CRH1制动系统解析

CRH1型动车组制动系统设备组成概述
一、各车辆制动系统设备部件组成及布置
1.CRHl型动车组各车辆制动系统主要设备部件安装分布见图9－2。

2.黑色轮－动力车、动轮，包括常用制动与停放制动。

3.白色轮－拖车、从轮，仅包括常用制动。

二、CRHl型动车组各车辆转向架制动设备部件布置
CRH1型动车组各车辆转向架制动设备部件布置见图9－3。

三、CRHl型动车组制动系统设备组成及总体布置
1.制动系统的设备主要置于底架和转向架上，只有牵引(救援回送)面板置于司机室内。

2.通过司机操纵台实施控制和监控。

3.底架设备包括制动模块，每车各一个，它们置于所有车辆底架的同一区域(见图9－4)。

(1)制动模块是一个模块化单元，包含制动计算机及安装于面板上的电空控制设备和一个储风缸。

(2)制动计算机执行本地控制，列车级的控制由TCMS系统执行，电空设备将计算机指令转换成气压信号对制动设备进行控制。

4.转向架设备包含摩擦制动单元、制动盘和速度传感器(见图9－5)。

四、CRHl型动车组底架切断装置设备组成及总体布置
制动模块上的设备及切断阀名称见图9－6。

CRH1型动车组紧急制动安全回路分析第32卷第1期2012年2月铁道机车车辆RAILWAYL0C0M0TIVE&CARV ol_32No.1Feb.2012文章编号:1OO8—7842(2012)01--0042--03CRH.型动车组紧急制动安全回路分析管春玲(p-州铁路职业技术学院,广东广州510430)摘要为进一步提高制动系统的安全性和可靠性,CRH型动车组上设计了以"故障导向安全"为原则的紧急制动安全回路,将影响动车组安全运行的各种不安全因素串人紧急制动安全回路,使动车组在出现紧急情况时不依赖计算机系统的前提下能安全停车,为列车提供独立于计算机之外的安全保护,其缜密的设计理念在我国自主研发高速动车组制动机过程中值得借鉴.关键词CRH型动车组;制动系统;紧急制动安全回路;原理分析中图分类号:U266.35文献标志码:A目前在我国高速动车组上空气制动系统一般采用电气指令微机控制的直通式电空制动系统,运用制动计算机(EBcu)进行空气制动的控制与管理,并实现与车辆计算机或牵引计算机之间的通信.采用计算机控制技术的动车组制动系统具有明显不同于传统制动机的安全,先进,灵活,精确和可靠的性能,但设计者为了进一步提高列车的安全性和可控性,防止一旦因计算机控制系统失灵造成一些难以挽回的灾难性后果,在动车组上通过硬线环路引入了紧急制动安全回路.紧急制动安全回路是列车上涉及到乘客人身安全的保护回路,也是串联所有电气安全装置的回路,只要出现影响列车安全运行的因素,将通过一个或几个安全装置的触点断开紧急制动安全回路,直接切断紧急制动电磁阀的供电,动车组自动转为纯空气紧急制动,使动车组在不依赖计算机系统的前提下亦能实现安全停车,确保乘客人身安全.本文着重分析紧急制动安全回路的工作原理及意义,为我国自主研制高速列车制动机提供参考.1紧急制动安全回路工作原理1.1安全回路原理图紧急制动安全回路的设计理念是以故障导向安全的方式进行控制和启动的,以使制动系统在发生故障时起紧急制动,向安全方向动作,保证列车安全,可靠停车.如果没有紧急制动安全回路,仅依赖于计算机自动控制的制动系统不符合故障安全导向原则.CRH型动车组上装有一个"得电缓解,失电制动"的紧急空气制动系统,如图1所示,其紧急制动安全回路的电源线(即110V电源)有两根,从非激活端司机室管春玲(1972一)女,江西丰城人,讲师(修回日期:2011—09—23) 发出,经安全回路中第1和第3根导线通过车钩连接贯通全车,由司机钥匙引入另一端激活的司机室,再经过电气柜中安全装置的监控触点或辅助触点,回到安全回路中第2和第4条线,经两条冗余线形成安全回路信号,使每节车上的紧急回路得电继电器(RLEM)分别从两条电源线上获取电源,通过RLEM的辅助触点控制BCU中的紧急制动阀得电,使列车紧急制动处于缓解状态;同时EBCU获得紧急制动回路有电的反馈信号, 此时空气制动系统由EBCU控制.回路一旦断开,直接导致制动控制单元(BCU)中的紧急制动阀失电,所有车立即施加紧急制动,此时空气制动系统不受EBCU 的控制,使动车组在不依赖计算机系统的前提下亦能实现安全停车.安全回路采用冗余结构的设计,其目的在于防止因意外错误而引发紧急制动,确保其工作的准确性.1.2紧急制动安全回路工作原理1.2.1得电缓解位动车组正常运行时,图1所示紧急制动安全回路必须满足以下条件才能得电:(1)紧急制动按钮处于正常位,其常闭触点闭合;(2)主司机控制器处于快速制动之外的任意位置上,其常闭触点闭合;(3)司机每隔小于50S的间隔按一次或踏一次脚踏开关,列车控制管理系统(TCMS)据此信号判定司机在工作状态,并给出高电平信号,使DSD装置(司机安全装置)的常开触点闭合;(4)当总风压力正常,计算机功能正常及所有外门正常锁闭,满足开车条件时,计算机切除继电器得电,其第1期CRH型动车组紧急制动安全回路分析43常开触点闭合;(5)救援开关处于正常位,常闭触点闭合;(6)正常运行位时,救援单元制动管压力继电器失电,其常开触点打开;救援回送位时,当救援制动管压力大于400kPa,总风管压力大于600kPa,救援单元制动管压力继电器得电,其常开触点闭合;(7)列车未超速时,非ATP紧急制动继电器得电,其常开触点闭合;当满足上述条件时,从未激活端发出的ll0V电源,贯通全车后回到激活端司机室时,其电流依次经过电气柜中急停,主司机控制器常闭触点;司机安全装置, 计算机切除继电器常开触点;救援开关常闭触点;非ATP紧急制动继电器常开触点,经司机钥匙引至图1 中第2和第4条线,形成安全回路信号,使每节车中的紧急制动电磁阀得电,空气紧急制动处于缓解位,此时空气制动系统由EBCU控制.二位端机操台【非激活端)蕊司机钥匙I————叫l—一幸钩连接L+电潦正/RLEM}:T—一I坐制动拦扛一LU一盎l电气柜计算机切除继电__r[ij曰……l救援单元制动管压力继电§I『Il1tlL制动-_'...时rijIATP紧急制动继电!IlHjljj旷土图1紧急制动安全回路图1.2.2正常运行时的紧急制动紧急制动是间接的,在下列情况下以故障导向安全的方式控制和启动安全制动:(1)司机钥匙未插入;(2)蓄电池无电压;(3)司机判断情况紧急,按下紧急制动按钮,其常闭触点断开;(4)司机通过主控手柄移至快速制动位,断开常闭触点;(5)总风压力低于规定值(600kPa),计算机功能失常,不满足开车条件时,计算机切除继电器失电,其常开触点断开;(6)列车超速时,ATP/LKJ2O00启动保护功能,非ATP紧急制动继电器失电,其常开触点断开;(7)司机出现擅离职守,睡觉等失职行为,不能在50S内发出信号给TCMS时,DSD警告指示灯开始闪烁,3S后,蜂鸣器响起,如果7S后仍无反馈信号,DSD 断开常开触点,启动紧急制动;(8)列车发生非正常分离.上述与安全有关的系统和部件均可通过其监控或辅助触点断开安全回路,激活紧急制动.此时无论计算机设备是否工作,都会切断RLEM的供电,进而切断图2中紧急制动电磁阀⑤的供电.总风便经由⑤提供的通道,送至限压阀F根据空气弹簧压力值限压后,输人中继阀控制口,经中继阀流量放大,输出与来自F成正比的压力至制动缸,施加全摩擦或空电复合制动,其制动距离与混合制动下的紧急制动距离相等,以保证列车在遇到紧急情况时不依赖于计算机自动控制,也能安全停车.1.2.3救援回送时的紧急制动救援或回送时,其电流依次经过电气柜中急停,主司机控制器常闭触点;司机安全装置,计算机切除继电器常开触点;救援单元制动管压力继电器常开触点;非ATP紧急制动继电器常开触点,将110V电源引至安全回路中第2和第4条线,形成安全回路的信号.与正常运行位相同的是只要急停,主司机控制器常闭触点断44铁道机车车辆第32卷开;DSD装置,计算机切除继电器失电都将引发紧急制动,不同的是救援或回送时制动管压力小于400kPa或总风管压力小于600kPa,亦将使救援单元制动管压力继电器失电,并由此引发紧急制动.图2BCU风路原理图1.2.4紧急制动后的复位发生紧急制动后要使紧急制动复位,应根据智能显示单元(IDU)或EBCU的故障信息显示,查明引起制动的原因,并根据应急故障处理手册,对故障进行处理后,将制动手柄转换为快速位置,而后按下司机操控台上的紧急制动按钮以缓解紧急制动.2确保安全回路正常工作的要素安全保护的实现依赖于各电气安全装置组成的整个环路,通过完整的环路可以感应到潜在的危险,并能够迅速采取必要的措施来避免这种危险.而环路的完整性又取决于各部分电气安全装置的正确运行,但任何自动保护系统都不能保证安全保护的完整性,为此,确保安全回路中各电气安全装置始终处于良好的工作状态,定期维修保养各电气安全装置,对保证安全回路正常工作则显得至关重要.另外,安全回路断开实施紧急制动时,一些关键的气动阀,若出现阀内活塞卡滞无法移动,密封橡胶圈破损,粘合或断裂,阀座泄漏等故障,也会影响到安全整合水平,故加强这些部件的维护和保养同样意义重大.3分析紧急制动安全回路的意义对于高速动车组而言,分析紧急制动安全回路的意义在于安全回路应该怎样设计?安全回路应包括什么样的安全因素?根据故障导向安全原则,只要动车组运行中出现突发的不安全因素,依靠这个紧急制动安全回路, 就可实现动车组安全,可靠的停车,为列车提供独立于计算机之外的安全保护.根据前面的分析,不难发现CRH型动车组安全回路上所设计的各项电气安全装置,基本涵盖了动车组在运行过程中所有的不安全因素, 既可通过司机移动主控制器手柄至快速制动位或拍下紧急停止按钮来主动选择紧急制动,又可利用DSD,ATP, CCU,主风缸压力及牵引车辆的指令等来启动紧急制动, 无论是主动选择还是自动启动,它们的共同点都是通过电气安全装置断开紧急制动回路的供电,实施紧急制动, 无需电子控制,空重车调整由气动方式实现,使紧急情况时的制动系统独立于计算机控制之外,充分体现了安全回路的意义,为动车组安全运行提供了最大的保障.参考文献Eli王月明,王松文.动车组制动技术[M].北京:中国铁道出版社,2010.E2]殳企平.城市轨道交通车辆制动技术[M].北京:中国水利水电出版社,北京:知识产权出版社,2009.E3]宁滨.列车超速防护系统的制动精度和安全防护距离初探EJ].北京交通大学,1995,(1):10—14.[4]李民,杨奕,汪洋.现代汽车安全制动技术l-J].四川兵工,2009,(O4):112—113.Es]BSP公司.操作与维护说明书ER2.2007. AnalysisofSecurityBrakeLoopinCRH1EMUofChinaRailwaysGUANChun—ling(GuangzhouInstituteofRailwayTechnology,Guangzhou510430Guangdong,China) Abstract:Asecuritybrakeloopwhichisbasedonthe"failsafe"principlehasbeendesignedfor improvingsafetyandreliabilityfurtherinCRH1EMUofChinaRailways.Thesecuritybrakeloop,whichconnectsavarietyofinsecur ityinthetrainjourney,canachievee—mergencybrakeandprovideprotectionfortheEMUincaseofemergency,fullyindependentf romthecomputersystem.Thecarefulde—signabouttheloopisworthlearningintheprocessofself-studyofbrakesystemforhigh-speed EMUofChinaRailways.Keywords:CRH】EMU;brakesystem;securitybrakeloop;analysisoftheprinciple。

CRH1型动车组制动系统概述一、制动系统的控制功能1.CRHl型动车组采用电气指令式制动系统，动车组各车辆的制动控制装置采用微机控制(见图9－1)。

(1)制动力由动力车的电制动及各车辆的摩擦制动产生。

(2)动力车采用轮盘方式制动，拖车采用轴盘制动方式制动。

2.根据制动作用的不同，将制动分为常用制动、停放制动、保持制动、耐雪制动、紧急制动。

同时我们也根据司机主控控制器的制动施加方式，将常用制动分为B1－B7级制动。

B7级过后的8级即为紧急制动，其他的制动的实施，不能通过司机主控控制器实现。

二、制动系统的工作原理1.动车组制动系统由两部分组成，分别是再生制动及直通式电空制动。

(1)再生制动系统，将牵引电机转换成发电机，将动能转换成电能，并将电流反馈回电网。

(2)直通式电空制动系统，将电指令转换成空气指令实现空气制动或缓解作用。

2.列车制动优先采用再生制动方式，制动方式转换均由微机系统控制完成。

(1)当司机通过司机操纵台上的制动控制器发出制动指令时，制动电信号首先到达列车计算机系统。

(2)列车计算机系统根据列车速度，减速度及轮轨黏着状态，确定动力制动及空气制动的功率及两者的分配。

3.直通式电空制动系统由制动控制器、空气压缩机、干燥器、制动控制装置、制动缸及相关的电气和空气管路组成。

三、CRH1型动车组各车辆转向架的制动功能1.动力车转向架可采用再生制动和摩擦制动两种形式，拖车转向架采用的制动方式为摩擦制动。

(1)当动力制动和摩擦制动共同使用时，再生制动永远具有优先权。

(2)再生制动的制动力不足时，则由空气摩擦制动进行补偿。

2.列车配有计算机控制的电空制动系统，每辆车都设有本车制动计算机(BCU)。

3.贯穿整个列车的电气安全环路不受计算机的控制，以确保在安全环路控制下可启动紧急制动阀，保证动车组实施紧急制动。

四、CRHl型动车组车辆制动装置作用原理1.使用气缸控制的盘形制动装置可以实现摩擦制动，盘形制动装置有两种形式，一种是不带停放制动装置，另一种带有弹簧启动的停放制动装置。

CRH1型动车组制动系统部件概述一、CRHl型动车组制动控制板的基本功能及作用原理1.制动控制板的基本功能，适用于列车其他制动控制板变量。

2.常用制动功能，由每个制动控制板提供了载重补偿的制动压力，作用在两个转向架上，动车有四个制动缸，拖车有六个制动缸。

3.常用制动部件名称及作用功能(1)A1－调压阀，未激活时将整个压力传输到紧急制动阀(E)上。

激活时中断到(E)的供风和A2联合工作，根据车上要求的制动力设定相应压力。

(2)A2－调压阀，未激活时不缓解任何压力。

激活时缓解来自紧急阀(E)的任何压力和A1联合工作，根据车上要求的制动力设定相应压力。

(3)C阀至制动卡钳的压力输出(通过防滑线路)。

(4)D－KR6中继阀，作为继动器工作。

采用来自(A)的供风压力，并以更大容量将输入上的预控压力传送至输出(C)。

(5)E紧急制动阀，在安全环路失电(牵引)时，将来自(R)的气压传输给限压阀(F)。

(6)F限压阀，根据车重限制到中继阀(D)的控制压力。

(7)G压力传感器，将控制压力信号发送至制动计算机。

(8)H压力传感器，将输入压力信号(主风缸管路)发送至制动计算机。

(9)K压力传感器，将载重压力信号发送至制动计算机。

(10)M试验装置，用于人工测量来自主风缸管路的输入压力时。

(11)N试验装置，用于人工测量预控压力时。

(12)0试验装置，用于人工测量KR6(D)的控制压力时。

(13)P试验装置，用于人工测量载重压力时。

(14)R来自主风缸管路的输入压力。

(15)S限制堵，过滤来自重量测量线路输入压力中的主要变化。

(16)T来自重量测量线路的输入压力。

(17)u试验装置，用于人工测量KR6阀(D)的输出压力时。

(18)AA由主风缸管路供风。

(19)BB制动控制板。

(20)CC制动计算机。

(21)DD风缸。

(22)EE测量来自空气气弹簧平均阀的输入，FF防滑阀。

(23)GG试验装置，制动盘。

(24)HH压力变换器，制动盘。

1 CRH1动车组CRH1动车组采用电气指令式制动系统动车组各车辆的制动控制装置采用微机控制，制动力则由动车的电控制（再生制动）及各车的空气制动（动车轮盘式盘型制动，拖车轴盘式盘型）制动构成。

根据制动性能的不同，又可分为常用制动，紧急制动，停放制动，保持制动，防冰制动。

司机控制器可分为1—7级，7级过后为紧急制动。

其他制动功能不能通过司机主控制器施加。

制动系统通过列车信息与控制网络把每车的制动设备—制动模块（制动控制单元）联系在一起，形成一个整体。

每车的制动设备集中于控制模块中，悬挂于车体下方。

T车得制动模块中含有制动控制器（制动控制计算机BC）空气制动模板（BP），M车除了BC、BP外，还有停放制动控制板（PBP）。

CRH1的停放制动缸在M车上。

常用制动采用空电复合制动，紧急制动可由多种方式控制施加。

主手柄施加紧急制动也采用空电复合制动。

采用电气再生制动和直通电气制动通过控制计算机复合控制施加制动力。

主车辆控制单元（VCU）根据制动指令信号（级位）和车重的测量信号进行总制动力需求要求计算。

然后进行再生制动和空气制动之间的协调分配。

复合制动控制中，车辆制动单元会调节空气制动信号，再生制动和空气制动共同采用时，再生制动优先采用。

再生制动不足部分由空气制动补充。

空气制动采用直通式电控制动系统，每车都有本车制动计算机BC。

复合制动控制的优先顺序为：①动车的再生制动。

②拖车和动车的空气制动。

在动车和拖车之间平均分配制动力。

紧急制动由贯穿整个列车的电气安全环路失电启动（或激活）不受制动计算机控制。

保持制动采用与常用制动相同的空气制动。

只要列车处于静止状态，保持制动会自动施加，用于列车在坡道上停车和起动时防止溜行。

当主手柄在“0“位，列车速度低于设计规定速度值（一般为5km/h）和停车状态时，自动输出制动力。

停放制动是纯空气控制的制动，可使列车在30‰斜坡上长时间停放防止溜车。

在每辆M车得5、6、7号制动单元中含有弹簧储能性停放制动缸。