本站原创2016届毕业设计说明书
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.
设计内容与要求
了解某一类型动车组的组成和内部结构.
熟悉该类型动车组的技术参数.
了解该型动车组制动系统的组成.
分析动车组再生制动电路和工作原理.
分析该型动车组空气制动系统各部件的功能.
分析该型动车组制动系统的操作方法和工作原理
设计参考书
CRH1型动车组张曙光主编中国铁道出版社
CRH2型动车组张曙光主编中国铁道出版社
CRH3型动车组张曙光主编中国铁道出版社
CRH5型动车组张曙光主编中国铁道出版社
动车组制动技术王月明主编中国铁道出版社
动车组制动系统李益编中国铁道出版社
hasea.
china1435.
chinarailway.
设计说明书内容
封面
目录
内容摘 要(200—400字左右,中英文)
引言
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)
设计图纸
结束语
附录(图表,材料清单,参考资料)
设计进程安排
第1周:资料准备与借阅,了解课题思路.
第2周:熟悉某一类型动车组结构和技术参数.
第3-6周:熟悉该型动车组制动系统的组成,各部件的功能,结构,分析该型动车组制动系统的操作方法和工作原理.
第7周:检查,完成说明书,打印,装订.
第8周:毕业答辩准备及答辩.
毕业设计答辩及论文要求
毕业设计答辩要求
答辩前三天,每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文.专题报告等必要资料交给指导教师审阅,由指导教师写出审阅意见.
学生答辩时对自述部分应写出书面提纲,内容包括课题任务,目地和意义,所采用的原始资料或参考文献,设计的基本内容和主要方法,成果结论和评价.
答辩小组质询课题的关键问题,质询与课题密切相关的基本理论,知识,设计与计算方法实验方法,测试方法,鉴别学生独立工作能力,创新能力.
2.毕业设计论文要求
文字要求:说明书要求打印(图纸除外),不能手写.文字通顺,语言流畅,排版合理,无错别字,不允许抄袭.
图纸要求:按工程制图标准制图,图面整洁,布局合理,线条粗细均匀,圆弧连接光滑,尺寸标注规范,文字注释必须使用工程文字书写.
曲线图表要求:所有曲线,图表,线路图,程序框图,示意图等不准用徒手画,必须按国家规定的标准或工程要求绘制.
摘 要
CRH2型动车组,全称为和谐号CRH2型电动车组(简称CRH2).是中华人民共和国铁道部为中国铁路第六次大提速,向日本的川崎重工业和中国南车集团的四方机车车辆股份有限公司的高速电动车组.CRH2型动车组技术引进自日本川崎重工业的新干线列车车型,以日本川崎重工业的E2系1000型为基础,动力配置从E2-1000的6M2T变为4M4T.中国南车四方机车车辆股份有限公司(联合日本川崎重工)引进技术负责国内生产,并以引进国外技术并吸收的方式逐步国产化.
制动是列车安全运行的保障,制动技术是列车技术的重要组成部分.动车组的制动方式,按产生制动力的方法,可以分为摩擦制动,动力制动和电磁制动,按制动力的操纵方式,可以分为空气制动,电空制动和电制动.CRH2型动车组采用了空气制动和再生制动联合制动的方式以其良好的制动性能从而保证了列车的安全运行.
关 键 词:动车组制动技术制动力空气制动制动性能
ABSTRACT
CRH2EMU,calledtheHarmonyCRH2EMUs(CRH2).TheMinistryofRailwaysofthePeople'sRepublicofChinafortheChinaRailwaySixthSpeedtoJapan'sKawasakiHeyIndustriesandChina'sCSRSifangLootiveCo.,Ltd.,orderedhigh-speedEMUs.CRH2EMUtechnologysincetheintroductionofKawasakiHeyIndustries,Japan'sShinkansentrainmodelsbasedonJapaneseKawasakiHeyIndustriesSeriesE2-1000typedrivingforceisconfiguredfromE2-10006M2Tbees4M4T.CSRSifangLootiveCo.,Ltd.(binedwithJapan'sKawasakiHeyIndustries)theintroductionoftechnologyisresponsiblefordomesticproduction,andtheintroductionofforeigntechnologyandabsorbgraduallocalization. Thebrakeistheprotectionofthesafeoperationoftrains,braketechnologyisanimportantpartofthetraintechnology.EMUbrake,accordingtoamethodforgeneratingabrakingforcecanbedividedintofrictionbraking,dynamicbrakingandelectromagicbrake,airbrake,electro-pneumaticbrakeandelectricalsystemcanbedividedintothemodeofoperationofthebrakingforceaction.CRH2EMUwithairbrakingandregenerativebrakingbrakingjointlyitsgoodbrakingperformanceinordertoensurethesafeoperationoftrains.
Keywords:EMUBrakingTechnologyBrakingforceAirBrakeBrakingperformance引言4
第1章制动理论基础知识5
1.1制动系统有关名词5
1.2制动的方式5
1.3制动装置的重要作用7
1.4空气波和制动波7
1.5动车组制动系统的特点9
第2章CRH2动车组简介11
2.1CRH2型动车组总体技术11
2.2.CRH2编组11
2.3动车组主要技术特点12
2.4动车组总体参数13
第3章CRH2动车组制动系统的组成15
3.1供风系统15
3.2电制动21
3.3制动控制系统22
3.4基础制动装置23
3.5空气制动25
第4章CRH2动车组制动系统的原理28
4.1滑行的产生与消除28
4.2空气制动与再生制动的协调控制30
4.3CRH2动车组空气制动电气控制原理31
4.4电制动的工作原理37
结束语39
致谢40
城际铁路.我国铁路的发展历程崎岖坎坷.进入21世纪,我国铁路建设取得了举世瞩目的大发展.青藏铁路的建设是人类铁路建设史上前所未有的壮举,奥运前建成时速达350公里的京津城际铁路打破我国客运几十年来长期处于低速运行的落后局面.
发展高速化和重载化铁路是实现我国铁路运输现代化的重要内容,尤其是电力机车牵引的列车,运行速度和牵引重量日益提高,确保行车安全具有特别重要意义,一旦发生行车事故,将会造成巨大经济损失.
但是,如果没有性能良好的制动系统,要提高列车运行速度和牵引重量是不可能的,因此铁路线上还广为流传着这样一句话:不怕拉不动,就怕停不下.本设计书针对CRH2型动车组制动机的原理进行具体分析.
第1章制动理论基础知识
1.1制动系统有关名词
1.制动与缓解
所谓制动是指人为地施加于运动物体,使其减速(含防止其加速)或停止运动或施加于静止物体,保持其静止状态.这种作用被称为制动作用.对于铁道机车车辆而言,制动是指能够人为地产生列车减速力并控制这个力的大小,从而控制列车减速或阻止它加速运行的过程.
对已经实施制动的物体,解除或者减弱其制动作用,均可以称为"缓解"."制动"与"制动装置"均称为"闸",施行制动既可称为"上闸",亦称为"下闸",使制动得到缓解称为"松闸".
2.制动力
制动力是指制动过程中所形成的可以人为控制的列车减速力.而制动系统是指能够产生可控的列车减速力,以实现和控制能量转换的装置或系统.
3.压力与压强
压力是指物体间的相互作用力,其单位为牛顿(N),而压强则是指单位面积上所受力的大小,其单位为帕(Pa).
铁路现场习惯将"压强"称为"压力",例如:制动管"压力"为500kPa,实际上指制动管"压强"为500kPa,压缩空气又称为压力空气.
4.绝对压力及表压力
绝对压力是指压缩空气的实际压力.若气体未压缩而呈自由状态,其绝对压力即为大气压力,若处于绝对真空状态,则其绝对压力为零.
表压力是指压力表指示的压力值,所以绝对压力与表压力的差值为大气压力值.
绝对压力等于表压力与大气压力之和.
1.2制动的方式
闸瓦制动
闸瓦制动,又称为踏面制动,是自有铁路以来使用最广泛的一种制动方式.它用铸铁或其他材料制成的闸瓦紧压滚动着的车辆踏面,通过闸瓦与车轮踏面的机械摩擦将列车的动能转化为热能,消散于空气中,并产生制动力.这种制动方式产生的制动力的大小可以通过闸瓦与车轮间的压力进行调节
盘形制动
盘形制动是在车轴或者车轮辐板侧面安装制动盘,一般为铸铁圆盘,制动夹钳用合成材料制成,两个闸片紧压制动盘侧面,通过摩擦产生制动力,把列车动能转变成热能,消散于空气中.这种制动方式的摩擦系数比较稳定,制动平稳,无噪声,减小了车轮踏面的磨损,是高速旅客列车大量采用的制动方式.其结构比踏面制动复杂,增加车辆的簧下重量和运行阻力.
以上二种制动方式也叫轮轨黏着制动方式.它的制动力除了受闸瓦与车轮(制动盘)这一摩擦副的限制外,还受车轮与钢轨间的黏着限制.
磁轨制动
磁轨制动(摩擦式轨道电磁制动),它是在转向架的两个侧架下面,在同侧的两个车轮之间,各安置一个制动用的电磁铁(或称电磁靴),制动时将它放下并利用电磁力紧压钢轨,通过电磁铁上的磨耗板与钢轨之间的滑动摩擦产生制动力,并把列车动能转变为热能,消散在空气中.见图3,,这种制动方法与闸瓦制动,盘型制动相比,制动力的大小不受轮轨间的黏着力的限制,作为高速列车的辅助制动装置,以缩短制动距离.由于受电磁磨耗板的摩擦,钢轨磨耗大.
轨道涡流制动
轨道涡流制动又称线性电磁涡流制动或涡流式轨道电磁制动.它与上述的磁轨制动很相似,也是把电磁铁悬挂在转向架侧架下面同侧的两个车轮之间.不同的是,轨道涡流制动的电磁铁在制动时只是放下到离轨面几毫米处,而不与钢轨接触.它是利用电磁铁和钢轨的相对运动使钢轨感应出涡流,产生电磁吸力作为制动力,并把列车的动能变为热能消散于空气中.这种制动方式不通过轮轨黏着,没有磨耗问题.但电磁铁发热厉害,所以它也是作为高速列车的一种辅助制动方式.
旋转涡流制动
旋转涡流制动是在牵引电动机轴上装有金属盘,制动时金属盘在电磁铁形成的磁场中旋转,盘的表面感应出涡流,产生电磁吸力,并消散于空气中,从而产生制动作用.
电阻制动
电阻制动广泛用于电力机车,电动车组和电传动内燃机车.它是在制动时将原来驱动轮对的自励牵引电动机改变为他励发电机,由轮对带动发电,并将电流通往专门设置的电阻器,采用强迫通风,使电阻器产生的热量消散于空气中,从而产生制动作用.
再生制动
再生制动与电阻制动相似,再生制动也是将牵引发动机变为发电机,不同的,它将电能反馈回电网,使本来由电能变成的列车动能再生为电能,而不是变成热能消散掉.
1.3制动装置的重要作用
一方面使列车在任何情况下减速,停车,区间限速或下坡道防止加速,确保行车安全,
另一方面是提高列车的运行速度,提高牵引重量,即提高铁路运输能力的重要前提条件.
1.4空气波和制动波
1.空气波和空气波速
(1)空气波
空气的压力波动沿制动管长度方向由前向后传播所形成的波,称为空气波.它的传播如同投石于湖中引起的水面波纹不断向外扩散一样,也是一种机械波
空气波速
以物理量-空气波速来衡量空气波传播的快慢,所谓空气波速是指空气波的传播速度.用下列公式计算:
式中-空气波速(m/s),
-空气波传播的距离(m),
-空气波传播的时间(s).
一般地,空气波速为330m/s左右.
2.制动波和制动波速
(1)制动
制动作用沿列车长度方向由前向后逐次发生,这种制动作用沿列车长度方向由前向后逐次传播现象,称为"制动波".
由于各制动机的结构,性能和状态的差异,制动作用有时不完全由前向后逐次发生,而存在某种"跳越"现象.即,列车中某辆车或某几辆车的制动作用可能比其后的车辆发生得还要晚.这说明,制动波并不是一种波,只是习惯上那么叫罢了.
(2)制动波速
衡量制动波传播速度的物理量,称为制动波速.一般以"m/s"为计量单位.制动波速通过试验由下式求得:
式中-制动波速(m/s),
-制动波传播距离(一般按制动管长度计算)(m),
-制动波传播时间(从开始减压至最后一台制动机开始动作时为止)(s),
-空气波传播时间(s),
-制动机动作时间(s).
由于制动波的传播速度受到空气波传播快慢,三通阀(分配阀)动作灵敏性及制动机性能好坏等因素的限制,所以,制动波速总比空气波速要小.
制动波速是综合评动机性能的重要指标.制动波速越高,表明列车前,后部制动作用的同时性越好,有利于减轻制动时的纵向动力作用和缩短制动距离,同时制动波速越高,则制动作用的传播长度可更大些,即能适应长大列车的要求.
3.缓解波和缓解波速
与制动波和制动波速类似,当司机操纵制动机进行缓解时,缓解作用沿制动管长度方向由前向后逐次传播的现象,称为缓解波.其传播的速度称为缓解波速.
缓解波速也受到空气波传播快慢,三通阀(分配阀)动作灵敏性及制动机性能好坏等因素的影响.目前,国产120型控制阀的缓解波速已达150m/s.
4.制动机的稳定性,安定性与灵敏度
(1)稳定性
制动机的稳定性是指当制动管减压速率低于某一数值范围时,制动机将不发生制动作用的性能.也就是说,要使制动机可靠地产生制动作用,除了要有一定的制动管减压量外,还需要一定的减压速率,两者缺一不可.其数值范围因各型制动机而不同.我国规定:制动管减压速率或漏泄小于20kPa/min.
(2)安定性
制动机的安定性是指常用制动时不发生紧急制动作用的性能.当制动管减压速率在10-40kPa/s范围时,紧急阀不应动作.
(3)灵敏度
灵敏度是指当制动管减压速率达到一定数值范围时,制动机必须产生制动作用的性能.常用制动灵敏度为10一40kPa/s,紧急 制动灵敏度为70kPa/s.
1.5动车组制动系统的特点
1.制动能力强,响应速度快
(1).采用电,空联合制动模式,电制动优先,而且普遍装有防滑器,
(2).操纵控制采用电控,直通或微机控制电气指令式等灵敏而迅速的系统.
2.制动力分配的准确和一致性高
(1).采用微机控制,精确提供制动力,
(2).合理分配电制动力和空气制动力,
(3).制动指令传递同步性高.
3.故障导向安全
(1)制动控制方式:网络控制,电空制动控制和空气制动控制,
(2)制动能力的冗余:各种制动方式合理分担制动能量,一旦其中某种制动方式
(3)发生故障,其他制动方式应能提供补充.
4.制动冲动小
采用微机控制实现制动过程的优化,在提高平均减速度的同时限制制动减速度的变化率,减少动车组的纵向冲动,提高乘坐舒适性.
第2章CRH2动车组简介
2.1CRH2型动车组总体技术
CRH2型动车组为动力分散,交流传动电动车组.动车组具有"先进,成熟,经济,适用,可靠"的技术特点.
先进:动车组采用铝合金空心型材车体,采用了先进的IGBT功率元件以及VVVF控制牵引方式.
成熟:动车组的原型车为日本新干线动车组,其主要系统和部件均有长时间的运营业绩.
经济:动车组采用了流线型设计,各车辆的最大轴重仅14t,牵引和制动能耗低.另外,列车采用再生制动方式,在节能,环保以及减少机械损耗等方面具有独特的优越性.
适用:动车组具有速度提升能力,通过调整动车,拖车的比例,动车组能够灵活适应200km/h～300km/h各速度等级的运行.另外,动车组还可以通过两列自动联挂来满足大运量的需求.
可靠:动车组采用了先进的防滑,防空转控制系统和自动列车保护系统,为列车在各种运行环境下的准时性提供了可靠的保障.
2.2.CRH2编组
CRH2型动车组运营速度为200km/h,可在中国铁路既有线路(指定区间)和客运专线上运行.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.CRH2型动车组编组见图2-1,动车组编组代号意义参见表2-1.动车组前后两端都设有驾驶室,列车通常运行时在前端的驾驭室内进行操作.受电弓设在4号和6号车上,动车组运行时采用单弓受流,另一受电弓处于折叠状态.两列动车组可联挂运行,联挂时受电弓采取双弓受流.
图2-1CRH2型动车组编组示意图
表2-1动车组编组代号含义
车辆代号类型符号意义及说明TT1c,T1kTrailerCoach——拖车MM1,M2,M1sMotorCoach——动车cT1c,T2cDrivingTrailerCoach——带驾驶室的拖车(c—cabin)kT1kStandcornerCoach——带餐车的拖车(k—kitchen)sM1sFirstClassCoach——头等车(s—special)2.3动车组主要技术特点
1.流线形头部结构
为了降低空气阻力,节省能源,动车组头型设计应用了大量的空气动力学技术,不仅要考虑车体流线型,还要考虑头车的阻力,会车压力波和隧道微压力波的形成,尾车的涡流的形成和脱流等因素.CRH2型动车组头型与原型车E2-1000动车组一样,纵向采用双曲拱面,横向采用五曲拱面,具有良好的气动特性,完全满足高速行驶要求.
CRH2型动车组的头形采用了复杂的多拱曲面造型,远比一般高速列车的头形复杂,因此,这对具体结构设计和生产而言增加了难度.动车组头部结构以骨架外壳结构为基础,按车头断面形状变化将纵骨架(大部分厚6mm,局部9mm铝板)形成环状,骨架的间距以300mm基准,用横向骨架叉结组焊,大部分骨架外焊接铝制外板(厚2.5mm铝板).对需要更高强度的部位,采取增加板厚,缩小骨架间距,增加加强材等措施.需要高强度的部位如车头部车体结构的前端部位及设备室气密隔断的安装部位,外板中剪断载荷大的枕梁及千斤顶支架的上部,侧窗部,门部加强采用6mm外板,头部的整体刚度较高.
司机室采用全视野前窗,前窗距轨面高2635mm,窗垂向高约为737.6mm.
2.轻量化牵引系统
CRH2型动车组采用VVVF控制牵引方式,牵引变流器采用IGBT元件,工作频率为1500Hz,牵引电机采用三相鼠笼异步电机,功率为300kW.动车组牵引系统各部件体积小,重量更轻,集成化程度高,使得动车组牵引变压器和牵引变流器可以整合到同一辆车上,即两个动力车可组成一个基本动力单元.这样,动车组可以灵活调节动车,拖车的比例,以满足运营需要.
3.气密侧拉门
CRH2型动车组乘客上下车门采用侧拉门结构.侧拉门设5km/h自动关门,30km/h自动压紧功能.动车组速度达到30km/h以上时压紧装置启动,将门和车体紧密贴近,保持气密性.压紧装置将空气压力用变成高压的油压,通过小型油压缸将安装在门板上的气密橡胶顶在车体上,实现密封.利用油的不可压缩性,通过设置在油压放出口上的导向止回阀.可以保持压紧装置的压紧力,以保持门的气密性能.
2.4动车组总体参数
1.速度
运营速度:200km/h
最高试验速度:250km/h
2.最小通过曲线半径
联挂运行时:R180m
单车调车时:R130m
S曲线时:R180m曲线+最小10m直线+R180m曲线
3.车体主要尺寸
车体最大长度
头车:25,700mm
中间车:25,000mm
车体最大宽度:3,380mm
车体最大高度:3,700mm
车门处地板面高度:1,300mm
车厢天花板高度:2,277mm
轨距:1,435mm
转向架中心距:17,500mm
固定轴距:2,500mm
车轮径:860mm
车钩高度:1,000mm
动车组两端过渡车钩中心高:880mm+10-5
第3章CRH2动车组制动系统的组成
3.1供风系统
是向整个列车提供压缩空气的气源,
主要由空气压缩机组,空气干燥器,风缸及其他空气管路部件组成.
图3-1(CRH2)动车组向空气制动系统供风
1.主空气压缩机组
(1).是整个供气系统的核心部件,
(2).驱动电机一般采用直流电动机,直接由接触网供电,
(3).电动机通过弹性联轴器驱动空气压缩机,等速传动,
(4).大多采用多级气缸,分为低压段和高压段压缩.
(5).工作过程:进气→一级压缩→中间冷却器冷却→二级压缩→后冷却器冷却
通过弹簧索弹性地吊在车辆底部,能有效地为空气压缩机提供缓冲并降低对车体的振动.驱动电机和空气压缩机通过一个带自动对准,可以消除对准误差的圆管状可弯曲连轴节的中间法兰相互连接.由三个往复式压缩气缸,两个冷却器以及驱动电机组成,其中两个缸为低压缸,一个缸为高压缸,理论上每分钟能提供950L10bar的冷却压缩空气.
进气过滤器采用过滤纸,外界空气经空气过滤器由低压缸压缩,流过中间冷却器,压力下降,温度降低.高压缸对低压空气进一步压缩,经后冷却器流入气路系统.空气压缩机采用飞溅润滑——依靠焊接在曲轴上的小铁片将曲轴箱内的机油刮起,飞溅到汽缸壁上来完成润滑.通过一个10bar的安全阀对空气压缩机进行过载保护.冷却风扇采用粘滞式风扇.
2.辅助空气压缩机
CRH2所用的ACMF2及ACMF2A辅助空气压缩机装置是在动车组运行准备时,即总风压力不足,受电弓上升时,对真空断路器(VCB)
图3-2辅助空气压缩机组
3.空气干燥器
空气压缩机输出的高压空气中含有较多的水分和油分,必须经过空气干燥器进行干燥净化处理.空气干燥器有膜式或塔式,塔式空气干燥器有单塔和双塔两种.
图3-3干燥工况
图3-4再生工况
双筒式无热再生工况空气干燥器,干燥处理量为1200L/min,吸附剂的吸附与再生分别在两个干燥筒内同时进行,循环交替工作,循环控制器在空气压缩机启动的同时也开始工作,规定的程序控制电磁阀43的开关时间,从而控制双干燥筒工作循环,每两分钟转换一次工作状态,当空气压缩机停止工作或空转时,循环控制器记忆下实际的循环状态,当压力空气在一个筒中流过并干燥时,另一个筒中的吸附剂即被再生.每一个干燥筒有一个压力指示器,压力指示器红针显示压力为干燥工况,相反,红针复位则为再生工况.吸附剂是金属硅酸铝,当带水分的压力空气流过吸附剂时,吸附剂具有很有规律的微孔吸附流过的空气中的水分.吸附作用的特点是在压力下吸附,在大气压或负压下再生,即压力越高,温度越低,单位吸附量所能吸收的水分量就越多,反之,吸咐量就少.这就是"压力吸附与无热再生".
图3-5空气干燥器
TOWERA干燥,TOWERB再生工况:电磁阀得电,S1打开,B1打开,A2打开,压力空气得流向为:
入口→B1→塔A的外层→塔A的里层,此后分为两路:
(1)塔A的里层→节流孔→塔B的里层→塔B的外层→A2→消音器→大气
(2)塔A的里 层→检查阀C1→检查阀C3→出口
当循环控制器使电磁阀失电时,TOWERA再生,TOWERB干燥,其工作过程与前述类似.循环控制器在空压机启动时开始工作,根据规定的程序控制电磁阀的开关时间,从而控制双干燥筒工作循环,每两分钟转换一次工作状态.
当空压机停止工作或空转时,循环控制器记下实际的循环状态,当空气压缩机重新启动后,循环控制器从原有的状态上执行控制,这样就可以保证吸附剂充分地再生,并保证吸附剂不会因工作循环的重新设置而产生过饱和.
4.风缸及其他空气管路部件
(1)风缸
用于储存压缩空气,用钢板制成,具有很高的耐压性,两端设螺孔,用于和外接管路连接,部下方设一螺孔,用于安装排水塞门.
图3-6风缸
(2)截断塞门
用来连通制动主管通往各车辆制动支管的通路.
图3-7截断塞门
(3)脉冲电磁阀
用于电气控制回路中通断气路.
图3-8脉冲电磁阀
(4)止回阀
用于限制压力空气的逆向流动,
图3-9止回阀
(5)减压阀
用于调节压缩空气系统中的压缩空气,
图3-10减压阀
(6)空气过滤器
用于过滤压缩空气系统中的灰尘和杂质,保护敏感设备不受损坏.可根据工作需要任意连接.
图3-11空气过滤器
(7)安全阀
保证空气压力不致过高的重要部件.
图3-12安全阀
3.2电制动
包括受电弓,主变压器,变流器和电机等,
电制动是将列车的动能转变为电能后,再变成热能消耗掉或反馈回电网的制动方式,应用在200公里动车组上的主要有电阻制动和再生制动两种.
电阻制动和再生制动都是让列车的动轮带动动力传动装置(牵引电动机),让其产生逆作用,消耗或回收列车动能,习惯上也称为动力制动.
下面分别就这两种制动方式加以介绍:
1.电阻制动
此时,由电枢绕组,励磁绕组和主电阻器构成电阻制动主回路,并使电流向增加原牵引时剩磁的方向流动,再由主电阻器最终将电枢转动发出的电能变为热能消散掉.ATC制动指令时得电.但在低速时电制动力下降,如列车中各车的电制动转换不一致,列车有可能因各车辆制动力不同而造成纵向冲动,所以,在列车速度降低到一定值时,要将电制动同时转为空气制动.
3.3制动控制系统
CRH2型动车组的制动控制系统通过接收司机发出的制动指令或者其ATP(列车自动防护系统)来实现制动力的控制,其作用过程主要由BUC(制动控制单元),通过微机处理器计算并传输的.制动控制系统由三个部分组成:制动信号发发生装置,制动信号传输装置和制动控制装置.信号发生装置为司机控制的制动手柄等控制器或者ATP等控制单元.信号传输装置借助列车的信息控制系统来实现信号的双向传输即将指令传到各车厢和将各车的信息反馈给司机室.制动控制装置的核心为BCU(制动控制单元),其通过微机进行运算处理并实现信息的传输,对各车的制动进行实时控制.
图中表示了一辆车从制动指令的产生到基础制动装置的组成框图.再生制动与空气制动的混合制动优先利用动再生制动力再生制动力不足时由空气制力来补充,其过程由微机控制.
图3-13制动控制系统
制动系统能够实现制动指令的发出及传输,常用制动及快速制动的控制,紧急制动的控制,辅助制动的控制,耐雪制动的控制,空气制动与再生制动的协调控制,防滑控制,增粘器(踏面清扫器)的控制,受ATP/LK2000J监控的速度控制其中BUC还能进行主空气机起停控制,车门控制,系统状态记录和故障诊断等一系列功能.
动车组的制动指令由司机制动控制器发出电气指令,经列车信息控制系统传送到每辆车的制动控制装置,由BUC的电子控制单元进行运算,实施再生制动和空气制动.其中空气制动以控制电空转换阀(EP阀)的电流,送出与电流相对应的预控压力信号到中继阀,经中继阀送出流量放大的同比率压缩空气,再由增压气缸经空——油变换作用转变成油压最后经制动盘液压钳将制动力作用到制动盘上,完成制动作用.
正常行车时,CRH2型动车组的制动指令由司机控制器发出,而列车在紧急状态下的制动由列车ATP或LKJ2000监控记录装置发出的安全制动指令发出.
当司机通过制动控制器发出制动指令后,指令经列车信息网络传到各车的终端装置,再送到制动控制装置.当BUC接到制动指令后,便按照设定的程序对各种制动方式进行制动力的分配,协调控制.
从能量转移的角度来看,CRH2型动车组采用了盘形制动和动力制动两种制动方式,从动车组制动所采用的源动力来看,制动系统采用的盘形制动属于空气制动,动力制动属于再生制动,按照制动力形成方式,盘型制动,动力制动均属于粘着制动.
3.4基础制动装置
1.夹钳装置
现在的动车组一般不再使用传统的杠杆式传动装置,而是普遍使用夹钳式装置.该装置制动夹钳,支架和剪刀形的夹紧制动盘的本体组成,支架和本体之间用销轴联结.
本体上设有稳动力和防止振动的防振橡胶,本体在销轴上可以滑动以满足轮对左,右运动的要求.另外,本体上还有间隙调整器.
按摩擦面的配置,制动盘可分为单摩擦面和双摩擦面两种.按盘本身的结构,可分为整体式和由两个"半圆盘"用螺栓组装而成的"对半式",这种对半分开式便于制动盘磨耗到限时更换,不需退轮.按盘安装的位置可分为轴盘式和式,前者装在轴上,后者装在轮的两侧,动车组中的拖车一般采用轴盘式盘型制动装置,而动车采用式制动装置,因动车的车轴上要安装驱动装置,没有安装置动盘的位置.
由于制动盘是一个既受力又受热的零部件,不宜用过盈配合直接装在轴上,所以轴盘式通常要采用锻钢盘毂作为车轴与制动盘之间的过渡零件,而且在摩擦盘螺栓连接处要加装弹性套.制动盘和盘毂之间采用多个径向弹性圆销实现浮动连接,受热时摩擦盘可以沿着径向弹性圆销完全自由地伸缩,以消除内应力.考虑到制动盘要有良好的散热性,在制动盘的中间部分设计许多散热筋片.这样,当车辆运行时,空气对流即达到散热作用.
3.制动闸片
闸片的形状均呈月牙形或扇形,也有对称分成两半的,其好处是容易拆卸,特别适用于闸片与轨面空间很小的条件.闸片上的散热槽有各种不同的形式,有横向槽,竖向槽和斜槽等,其作用都是增加摩擦面的贴合性,便于排除磨屑和散热.
动车组中的空气制动系统是这样协同工作的:
压缩空气由电动空气压缩机产生,经由贯通全列车的总风管送到各车的总风缸,再经两个单向阀分别送到控制风缸和制动风缸.各车制动风缸中的压缩空气供给中继阀,紧急电磁阀和电空转换阀使用.电控转换阀将送来的压缩空气调整到与制动指令相对应的空气压力,并作为指令压力送给中继阀.中继阀将电空转换阀的输出作为控制压力,输出与其相应的压缩空气送到增压缸(当车辆设备发生故障时,经由紧急电磁阀的压缩空气作为指令压力被送到中继阀,此时中继阀与常用制动一样,将具有相应压力的压缩空气送到增压缸).
在对增压缸空气压力进行控制时,用根据制动指令,速度和载重计算出的制动力减去电制动的反馈量后,得到实际需要的空气制动力.将此变换为电空转换阀(EP阀)的电流,由电空转换阀产生与其电流成比例的空气压力(AC压力),并将此压力作为中继阀的控制压力,通过中继阀产生增压缸空气压力(BC压力)(紧急制动时,从紧急用压力调整阀输出的控制压力,经紧急电磁阀通往中继阀,中继阀对电空转换阀和压力调整阀的空气压力进行比较,将二者中压力较大者作为增压缸空气压力输出).
中继阀输出的增压缸空气压力经由制动软管从车体送到转向架上增压缸的输入侧,在增压缸的输出侧就会产生比空气压力高且与空气压力成比例的液压,送给制动夹钳装置(液压制动缸),使其产生动作.
3.5空气制动
虽然电制动可以提供强大的制动力,但目前空气制动对于高速动车组来说仍然不可或缺.这是因为:直流电机的制动力随着列车速度的降低而减少,如不采取其他制动方式,列车就不可能完全停下来.而交流电机虽然可通过改变转差来控制制动力的大小,理论上可使制动力不受列车速度的限制,但从高速到停止均能有效作用的,可靠的电制动装置尚处于研究阶段.
1.空气制动控制部分
(1)空气制动控制装置
在较早的动车组中,各种空气制动控制装置是分别用管路连接起来的,而目前运用的各种动车组,其各种阀,塞门多采用单元化方式集 中安装在铝合金安装板的前面,以减轻质量和减少维护,检修工作量.另外,为了检查的方便,在空气制动控制装置上还设置了测试口.
(2)电空转换阀(EP阀)
电空转换阀安装在空气控制装置内,它由电磁线圈和给排阀等零部件构成.当制动电子控制装置输出的空气制动指令量(电空转换阀电流)通过电磁线圈时就会产生与电流成比例的吸力,控制给排阀的开闭.通过电空转换阀的控制,可将最大900kPa的输入空气压力(SR压力)变成与电空转换阀电流成比例的输出压力空气(AC压力).
为防止在缓解时AC压力随电空转换阀温度的变化而变化,需要加偏流进行缓解补偿.另外,为补偿AC压力上升和下降时所产生的压力差(约30kPa),即使是对于相同的制动级别,也要供给不同的电空转换阀电流以保证输出正确的AC压力.
(3)中继阀
中继阀设在制动控制装置内,由给排阀杆,给排阀,复位弹簧等构成.它将电空转换阀输出的AC压力和紧急电磁阀输出的紧急制动压力作为控制压力,向增压缸提供与此控制压力相应的增压缸空气压力.
在常用及非常制动指令时,从电空转换阀送来的AC压力进入AC室,在紧急制动时,从紧急电磁阀送来的紧急制动压力空气进入UB室.这些压力空气输入后,使给排阀杆上移,顶开给排阀,由于给排阀的开启使SR压力空气通过给排阀口变为增压缸空气压力(制动作用).
另外,增压缸压力空气还流入FB室产生反馈作用,当增压缸空气压力上升到与AC压力或紧急制动压力相同时,给排阀下移关闭阀口,SR压力空气停止向增压缸的流动(保压状态).这时的增压缸空气不论AC压力或紧急制动压力多大均与之相同.反之,制动缓解时,AC压力或紧急制动压力降低导致给排阀杆下移,离开给排阀,增压缸压力空气从给排阀杆内部通路排入大气,呈缓解状态.
(4)压力调整阀
压力调整阀输入总风缸的压力空气,输出紧急制动用的压力空气(根据车辆的不同设置一种或两种压力值)或踏面清扫装置用的压力空气.它利用弹簧力和空气压力的差使膜板动作,进行空气压力调整.弹簧力大小可通过安装在调整阀下部的调整螺钉来调整.
(5)电磁阀
电磁阀由给排阀部和电磁阀部组成.它通过电磁阀部线圈的励磁,消磁(得电或失电)使可动铁心动作来开闭给排阀.电磁阀有ON型和OFF型两种.电磁阀的形式用奇数和偶数表示.ON型电磁阀(代号为奇数)在电磁阀励磁时输入口和输出口之间连通,同时排气口关闭,在消磁时输入孔关闭,同时输出口与排气口相通.OFF型电磁阀(代号为偶数)与ON型电磁阀各通路的通断情况完全相反.
例如:在日本新干线动车组上,励磁后向踏面清扫装置输送压力空气,使增粘研磨快产生作用的"踏面清扫装置用电磁阀"是ON型(如VM13型).而紧急回路用的电磁阀励磁时关闭输入口,消磁时使制动缸得到紧急制动压力作用的是OFF型电磁阀(如VM32型).
(6)截断塞门
截断塞门是为了在需要时将压力空气截断或排出而串在连接三室风缸,空气制动控制装置及增压缸等装置的管路前,后的部件.
(7)增压缸
增压缸由空气缸,液压缸和防滑电磁阀等构成.用于将空气压力转换为一定倍率的较高的液压,从而得到所需的闸片压力.另外,增压缸上还装有访滑阀以及为解决由于访滑阀连续动作而产生不能制动问题的给排截断阀.
(8)制动缸
动车组上的制动缸多为液压制动缸,按基础制动装置的动作方式大致可分为杠杆式和夹钳式,而后者又可分为浮动型和对置型两种.液压制动缸的缸径和数量根据其结构和需要的制动力而定.
(9)管路
管路的作用是将空气压缩机输出的压缩空气送给三室风缸及制动装置等各种用风设备,各设备根据空气流量的大小,分别采用3/4英寸或3/8英寸的管路来输送压力空气.
制动用压缩空气的流向为:空气压缩机→总风缸管→制动风缸→中继阀→增压缸.
第4章CRH2动车组制动系统的原理
4.1滑行的产生与消除
1.滑行的产生:
滑行就是由于车轮被"抱死",而导致转动速度急剧减小的现象,轮轨之间的滑动会延长制动距离并使踏面擦伤(磨平).踏面擦伤后,不仅降低乘车的舒适性,也会给转向架部件带来附加的冲击力,使其寿命缩短.所以,必须防止滑行现象的发生.
2.防滑装置的种类
(1)机械式防滑器
最早出现的滑防装置是机械式的.它判断是否要发生滑行的根据只有一种,即车轮的角减速度,当有轮对的角减速度骤然降低时,防滑器会将其检测出,并动作使该轮对缓解.
(2)电子式防滑器
防滑装置发展的第二阶段是电子式防滑器.它可以采用多种检测滑行的判据,具有较高的灵敏度和动作速度,缺点是电子元件的零点漂移不易清除,需进行大量调整工作,而且易受环境影响,性能不稳定,维修量较大.
(3)微机控制的防滑器
随着微型计算机技术的发展,防滑器进入了微机控制阶段.微机控制的防滑器可对制动,即将滑行,缓解,再粘着的全过程进行动态检测与控制,信息采用脉冲处理,简单可靠,无零点漂移,故无需调节和补偿.更重要的是微处理器(MPU)的处理速度极快,可大大提高检测精度,即使微小而缓慢的滑行也能及早检测出来并采取措施加以防止.
微机控制的防滑器还有一个突出的优点,即它可以利用软件随时提供有关信息,进行自我检查,诊断和监督,必要时可对有关信息随时进行存储,调用和显示,它还能根据新的情况和要求很方便地改变控制判据而不必改动软件.
3.防滑器的结构
动车组上的防滑装置一般由速度传感器,滑行检测器及防滑电磁阀构成.
(1)速度传感器
速度传感器的输出是防滑控制中速度计算的基础,其精度非常重要.动车组动车的速度传感器常安装在主电机轴端,拖车则安装在车轴端部(前盖上).在主电机轴端安装感应齿盘时,靠主电机轴的转动产生感应电压.因为主电机轴通过小齿轮和大齿轮与车轮相连,所以感应出的脉冲频率与感应齿盘的齿数,大/小齿轮的齿数比,车轮转动速度(列车速度)成比例,因此,根据感应齿盘的齿数,齿轮的齿数和车轮直径,就可计算出车轮的转动速度.在齿轮箱和车轴端部安装速度传感器时,工作原理与前者完全相同.
(2)滑行检测器
微机控制的数字式滑行检测器根据速度传感器送来的车轮转动脉冲信号进行计算分析和逻辑判断,若滑行(车轮的速度差或减速度)超过规定值,就按缓解,保压和再制动3种模式精确地进行控制,使防滑电磁阀动作,降低制动力使车轮恢复转动.
(3)防滑电磁阀
防滑电磁阀由起转换阀作用的本体和电磁阀构成,它安装在增压缸上.当增压缸空气压力上升后,如果从滑行检测器发出的防滑控制指令使电磁阀励磁,防滑电磁阀就会在切断增压缸与液压缸之间通路的同时,构成液制动压缸与滑行余压调整部的通路,使液压制动缸的油返回油箱,把控制液压降低到约500kPa,在此压力下闸片刚好接触到制动盘,使制动呈缓解状态.
4.防滑器的工作原理
由滑行检测器对速度传感器送来的脉冲频率信号进行计算比较,并根据事先规定的控制逻辑来判断是否发生了滑行.滑行的检测方法主要有减速度检测和速度差检测两种:
(1)减速度检测
该方法是根据车轮本身转动速度减少的比例来判断是否滑行.由于轮对与车辆的质量相差较大,其速度变化相对也快一些,因此,减速度检测可以对滑行轴单独进行评价,及时检测到滑行.
(2)速度差检测
速度差检测是以同一辆车内4个轴的速度,以及制动指令发出后以一定减速度减速的假想轴速度(也称第5轴速度)中速度最高的轴为基准,当车轮的速度比基准轴的速度低于某一值(设定值)时,就判断为滑行.
在滑行检测时,以减速度检测方法为主,并和作为后备的速度差检测方法一起使用.
根据减速度检测或速度差检测标准判断发生滑行时,组装在增压缸内的防滑电磁阀励磁,将液压缸压力降低.增压缸空气压力降低后,在轮轨间粘着力的作用下车轮转速上升,当与基准轴的转速差降到设定值以内时,滑行检测器就会判断为已经恢复了粘着,防滑电磁阀使液压制动缸压力再次上升.
滑行的压力控制是:检测到滑行后,为迅速降低液压制动缸压力,将防滑电磁阀励磁,使液压制动缸内的油经防滑余压逆止阀返回油箱,导致液压制动缸的液压降到500kPa.
4.2空气制动与再生制动的协调控制
CRH2型动车组制动系统是在制动调速全过程,全速度范围内采用"T车优先延迟充气控制".所谓"延迟充气控制"是指以M车的在生制动来承担T车所需的部分或全部制动力.如果T车所需的制动力超过M车所提供 340;最大制动力,其不足的制动力采用以空气制动来补充.本动车组采用1M1T为1个制动单元,整列编组的延迟充气控制模式如表4-1所示
表4-1延时控制模式图
1号车2号车3号车4号车5号车6号车7号车8号车T1cM2M1T2T1kM2M1sT2c最一般的制动力分担方式为均衡制动方式,即各个车辆各自承担自己所需要的制动力.采用这种控制方式时,T车所需的制动力将由自身产生的空气制动力承担,因此T车的闸片摩擦制动力要比有再生制动力的M车多.
为了使整列动车组可以获得目标减速,由各个车辆各自承担制动力时,如果不超过可利用的黏着力界限,可采用将M车设定较高的制动力,限制T车制动力,设定T车较低制动力状态,获得所需的减速度目标值.因此采用"延迟充气控制"方式,能用M车的再生制动力负担T车所需的制动力,提高了M车再生制动力,减少了T车空气制动力.从而提高了M车的电力再生率,同时也减少T车制动盘和闸片的磨耗.
"T车优先延迟充气控制",即当M车的再生制动不足以完全承担T车所需的制动力时,T车先启动空气制动补充其自身缺少的空气制动力,如若此时,T车所能提供的空气制动力仍然不够到达T车自身所需的制动力,则不足的部分再用M车的空气制动力来补充.对于再生制动力完全失效的状态,M,T车施加空气制动分担各自所需的制动力.
图4-1表示出大制动级时(即所需制动力超过黏着力限界时)采用T车优先延迟充气控制后M,TM,TFmt高于再生制动力界限值Fe,即M车所提供的再生制动力不足以承担T车需要的全部制动力,因此需T车空气制动作补充.A点时M车再生制动力达到最大值Fe,由于此时的再生制动力大于M车所需的制动力,T车启动空气制动以补足T车所需的制动力Fmt-Fe﹤FtT车空气制动所提供的最大制动力),M车的空气制动不需投入使用.B点位于M车再生制动力刚好只能提供M车自身所需制动力的临界状态,此时T车启动空气制动来提供自身所需的制动力Ft,此时,M车空气制动仍然不被使用.C点处,MT车需要启动空气制动来获得减速度目标值,而M车空气制动也投入使用,以补充再生制动力的不足.D点表示的是M车再生制动完全失效的情况,在这种状态下,各车的制动力由各车的空气制动力提供.
4.3CRH2动车组空气制动电气控制原理
在头车的司机室设有制动控制器,其制动指令控制电路见图4-2,当转动制动手柄时,同轴的凸轮组接通或断开不同电接点,从而形成制动指令.对应的制动指令线参见表4-2.
图4-2制动指令控制电路
表4-2制动控制器不同工作位置下各导线的得失电情况
注:O—表示得电
1.常用制动
常用制动的制动力是由制动指令线(61～67)经由装置,终端装置,被发送到制动控制单元.并经过10线,发出指令决定再生制动是否可用.为提高制动指令的安全程度,还用硬贯穿线将67线连接到制动控制器.
制动指令的发送源为司机制动控制器,ATP,制动指令换读器.根据司机制动控制器的操作位置,B1FR～B7FR得电,通过其常开触点为61～67线得电.超过限制速度时,通过APT起动常用制动,释放NBR,通过NBR常闭触点使ATCBR得电动作.ATCBR常开触点闭合,61,66,67线得电,制动装置发出常用最大制动指令.若通过ATP判断制动力B1或B4已经足够时,ATCKB1R单独得电动作或ATCKB1R和ATCKB4R得电动作,61线或64线得电,使B1或B4得到指令.
2.快速制动
通常快速制动贯穿线(152线)向制动控制器输送得电信号,保持快速制动为关闭状态.即在152线没得电是,制动控制器启动快速制动.
快速制动于以下情况时起作用.
制动控制器操作(制动控制器手柄快速制动位)(BFR消磁)
根据ATP的快速制动(EBR消磁)
根据释放JTR的快速制动(JTR消磁)
1)制动设定器操作
通过制动设定器「快速」位置继电器,制动设定器「快速」位置继电器(B非R)失电,其动合触点打开,且关闭输向152线的电力.
2)通过ATP的快速制动(释放EBR)
通过ATP的动作,释放总配电盘的用于ATP快速制动的继电器(EBR),由此,断开其动合触点,关闭输向152线的电力.但是,若ATPCOR处在断开的位置(ATPCOR得电动作)时,用于ATP快速制动的继电器(EBR)不起作用.
3)通过释放JTR的快速制动
154D线在不得电时,JTRTD失电延时释放,接着,JTR的得电动作停止.154D线在以下情况变为非得电.
①MR压力降低:
总风管气压开关关闭(MRHPS)→总风管气压开关继电器关闭(MRrAPSR)→154B1-154B2间断
②列车分离:
电气连接器断开→154线没有电压
③制动力不足的检测:
制动力不足检测车辆的用于检测不足的时限继电器(UBTR)失电→紧急制动继电器(UVR)失电→154A-154K间断→154线没有电压
④拔取制动控制器:
B运非R动合触点断开→MCR失电→154M线失电
⑤乘务员开关处理:
启动紧急制动开关(UBS1orUBS2)→154A没有电压
3.紧急制动
经由头车的153K动合触点,贯穿线(153线)得电.从153线,经由后位司机台的MCR动断触点,对贯穿线(154线)进行得电.控制电路见图4-3.
图4-3紧急制动控制电路示意图
紧急制动,在以下场合发挥作用:
1)列车分离
2)总风管压力降低
3)检测制动不足
4)紧急电磁阀被关闭时
制动控制器手柄被拔取时
(1)列车分离时
列车分离处的前位一侧的车辆只有154线系统没有得电,JTR失电,快速制动发挥作用.在列车分离的后位一侧的车辆,153线,154线系统一起变为失电,在紧急制动电磁阀(UV)失电,紧急制动作用的同时,JTR失电→由于152线没有得电,快速制动得到指令.BCU将以紧急制动和快速制动的高位优先得到处理.
(2)总风管管压降低时
通过总风管用气压开关(MRHPS)对两头车机罩内的总风管压力进行检测,低于设定值(590±10kPa)时,断开触点.由于MRHPS的触点被打开,总风管用气压开关继电器(MRrAPSR)失电.由此,MRrAPSR动合触点变为断开状态,断开153K继电器,在将153线为不得电的同时,在别的触点将154D线为不得电,对JTR失电.由此,UV失电,在紧急制动发挥作用的同时,快速制动得到指令
(3)制动力不足检测时
在检测到制动不足时,UBTR进行失电.当UBTR被关闭时,UV和UVR的得电电路在153B-153C之间被阻断.UV失电后,起动该车辆的紧急制动.与此同时,由于由UVR动合触点,154A-154K之间被阻断,因此JTR失电,失去了对152线的得电,快速制动动作.
(4)制动不足检测的构成
用于检测各车辆的制动力不足的继电器(UBR)在未得电状态时,检测制动不足功能开始启动.UBR通过在155R动合触点被加压的155线得电,若以下的条件成立时失电.
在①～⑥的项目中,如果满足以下条件,155R励磁.
当155R被励磁,贯穿线155被加压.155线变为没有加压时,启动紧急制动.
155R的条件为:①∧{②∨(③∧④)}∧⑤∧⑥
①B运非R为失电(制动设定器处于拔取位置)
②B5非R得电动作(制动设定器处于「B5-快速」位置),
③70SR得电动作(速度在70km/h以下),
④B7非R得电动作(制动设定器处于「B7-快速」位置),
⑤NBR为失电(常用ATP制动),
⑥JTR为失电(启动非常制动)
图4-4制动不足检测的条件
当UBR为非励磁时,UBR动合触点断开,UBTR在以下电路中呈自保状态.此状态时,检测制动不足的功能启动.
当速度达到160km/h以上时,将BCS2(低压)变为OFF,或者当速度在160km/h以下时,将BCS1(高压)变为OFF,与此同时,若牵引变流器检测到电制动力不足(UBCDROFF)时,UBTR将自保电路断开而被释放.当UBTR为OFF后,UV(紧急制动阀)的得电动作被关闭,紧急制动起作用.在UBR为OFF期间,当UBTR释放后即使恢复了制动压力(制动力)检测,仍为释放状态.
成为不检测制动& #19981;足的条件的状态,当UBR被再次得电动作,UBTR得电,若检测制动不足的条件不成立时,也构成自保电路.URTR在UBRSR(用于紧急制动复位开关的继电器)得电时也进行同样的复位.
4.耐雪制动
装备耐雪制动的目的是:在下雪时,为防止雪进入制动盘和闸瓦之间,轻轻地将闸瓦压紧,关闭在闸片和制动盘之间的缝隙.由于操作司机台的耐雪制动开关(耐雪SW),157线被加压,经由车辆信息控制装置,将指令输送到各车辆的BCU.当BCU通过识别速度(110km/h以下)来发挥作用.
耐雪制动指令条件(157线):
在①,②的项目中,如果满足以下条件,耐雪制动指令(157线)(1P191608-5V)被加压.
<,条件>,①∧②
①耐雪SW为ON
②MXR为非励磁:没有和其他编组联挂
图4-5耐雪制动指令条件
5.辅助制动
使用辅助制动时,投入平时被断开的辅助制动断路器SBN1(司机台)和SBN2(配电盘)时,辅助制动继电器(SBNR)被励磁.在选择好的司机台使用制动设定器时,根据手柄位置,B非K,B1-3K,B4-5K,B6-7K开始工作,从辅助制动模式产生器(司机台用)向贯穿线(411线,461线)输出交流电压.辅助制动模式产生器(各车辆用)将411线,461线的电压变压,整流后,供给制动控制装置,直接控制EP阀.由此构成不经由车辆信息控制装置的制动控制路径.由于SBNR的b接点变为打开状态,指令线(10线)变为非加压,再生制动不会发挥作用.
4.4电制动的工作原理
1.电阻制动的工作原理
司机室或ATC装置发出制动指令后,制动控制装置首先对列车运行速度进行判断.当速度大于25km/h时,制动主回路构成(PB转换器转为制动位置),然后制动接触器动作(B11闭合,P11打开,P13打开),随后依次是励磁削弱接触器打开,预励磁接触器投入,最后,断路器投入(L1闭合).
此时,由电枢绕组,励磁绕组和主电阻器构成电阻制动主回路,并使电流向增加原牵引时剩磁的方向流动,再由主电阻器最终将电枢转动发出的电能变为热能消散掉.
电制动具有摩擦部件少(仅有轴承),维修工作量少,可以反复使用等优点,担负着动车组制动减速时的大部分能量.但由于增加了控制装置和制动电阻等设备,使重量增加,而且,如果条件不具备就不能产生制动作用(即电制动失效).因此,为提高可靠性,高速动车组的制动控制系统具有在电制动系统不能正常工作时,自动切换到摩擦制动系统的功能.
结束语
踉踉跄跄地忙碌了两个月,我的毕业设计课题也终将告一段落.但由于能力和时间的关系,总是觉得有很多不尽人意的地方,可是,我又会有点自恋式地安慰自己:做一件事情,不必过于在乎最终的结果,可贵的是过程中的收获.以此语言来安抚我尚没平复的心.
从开始接到论文题目时,再到论文文章的完成,每走一步对于我来说都是新的尝试和挑战.这也是我在大学期间独立完成的最大的任务.在这段时间里,我学到了很多知识也有很多感受.通过这次设计我开始独立的学习和探索,查看相关的资料和书籍,让自己头脑模糊的大概到逐渐清晰,使自己的设计逐步完善起来,每一次改进都使我收益颇丰.从中我也了解到制动系统的重要性.虽然我的论文不是很成熟,还有很多不足之处,但是我付出了自己的劳动,这是我引以自豪的地方,我相信只有经历过的人才会明白其中的酸甜苦辣.这次论文的经历也使我终身受益,我感受到做设计是要真正用心去做的一件事情,是真正的自己学习的过程和研究的过程.没有学习就不可能有研究的能力,对自己的论文就不会有所突破,希望这次经历能让我在以后的工作学习中激励我继续进步.
本文对CRH2型动车组制动装置的组成,特点进行了系统的介绍,只要内容包括制动系统的基本概念,制动系统的分类,制动系统的工作原理等,还介绍了CRH2和谐系列动车组的概念.本文结合和谐系列动车组的实际情况涵盖了CRH2和谐系列制动系统的基础通用知识,内容简明扼要,通俗易懂.
毕业设计,也许是我大学生涯交上的最后一个作业了.想籍次机会感谢三年以来给我帮助的所有老师,同学,你们的友谊是我人生的财富,是我生命中不可或缺的一部分.我的老师们给我不厌其烦的指导.在此,特向他们道声谢谢.
致谢
通过五周的努力,毕业设计总算圆满地划上了句号.回想起前阶段艰苦奋战的日子,我心里的感触非常的深.
毕业设计是一次课题的大总结,是知识和经验的积累.通过这次的学习,我们的查阅和整理资料能力,理论和分析的总结能力,将有很大的提高,同时我们还可以了解工程设计的基本步骤和简单的思维方式.更重要的是还能增强我们的团队合作能力.
我们的毕业设计仅用了七周的时间,也许有很多人也不敢相信五周的时间里我们能做出怎样的东西来.但事实证明了这样的一个道理:只要工夫深,铁杵磨成针.
毕业设计是一次课题的大总结,是知识和经验的积累.通过这次的学习,我们的查阅和整理资料能力,理论和分析的总结能力,将有很大的提高,同时我们还可以了解工程设计的基本步骤和简单的思维方式.更重要的是还能增强我们的团队合作能力.
在毕业答辩前终于看到自己满意的成果,心里充满了喜悦和激动.翻开设计说明书我看到了许多满意之处,例如能结合我国铁路现状引入课题,对于制动系统的每一部件都能结合图文分析,同时还引入当前铁路的先进技术,我觉得还有许多不足之处,在分析问题的时候没有把握好主次分明详略得当,即该详细分析的地方没有详细分析该简单分析的而不够简单,由于时间关系还存在知识点有遗漏的地方.
在最后,我要感谢陈春棉老师一直以来给我们的指导和帮助,给我们提供了许多非常可贵的参考资料.同时要感谢小组同学对我的帮助以及提出的许多宝贵的意见和建议.
参考文献
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.动车组制动技术王月明主编中国铁道出版社
4.动车组制动系统李益编中国铁道出版社
5.廖锦春.机车车辆制动装置,中国铁道出版社,2016年
6.李芾安琪高速动车组概论,2016年
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①B运非R
②B5非R
③B7非R
④70SR
⑤NBR
⑥JTR
155R
①耐雪SW
②MXR
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