CRH380A动车组制动控制功能分析

第1页共15页CRH380ACRH380A动车组制动控制功能分析摘要毫无疑问，铁路的主题永远是安全，要确保行车安全列车制动系统是基础、是核心，必须选用高安全、高可靠、性能优异的制动系统设备。然而，任何设备都有可能出现故障，列车制动系统发生故障后，不同的故障会造成什么样的后果?列车继续运行是否有足够的安全保障?其安全与速度之间存在什么样的关系?这些问题至关重要。本文分析了我国CRH380A制动系统所采取的安全措施，从理论上探讨了列车制动系统故障对行车安全的影响。。关键词制动系统技术优化故障处理

第1页共1页目次1绪论…………12制动系统的基本概念………12.1制动系统和制动力…………12.2制动的分类…………………13动车组制动系统的基本组成………………23.1CRH380A动车组结构特点…………………23.2制动供风系统………………23.3制动控制系统………………44制动指令的产生……………54.1制动指令的传输……………65制动系统技术优化…………66制动系统常见故障及处理…………………86.1制动系统的故障诊断体系…………………96.2制动故障分析………………97总结…………118致谢…………129参考文献……………………13第1页共13页1绪论自零七年列车提速以来，所有动车组运行速度不断提高，动车组发展迅猛，速度也随之不断提高，目前已经达到了300km/h。功率分散式是我国目前大多数动车组采用的模式，例如从德国引进的CRH1型动车组，从日本引进的CRH2型动车组，还有从意大利引进的CRH3型的动车组等。自动车组速度大幅提高以后，也引发了一系列的安全事故，例如一一年的温州事件等，所以安全已经成为限速动车组提升速度的重要因素之一，控制动车组速度，缩短制动距离已成为解决动车组安全问题的关键。本文以380A型动车组为例，分析了制动系统对安全的影响，从工作原理方面分析并提出优化以及对常见故障的处理进行简单描述。2制动系统的基本概念2.1制动系统和制动力安全是列车的一个永恒的主题。列车制动系统是铁路运营安全的基础和核心。制动手动停车，包括使列车减速或停止运行。对于轨道车辆，安装在列车上实施和缓解制动的一套机械设备和控制设备称为制动系统。制动力，是制动系统的在列车的相反方向行进时所产生的动力。2.2制动的分类摩擦制动-车轮与闸瓦间的摩擦，将列车动能转变为热能；动力制动-把列车动能转化为电能从车上转移出去，像这样按动能转移方式不同可以分为两类，从能量守恒定律这方面来看，制动就是将动车组动能转化为其他能量或者直接转移走。见表1。表1动车组动能转移方式摩擦制动闸瓦制动、盘形制动、磁轨制动动力制动电阻制动、再生制动黏着制动闸瓦制动、盘形制动、电阻制动、再生制动非黏着制动磁轨制动、轨道涡流制动、翼板制动动力形成是否时是以轮轨之间的黏着因素而划分的，可分为非黏着制动和黏着制动，这是一种以制动力形成作为分类方式。见表2。 表2电动车组动能形成方式目前动车组以制动源动力作为分类标准，压缩空气和电力都是制动的主要，原动力，例如空气制动-是以压缩空气作为原动力，如：盘型、闸瓦制动第2页共13页等，电制动-是以电作为原动力，如：动力、磁轨制动等。3动车组制动系统的基本组成电动车组具有高的舒适度，同时在高速下操作时，所以更高的要求放置在制动能力和制动稳定性。动车必须配备一个高效和高度安全制动系统，以提供速度调节和停车的正常操作，并且保证了制动距离是在意外故障或其他的情况下缩短尽可能必要条件。而动车组制动系统是一个综合的制动系统具有较强的制动能力和良好的附着力利用率。包括电动制动系统中，空气制动系统，防滑装置，制动控制系统和其它子系统。制动时，电动制动和空气制动的组合使用，并且电气制动的主要方法。3.1CRH380A动车组结构特点CRH380A采用功率分散配置，组采用6m2t，和车体采用铝合金的中空型材。自诞生以来，CRH380A动车组是世界上最快的和运行电动车组与380公里每小时的连续运行速度，300公里每小时的商业运行速度，9600KW的总牵引动力，和DSA380型功率稳定接收弓，集电部翼屋顶上的高电压的两侧被添加。这是中国的高速列车，这对于中国的高速铁路的发展奠定了基础的一个里程碑。在此基础上，可扩展至超高速列车，并发展城际列车等项目。3.2CRH380A型动车组技术上有7方面特点1.CRH380A，采用功率分发配置，采用6m2t驱动，和车体采用铝合金的中空型材。自成立以来，CRH380A动车组是世界的稳定运行条件下最快的动车组商用。连续工作速度是380公里每小时和商业操作速度是300公里每小时，牵引总功率为9600kW，采用DSA380型受电弓，高压两侧加装翼板屋顶的电流收集部分。这是中国高速列车的里程碑，为中国高速铁路的发展奠定了基础。在这种情况下，还可以发展城际、高速列车等。2．转向架：CRH380A型EMU采用SWMB-400/swtb-400型转向架，其是在CRH2C型的第二阶段中使用SWMB-350/swtb-350型转向架的改善。所述SWMB-400/swtb-400转向架配备有防滚动扭杆和两组抗蛇阻尼器，这加强了二次悬浮空气弹簧的韧性，大大提高了稳定性和阻尼转向架的临界的效果动车转向架不稳定速度不小于550公里每小时。3.车辆的重量：牵引，车体结构的材料的质量，隔音和降噪能力的提高，但增加时的总重量，使平均重量车轴轴体的约15吨。4．高效再生制动:90%的再生能量反馈电网效率。5．振动系统:优化行走参数，增强车身结构。通过配合车体本身的振动数，最大限度地抑制了高速行驶时车体的共振现象，大幅度提高了乘客的舒适性。第3页共13页6．噪声控制技术:车身搭载了各种新型吸音隔音罩，CRH380A型动车组速度为350km/h，车内声音大小可保持在67～69分贝之间，与CRH2A型动车组250km/h的运行速度相比，音量相等。另外，通过使用新型流线型车，减少了15%以上的空气动力学噪音。7．高强度气密性:由于列车运行速度提高到每小时380公里，CRH380A进一步提高了气密性，满足了两条高铁双向隧道通气密性的要求，车辆采用了差压控制模式的完全密封加压。CRH380A型动车组技术参数及结构特点。CRH380A动车组编组为6m2t,最高速度可达350km/h,采用的也是动力交流传动方式编组配置如下图1:图1CRH380A型动车组编组配置图高速列车采用功率分散型AC驱动方式。机房设置在列车的两端。移动组的牵引方式:牵引控制采用VVF控制方式；牵引供电采用1Ac/50Hz/25kV供电方式，在最低电压17.5kv至最高电压31kv的供电电压波动范围内正常工作，额定电压在22.5kv至31kv的范围内。在长直线上加速到200km/h时，牵引引起的加速度必须大于0.35m/s2。表3车辆的各类重量参数车辆号0102030405060700车辆种类T1M1M2M3M4M5M6T2整备重量t50.453.049.353.750.153.848.749.9定员重量t53.459.856.159.756.660.655.553.8平均轴重t13.415.014.014.914.215.213.913.5额定输出kw01600160016001600160016000制动距离:制动距离和减速度与长直路上的紧急制动有关，同时也必须满足动车组行车的间隔压要求，简单来说就是要满足以下两个条件：初速度为300km/h,制动距离为3800m，初速度为350km/h时，制动距离为6500m,制动响应时间在ATP死区时间也不能大于3.5秒，制动方式：有常用制动、紧急制动、辅第4页共13页助制动、耐雪制动、停放制动、快速制动。制动类型分为五类:常用制动在指令级控制；紧急制动是通过指令线开路实现的。通过制动控制电路打开路径来实现高速制动。在控制装置不起作用或指令不能实现制动作用的情况下，采用辅助制动，制动功能通过两端车辆的操作来实现。耐雪制动器通过用刹车轻轻将刹车片贴在摩擦片上，防止雪块嵌入。常使用制动控制流程，在行驶过程中，制动系统会实时执行三项主要任务，①收集制动状态；②获取制动指令；③发布和执行制动指令。如图2常用制动的基本流程所示。图2常用制动的基本流程3.3制动控制系统新一代高速列车，BCU，基本制动单元的制动供给系统，是由供应系统三个部分组成。制动系统，在一般情况下，根据使用的需要，设有一个共用的制动，紧急制动，辅助制动功能，诸如耐雪制动器。采用了混合制动系统，所述制动单元划分到1M1T。动车组建议电制动，补偿在电动制动不足将被使用空气制动。制动力，这是通常使用的，分为1-7阶段，因为时间延迟控制。在延迟期间，为了确保必要的制动力，由M车产生过大的制动力将被从T形车扣除。此外，不管车辆的质量，在负载响应的制动力调节到的变化的函数，可以保持恒定的减速控制。快速制动器的手动制动操作或ATP指令动作期间实现。紧急制动时，如果它检测到在MR压力的降低，不具有响应于负载变化来调整制动力的能力。列车被断开时，如果操作手柄紧急，如果紧急电磁阀断电时，它是当施加停车制动时的制动力不足时，或不小心。辅助制动器，制动控制装置的误用，将用于营救制动指令线的切断。为了操作转向，通过设置开关和各单元（T车）的开关，以保持恒定的制动力，而不受车辆速度，从正常的紧急制动的不同的影响。此外，制动控制器（BCU）是控制电动气动装置，以增加所述门的开闭速度，可以在不关闭电源的制动控制装置还使用辅助制动器。雪地制动，制动方法，以防止雪从制动盘和制动盘之间的进入，并且旨在以密封所述制动盘和制动盘，轻压在磁盘上的差第5页共13页距。在110公里的速度，操作防滑制动开关，驾驶员操作制动控制器的手柄。停放制动控制装置将停放制动缸内的空气排出时，停放制动实施，停放制动控制装置独立控制停放制动。在需要缓和停车制动的情况下，停车制动控制装置将空气填充到停放制动缸中，直到预定压力，停放制动被缓解。BP救援是将列车制动控制指令从电控制改为气压控制，通过改变制动管（BP管）内气压的大小来控制救援车辆制动系统的功能。可以使用该装置来救援具有制动管的车辆。制动系统由各个子系统构成：（1）当制动系统的电气部分或车辆制动控制装置发生故障时，通过EP电磁阀的控制，避免辅助制动控制无法刹车的情况，使故障车辆能够正常刹车。因此，该系统在功能上是冗余的。辅助制动控制系统不能正常工作，因此其故障有潜在的影响，应通过定期的功能检查确认其功能正常。（2）空气供应系统主要由总缸，气压压力机，总管道等组成。其中，气压计由3台冗余构成，故障后剩下的2台维持供给气压，总缸，总管道主要用于压缩空气的储藏和运输。（3）基础制动装置包括拖车上的多轮式和动车上的多轮式制动装置和轴式制动方式，其主要功能是切实的制动和缓和，在制动功能上，各制动盘是并列的冗余关系。在缓冲能力方面，各制动盘处于串联的单冗余关系。4制动指令的产生CRH380A动车组的常用制动指令主要有3种产生方式:司机制动控制器、ATP

系统(AutoTrain

Protection)、救援转换装置。司机制动控制器是最主要的来源，司机需要施加制动停车时操作，一般分为

B1~B7共7级制动级位;

ATP

则实时监控列车状态，当认为列车存在运行风险时，自动控制列车施加相应级位的制动，一

般为B1、

B4、B7三种级位;

救援转换装置则是在列车救援回送时，将机车或救援车的制动管传输的空气制动减压指令转换为B1~B7制动级位当列车监控到自身出现严重安全风险时，则会通过控制系统断开自身的紧急回路，从而触发列车的紧急制动:当列车进入辅助制动模式时，辅助制动系统还会将司机制动控制器输出的制动产生相应的辅助制动力。CRH380A动车组司机制动控制器，设置有运行位、B1级~B7级制动位、快速制动位、拔取位。在内部结构上，驾驶员制动控制器主要由手柄停止机构部分，手柄轴部分，中间轴部分，凸轮开关机构部分，键机构部分，闩锁部分和主体部分构成。将关键点顺时针旋转90度以解锁锁定。解锁后，控制滑块从“拉伸”旋转到“旋转”或从“旋转”旋转到“旋转”。将手柄从“快速”位移动到“拉动”位时，必须将手柄向上提起并旋转10°。如果控制滑块位于“拉动”位置，则插入的关键帧将逆时针旋转90°以拉动，解除锁定并将控制滑块锁定在“拉动”位置。第6页共13页CRH380A动车组司机制动控制器，设置有运行位、B1级~B7级制动位、快速制动位、拔取位。在内部结构上，驾驶员制动控制器主要由手柄停止机构部分，手柄轴部分，中间轴部分，凸轮开关机构部分，键机构部分，闩锁部分和主体部分构成。将关键点顺时针旋转90度以解锁锁定。解锁后，控制滑块从“拉伸”旋转到“旋转”或从“旋转”旋转到“旋转”。将手柄从“快速”位移动到“拉动”位时，必须将手柄向上提起并旋转10°。如果控制滑块位于“拉动”位置，则插入的关键帧将逆时针旋转90°以拉动，解除锁定并将控制滑块锁定在“拉动”位置。4.1制动指令的传输正常情况下，制动指令产生后，会分别加压61~67号线，对应B1~B7级制动指令。61~67号线会直接输出至Tc车的中央装置，然后再通过光纤网络将该制动指令传输至各车的终端装置，再由各车终端装置输出至本车的EBCU。当各车EBCU与本车的终端装置通信出现故障时，可以通过指令A和指令B两根硬线来传输制动指令。指令A和指令B是直接由本车的终端装置输出至EBCU的硬线信号，根据两者的不同组合实现3种制动级位的传输。针对紧急制动(EB)指令，则可以通过贯穿全列车的152线来传输，152线信号输出至每个车的EBCU.当152线断开时，各车EBCU都会接收到该信号，从而产生紧急制动(EB)。针对紧急制动(UB)指令，则通过贯穿全列车的紧急制动环线153和154线来传输，153线信号输出至每个车的制动控制装置，给各车制动控制装置中的紧急电磁阀供电.当153线失电时，各车紧急电磁阀失电，从而触发紧急制动(UB)。此外，在列车由机车教援或回送时，可以通过制动管来传输制动指令，动车组的救授转换装置则可以将制动管的BP压力信号转换为对应的B1~87指令。5制动系统技术优化为CRH380A制动系统制动控制装置是设置有再生制动电动指令型空气制动装置。该车辆的延迟控制已通过2M1组织或独立米车辆（4→5车）到控制单元。切换所述再生制动和空气制动是通过电和空气的协调控制的，制动器确认制动力，空气制动器也能解决再生制动力不足的问题。救援机车电命令的BP管的BP压力指令配备有救援转换装置，这是为了机车救援，为了救援其他的动车群，T1，T2都设置了BP救援装置。为了将制动系统应用于CRH380A高速列车，从两个方面对制动系统进行了技术优化。先增加停车场，松动紧急旋钮，挂上停放制动PBS开关后再加一个PBTS开关和pbtr继电器，将pbtr继电器的两个正常开触点串联，然后与jtrtd继电器触点并联，保证在坡道停车和停车制动可能时进行制动试验。详见图3第10页共13页图3制动系统优化第二，增加了uvrs紧急短路开关的辅助接点，Br2并联uvrs解决了气锁切断操作中制动控制装置的切断，UBR并联uvrs解决了气锁切断操作车制动失效不足的问题。空气制动断路操作的紧急短路开关变更为多触点，一个常开触点与uvr1触点并联，一个常开触点与Br2触点并联，另一个常开触点与UBR触点并联。详见图4图4UVRS线路图第三，增加停车制动，增加压力开关，切断停车制动器，切断充电接点，在门后车厢下侧向管（停车制动控制装置侧）增加压力开关，将增加的压力开关接点连接到以往的停车制动装置内部的压力开关接点进行改善后，可以进行停车制动缸压力。实施监视，停车门被误操作后（与切断位置相撞时），车辆可以自动紧急刹车以防止摩擦轮事故。6制动系统常见故障及处理平衡列车制动和谐的系统，直接关系到列车运行的安全性。制动能力，它必须满足的制动距离的要求列车。在该制动系统中，有必要确保可靠性和管理列车的高制动功能。制动系统，你必须有方向的故障安全控制某些功能。这些措施包括所需的制动系统的故障诊断功能和故障记忆功能的优异。检查各种操作条件和报告，评估各种制动系统的故障。失败，主要包括系统本身和其他系统的影响。造成永久性故障检测，我们可以预测故障的趋势。和谐制动系统，热耦合流体和固体材料时，发动机的热疲劳，电子技术，控制技术，可以包括软件科学。这是一个非常复杂的系统。与此同时，制动，牵引，列车控制系统，一些主要的系统，和谐列车，列车网络，有机地通过硬盘，系统之间的直接或间接的作用统一的整体并具有影响力。根据所造成的各系统发生故障列车级的列车级故障诊断和故障引起的安全设计，联动操作和系统，确保了列车安全。图5和谐号动车组制动系统的故障诊断体系如果包括失败的列车，这将前往自动限速。这会增加复杂性和故障检测故障的难度。要分析原因，列车和试验台故障再现，调查失败的根本原因，为消除故障的潜在危险，例如，有必要使用可靠的测试方法的电流，优秀并且是容错诊断功能分析和故障重现的基础。微电子关于系统的运行状态技术，计算机和嵌入式技术，全面的提供的信息来记录各种反思，正确地诊断故障。6.1制动系统的故障诊断体系CRH380A型动车制动系统配备了优秀的故障诊断功能，确定运行状态和系统的异常状态，并提供灾难恢复系统的基础，你可以保持一个故障快速识别和。制动系统的故障数据，列车网络诊断中心会储存网络数据，也会由远程传输系统传输到地面服务中心。等同时，列车诊断系统发送列车同时制动系统的状态和故障信息，制动系统的联锁诊断会用于故障的安全故障。数据传输，失败的定性分析，可以使用诸如位置查找。和谐号动车制动系统，包括系统本身和其他系统故障的影响，检查各种疾病在各种工作条件，评估，并且可以进行报告。如果发生制动系统的故障，故障的类型来诊断故障的部位和原因，并提供了三种故障诊断制动系统的恢复方案。1.开车前的系统检查在动车组启动之前，制动系统，应急制动功能，常用制动功能，自动或手动制动试验，如紧急制动安全电路的状态，还有对列车制动功能的检查。测试结果被存储并发送至训练中央诊断系统，测试结果将提供给驱动程序。2.动车组运行过程中的实时诊断在动车组，相关工作参数的操作，过程数据和故障数据通过MVB接口实时监控列车的运行状态和故障和错误报告传送到中央诊断系统的实时性。当检测到制动系统的故障，列车将根据故障级以确保列车的安全和可控的操作而自动执行“故障安全”控制。列车诊断系统通知司机故障原因，，提示如何操作以及其他信息，以便采取相应的解决办法。3.系统检查和维修时的诊断检查并在维护每日制动系统过程中，由制动系统提供的诊断信息和数据可以支持维修人员。为此，制动系统提供以下诊断。1.由制动系统的诊断，其可以由维修人员可以看出提供的信息。2.制动系统诊断提供了用于检查和系统维护的方法。随着中国的高速铁路网的不断扩大，越来越多的CRH380A动车组和谐已投入运行。良好的制动系统状态是关系到动车的运行安全和旅客生命的安全。因此，有必要了解如何应对动车组的制动系统的常见故障。6.2制动故障分析1.制动控制装置传输不良原因:.光连接器的1个连接松动，有缺陷的接触故障2.终端设备接口卡工艺：MON屏幕闪烁[故障发生的信息在主菜单页面，如果你听到警告声音，飞行员按错细节按键下部检查故障状态的左侧，通知船上机械师。MON画面切换到故障的信息页“无法发送制动控制”。该驱动程序，检查MON画面的“光传输状态”页面故障位置，联络船上机械师。板载机械师，在前面的停车站再次停止向打开断路器问题的对应开关的车，[制动控制系统]，然后通/断之后。处理请与驱动程序后。该名司机已证实通过MON页的灾难恢复的情况。如果故障被排除，正常运行。如果没有故障解决，请继续运行。注意：当您打开设备的断路器，可能会有紧急制动。2.制动控制装置故障原因：制动控制装置本身故障程序：MON屏主菜单页面有“故障发生”显示灯亮，如果听到警报声，通过触摸在左下角的“故障详细”按钮，检查故障情况，然后联系随车机械师。MON屏幕切换到“制动控制装置（059）的故障的故障信息页。停放站的前停止，切割所述制动控制系统]在车辆技工的相应配电断路器车的一个问题如果您在该过程完成后，你会一旦驾驶员被通知。当这个过程完成后，将被通报给司机，司机将检查MON页灾难恢复的状态。如果故障已消除，正常运行将被执行。如果没有故障解决了，你会在导体板的机器进行通知。驱动程序，测试紧急复位操作制动系统解除紧急制动，制动效果和救济是正常的，维护确保操作。注意：所述的断路器，其在制动控制装置描述是开放的，也有当施加紧急制动倍。2.降低了故障列车制动能力，请注意运行。第11页共13页结论毫无疑问，铁路的主题永远是安全，要确保行车安全列车制动系统是基础、是核心，必须选用高安全、高可靠、性能优异的制动系统设备。所以本文就从制动的概念，制动系统的基本组成，制动指令的产生和传输，制动系统技术优化，和常见的故障处理等四个方面来来进行阐述，进一步了解制动系统对列车行车安全的重要性。1.有两种类型的制动的：一种是通过摩擦来的动能转换为热能的制动瓦和车轮之间。消散到大气中被称为摩擦制动。二是将动能转换成电能，然后从车上，称为动态制动传输电能。2.制动系统是一个全面的制动系统具有很强的制动能力和良好的粘附利用率。包括电动制动系统中，空气制动系统，防滑装置，制动控制系统和其它子系统。制动时，电动制动和空气制动的组合使用，并且电气制动的主要方法。CRH380A动车组的常用制动指令主要有3种产生方式:司机制动控制器、ATP系统、救援转换装置。司机制动控制器是最主要的来源。3.制动系统从两个方面得到技术优化。首先添加停车浮雕紧急旋钮，添加