CRH380B動車組制動系統(tǒng)分析與改進(jìn)

1、摘要近些年，我國高速鐵路快速發(fā)展。列車運(yùn)行速度明顯提高，如何保障列車安全運(yùn) 行成為重中之重。對于高速動車組而言，必須采用綜合制動系統(tǒng)來保障列車的運(yùn) 行安全可靠性。而CRH380阻電力動車組（或稱CRH-380ffl）,是中華人民共和 國鐵道部為營運(yùn)新建的高速城際鐵路及客運(yùn)專線，中國鐵道部將所有自行發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)、引進(jìn)國外技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)的中國鐵路高速（CRH車輛均命名為“和 諧號。CRH380E高速動車組采用先進(jìn)的微機(jī)控制直通式電空制動系統(tǒng)，可根 據(jù)列車的運(yùn)行速度和載重等情況實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)和恒減速度的電空合制動聯(lián)，以提高制動時(shí)的平穩(wěn)性。眾所周知，動車組的制動系統(tǒng)是其不可或缺的環(huán)節(jié)。它是動車組快速發(fā)展

2、的基本 保障，也是動車組安全運(yùn)營的基石。對于CRH380IE動車組制動系統(tǒng)關(guān)鍵部位的 功能，我們應(yīng)該做全面的了解與分析，如制動控制單元、司機(jī)室控制部分、撒砂 模塊等。制動系統(tǒng)是一個(gè)整體，但它也是由每個(gè)部分組成的。因此，我們應(yīng)該整 體和部分相結(jié)合的了解與分析制動系統(tǒng)。這樣才能發(fā)現(xiàn)其中的不足。只有這樣， 我們才能分析及優(yōu)化、改進(jìn)制動系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：CRH380B動車組；制動系統(tǒng)；分析優(yōu)化目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 第1章緒論1. HYPERLINK l bookmark10 o Current Document

3、研究背景1. HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 研究思路1. HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 第2章 CRH380網(wǎng)車組制動系統(tǒng)簡介2 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 制動簡介2. HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 制動系統(tǒng)的基本功能2. HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 第3章CRH380網(wǎng)車組制動系統(tǒng)的組成 3 HYPERLINK l bo

4、okmark22 o Current Document 制動控制單元3. HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 截?cái)嗳T模塊3. HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 電空制動控制模塊 3. HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 分配閥模塊 5. HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 撒砂模塊 5. HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 基礎(chǔ)制動裝置6. HYPERL

5、INK l bookmark38 o Current Document 備用制動7. HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 停放制動8. HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 供風(fēng)系統(tǒng)10 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 主空氣壓縮機(jī)1.0 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 輔助空氣壓縮機(jī)10 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 第4章CRH380E動系統(tǒng)

6、故障分析及改進(jìn) 12 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 改進(jìn)的意義1.2 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 列車常用制動失效分析 12 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document CB09時(shí)卡操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.3 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 500ms周期任務(wù)被凍結(jié)的原因分析1 3 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 技術(shù)解決方案 1.4 HYPERLI

7、NK l bookmark60 o Current Document 處理等級1.4 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document Jup計(jì)er2000控制系統(tǒng)工作機(jī)理1.5 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 系統(tǒng)診斷1.6 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 參考文獻(xiàn)1.7II致謝18IIICRH380嘮車組制動系統(tǒng)分析與改進(jìn)第1章緒論研究背景中國內(nèi)陸面積寬廣，人口眾多，幅員遼闊，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與聯(lián)系的跨度大，需要 有一種強(qiáng)而有力的運(yùn)輸方式將整個(gè)國家和國民經(jīng)濟(jì)聯(lián)系

8、起來。鐵路作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，國民經(jīng)濟(jì)的大動脈和大眾化的交通工具， 最顯著的特點(diǎn)是運(yùn)載量大、運(yùn) 行成本低、耗能少，在大流量長距離的客貨運(yùn)輸有著絕對優(yōu)勢，也在大流量、高 密度的城際中短途旅客運(yùn)輸中具有強(qiáng)大的競爭力。 而高速鐵路則是當(dāng)今時(shí)代的主 題，動車組制動系統(tǒng)更是重中之重。CRH380阻電力動車組由中國北車集團(tuán)唐山 軌道客車有限責(zé)任公司、長春軌道客車股份有限公司在 CRH3婢電力動車組基礎(chǔ) 上自主研發(fā)的CRH（列高速動車組，也是“中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動計(jì)劃” 的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，是中國自主研發(fā)的動車組。因此了解與分析其制動系統(tǒng)就很有 意義。研究思路在又t CRH380阻動車組制動系統(tǒng)的優(yōu)化研

9、究中,我們應(yīng)該遵循鐵路部門制定 的相關(guān)規(guī)定和國家的法律法規(guī)，并結(jié)合動車運(yùn)用所的日常工作實(shí)際情況。通過了 解與分析動車組制動系統(tǒng)的組成和以及各部分的作用。 聯(lián)系動車組在日常行駛中， 制動系統(tǒng)常見的故障。通過這些進(jìn)行系統(tǒng)的了解，分析其中的原因，努力做出相 應(yīng)的改進(jìn)與優(yōu)化。第2章CRH380B動車組制動系統(tǒng)簡介制動簡介(1)人為的使運(yùn)動的列車減速或停止運(yùn)動，稱之為制動。除制動的過程稱 之為緩解，也就是說列車處于無閘的狀態(tài)。目前，列車運(yùn)行速度不斷提高，對制 動性能提出了更高的要求，否則制動距離不能保證，會嚴(yán)重影響運(yùn)行安全。(2) CRH380BL16輛編組)型動車組共有四套主供風(fēng)單元(空氣壓縮機(jī)組)

10、和四套輔助風(fēng)源(輔助空氣壓縮機(jī))，其中主供風(fēng)單元供的風(fēng)是可以供給列車所 有用風(fēng)設(shè)備使用。(3)制動系統(tǒng)供風(fēng)管路分為兩種：一種是總風(fēng)管，總風(fēng)管中的風(fēng)壓為10bar, 負(fù)責(zé)為全列車所有需要用風(fēng)的設(shè)備提供壓縮空氣，如制動、空氣彈簧、受電弓、 撒砂等裝置。另一種是列車管，列車管中的風(fēng)壓為6bar ,主要為制動夾鉗供風(fēng)。制動系統(tǒng)的基本功能制動系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)常用制動、緊急制動、停放制動、備用制動等。(1)常用制動包括電空常用制動和動力制動。首先在動力轉(zhuǎn)向架上施加動 力制動，如果動力制動力不足，再在拖車軸上施加空氣摩擦制動； 在動力軸的動 力制動不能使用時(shí)，用空氣摩擦制動代替。(2)緊急制動在緊急制動時(shí)，牽引

11、被切斷，列車管被快速徹底的排空，電 制動、直通電空制動和備用空氣制動沉余產(chǎn)生緊急制動。緊急制動可以通過以下 情形產(chǎn)生：制動手柄處于緊急制動位；按下司機(jī)室內(nèi)的緊急制動按鈕； 安 全裝置(ATP啟動或列車斷開；備用制動啟動后手柄處于緊急制動位。列車運(yùn)行時(shí)停放制動被施加或總風(fēng)缸壓力過低。(3)停放制動轉(zhuǎn)向架上設(shè)有足夠數(shù)量的停放制動缸(彈簧儲能式)可保證 動車組安全地停放在30 %的坡道上，停放制動為停放制動缸充風(fēng)緩解，排風(fēng)制 動。第3章CRH380助車組制動系統(tǒng)的組成制動控制單元制動控制單元（BCU是制動控制系統(tǒng)中的核心部件，它通過計(jì)算對列車實(shí) 施電氣制動及空氣制動的控制，此外還具有滑行控制功能。B

12、Clft行電空常用制動、空氣緊急制動和停放制動的控制功能，可對所有必 要點(diǎn)進(jìn)行連接測試，以檢測和調(diào)整所有必要的壓力。制動控制單元BCg部由截 斷塞門模塊B0&電空制動控制模塊B6R分配閥模塊B55和撒砂模塊F06組成。圖1制動控制單元原理圖截?cái)嗳T模塊制動板的空氣供應(yīng)可以通過關(guān)閉截?cái)嗳T B06.02與B06.03來隔離。截?cái)嗳?門B06.02用于直接電空制動的隔離，截?cái)嗳TB06.03用于摩擦制動。表1截?cái)嗳T模塊各部件的作用表序號代號名稱作用1B06-02預(yù)控壓力截?cái)嗳T相當(dāng)于總關(guān)門車2B06-03制動風(fēng)缸壓力截?cái)嗳T電氣信號由BCU讀取電空制動控制模塊電空制動控制模塊B60負(fù)責(zé)制動控制。

13、壓力調(diào)節(jié)器 B60.02將制動控制元件B01的電摩擦制動指令信號調(diào)制成相稱的預(yù)控制壓力壓力調(diào)節(jié)器配備1個(gè)充氣電磁閥和1個(gè)排氣電磁閥。如果壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出的 信號與要求的壓力不符，則由制動控制原件B01控制充氣電磁閥或排氣電磁閥以 達(dá)到正確的壓力。表2電空制動控制模塊各部件的作用表序號代號名稱作用1B60.02電空轉(zhuǎn)換閥根據(jù)總制動需求指令，在制動控制器 控制下實(shí)現(xiàn)與動力制動完全混合2B60.02-1充風(fēng)制動電磁閥控制制動板中的實(shí)際壓力3B60.02-2放風(fēng)緩解電磁閥4B60.02-3壓力傳感器控制控制單元中的實(shí)際預(yù)控制壓力閥5B60.03緊急電磁閥轉(zhuǎn)換到最大R壓力緊急制動上6B60.04雙向閥控制

14、空氣方向7B60.05空重閥在載重量的相關(guān)變化下限制中繼閥的壓力8B60.06截?cái)嗳T用于閉鎖壓縮空氣接口壓力9B60.07中繼閥EP閥壓力變大直接驅(qū)動制動缸產(chǎn)生制動力10B60.08開關(guān)電磁閥實(shí)現(xiàn)低減速與高減速的相互轉(zhuǎn)換11B60.09壓力開關(guān)中繼閥上的T-壓力12B60.11/.23壓力開關(guān)向列車信息管理系統(tǒng)緩解和制動提供 信息13B60.10氣控閥用于電制動與空氣制動的聯(lián)鎖14B60.12電磁閥15B60.13壓力傳感器儲風(fēng)缸壓力R16B60.14分配閥的先導(dǎo)壓力17B60.15隨負(fù)載變化而變化的控制壓力T18B60.16C壓力19B60.17檢測套管直接制動的先導(dǎo)壓力 Cv20B60.

15、18間接制動的先導(dǎo)壓力 Cv21B60.19隨負(fù)載變化的控制壓力T22B60.20隨負(fù)載而修正的先導(dǎo)壓力 Cv23B60.21儲風(fēng)缸壓力R24B60.22制動缸壓力在正常的工作狀態(tài)下，緊急電磁閥B60.03斷開，在壓力調(diào)節(jié)器B60.02的控 制下，控制壓力通過雙止回閥B60.04、空重車調(diào)整閥到達(dá)中繼閥（直接制動回路） 對于常用制動，負(fù)載修正（壓力傳感器B60.15的信號）通過制動指令信號從制動 控制元件傳到壓力調(diào)節(jié)器 B60.02。在緊急制動中，電力緊急制動操作系統(tǒng)將會 開啟，并且緊急電磁閥B60.03開啟，因此供風(fēng)缸B05的壓力空氣通過雙止回閥 B60.04流向空重車調(diào)整閥及中繼閥，開始緊

16、急制動操作。空重車調(diào)整閥根據(jù)風(fēng)動負(fù)荷限制中繼閥的預(yù)控制壓力。在緊急制動過程中需要最大的制動作用力，并 且制動缸壓力不再繼續(xù)調(diào)節(jié)。為了避免車輪滑動并保證盤式制動器更長的使用壽 命，速度在200km/h及以上時(shí)使用低減速壓力，速度在200km/h以下時(shí)使用高減 速壓力。低減速壓力與高減速壓力之間的轉(zhuǎn)換靠電磁閥來實(shí)現(xiàn)。該電磁閥通過允 許或切斷中繼閥控制口的空氣供應(yīng)來實(shí)現(xiàn)預(yù)先規(guī)定的低減速壓力或高減速壓力， 與中繼閥的預(yù)控制壓力無關(guān)。在出現(xiàn)故障的情況下，電磁閥排氣，中繼閥釋放高 減速壓力。制動器可以借助制動缸管中帶有電開關(guān)的截?cái)嗳T來實(shí)現(xiàn)手動隔離， 以隔離制動板并釋放空氣制動缸壓力。該截?cái)嗳T只有在維修

17、時(shí)才開啟。止匕外， 制動器還可以通過直接作用于充氣電磁閥B60.12的電開關(guān)來與制動板隔離，該電磁閥切斷制動缸管中活塞閥 B60.10的空氣供應(yīng)并釋放制動缸壓力，以阻止截 斷塞門及充氣電磁閥B60. 12的電信號傳遞給制動控制元件及列車管理系統(tǒng)。壓力開關(guān)B60.11給列車管理系統(tǒng)傳遞制動緩解信息。壓力開關(guān)B60.23將此 信息傳遞給制動控制單元。壓力傳感器 B60.16顯示制動缸壓力。分配閥模塊分配閥模塊主要由分配閥、截?cái)嗳T、壓力傳感器、檢測套管等部件構(gòu)成。分配閥的作用是：能根據(jù)制動管的壓力變化來控制制動的緩解保壓。表3分配閥模塊各部件的作用表序號代號名稱作用1B55.02分配閥隨制動管壓力

18、的變化，來控制制動作用、緩解 作用和保壓作用2B55.03截?cái)嗳T切斷分配閥中的空氣供應(yīng)3B55.04/.05壓力傳感器監(jiān)控指示列車管和制動管中的壓力4B55.06檢測套管檢測壓力大小撒砂模塊撒沙模塊主要由轉(zhuǎn)換塞門、減壓閥、隔離電磁閥、控制電磁閥、檢測套管、 壓力傳感器等構(gòu)成。撒砂的主要作用是提高車輪與軌道之間的摩擦系數(shù)，在端車、IC03、IC06、IC11、IC14的BCU內(nèi)設(shè)置撒砂控制單元，在端車的一軸及 IC03、IC06、IC11、 IC14的一、四軸設(shè)置撒砂管路裝置；撒砂模塊F06由總風(fēng)供風(fēng)，功能包括干燥砂、低壓撒砂和高壓撒砂；為了優(yōu)化撒砂量，在車輛速度小于160km/h時(shí)采用2.7

19、Bar低壓撒砂，在車輛速度大于160km/h時(shí)采用6.3Bar高壓撒砂表4撒沙模塊各部件的作用表序號代號名稱作用1F06.02轉(zhuǎn)換塞門切斷空氣供應(yīng)，防止空氣泄露2F06.03/.04減壓閥用于調(diào)節(jié)壓縮空氣系統(tǒng)中的壓縮空氣3F06.05隔離電磁閥控制撒砂裝置連接的氣流4F06.06/.07控制電磁閥將壓力控制到撒砂裝置上5F06.08/.09檢測套管在設(shè)備的指定區(qū)域檢測壓力6F06.10壓力傳感器測量總風(fēng)管的壓力大小基礎(chǔ)制動裝置基礎(chǔ)制動裝置分為動車和拖車基礎(chǔ)制動裝置，動車轉(zhuǎn)向架設(shè)置四個(gè)常用制動 缸，采用輪盤制動方式；拖車轉(zhuǎn)向架設(shè)置六個(gè)制動缸，包括四個(gè)常用制動缸和二 個(gè)彈簧承載的停放制動缸，均采用

20、軸盤制動方式；常用制動缸充風(fēng)施加制動，排 風(fēng)緩解制動，停放制動缸充風(fēng)緩解制動，排風(fēng)施加制動；每個(gè)轉(zhuǎn)向架設(shè)置一個(gè)加 速度傳感器和二個(gè)位于同側(cè)的單通道速度傳感器 （動車）和雙通道速度傳感器（拖車）DH/4ItD03/3G05/4圖2轉(zhuǎn)向架氣路圖表5轉(zhuǎn)向架各部件的作用表序號編號名稱作用1G03/G04/G05速度傳感器傳輸速度大小信號到計(jì)算機(jī)2G06加速度傳感器傳輸加速度大小信號到計(jì)算機(jī)3D02/D03制動缸車輛制動動力來源4D04制動軟管傳輸制動力5D05制動盤制動主要部件，用與剎車6D07制動襯墊防止制動相關(guān)部件松動備用制動CRH380助車組的備用制動系統(tǒng)為自動式空氣制動系統(tǒng)，在電空控制的直通空

21、氣制動無法啟動時(shí)（故障或救援/送回狀態(tài)）啟用。備用制動系統(tǒng)啟用后，可通過控制制動管的 空氣壓力，來實(shí)現(xiàn)列車的制動和緩解；制動管的空氣壓力變化，可由動車組自身的備用制動控制閥或救援 /回送機(jī)車控制。系統(tǒng)啟用后，牽 引/控制系統(tǒng)手柄的制動控制被切斷，電制動也無法使用。圖3備用制動原理圖表6備用制動各部件的作用表序號代號名稱作用1C007/1總風(fēng)壓力測試口測試總風(fēng)缸的壓力大小2C07/2列車管壓力測試口測試列車制動風(fēng)管的壓 力大小3C11均衡風(fēng)缸控制制動管的壓力大小， 從而控制制動力大小74C01.05單向閥根據(jù)均衡風(fēng)缸的壓力大 小控制制動管壓力大小5C01.07均衡風(fēng)缸壓力測試口允許氣流單向通過6

22、C01.06列車管充風(fēng)中繼閥把EP閥壓力放大直接驅(qū) 動制動缸產(chǎn)生制動力7C01.08活塞閥防止空氣制動力與停車 制動產(chǎn)生重疊，造成制動 夾鉗過載8C01.04調(diào)壓閥把EP閥壓力放大直接驅(qū) 動制動缸產(chǎn)生制動力9C01.03單向閥測試制動管壓力大小10C01.02列車管充風(fēng)電磁閥用于操作裝置與制動管 連接車輛正常運(yùn)行時(shí)，安全環(huán)路建立，列車管充風(fēng)電磁閥 C01.02得電打開，向 列車管充風(fēng)，如綠色箭頭所示：總風(fēng)管一 6Bar調(diào)壓閥C01.04一單向閥C01.03一 列車管充風(fēng)電磁閥得電（A2和A3通）一列車管啟用備用制動時(shí)，需打開截?cái)嗳T C14,如藍(lán)色箭頭所示：C14打開一活塞 閥C01.08打開

23、（A和P通）；將備用制動手柄置于充風(fēng)位給列車管充風(fēng)，如黃色 箭頭所示：備用制動手柄置于充風(fēng)位（1和2通）一均衡風(fēng)缸C11 一中繼閥C01.06 提供預(yù)控制壓力Cv,同時(shí)總風(fēng)經(jīng)紅色箭頭向中繼閥提供風(fēng)源 R,當(dāng)Cv和R同時(shí) 被提供，中繼閥打開，產(chǎn)生列車管壓力C,經(jīng)過活塞閥C01.08向列車管提供6Bar 風(fēng)源。停放制動施加停放制動，采用排風(fēng)釋放彈簧力。緩解停放制動，采用壓縮空氣來抵消 機(jī)械彈簧力。r吸一圖4停放制動原理圖表7停放制動各部件的作用表序號代號名稱作用1H01.02調(diào)壓閥把輸出的壓力值調(diào)節(jié)到 設(shè)定壓力2H01.03停放制動雙穩(wěn)態(tài)電磁施加或緩解用于制動的 制動力3H01.04停放制動壓力測

24、試口檢測壓力大小4H01.05停放制動壓力傳感器傳送防止車輛移動的信 號直到收到彈簧制動器 釋放信號5H10雙向閥控制氣流雙向通過6H29停放制動壓力用于車輛停放制動在所有拖車上設(shè)置有停放制動才$制單元,足以使車輛在30%的坡度上穩(wěn)?？?；停放制動采用彈簧儲能制動方式，排風(fēng)時(shí)施加制動，充風(fēng)時(shí)緩解制動，并由 制動風(fēng)缸經(jīng)由6Bar調(diào)壓閥H01.02供風(fēng)，再經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)電磁閥控制停放制動的施加 與緩解；為了預(yù)防停放制動夾鉗的機(jī)械性負(fù)荷過載，再停放制動管路和常用制動管路間設(shè)置雙向閥H10,當(dāng)常用制動和停放制動同時(shí)施加時(shí)，常用制動向停放制 動缸充風(fēng)，使停放制動得到部分緩解。DVC雙向閥：雙向止回閥的作用是：在

25、同時(shí)有停放制動和緊急制動時(shí)，限制制動夾鉗的力 （在CRH卵車上移至停放制動缸缸體側(cè)）。壓力傳感器（H01.05）的信號可防止動車組在停放制動施加的情況下發(fā)生移 動，直到停放制動緩解為止。停放制動指示器安裝于車輛的兩側(cè)，顯示列車的制動和緩解狀態(tài)。緊急制動：施加緊急制動時(shí)，牽引和電制動被切斷，列車管快速排風(fēng)，直通 制動和備用空氣制動冗余產(chǎn)生緊急制動，如常用制動模塊B60中紅色箭頭所示，預(yù)控制壓力Cv經(jīng)截?cái)嗳TB06.02, 一緊急電磁閥B06.03的A2、A3 （此時(shí)緊急 電磁閥得電，A2,A3ffl）, 一雙向閥的A1、A2一空重車調(diào)整閥B60.05 （根據(jù)空氣 簧壓力調(diào)整通風(fēng)比例）一制動中繼閥

26、的Cv處；與此同時(shí)備用空氣制動產(chǎn)生的預(yù) 控制壓力一起被提供至中繼閥的 Cv處（備用制動模塊B55中的黃色箭頭）；制動 風(fēng)源壓力通過藍(lán)色箭頭經(jīng)過截?cái)嗳T B06.03到達(dá)中繼閥B60.07的R處。當(dāng)制動 中繼閥B60.07的制動風(fēng)源壓力R和預(yù)控制風(fēng)源壓力Cv同時(shí)被提供，制動中繼閥 被打開，產(chǎn)生制動壓力C （來自于制動風(fēng)源壓力 R）到達(dá)制動缸，車輛施加緊急制動。供風(fēng)系統(tǒng)CRH勁車組的主供風(fēng)系統(tǒng)包含2個(gè)供風(fēng)設(shè)備，每套設(shè)備主要包括以下部分： 電動空氣壓縮機(jī)單元SL2, 一個(gè)雙塔式空氣干燥裝置LTZ015, 一個(gè)具有防凍功能 的冷凝水收集器，一個(gè)微孔濾油器 OEF1-4及有關(guān)的輔助設(shè)備，為制動系統(tǒng)及其

27、他用風(fēng)設(shè)備提供清潔，干燥的壓縮空氣。主空氣壓縮機(jī)圖5主空氣壓縮機(jī)原理圖表8主空氣壓縮機(jī)各部件的作用表符號名稱作用A01主空壓機(jī)產(chǎn)生制動壓縮空氣A15冷凝水收集器收集壓縮機(jī)壓縮空氣產(chǎn)生的冷凝水A04單向閥限制壓縮空氣的流通A06安全閥通過向系統(tǒng)外排放介質(zhì)主空壓機(jī)風(fēng)缸來防止設(shè)備內(nèi)介質(zhì) 壓力超過規(guī)定數(shù)值14/1主空壓機(jī)風(fēng)缸儲存壓縮空氣主空壓機(jī)位于IC03、IC06、IC11和IC14,每個(gè)空壓機(jī)包括一個(gè)傳送率為 1300L/分的空壓機(jī)組、一個(gè)雙塔型干燥器和一個(gè)具有防凍功能的冷凝水收集器； 主空壓機(jī)啟動后經(jīng)由單向閥 A04安全閥A0&風(fēng)缸A14向列車總風(fēng)管供應(yīng)10Bar 壓縮空氣輔助空氣壓縮機(jī)輔助空壓

28、機(jī)位于TC02 TC0又TC10和TC15車，當(dāng)總風(fēng)風(fēng)壓充足時(shí)，總風(fēng)管 同時(shí)向輔助空壓機(jī)風(fēng)缸和車頂高壓裝置供風(fēng)。當(dāng)總風(fēng)低于 5Ba,車輛無法接通高 壓時(shí)，輔助空壓機(jī)由DC110Vtt電啟動，向車頂高壓裝置供風(fēng)。10圖6輔助空氣壓縮機(jī)原理圖表9輔助空氣壓縮機(jī)各部件的作用表符號名稱作用U03.04單向閥限制壓縮空氣的流向U03.02輔助風(fēng)缸壓力傳感器測量輔助風(fēng)缸的風(fēng)壓U01輔助空氣壓縮機(jī)輔助作用U16單向閥限制壓縮空氣的流向U03.03單向?yàn)V塵器過濾空氣中的灰塵和水汽U03.09升弓壓力測試口測量升弓時(shí)風(fēng)缸壓力大小U10升弓電磁閥控制受點(diǎn)弓的升降U03.08輔助風(fēng)缸壓力測試口測量輔助風(fēng)缸風(fēng)壓力U0

29、3.05輔助風(fēng)缸壓力表顯示輔助風(fēng)缸壓縮空氣的風(fēng)壓U12輔助空壓機(jī)安全閥控制輔助空壓機(jī)風(fēng)壓的安全值U02輔助風(fēng)缸在主風(fēng)缸發(fā)生故障后起作用U03.06調(diào)壓閥通過控制流過閥的空氣流量來調(diào)節(jié)風(fēng)壓11第4章CRH380副動系統(tǒng)故障分析及改進(jìn)改進(jìn)的意義目前國內(nèi)使用的動車組主要以自主研發(fā)的新一代CRH38M動車組為主,其中CRH380IE動車組在各條高鐵線上廣泛使用，但因制動系統(tǒng)發(fā)生故障，造成后 續(xù)交路動車組晚點(diǎn)，影響運(yùn)營秩序的情況時(shí)有發(fā)生。因此，掌握了常見制動故障， 并采用先進(jìn)的制動控制系統(tǒng)，可以方便我們今后快速處置CRH380阻動車組制動 故障，盡快恢復(fù)運(yùn)行秩序。列車常用制動失效分析圖7列車常用制動指令

30、圖通過圖7分析可以發(fā)現(xiàn)，BCU響應(yīng)并執(zhí)行了 ATP的最大常用制動指令，而通 過制動手柄施加常用制動失效。在常用制動失效后的停車過程中，司機(jī)的制動手 柄指令已通過MVBt效傳輸至CCU而在BCU向應(yīng)和執(zhí)行ATP的最大常用制動指 令時(shí)，列車實(shí)際減速度明顯比設(shè)計(jì)值偏小。由此可以判斷:(1)TBM發(fā)送至MV幽絡(luò)的列車制動力指令正常；(2)TBM內(nèi)部 將常用制動手柄指令轉(zhuǎn)化為列車常用制動指令的控制功能出現(xiàn)異常；(3)TBM內(nèi)部匯總的空氣制動力實(shí)際值異常；(4)主控單元的SBMg送至MV幽絡(luò)的單元13 制動指令異常。也即造成列車常用制動失效的主要原因是常用制動指令在TBM內(nèi)部通訊發(fā)生異常。12CB09A板

31、卡操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖8CB09A板卡操作系統(tǒng)任務(wù)分配圖由圖8可知，常用制動指令與MVB勺通訊均由CB09Ag卡實(shí)現(xiàn)，其中涉及的 異常數(shù)據(jù)均屬于CB09Ag卡中500ms時(shí)間周期任務(wù).CB09Ag卡具有MVB!訊接口和控制部分系統(tǒng)制動功能, 其控制是基于具有 高優(yōu)先級的運(yùn)行時(shí)間周期(10ms, 20ms 50ms, 100ms)進(jìn)程或是由事件觸發(fā)來開 始。止匕外，它還有一個(gè)更長的500ms的時(shí)間進(jìn)程。具有高優(yōu)先級的運(yùn)行時(shí)間周期 (10ms, 20ms, 50ms 100ms)通過操作系統(tǒng)所謂的“紅色”部分控制，事件觸發(fā) 進(jìn)程和500ms進(jìn)程則通過操作系統(tǒng)所謂的“藍(lán)色”部分控制 (見圖10)。為更加

32、 優(yōu)化地處理優(yōu)先權(quán)，操作系統(tǒng)內(nèi)這兩部分的調(diào)度程序通過不同的方式來實(shí)現(xiàn)。 500ms周期相關(guān)的計(jì)數(shù)器用于操作系統(tǒng)的藍(lán)色部分，以便在藍(lán)色系統(tǒng)中產(chǎn)生一個(gè) 循環(huán)事件來觸發(fā)進(jìn)程。具有高優(yōu)先級的運(yùn)行時(shí)間周期(10ms, 20ms 50ms 100ms) 獨(dú)立工作，與其沒有任何關(guān)系。圖8 CB09Ag卡內(nèi)操作系統(tǒng)的任務(wù)分配示意圖 BClfr的CB09Ag卡內(nèi)部處理 周期為500ms的任務(wù)是通過CB09版卡內(nèi)部基礎(chǔ)軟件的操作系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度和管理 的，造成CB09Ag卡通訊異常白原因可能是 500ms周期任務(wù)被凍結(jié)，其功能不再 運(yùn)行，傳輸給MVB絡(luò)的數(shù)據(jù)將不再被更新。500ms周期任務(wù)被凍結(jié)的原因分析對故障CB0

33、9A板卡的深層調(diào)查分析顯示，500ms時(shí)間片段的操作時(shí)間計(jì)數(shù)器 總是在4294967s(即49天)時(shí)停止。即BCU的休眠模式未能有效對BClK位，其 時(shí)間記錄超過49天后，對應(yīng)500ms周期調(diào)度任務(wù)的內(nèi)部計(jì)數(shù)器溢出，從而導(dǎo)致 500ms周期任務(wù)無法執(zhí)行。對其進(jìn)彳T深入分析研究后，發(fā)現(xiàn)500ms周期相關(guān)的計(jì)數(shù)器被凍結(jié)是一個(gè)征兆。該計(jì)數(shù)器被定義為32位的變量，意味著最大范圍為134294967296ms 也即 49.7 天。(1)系統(tǒng)運(yùn)作鋼軌打磨車組1號車的相關(guān)信息，該計(jì)數(shù)器達(dá)到它的最大值 時(shí)，內(nèi)部計(jì)算由于溢出而故障，那么500ms的時(shí)間片段不能被重新觸發(fā)。該失效 機(jī)理對其他的時(shí)間片段沒有影響，

34、例如100ms的循環(huán)。凍結(jié)的500ms時(shí)間片段導(dǎo) 致EBCUJ受到影響的通道關(guān)閉，造成司機(jī)的常用制動要求在所有車上都沒有得 到處理，常用制動性能降低。CB09AK卡中500ms時(shí)間進(jìn)程的內(nèi)部計(jì)數(shù)器通常不 會達(dá)到最大值，因?yàn)橥ㄟ^在停車線對列車強(qiáng)制斷電將激活 BC#眠功能，制動控 制單元內(nèi)部將實(shí)現(xiàn)循環(huán)切斷和重設(shè)。 制動控制單元一旦被切斷，那么內(nèi)部的計(jì)數(shù) 器就會被重設(shè)為00只有2個(gè)原因可能導(dǎo)致計(jì)數(shù)器達(dá)到最大值：一是車輛在49天內(nèi)蓄 電池沒有斷電；二是用于保證自動斷電、重啟的內(nèi)部休眠功能故障。經(jīng) 過試驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)BCLTC法進(jìn)入休眠狀態(tài)。按照正常操作，BCL#眠功能沒有啟 動并且制動控制設(shè)備總是處于開

35、機(jī)工作狀態(tài)。分析發(fā)現(xiàn)是CB12順卡阻止了 BCU 的休眠功能。CB12A板卡僅提供以太網(wǎng)的維護(hù)接口，并沒有參與制動控制邏輯， 因此在設(shè)計(jì)斷電功能時(shí)，沒有考慮到其對休眠功能的影響。CB12AK卡持續(xù)發(fā)送Power_OnW號，使得BCU-直處于開機(jī)模式，無法激活休眠功能，如圖11所示：圖9 BCU休眠控制圖圖9BCU的休眠控制通過故障再現(xiàn)和試驗(yàn)驗(yàn)證，造成制動手柄施加的常用制 動失效的根本原因是：CB09AK卡的500ms周期計(jì)數(shù)器在49天后溢出；CB12A 板卡的休眠功能故障。技術(shù)解決方案處理等級提高制動手柄和常用制動信號的處理優(yōu)先級通過升級軟件，將CB09AK卡中 制動手柄控制和最大常用制動信號

36、等由500ms時(shí)間周期的觸發(fā)任務(wù)調(diào)整為優(yōu)先14 級更高的100ms時(shí)間周期任務(wù)；從而提高了制動手柄控制和最大常用制動信號的 優(yōu)先級。CB12齦卡休眠控制功能通過更新軟件， 使得CB12AK卡不再阻止EB-CU的 休眠功能。完善常用制動指令傳輸監(jiān)測和冗余。對軟件進(jìn)行修改，當(dāng)CB09AK卡內(nèi)計(jì)數(shù) 器出現(xiàn)，溢出時(shí)觸發(fā)生命信號異常。在生命信號異常的情況時(shí)，自動地進(jìn)行BCU 的主從冗余轉(zhuǎn)換。Jupiter2000 控制系統(tǒng)工作機(jī)理（1）鋼軌打磨車組1號車的相關(guān)信息可以通過其主機(jī)的以太網(wǎng)接口傳輸給 2號車的主機(jī)，系統(tǒng)啟動后，選擇本機(jī)操作，這是出于安全考慮，只能本端主機(jī) 控制整個(gè)車組運(yùn)作，另一端做監(jiān)控及信息

37、收集等工作。數(shù)字輸入模塊的（C1C8） 接收如限位開關(guān)、燈開關(guān)等器件的數(shù)據(jù)，模擬輸入模塊的（C1C8）接收來自打磨 頭角度傳感器、液壓油溫度傳感器、燃油油位傳感器等器件的數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)端 口 CAN 1送到主機(jī)處理，同時(shí)在顯示屏的面板上顯示相關(guān)信息；主機(jī)在收到相關(guān) 信息經(jīng)過處理后，發(fā)出相關(guān)指令通過網(wǎng)絡(luò)端口 CAN1傳輸?shù)教囟ǖ臄?shù)字輸出模塊， 通過數(shù)字輸入模塊的（C1C8）輸出數(shù)據(jù)控制相應(yīng)的電磁閥和工作燈等器件。（2）地址找尋每個(gè)模塊上的“ CAN 1 in ”和“ CAN 1 out ”接口上都有 9 針紫色電纜，每個(gè)模塊上輸入接口的每針（除第9針）都與輸出接口相同編號的針對應(yīng)，第9針是“菊花鏈”信號。在“ CAN 1 in”（1號模塊輸入）接口上的第 9針是輸入到內(nèi)部處理器的信號，在“ CAN1 out” （1號模塊輸出）接口上的第9 針是由內(nèi)部處理器輸出的信號。這就讓每個(gè)模塊的內(nèi)部處理器可以向網(wǎng)絡(luò)中的下一個(gè)模塊（較高地址）發(fā)送數(shù)據(jù)。系統(tǒng)啟動時(shí)，每個(gè)模塊都會從前一個(gè)模