動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)

第三部分CRH5動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)概況空氣制動(dòng)系統(tǒng)防滑裝置制動(dòng)控制第一節(jié)制動(dòng)系統(tǒng)概況系統(tǒng)組成制動(dòng)作用的種類制動(dòng)性能制動(dòng)系統(tǒng)組成制動(dòng)控制系統(tǒng)（直通EP制動(dòng)系統(tǒng)、備用制動(dòng)系統(tǒng)）轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置冗余的防滑控制裝置風(fēng)源系統(tǒng)（一列車設(shè)有兩個(gè)螺桿壓縮機(jī)，2×1050L/min）司機(jī)室制動(dòng)設(shè)備撒沙設(shè)備空氣懸掛設(shè)備風(fēng)笛設(shè)備升弓設(shè)備輔助設(shè)備制動(dòng)系統(tǒng)包括下列裝置：動(dòng)車組制動(dòng)裝置的布置8個(gè)車型從制動(dòng)系統(tǒng)方面大概可分為四類：（1）MC2與MC1（帶司機(jī)室的動(dòng)車）；（2）M2S與M2、MH（不帶司機(jī)室的動(dòng)車）；（3）TP與TPB（帶風(fēng)源系統(tǒng)的拖車）；（4）T2（純拖車）制動(dòng)裝置布置表格

制動(dòng)裝置車型EP制動(dòng)模塊和基礎(chǔ)制動(dòng)停放制動(dòng)司機(jī)室制動(dòng)設(shè)備風(fēng)源系統(tǒng)升弓系統(tǒng)撒砂設(shè)備

風(fēng)笛設(shè)備

MC1與MC2√√√

√√M2S與M2、MH

√√

√

TP與TPB

√√

√√

T2

√

制動(dòng)系統(tǒng)包括一套微處理器控制的電空直通制動(dòng)系統(tǒng)和用于救援和回送的自動(dòng)式備用空氣制動(dòng)系統(tǒng)。備用空氣制動(dòng)系統(tǒng)可由采用自動(dòng)式空氣制動(dòng)系統(tǒng)的中國(guó)既有線機(jī)車操縱控制，列車管的額定壓力為6bar。常用制動(dòng)時(shí)，動(dòng)力制動(dòng)具有優(yōu)先權(quán),以盡可能降低摩擦制動(dòng)系統(tǒng)的磨損。根據(jù)制動(dòng)力的要求，考慮到輪軌間的粘著限制，不夠的制動(dòng)力優(yōu)先作用在拖軸上。制動(dòng)方式空氣制動(dòng)控制基本原理動(dòng)車組的制動(dòng)力由電制動(dòng)和空氣制動(dòng)根據(jù)固定的特性混合施加。司機(jī)控制器發(fā)出的低制動(dòng)力指令僅由電制動(dòng)執(zhí)行即可滿足所需的制動(dòng)力。如果電制動(dòng)失效，由TCU控制的動(dòng)軸上的互鎖閥將失電，車輛四個(gè)軸（包括動(dòng)軸和拖軸）上均被施加空氣制動(dòng)力以補(bǔ)償電制動(dòng)力的損失。司機(jī)控制器發(fā)出的高制動(dòng)力指令由電制動(dòng)和拖軸的空氣制動(dòng)力同時(shí)執(zhí)行。拖軸的空氣制動(dòng)力線性增加直到最大常用制動(dòng)壓力。如果電制動(dòng)失效，由TCU控制的動(dòng)軸上的互鎖閥將失電，動(dòng)軸上空氣制動(dòng)力被施加以補(bǔ)償電制動(dòng)力的損失。制動(dòng)力分配動(dòng)力制動(dòng)的制動(dòng)力特性制動(dòng)力與速度曲線圖（100%常用制動(dòng)、列車全負(fù)載、所有動(dòng)力制動(dòng)均工作）制動(dòng)力與速度曲線圖（100%常用制動(dòng)、列車全負(fù)載、兩個(gè)車動(dòng)力制動(dòng)失效）制動(dòng)力與速度曲線圖（100%常用制動(dòng)、列車全負(fù)載、所有動(dòng)車的動(dòng)力制動(dòng)失效）緊急制動(dòng)旅客緊急制動(dòng)常用制動(dòng)保持制動(dòng)備用制動(dòng)停放制動(dòng)制動(dòng)模式在緊急制動(dòng)時(shí)，牽引和電制動(dòng)被切斷，列車管被快速?gòu)氐椎呐欧?，直通電空制?dòng)和非直通空氣制動(dòng)冗余產(chǎn)生緊急制動(dòng)。緊急制動(dòng)可通過(guò)以下情形產(chǎn)生（安全環(huán)線斷開）：l

牽引/制動(dòng)手柄處于緊急制動(dòng)位置；l

按下司機(jī)室的緊急制動(dòng)按鈕；l

安全裝置（ATP）啟動(dòng)或列車斷開；l

備用制動(dòng)手柄處于緊急制動(dòng)位；l

列車運(yùn)行時(shí)停放制動(dòng)被施加或總風(fēng)缸壓力過(guò)低；緊急制動(dòng)旅客拉動(dòng)客室內(nèi)的緊急制動(dòng)拉手，緊急制動(dòng)信號(hào)被迅速傳遞到司機(jī)室，制動(dòng)管將迅速排風(fēng)，列車產(chǎn)生空氣緊急制動(dòng)作用。旅客緊急制動(dòng)裝置具有延時(shí)功能，如果司機(jī)認(rèn)為列車處在不適宜停車的位置，司機(jī)可以發(fā)出指令取消該緊急制動(dòng)的產(chǎn)生。特點(diǎn)：列車管的剩余壓力為2bar不斷開安全環(huán)路旅客緊急制動(dòng)包括電空常用制動(dòng)和動(dòng)力制動(dòng)。首先在動(dòng)力轉(zhuǎn)向架上施加動(dòng)力制動(dòng)，如果動(dòng)力制動(dòng)力不足，再在動(dòng)車的非動(dòng)力軸和拖車軸上同時(shí)施加空氣制動(dòng)。在動(dòng)力軸的動(dòng)力制動(dòng)不能使用時(shí)，用摩擦制動(dòng)代替。在車輛速度小于10km/h時(shí)，所有轉(zhuǎn)向架上采用空氣制動(dòng)。在制動(dòng)初速度小于35km/h時(shí)，常用制動(dòng)不采用電制動(dòng)，而直接采用空氣制動(dòng)。常用制動(dòng)停放制動(dòng)轉(zhuǎn)向架上設(shè)有足夠數(shù)量的停放制動(dòng)缸可保證動(dòng)車組安全地停放在30‰的坡道上。設(shè)在軸的2、7位上該指令旨在允許動(dòng)車組在斜坡上啟動(dòng)。按下此按鈕，制動(dòng)系統(tǒng)施加的氣動(dòng)制動(dòng)力足以使列車停止在設(shè)計(jì)的最大坡度上（3%）。司機(jī)移動(dòng)牽引桿啟動(dòng)動(dòng)車組，一段時(shí)間（約1秒）后停車制動(dòng)自動(dòng)緩解，以便動(dòng)車組能在坡上啟動(dòng)，而不發(fā)生退行。保持制動(dòng)的制動(dòng)力為最大常用制動(dòng)力的70%。保持制動(dòng)如果直通電空制動(dòng)發(fā)生故障，動(dòng)車組可啟動(dòng)備用制動(dòng)繼續(xù)運(yùn)行，這時(shí)列車制動(dòng)需要操縱備用制動(dòng)手柄進(jìn)行，但需要限制速度在120km/h以下。備用制動(dòng)控制器可通過(guò)塞門手動(dòng)激活。備用制動(dòng)系統(tǒng)在緊急制動(dòng)位時(shí)斷開安全回路，產(chǎn)生緊急制動(dòng)功能。備用制動(dòng)撒沙裝置第二節(jié)空氣制動(dòng)系統(tǒng)壓力空氣供給系統(tǒng)輔助氣源直通空氣制動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)空氣制動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置壓力空氣供給系統(tǒng)空氣壓縮機(jī)空氣干燥裝置微孔濾油器安全閥空氣壓縮機(jī)空氣干燥裝置微孔濾油器1-塑料/鋁制端蓋；2-玻璃纖維3-內(nèi)鋼襯4-外鋼襯5-PVC泡沫層輔助氣源總風(fēng)缸壓力不足的情況下進(jìn)行列車編組時(shí)啟用110V直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，單缸安裝在拖車上基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

在每個(gè)拖軸上安裝三個(gè)鑄鋼制動(dòng)盤和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的夾鉗單元；每個(gè)動(dòng)軸上設(shè)有兩個(gè)鑄鋼制動(dòng)盤和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的夾鉗單元；除T2車外其他7個(gè)車型的所有拖軸上設(shè)有停放制動(dòng)缸；帶停放制動(dòng)的夾鉗均設(shè)有機(jī)械緩解裝置；鑄鋼制動(dòng)盤制動(dòng)夾鉗和單元制動(dòng)缸制動(dòng)閘片為燒結(jié)的粉末冶金類型。動(dòng)車組用制動(dòng)閘片的總厚度為24mm，磨耗到限的最小厚度為5mm。動(dòng)軸齒輪箱第三節(jié)防滑裝置主動(dòng)防滑：被動(dòng)防滑：設(shè)計(jì)階段：適合粘著控制；撒砂防滑控制防滑控制系統(tǒng)防滑控制每輛車均設(shè)有兩個(gè)控制單元用于WSP控制。每軸安裝兩個(gè)速度傳感器，信號(hào)被兩個(gè)獨(dú)立的BCU讀取。每個(gè)防滑閥的制動(dòng)缸充風(fēng)和排風(fēng)均受兩個(gè)線圈控制，因而可以受兩個(gè)獨(dú)立的BCU控制。冗余概念：—每個(gè)BCU可以控制所有軸的WSP功能；—通常情況兩個(gè)BCU分別控制一個(gè)轉(zhuǎn)向架的防滑系統(tǒng)，當(dāng)一個(gè)BCU顯示故障時(shí)，則另一個(gè)BCU可以完全或部分接管該BCU控制的轉(zhuǎn)向架的防滑作用。防滑的冗余控制軌道狀態(tài)粘著系數(shù)μ輪軌間的滑移率優(yōu)化選取值第四節(jié)制動(dòng)控制牽引制動(dòng)制動(dòng)手柄制動(dòng)指令傳輸停放制動(dòng)控制模塊安全環(huán)路控制司機(jī)室制動(dòng)設(shè)備及撒沙裝置風(fēng)源系統(tǒng)動(dòng)車組正常運(yùn)行時(shí)由牽引制動(dòng)手柄控制，向前為牽引位，向后為制動(dòng)位；

動(dòng)車組的制動(dòng)控制為無(wú)級(jí)的連續(xù)控制方式，在整個(gè)制動(dòng)區(qū)間內(nèi)為分第一扇區(qū)、第二扇區(qū)、緊急制動(dòng)位。

其定義見左圖。牽引制動(dòng)制動(dòng)手柄制動(dòng)模塊制動(dòng)控制單元(BCU)撒沙控制模塊備用制動(dòng)模塊停放制動(dòng)模塊EBCU及防滑控制單元?dú)饴房刂颇K風(fēng)缸制動(dòng)控制模塊分配閥分配閥的技術(shù)參數(shù)緊急電磁閥失電緊急制動(dòng)位緊急電磁閥得電非緊急制動(dòng)位A1總風(fēng)A2制動(dòng)電磁閥A3雙向閥A4控制壓力（總風(fēng)）緊急電磁閥制動(dòng)指令傳輸制動(dòng)系統(tǒng)有一個(gè)專門的總線(制動(dòng)總線)，并且車上每個(gè)制動(dòng)控制單元(BCU)都與其接口。制動(dòng)總線可在整列編組上擴(kuò)展,帶司機(jī)室的車輛上的BCUs能夠起到制動(dòng)主控制的作用(MBCU)且也與TCMSMVB總線接口。它們還獲得來(lái)自司機(jī)臺(tái)上把手和信號(hào)設(shè)備的制動(dòng)請(qǐng)求（電動(dòng)和氣動(dòng)制動(dòng)請(qǐng)求）。

在編組中的主BCU通過(guò)司機(jī)臺(tái)鑰匙的插入進(jìn)行定義。每個(gè)BCU控制本車氣動(dòng)管路。在每個(gè)動(dòng)車上，都有一個(gè)牽引控制單元(TCU)，與TCMSMVB總線接口；每個(gè)TCU執(zhí)行本車電動(dòng)制動(dòng)功能，并且通過(guò)硬線連接驅(qū)動(dòng)互鎖閥。TCMS系統(tǒng)獲得牽引手柄位置和相關(guān)的制動(dòng)手柄位置來(lái)執(zhí)行控制邏輯，并管理對(duì)編組列車的TCU的電動(dòng)制動(dòng)力要求。直通式制動(dòng)手柄有兩扇區(qū)：第一扇區(qū)發(fā)出對(duì)電力制動(dòng)力的請(qǐng)求，第二扇區(qū)發(fā)出對(duì)動(dòng)軸的電力制動(dòng)力和對(duì)拖軸電空制動(dòng)力的請(qǐng)求。電子制動(dòng)控制單元EBCU（ESRA系統(tǒng)）及防滑控制單元ESRA系統(tǒng)—用于鐵路的電子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的硬件和軟件平臺(tái)；分布數(shù)據(jù)處理，內(nèi)部通訊通過(guò)CAN-bus進(jìn)行；19英寸安裝結(jié)構(gòu)；外圍設(shè)備通過(guò)前端連接器連接；被應(yīng)用于制動(dòng)系統(tǒng)不同應(yīng)用領(lǐng)域：制動(dòng)控制車輪防滑控制轉(zhuǎn)向架診斷

MB—主板（ESRA系統(tǒng)的控制中心）

EB—擴(kuò)展板（安裝基本軟件，擴(kuò)展主板的輸入和輸出）

MMI—人機(jī)接口（人機(jī)操作和顯示界面）

RB—遠(yuǎn)程板（標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用軟件，可以遠(yuǎn)離“中心處理單元”安裝）

CB—通訊板（連接不同的ESRA子系統(tǒng)、外部板或連接ESRA控制單元到車輛總線）

PB—電源板（提供必須的電源）

HS—帶底板的箱體

BCL—車輛總線連接器（連接ESRA設(shè)備到車輛總線網(wǎng)）ESRA硬件：主板擴(kuò)展板箱體人機(jī)接口ESRA：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)停放制動(dòng)控制模塊H01從主風(fēng)缸中的壓力空氣經(jīng)減壓閥、雙穩(wěn)態(tài)電磁閥、雙向閥到達(dá)停放制動(dòng)缸。壓力傳感器.06的作用是可防止列車在停放制動(dòng)施加的情況下進(jìn)行牽引列車的操作。雙向閥.04可防止空氣制動(dòng)力與停放制動(dòng)力產(chǎn)生重疊，從而避免夾鉗單元受到過(guò)載的作用力。停放制動(dòng)控制可以通過(guò)帶有帶電觸點(diǎn)的截?cái)嗳T.07進(jìn)行隔離，觸點(diǎn)信號(hào)傳送到列車控制系統(tǒng)。安全環(huán)路控制在列車上提供安全環(huán)路目的是在發(fā)生如下描述情況之一時(shí)發(fā)出一個(gè)緊急制動(dòng)命令：在緊急制動(dòng)位置上的制動(dòng)手杠桿。在這個(gè)位置上，打開安全環(huán)路并且所有車輛施加最大空氣制動(dòng)力；在司機(jī)臺(tái)上的緊急制動(dòng)按鈕安全設(shè)備（信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)）在異常條件下安全環(huán)路斷開（如，列車組斷開）在主風(fēng)管和制動(dòng)管路中顯示低壓的壓力傳感器當(dāng)打開列車的安全環(huán)路時(shí)，制動(dòng)管路由在每個(gè)端車上的緊急閥排空,防止制動(dòng)管路的重新充風(fēng)。在緊急制動(dòng)時(shí)，打開的安全環(huán)路抑制電制動(dòng)。

司機(jī)室制動(dòng)設(shè)備及撒沙裝置司機(jī)室制動(dòng)設(shè)備包括：（1）備用制動(dòng)控制器；（2）顯示動(dòng)軸和拖軸制動(dòng)缸壓力的雙針壓力表；（3）顯示列車管和均衡管壓力的雙針壓力表；（4）顯示總風(fēng)管壓力的壓力表；（5）安全警惕閥；（6）緊急制動(dòng)按鈕閥；（7）旅客緊急制動(dòng)切除裝置備用制動(dòng)控制器運(yùn)行位置直立位置緊急制動(dòng)位置制動(dòng)區(qū)緩解區(qū)撒沙單元

所有動(dòng)軸和頭尾車的第一根軸均設(shè)有撒砂裝置，以改善輪軌之間的黏著。來(lái)自主風(fēng)缸管的壓力空氣進(jìn)入撒砂單元。壓力空氣經(jīng)減壓閥，流經(jīng)電磁閥，到達(dá)砂箱底部的撒砂器。在撒砂器啟動(dòng)時(shí)，沙子被空氣吹過(guò)沙管到達(dá)加熱了的沙子噴嘴。根據(jù)行駛方向，相應(yīng)的撒沙、干燥電磁閥會(huì)得電。撒沙單元可以通過(guò)截?cái)嗳T隔離。在啟動(dòng)撒砂單元時(shí)，干燥砂子的電磁閥就會(huì)自動(dòng)得電。5排風(fēng)口8金屬板32加熱裝置SKD砂箱蓋SK砂箱Ag排風(fēng)口Sg撒砂口P1撒砂供風(fēng)口P2干燥供風(fēng)口d風(fēng)口1）排風(fēng)氣流2）撒砂氣流3）砂子/空氣風(fēng)源系統(tǒng)根據(jù)整列車的空氣消耗計(jì)算，8輛車的列車編組配置兩個(gè)主空氣壓縮機(jī)，分別安裝在TP和TPB車上。供風(fēng)模式：兩個(gè)主供風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)根據(jù)時(shí)間或運(yùn)行方向被定義為主、從供風(fēng)系統(tǒng)，這樣可以確保相同的工作周期；總風(fēng)管壓力低于7.5bar時(shí)，兩個(gè)供風(fēng)單元同時(shí)運(yùn)行給整個(gè)列車系統(tǒng)供風(fēng)。當(dāng)壓力達(dá)到10bar時(shí)，兩個(gè)供風(fēng)系統(tǒng)都停止供風(fēng)。如果總風(fēng)管壓力降到8.5bar，主供風(fēng)系統(tǒng)將啟動(dòng)。通常情況下，只有主供風(fēng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)向列車供風(fēng)，另一臺(tái)供風(fēng)系統(tǒng)作為備用系統(tǒng)；列車供氣系統(tǒng)失效時(shí)（在車間或維護(hù)中心），可以通過(guò)車輛兩側(cè)的快速連接裝置進(jìn)行外部供氣；空氣制動(dòng)系統(tǒng)的壓縮空氣由一個(gè)型號(hào)為SL22

-49的電動(dòng)機(jī)－壓縮機(jī)裝置產(chǎn)生。

電動(dòng)機(jī)－壓縮機(jī)裝置包括一個(gè)螺桿式