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和谐号动车组防滑器分析 摘要：防滑器是防滑保护系统的重要执行部件。和谐号动车组采用国际上最先进的微处理器制动防滑控制系统，制动防滑系统主要由集成在制动控制单元中的防滑控制模块、4个轴速度传感器及车辆4根轴的制动缸气路上的防滑器组成。文章通过对和谐号动车组防滑器的结构分析，阐述了其功能、工作机理、试验及防滑控制。 关键词：和谐号动车组；防滑保护系统；防滑器；微处理器制动防滑；防滑控制模块 文献标识码：A 中图分类号：U270 文章编号：1009-2374（2015）12-0094-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.12.047 1 概述 目前，高速动车组的制动仍以黏着制动为主，而对于黏着制动而言，在制动过程中会不可避免地带来车轮滑行的问题。随着车辆速度的提高，轮轨间的黏着系数降低，车轮滑行几率增大。为充分利用轮轨黏着，确保在恶劣的轨面状态时可以有效地控制滑行，实现列车在较短制动距离内停车，并降低因制动而擦伤轮对的风险，轨道车辆上均设有车轮防滑保护系统。 和谐号动车组采用国际上最先进的微处理器制动防滑控制系统，制动防滑系统主要由集成在制动控制单元中的防滑控制模块、4个轴速度传感器及车辆4根轴的制动缸气路上的防滑器组成。同时需要对制动防滑控制系统完成在线的测量、标定和系统诊断、状态显示等，并可以对外输出其他系统所需要的各种形式的参考速度信号。防滑器是防滑保护系统的执行部件，由电子开关装置驱动从而控制制动缸压力变化，确保制动缸压力与制动控制单元设定变化一致。防滑器具有充风、保压、排风三种状态，在列车制动系统中起到重要的作用，直接关系到列车的正常运营及运行安全，因此需要保证其动作的灵活及可靠。 2 防滑器的结构及原理 防滑器通过一根三芯电缆与车轮防滑保护电子装置进行电气连接，可以用电缆和用以驱动充风及排风两个阀用电磁铁，电缆为公共回路线。双阀磁铁包括两个二位三通电磁阀（VM1和VM2），电磁阀线圈共用一个塑料外壳。当两块电磁阀衔铁断电时，它们会在衔铁簧作用下关闭外阀座（VA），同时打开内阀座（VI）。两个管螺纹接口D和C分别与制动控制装置和制动缸管路相连。对防滑器进行电气连接的插针集成到部件外壳中。此部件含有两个阀座（VD和VC），可以通过隔膜开启或者关闭来自接口C与D的压缩空气流向。D接口隔膜（d）可以打开或关闭从D接口（连制动控制装置）到C接口（连制动缸）压缩空气；C接口隔膜（f）可以打开或关闭从C接口至O口（接大气）压缩空气。 在防滑保护系统未接收到列车滑行信号时，防滑器两个电磁阀VM1和VM2均无电，列车在制动、缓解状态时，来自空气制动控制装置内中继阀的压缩空气由接口D到达接口C。 2.1 缓解位 在列车施加制动且动车组防滑保护装置监测到滑行信号时，防滑器两个电磁阀VM1和VM2得电，两个电磁阀的外部阀座VA均打开，内部阀座VI均关闭。来自D接口的压缩空气通过电磁阀VM1打开的外部阀座VA向控制室SD充气，使得控制室SD内的压缩空气与压缩弹簧（e）同时作用于D接口隔膜（d）上，D接口压缩空气被阻断。电磁阀VM2打开的外部阀座VA，C接口压缩空气作用于C隔膜（f），使得阀座VC开启，C压力通过阀座VC排至大气O。如图2所示： 2.2 保压位 在防滑器处于保压状态时，电磁阀VM1通电，电磁阀VM2失电。电磁阀VM1外部阀座VA打开，内部阀座VI关闭，电磁阀VM2外部阀座VA关闭，内部阀座VI打开。D接口压缩空气向两个控制室SD和SC分别充气，使得阀座VD与VC关闭。接口D、接口C气流被防滑器阻断，此时制动缸压力保持不变。如图3所示。 2.3 充风位 列车接收到制动指令，且列车滑行状态解除后，电磁阀VM1和VM2均失电，两个电磁阀的外部阀座VA均关闭，内部阀座VI均打开。控制室SD排气，SC充气，D接口压缩空气作用于隔膜（d）上，隔膜（d）克服压缩弹簧f被推至右端位置，使得阀座VD开启。同时因电磁阀VM2内部阀座VI打开，D接口压缩空气向控制室SC充气，使得阀座VC关闭。接口D至C的通道开启，来自制动控制装置的压缩空气再次由接口D进入接口C，使得制动缸内的压缩空气恢复至滑行前的水平。 3 防滑器装车试验 防滑器装车试验主要是功能及泄露试验：（1）施加摩擦制动，给电磁阀VM1及VM2通电指令，防滑器有排气噪音；（2）施加摩擦制动，给电磁阀VM1通电指令，VM2失电指令，防滑器无排气噪音；（3）施加摩擦制动，电磁阀VM1及VM2失电指令，防滑器无排气噪音。 4 防滑控制 和谐号动车组是按减速度率指标进行控制，制动控制单元读取速度传感器监测到的车轮转速，通过评估不同轮对的制动减速度情况，判断其减速度是否超出限制值，并依据减速度情况控制制动缸的压力，实现制动力的增大、保持和减小，最终消除车轮的滑行现象。另外，在依据加速度进行控制的同时，也采用速度差控制，通过将不同车轮转速与本车车轮中的最高转速相对比，判断是否有滑行，以控制制动力，消除滑行。 5 结语 本文介绍了和谐号动车组防滑保护系统主要执行部件防滑器的功能、结构、工作机理、装车试验，最后介绍了防滑控制，对从结构上了解动车组防滑功能具有重要意义，对动车组防滑器部件选型及故障诊断具有指导意义。 参考文献 1 王宗明，左建勇，吴萌岭.城市轨道交通车辆防滑系统故障分析与仿真J.城市轨道交通研究，2014，（1）. 2 孙剑方，李和平，曹宏发，章阳.动车组制动安全性研究J.铁道机车车辆，2011，（10）. 3 朱皓青