CRH2型动车组制动系统分析

CRH2动车组制动系统特性分析发布时间：2023-02-07T05:08:53.320Z 来源：《中国科技信息》2022年第9月第17期作者：邵国春王同坤付国祥魏成龙[导读] 本文将围绕CRH2动车组制动系统结构组成与应用原理进行分析讨论，邵国春王同坤付国祥魏成龙中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东省青岛市 266000摘要：本文将围绕CRH2动车组制动系统结构组成与应用原理进行分析讨论，深入研究CRH2动车组制动系统特性，以此提高该制动系统的普及程度，使列车在高速行驶的过程中保持极高的牵引力功率及制动能力，降低安全事故的形成几率，推动CRH2动车组的稳定发展。

关键词：CRH2动车组；铝合金车体；制动系统引言：CHR2型动车组是指我国铁路第六次大提速所打造的高速铁路，通过将日本重工企业以及中国四方机车公司订购的高速列车作为改造基础，所自主创新研发的车辆。

而制动装置则是指使列车实现制动与缓解的设备，能够完成列车减速、加速等控制。

为了确保后续提出的CRH2动车组制动系统特性分析更加准确，需要对CRH2动车组制动系统工作原理进行深入了解。

一、CRH2动车组制动系统分析 CRH2动车组制动系统的工作原理表现为：系统能够利用电气指令实现制动指令的接收与处理，驱动直通式电控制动，完成与空气制动之间的协调配合。

通常来说以上操作需要借助微机进行，而动车组车辆中的制动控制单元则主要由EP阀、空重调整阀组成。

该制动控制单元可以依照制动电信号准确计算车辆所需制动力，之后向电气制动装臵发出制动指令，再将与制动力等值信息传递至控制器当中完成相应计算，最终将与计算结果一致的数据信息反馈到中继阀，使制动缸得到足够的压力。

同时，拖车常用制动的过程中，制动装臵动作流程基本与动车一致，但由于缺少电气制动，因此可以省略电气制动与空气制动之间的有机协调，实际所需制动力则全部借助EP阀完成空气压力信号的转换，最后通过中继阀使制动缸产生足够的制动力。

第21卷　第1期 郑州铁路职业技术学院学报 Vol .21　No .1　2009年3月 Journal of Zhengzhou Rail w ay Vocati onal &Technical College Mar .2009　收稿日期:2008-10-13　作者简介:王永强(1963—)男,郑州铁路局郑州机务段客运车间主任。

试论CRH2型高速动车组制动系统特征及改进建议王永强(郑州铁路局郑州机务段　河南郑州　450052) 高速动车组与内燃、电力机车等传统牵引动力设备有显著区别,其控制、制动系统的设计理念体现出操作简便和导向安全的原则,在转向架结构、车体轻量化、列车动力分配、电传动控制技术、列车信息网络及制动系统都包含独特的核心技术。

现对CRH2型动车组制动系统特性谈一些粗浅的看法。

一、制动模式针对性强,趋于智能化CRH2型动车组的制动系统具有多种制动控制方式,可以满足不同运行条件下对列车制动的需求。

行车中,动车组制动控制装置能接受列车信息网络或司机操纵动作等指令,进行常用制动、快速制动、紧急制动、耐雪制动等相应的制动动作。

1.常用制动特性。

常用制动的制动力共分为7级,行车操纵中使用机会最多。

系统在制动时自动进行延迟充气控制,M 车(动车)上产生的电气再生制动除满足本车制动力要求外,多余制动力用来代替T 车(拖车)的一部分制动力,T 车制动力不足时则由其空气制动力补充,从而维持本制动单元(一个动车和一个拖车构成一个制动单元)所需要的制动力,并实现和保持规定减速度。

另外制动系统还具有空、重车载荷适应功能,制动力能够自动按需变化,维持一定的减速度。

2.快速制动特性。

动车组的快速制动功能,具有比常用制动高1.5倍的制动力。

在司机操作制动手柄时,或动车组运行中未能减速到在闭塞区间规定的出口速度时,控制装置接受ATP 、LKJ 的指令发出快速制动动作。

3.紧急制动特性。

当出现动车组分离、总风压力不足等紧急情况时,或制动手柄在取出位时系统发出紧急制动动作指令。

CRH2型动车组制动控制CRH2型动车组制动采用ATP与司控制动控制器控制两种方式，为具有再生制动的电指令空气制动方式。

根据指令类型的不同，制动控制分为常用制动、快速制动、紧急制动、辅助制动和耐雪制动五种模式。

对应的控制线如下：①常用制动(6l～67线、10线加压)；②快速制动(152线不加压、10线加压)；③紧急制动(153线、154线不加压)；④辅助制动(4]1、461线之间加压)；⑤耐雪制动(157线加压)。

9.6.1电控制动系统的组成及功能电控制动系统由再生制动和电气控制的空气制动系统两部分组成。

再生制动系统是利用电动机工作在发电状态产生电制动力.制动力直接作用于车轴上；空气制动系统是气压一油压变换的盘式摩擦制动装置，制动力作用于轮对上。

正常情况下，高速以电制动为主，制动力不足部分由空气制动完成；5km/h以下时再生制动退出。

再生电制动故障时，空气制动能提供足够的制动力。

图9.52是制动控制系统的结构图.制动系统由制动控制器BCU、主变流器(再生模式下)、电控阀EP中问继电器、制动阀等部分构成。

系统的核心是制动控制器BCU。

图9.52中的左右两部分分别是动车和拖车的制动控制系统的结构图，其差别在于动车中主变流器参加制动，制动力由两部分组成；拖车中只有空气制动，没有再生制动。

制动控制器接收来自于制动手柄或ATP的制动指令(通过贯通线和光纤).如果是拖车，制动控制器根据指令和车重(根据空气弹簧压力asl和as2计算出)决定制动力的大小，并将制动力传给主变流器作为再生电制动力指令，同时主变流器也将实际的制动力传给制动控制器。

制动控制器计算出制动力不足部分，通过电流指令传给电空变换阀，电空变换阀将其转化为空气压力信号，中继阀进行流量放大后使制动缸产生相应的制动压力。

紧急制动时，制动指令不通过制动控制器直接加给中继阀以产生最大的制动力。

拖车的制动过程与动车制动的差别在于不存在制动力分配的问题，制动力完全由空气制动产生。

电制动系统空气制动系统防滑装置制动控制系统CRH2单元内再生制动优先，空气制动实行延迟控制；当列车速度较高制动方式的转换由微机系统控制完成；空气制动均采用气正常情况下为调节、控制列车速度或进站停车。

作用比较缓和20%~80%；设当列车制动初速度在为单元对电制动力和空气制初速度在按速度救援紧急情况下为使列车尽快停住而施行的制动。

列车制动能力全部用上与常用制动的控制模式相同操作司机控制手柄紧急情况下产生作用，其特点与非常制动类似。

它与非常制动的区别在于按安全回路失电启动的模式设置。

因此任何情况导致的安全回纯空气制动不具有空重车载荷调整功能。

在制动控制装置异常及制动指令线断路等情况下启用。

通过电压控制的电气指令式空气制动降雪时用于时速对应的增压缸可利用专门的弹簧停放装置使机械制动装置动作CRH2①②③④①②③受电弓牵引变压器牵引变流器牵引电机时不使用电制动。

VVVF控制的恒力(或力矩)区。

压缩空气供给系统空气制动控制部分基础制动装置2动车组空气制动系统空气压缩机空气干燥装置总风缸制动风缸控制风缸贯穿全列车的总风管2动车组空气制动系统号车的包括风笛、主ACMF2与其相关部件安装在空气压缩机输出气路下游的总风缸上2动车组空气制动系统采用模块化设计具有干燥和再生功能。

四）空气干燥装置四）空气干燥装置干燥功能电磁阀励磁再生风缸和除湿滤芯下面的此时压缩空气被干燥后四）空气干燥装置再生功能电磁阀消磁切断再生风缸向除湿滤芯下面的排气阀活塞的供再生风缸里的压缩空气经节流孔流出并发生膨胀电空转换阀中继阀调压阀增压缸制动缸2动车组空气制动系统2动车组空气制动系统空气制动控制部分EPLA主要由电磁线圈和供气阀、供排气阀杆等构成。

通过改变线圈中的电流控制电磁力的大小空气制动控制部分FD安装在空气制动控制装置内。

空气制动控制部分二）中继阀上膜板的上、下两侧分别为中继阀的输出压力工作压力和输出压力的压工作压力通到下膜板的来自制动风缸的压力空气当工作压力,BCF动车组空气制动系统输入控制风缸用的压缩该阀采用橡胶膜板可以分为供气阀部、排气阀部和调压阀部三部分。

CRH2浅析1、引言 (1)2、CRH2牵引系统构成 (1)3、三点式（IGBT器件）主电路 (4)4、交直交机车辅助电路系统 (10)1、引言CRH2型电动车组是由铁道部向日本川崎重工引进并由我国的专家将之国产化的高速列车。

牵引变流器由单相三电平脉冲整流器、中间直流环节和三相电平三电平逆变器组成。

牵引过程中，从变压器过来的1500V交流通过由脉冲整流器变为2600V～3000V直流，再由三电平逆变器变为电压和频率都可调的交流供牵引电机使用。

再生制动过程为牵引的反过程，将动能转化为电能返回电网。

其中单相三电平脉冲整流器控制方法为瞬态直接电流控制，采用SPWM调制，三相三电平逆变器控制方法为矢量控制采用SVPWM调制。

2、CRH2牵引系统构成动车组由南车四方机车车辆股份有限公司与日本合作伙伴川崎重工提供，原型车为日本新干线E2－1000型动车组。

动车组采用8辆编组，4动4拖，由两个动力单元组成。

每个动力单元由2个动车和 2个拖车（T-M –M-T）组成。

（1）CRH2动车组牵引系统的组成接触网25kV、50Hz单相交流经受电弓通过VCB（主断路器）接入牵引变压器，牵引变压器次边设有2个线圈，电压均为1500V 。

①动力单元组成1台牵引变压器、2台变流装置（C/I）、8台牵引电机。

1台变流装置控制4台牵引电机。

见图7-43所示。

②牵引传动主电路由图可见：由4号车（或者6号车）的受电弓受电，通过车顶上的特高压导线，经由VCB后被送到2号、6号车的主变压器。

注意：车顶装有保护接地装置（EGS），运行中需紧急让变电所区间内的所有车辆停车时，让其动作，使架线接地短路。

EGS的操作必须按照铁道部的规定执行。

（2）CRH2牵引传动系统主电路设备①高压电器设备作用：完成从接触网到牵引变压器的供电。

组成：受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、接地保护开关等。

DSA250型受电弓：单臂型结构，额定电压/电流为25kV/1000A，接触压力70±5N,弓头宽度约1950mm，具有自动降弓功能，适应接触网高度为5300～6500mm，列车运行速度250km/h。

CRH2型动车组制动功能CRH2型动车组制动系统具有常用制动、快速制动、紧急制动、辅助制动及耐雪制动等功能。

10.2.1常用制动常用制动级位设1～7级(标记为1N～7N)，以1M1T为单元对动车再生制动力和空气制动力(包括动车和拖车的)进行协调控制，拖车空气制动延迟投入。

CRH2型动车组制动系统采用数字指令式，由61～67号线共7根制动指令线组成，共可形成7级常用制动。

制动系统会自动进行延迟充气控制。

延迟时，将M车上产生的再生制动力多余的部分转移到T车上去，达到编组列车上所需要的总制动力。

常用制动还具有空重车载荷调整功能，按载重来调节制动力，使动车组能够保持一定的减速度。

10.2.2快速制动快速制动采用与常用制动相同的复合制动模式，但具有最大常用制动(7级)1.5倍的制动力，操作司控器的制动手柄，或当未能减速到在闭塞区间设定的速度而使ATP或LKJ2000响应，均可发出快速制动指令。

lO.2.3紧急制动按安全回路失电而启动的制动模式进行设置，下列任何一种情况均可导致全回路失电而引起紧急制动指令的产生：(1)总风压力下降到规定值以下；(2)列车分离；(3)检测到制动力不足；(4)操作紧急制动按钮，使紧急电磁阀失电；(5)换端操纵，手柄置于(钥匙)拔取位。

以上的紧急制动使各车按不同速度范围产生纯空气制动作用：在列车速度处于308(160～200km/h范围内实施相对较低的减速度；在160km/h以下速度范围内实施相对较高的减速度，但紧急制动不具有空重车载荷调整功能。

10.2.4辅助制动在制动装置异常、制动指令线路断线及传输异常时可启用电气指令式的辅助制动，能产生相当于3级、5级、7级常用制动及快速制动的空气制动。

操作司机控制台上的辅助制动模式发生器(SBT)开关和头车配电盘内辅助制动模式发生器(ASBT)开关可以产生辅助制动。

但辅助制动与列车速度的快慢无关，即所发出的制动力的大小也不随列车速度和列车质量的改变而改变，只发出预定的制动力。

CRH2型动车组制动控制系统设计课题名称：CRH2型动车组制动控制系统设计自1964年日本开行第一列高速列车以来，世界上各主要发达国家都在积极研制不同类型的高速列车。

50多年的实践证明，高速列车以其速度高、运量大、安全性好、对环境污染小等优点得到了迅速的发展。

我国自1997年进行铁路运输第一次大提速开始，在全路范围内进行了六次大提速，而第六次大提速时高速动车组的开行，取得了良好的经济效益和社会效益，为我国铁路旅客运输注入了新的活力。

随着列车运行速度的提高，对机车车辆或列车本身的性能提出了更高的要求。

本论文要求学生在充分了解我国高速列车运行现状的基础上，从安全化、舒适化、人性化的角度出发，结合我国某一类型的动车组，了解该型动车组的技术参数，熟悉该型动车组制动系统的组成，分析该型动车组制动系统的工作原理。

通过对此课题的学习和设计，使学生能够熟悉高速列车的构造和工作特性，培养学生利用所学基本理论和自身具备的技能来分析问题的能力，提高学生运用所学专业知识并结合具体情况解决实际问题的能力。

同时从我国的生产实际出发，激发学生利用自身具备的知识和技能认真工作、报效祖国的爱国热情，提升学生的职业责任感和荣誉感，增强学生分析和解决问题的自信心。

1.设计内容与要求1）了解某一类型动车组的组成和内部结构。

2）熟悉该类型动车组的技术参数。

3）了解该型动车组制动系统的组成。

4）分析动车组再生制动电路和工作原理。

5）分析该型动车组空气制动系统各部件的功能。

6）分析该型动车组制动系统的操作方法和工作原理一．设计参考书1.CRH1型动车组张曙光主编中国铁道出版社2.CRH2型动车组张曙光主编中国铁道出版社3.CRH3型动车组张曙光主编中国铁道出版社4.CRH5型动车组张曙光主编中国铁道出版社5.动车组制动技术王月明主编中国铁道出版社6.动车组制动系统李益民主编中国铁道出版社7.8. 9.二．设计说明书内容1.封面2.目录3.内容摘要（200—400字左右，中英文）4.引言5.正文（设计课题，内容与要求，设计方案，原理分析，设计过程及特点）6.设计图纸7.结束语8.附录（图表，材料清单，参考资料）三．设计进程安排第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。