通過本車制動控制板轉(zhuǎn)輸數(shù)據(jù)到CAN總線。CAN總線內(nèi)的主網(wǎng)關(guān)閥通過MVB總線或其他總線與列車控制系統(tǒng)進行通信，根據(jù)列車控制數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)向架負載為本車的每個轉(zhuǎn)向架產(chǎn)生單獨的、與負載信號相關(guān)的空氣制動指令，再通過CAN總線將指令發(fā)給各個EP2002閥。上述過程考慮到了每個轉(zhuǎn)向架的黏著限制情況，每個局部(jb)制動控制板通過氣動閥和氣動閥單元內(nèi)的傳感器反饋信號提供閉環(huán)空氣制動控制。 第50頁/共62頁第五十一頁，共63頁。（二）快速制動 當司機手柄處于快速制動擋時，快速制動被觸發(fā)?？焖僦苿优c緊急制動

32、的制動力相同，但是快速制動是可逆的（可撤銷）?？焖僦苿右彩莾?yōu)先使用電制動，當電制動故障或不足時，由空氣制動來補充?？焖僦苿佑蟹阑Ｗo和沖動限制，其工作原理與常用制動時相同。（三）緊急制動 緊急制動是通過列車安全回路來控制的。緊急按鈕被按下、列車超速、警惕按鈕松開、車鉤斷鉤和ATP系統(tǒng)的報警觸發(fā)信號等都會觸發(fā)列車緊急制動信號。緊急制動信號一經(jīng)觸發(fā)，列車安全回路中斷，觸發(fā)信號傳輸給列車控制單元(dnyun)和牽引控制單元(dnyun)。牽引控制單元(dnyun)中斷牽引系統(tǒng)工作。緊急制動全部由空氣制動承擔，而且制動命令是不可自動恢復(fù)的，緊急制動有防滑保護，但不受沖動極限限制。第51頁/共62頁第五

33、十二頁，共63頁。（四）停放制動 停放制動采用帶彈簧制動器的單元制動機，利用釋放彈簧儲存的的彈性勢能來推動彈簧制動缸活塞，帶動兩級杠桿使閘瓦制動的。停放制動的緩解則需要向彈簧制動缸充氣(chn q)，通過活塞移動使彈簧壓縮，從而使制動緩解。這種單元制動機還具有手動緩解停放制動的功能。EP2002閥將實時監(jiān)控停放制動缸的空氣壓力。第52頁/共62頁第五十三頁，共63頁。（五）保壓制動 1. 激活保壓制動的條件當?shù)罔F列車施加制動后，速度傳感器檢測到列車速度約為時（該速度值可加以調(diào)整），由EP2002閥激活保壓制動，以防止列車溜車。保壓制動可使AW3（9人/m2）載荷的列車停放在最大坡度線上而不產(chǎn)生

34、溜滑。 2. 緩解保壓制動的條件緩解保壓制動的條件有以下幾項： （1）司機將主控制器手柄放在牽引位上，每個牽引系統(tǒng)將牽引力的實際(shj)值發(fā)送給列車主VCU。 （2）主VCU計算列車牽引力實際(shj)值的總和。 （3）牽引力實際(shj)值的總和足以啟動列車（不會引起列車后溜）。 （4）主VCU向EP2002閥發(fā)出緩解保壓制動信號?？諝庵苿訝顟B(tài)信號將反饋給VCU，VCU通過該信號確認制動是否緩解，如果空氣制動在某一時間內(nèi)沒有緩解，則主VCU向各牽引系統(tǒng)發(fā)出中斷牽引指令，并再次施加保壓制動。 第53頁/共62頁第五十四頁，共63頁。（六）防滑保護功能 輪對防滑保護系統(tǒng)采用軸控防滑方式，包括防

35、滑閥、測速齒輪、速度傳感器和防滑電子控制單元，防滑電子控制單元和防滑閥都集成在EP2002閥內(nèi)。 系統(tǒng)通過控制制動力來檢測和校正車輪滑行。安裝于每根軸上的速度傳感器用來監(jiān)控軸速，這個信息共享于CAN區(qū)域內(nèi)的EP2002閥。 如果(rgu)EP2002閥檢測到滑行，它將通過控制制動缸壓力來校正該軸上的車輪滑行，當列車制動并且檢測到滑行存在時，車輪防滑保護控制能獨立控制每根軸制動力。以下兩種檢測車輪滑行的方法可用于確定低黏著情況的存在： 1. 單一車軸的減速過量。 2. 車軸與車軸最高轉(zhuǎn)速之間出現(xiàn)的速度差異。第54頁/共62頁第五十五頁，共63頁。 當由上述任意一條件檢測到車輪滑行，則對應(yīng)該轉(zhuǎn)向架

36、的EP2002閥將快速連通該軸制動缸與大氣之間的通路，通過減小制動缸的壓力來消除(xioch)滑行現(xiàn)象；同時，控制系統(tǒng)將定期執(zhí)行地面速度檢測，以便更新計算真實的列車速度。輪對防滑保護系統(tǒng)能根據(jù)軌道條件精確地控制滑行深度，這將改進后面車輪的黏著條件，在低黏著情況下使用最大制動力，同時確保沒有車輪擦傷。當車輪防滑保護裝置計算確定的黏著條件回到正常狀態(tài)，系統(tǒng)將返回到最初的狀態(tài)，地面速度檢測將結(jié)束。 為了確保制動在延長期內(nèi)不出現(xiàn)緩解，硬件監(jiān)視器定時器電路會在持續(xù)保持超過8s和持續(xù)排氣超過4s內(nèi)監(jiān)測閥門的狀態(tài)。每個車軸的減速檢測是獨立于其它車軸的，而且車軸之間補償也不會影響精確性，但該軟件會使用從維護連

37、接處輸入的實際車輪尺寸信息來對每個車軸進行準確的減速檢測。 此外，EP2002制動系統(tǒng)還具有空氣制動和停放制動狀態(tài)檢測功能、制動風缸壓力過低檢測功能、自測功能和故障記錄功能等。第55頁/共62頁第五十六頁，共63頁。（七）低壓力制動儲風缸（可選） EP2002閥可以防止車輪防滑保護的動作將供風壓力消耗到低于支持啟用緊急制動的水平。每個EP2002閥都監(jiān)控著供風壓力，如果壓力降至極限值以下，則EP2002進氣閥和排氣閥的車輪防滑保護控制都會由閥門控制器硬件進行本地隔離，并且EP2002閥的一個無電壓輸出口也會改變狀態(tài)。EP2002進氣閥和排氣閥的常用制動控制功能仍然保持激活狀態(tài)。（八）制動指示

38、當壓力大于時，無電壓繼電器輸出進行指示。制動指示獨立于EP2002微控制器。（九）位置編碼 裝置(zhungzh)帶有一個位置編碼插頭輸入，如圖5-28所示。裝在閥門安裝集合管上的插頭用來依據(jù)列車位置調(diào)整緊急制動壓力控制（ASP與VLCP的關(guān)系）。編碼也可以用于CAN總線網(wǎng)絡(luò)配置。位置編碼可以使相同的EP2002硬件安裝在車組內(nèi)的多個位置上。 第56頁/共62頁第五十七頁，共63頁。 圖5-28 編碼(bin m)插頭第57頁/共62頁第五十八頁，共63頁。三.EP2002閥的故障(gzhng)管理 1緊急制動故障 如果出現(xiàn)緊急制動回路故障，EP2002閥會提供一定的機械保護。緊急控制閥采用機械方式放置制動缸輸出壓力超過或低于設(shè)定值。在出現(xiàn)緊急制動控制故障時，會發(fā)出一個“降級”故障指示。當出現(xiàn)供電(n din)故障時，加權(quán)載荷壓力保持在最后的載荷水平上。2速度探測裝置故障 當一個速度傳感器出現(xiàn)故障時，受到影響的閥會利用鄰近車軸的速度傳感器繼續(xù)提供WSP控制。 第58頁/共62頁第五十九頁，共63頁。3空氣簧壓力故障（1）常用制動時的故障 一個轉(zhuǎn)向架上空氣簧傳感器