动车组制动

• 基本认知
  

  • ​什么是制动

    • ​人为地制止列车，包括使其减速、阻止其运动或加速运动，均可称为制动

    • ​对制动施加过程的减弱或者解除，就称之为缓解

  • ​分类

    • ​黏着制动

      • ​滑行产生的原因

        • ​当制动力超过轮轨间的黏着时，车轮转速会急剧下降，造成滑行，严重导致车轮抱死

      • ​滑行的危害

        • ​导致车轮踏面擦伤

        • ​延长制动距离

        • ​降低乘车舒适性

        • ​给转向架零部件带来附加的冲击力

      • ​黏着系数的影响因素

        • ​轮轨接触面的表面状况

        • ​列车的运行速度

    • ​非黏着制动

      • ​非黏着制动力无需通过轮轨黏着产生，因此制动力的大小不受轮轨黏着的限制

      • ​优势

        • ​可以很大程度上缓解制动性能对列车速度提高的制约

        • ​可以提高列车的运行安全等级

  • ​空气制动基本原理

    • ​直通式

      • 总风管气压增加，施加制动
        

      • 

      • ​当制动阀置于制动位，总风缸的压缩空气通过制动阀输出至列车管，从而输出至各车的制动缸，推动制动缸内的活塞移动，压缩活塞背后的缓解弹簧，使活塞杆向外伸出，闸瓦压紧车轮踏面，产生制动作用。

      • ​当制动阀置于保压位时，总风缸、制动管和大气之间的通路均被隔断，制动管和制动缸的空气压强保持不变。如果在制动缸升压过程中将手柄反复置于制动位和保压位，则可使制动缸空气压强阶段式上升，这种作用称为“阶段制动”。

      • ​当制动阀置于缓解位时，制动缸和制动管的压缩空气均可由制动阀排往大气，制动得到缓解。如果在制动缸降压过程中将手柄反复置于缓解位和保压位，可使制动缸压强阶段式下降，这种作用称为“阶段缓解”。

    • ​自动式

      • ​比直通式多了一个三通阀，副风缸

      • 

      • ​当制动阀手柄置于制动位时，列车管经制动阀通大气，副风缸的气压将通过三通阀的活塞推向左极端（制动位），打开三通阀通向制动缸的气路，使副风缸的压缩空气通往制动缸，产生制动作用

      • ​当制动阀置于缓解位时，总风缸的压缩空气经过制动阀输出至列车管（增压），并进入三通阀，将三通阀内的活塞推至右极端（缓解位），此时列车管经过三通阀通向副风缸，而制动缸则经三通阀通向大气，制动缓解

      • ​当制动阀置于保压位时，列车管既不通总风缸也不通大气，制动管空气压强保持不变。此时，副风缸仍继续向制动缸供气，副风缸气压仍在下降。当副风缸气压降至比列车管压强略低时，列车管气压会将三通阀活塞向右反推至中间位置（保压位），恰好使三通阀通制动缸的孔被关闭；于是，副风缸停止向制动缸供气，副风缸气压不再下降，制动缸气压也不再上升，都处于保压状态。如果在制动缸升压过程中将手柄反复置于保压位和制动位，则制动缸气压将阶段上升，实现阶段制动。

    • ​微机直通式

      • ​计算机控制的直通式

      • 

      • ​制动指令由制动控制器发出后经网络计算机传输至各车制动控制单元，制动控制单元进行相应的制动控制，并驱动电空转换阀（EP阀），产生相应的压缩空气，再经中继阀放大后输出至制动缸，产生制动作用。

• 供风系统
  

  • ​空压机

    • ​活塞式

      • ​CRH1

        • ​VV120

      • ​CRH2A/C

        • ​TC2000B

    • ​螺杆式

      • ​CRH3

        • ​SL22

      • ​CRH380B/BL

        • ​SL22

      • ​CRH380A/AL

        • ​GRD 14 B

      • ​CRH6

        • ​GRD 14 B

      • ​CRH2G

        • ​GRD 14 B

      • ​优点

        • ​联轴节和轴承承受了较低的动态负荷，磨损低

        • ​设计简单

        • ​最大限度的减小了振动和气流的脉动，噪声低

    • 主​空压机控制的基本原则

      • ​需满足各用风设备的用风要求

      • ​可切除空压机启动

      • ​空压机启动需满足列车供电系统要求

      • ​每台空压机运行时间相近

        • ​同步启停控制

          • ​CRH380A

        • 主辅控制
          

          • ​单双日控制

            • ​CRH380B

              • ​EBCU根据时间，单日选择8辆编组动车组中一台空压机作为主空压机，双日选择另一台空压机作为副空压机。

          • ​工作时间统计控制

            • ​EBCU统计各空压机的工作时间，优先启动工作时间较少的空压机，协调控制各空压机工作时间接近。

          • ​列车运行方向控制

            • ​EBCU根据列车运行方向，比如选定靠近列车前进方向的空压机作为主空压机，选定远离前进方向的空压机作为副空压机。

      • ​空压机不能频繁启动

    • ​CRH380A要求总风压力在780-880kpa

    • ​CRH380B要求总风压力在850-1000kpa

  • ​干燥器

    • ​单塔干燥器

      • ​只有一个干燥塔，故再生和干燥过程不能同时进行

      • ​干燥功能

        • ​

      • ​再生功能

        • ​

      • ​CRH2

    • ​双塔干燥器

      • ​有两个干燥塔，其中一个塔在干燥时，另外一个塔进行再生过程

      • ​可同时极性干燥和再生

        • ​

      • ​两个干燥塔的干燥和再生工作状态以一定的周期进行交替

      • ​CRH1/3/5

  • ​辅助压缩机

    • ​辅助压缩机单元在总风压力太低时，给受电弓的升弓提供压缩空气，以保证动车组能够正常的升弓受流

    • ​目前动车组上连接各设备之间的空气管路大多采用不锈钢管

• ​空气制动系统

  • ​管路布置

    • ​单管布置CRH380A

      • ​总风管

      • ​

    • ​双管布置CRH380B

      • ​总风管

      • 

      • ​制动管

        • ​备用制动位自动式

  • ​常用制动气路

    • ​用于运营服务，要求精确控制，一致性强

    • ​

    • ​电空转换阀

      • ​电空转换阀核心作用是实现气压的调节，也就是属于调压阀

        • ​也就是调压的作用

      • ​EP阀滞后性

        • ​电磁力的非线性

        • ​干摩擦影响

        • ​预紧力的影响

      • ​EP阀的三个状态

        • ​充气制动位

        • ​保压位

        • ​排气缓解位

      • ​模拟式

        • ​连续且无级
          

        • ​CRH380A

      • ​数字式

        • ​CRH380B

        • ​排气阀

        • ​保持阀

        • 压力传感器

      • ​电磁阀工作原理：通过改变线圈中的电流，可控制电磁力的大小，使输出的空气压强实现无级调节

    • ​中继阀

      • ​不调压仅仅是放大流量

      • ​中继阀的工作原理：通过改变AC压力，来控制中继阀输出气压的大小

      • ​中继阀的三个状态

        • ​供气位

        • ​保持位

        • ​排气位

  • ​紧急制动气路

    • ​保障安全，要求可靠、快！

    • ​紧急制动EB

      • 与常用制动一致，走电空转换阀，中继阀
        

      • ​电空混合制动

    • 紧急制动UB

      • ​通过调压阀、紧急电磁阀，走独立气路

      • ​纯空气制动

    • ​紧急制动均为失电触发

  • ​停放制动气路

    • ​气路原理

      • ​无风制动模式

      • ​弹簧储能

    • ​双向止回阀

      • ​停放制动与常用制动取大输出

      • ​也就是，施加常用制动时，停放制动无法施加

  • ​备用制动气路

    • ​气路原理

      • ​自动式，无气压输出

    • ​备用制动手柄

      • ​全缓解

      • ​缓解

      • ​中立

      • ​制动

      • ​全制动

• ​制动控制系统

  • ​常用制动

    • ​作用

      • ​用于运营服务，要求精确控制，一致性强

    • ​指令的产生

      • ​司机制动控制器

        • ​CRH380A

          • ​

          • ​运行

          • ​B1~B7

          • ​快速

          • ​拔取

        • ​CRH380B

          • ​司机制动控制器

            • ​OC档（忽略乘客激活的紧急制动）

            • ​REL位（制动完全缓解）

            • ​制动位

              • ​

            • ​EB位（紧急制动）

          • ​备用手柄

            • ​全缓解

            • ​缓解

            • ​中立

            • ​制动

            • ​全制动

      • ​ATP或LKJ2000

        • ​

      • ​救援转换装置

    • ​电空混合控制

      • ​CRH380A

      • ​CRH380B

  • ​紧急制动

    • ​紧急制动EB

      • ​152线

        • ​

        • ​JTR受154线控制

        • ​BFR手柄控制

        • ​EBR是ATP控制

      • ​指令的来源

        • ​司机制动控制器

        • ​ATP

        • ​救援转换装置

      • ​存在的意义

        • ​作用方式与常用制动相同，均为电空混合制动，但减速度比常用制动大

        • ​司机操作，可以手动施加的最大的制动，要求快速停车

        • 其特点保障列车在最短距离内停车
          

    • ​紧急制动UB

      • ​作用方式

        • ​纯空气制动

        • ​紧急制动UB会切除电制动

      • ​列车安全环路

        • 

        • ​153线

          • ​153K接触器（供电）

            • 

          • ​MCR主控制继电器

            • ​本端司机室是否处于激活状态

            • ​

            • ​

          • ​153线支路

            • ​

        • ​154线

          • ​JTR条件

            • ​

            • ​触发JTR条件时，全列车施加快速制动

      • ​触发条件

        • ​总风压力不足

          • ​由MRrAPSR判断，当总风压力不足时电制动会断开

            • ​

            • ​

          • ​

        • ​制动力不足

          • ​制动力不足由UBTR触发

            • ​

          • ​检测条件

            • UBR控制是否检测制动力不足

              • ​

            • ​电制动检测：UBCDR：当该制动单元有电制动时，UBCDR得电

            • ​空气制动检测：160SAR：根据不同速度，来切换压力开关，低速时用高压，高速时用低压

            • ​UBR：当155R条件满足时，UBR失电，则制动力不足检测开启

          • ​条件判断（155R条件），开启制动力不足检测

            • ​155R控制UBR

              • ​

            • ​制动指令7N及以上，启动

            • ​制动指令5N或6N，车速低于70km/h,启动

            • ​制动指令5N以下，不启动

        • ​列车分离

          • 

      • ​紧急复位（156R条件）

        • ​

        • ​紧急制动启动后，动车组将减速直至停车，中途无法缓解。

        • ​列车再次启动时必须进行紧急制动复位操作

      • ​CRH380B紧急制动UB

  • ​防滑制动

    • ​产生的原因

      • ​车辆的制动力大于黏着力

    • ​前提条件

      • ​（常用、快速、紧急）制动时，或者惰行时

      • ​从制动或惰行时转换为牵引后的1.5秒内

      • ​但基准轴速度低于3km/h时不进行滑行检测
        

    • 滑行检测

      • ​减速度检测

        • ​根据某车轮本身转动速度减少的比例来判断是否滑行

      • ​速度差检测

        • 当某车轮的轮转周速度比基准轴速度低于某一设定值△v时，就判断车轮发生了滑行
          

      • ​滑移率检测

        • ​根据轮轨接触点的滑行率来判断轮对是否发生了滑移

        • ​滑移率是指车辆速度与单轴速度差在与车辆速度的比值

    • ​防滑控制方式

      • ​

      • ​A点

        • ​检测到滑行（速度差检测、减速度检测）

        • ​电制动：当检测到A点后，EBCU会在0.6s内将再生模式信号降为0

        • ​空气制动：当检测到A点后，使BC压力阶段性排气

      • ​B点

        • ​检测到滑行已经恢复

        • ​空气制动：当检测到B点后，会停止排气，并保持这种状态

          注意：对于第3轴，在完成B点检测后，一直到完成C点检测，都会一直处于排气状态，力图使车辆速度尽快恢复。

      • ​C点

        • ​检测到黏着已经恢复

        • 电制动：检测到C点后，在2s内将再生模式信号恢复到最开始的状态
          

        • ​空气制动：当检测到C点后，开始恢复BC压力

    • ​防滑控制系统组成

      • ​信号的检测

        • ​速度传感器

      • ​防滑控制

        • ​EBCU

      • ​防滑执行

        • ​防滑阀

          • ​结构

            • ​PC1S压力控制阀

            • ​消音器

            • ​安装管座

          • ​工作原理

            • ​本装置在BCU控制下进行制动气缸压缩空气的供给、保持排气，防止车轮打滑并抑制制动距离延长

    • ​预防措施

      • ​踏面清扫

        • ​构成

          • ​缸筒

          • ​活塞杆

          • ​止动销

          • ​销子

          • ​研磨子

        • ​作用方式

          • ​踏面清扫的动作发生在车轮发生空转（牵引工况）、滑行（制动工况）和施加制动过程中速度在30km/h以上条件

      • ​撒砂装置

        • ​在恶劣条件下，可通过撒沙系统有效改善轮轨接触面的工作环境，改善黏着系统，提高列车组运行品质

  • ​耐雪制动

    • ​作用

      • ​目的是防止降雪时雪块进入制动盘和闸瓦之间

    • ​操作方式

      • ​耐雪制动动作时，制动缸会轻轻地推出闸片以消除闸片和制动盘之间的空隙，防止雪的进入

• ​制动系统的综合运用

  • ​回送

    • ​动车组在车辆工厂生产完成后，送回动车所

  • ​前沿技术

• ​解答题

  • ​防滑电磁阀的基本工作原理

    • ​每节车下安装有两个防滑阀，分别在1、 2端。
      

    • ​实施空气制动时，本装置在BCU控制下进行制动气缸压缩空气的供给、保持排气

    • 防止车轮打滑并抑制制动距离延长

  • ​快速制动与紧急制动的区别

    • ​快速制动EB

      • ​司机操作，可以手动施加的最大的制动，要求就是快速停车

      • ​电控混合制动

      • 气路：与常用制动一致，走电空转换阀、中继阀。
        

      • 指令：152列车线，输出至EBCU，失电触发
        

    • ​紧急制动UB

      • ​要求可靠、安全，最后一道保障

      • ​纯空气制动

      • ​气路：通过调压阀、紧急电磁阀，走的是独立气路。

      • ​指令：列车安全环线，输出至紧急电磁阀，失电触发

  • ​保持制动与停放制动的区别

    • 保持制动

      • ​是保障列车在站台停靠以及启动时不溜车所设置的一种制动方式

      • ​设置保持制动后，列车停靠站台，自动会施加保持制动

      • ​起步时，当牵引力到达一定程度时，保持制动自动缓解

    • ​停放制动

      • ​是保障列车在库长时间停放不溜车所设置的一种制动方式

      • ​采用电-空控制的弹簧蓄能制动器

  • ​列车分离，如何触发紧急制动

    • 

    • ​T1车的153支路失电，触发

      • 导致了​UV电磁阀失电，UVR失电,触发紧急制动UB

        • ​导致了154线断开，JTRTD失电，然后JTR失电

          • ​导致了152线断电，触发紧急制动EB

  • ​CRH380A紧急制动触发条件

    • ​总风压力不足

    • ​制动力不足

    • ​列车分离

  • ​电空转换阀、中继阀工作原理

    • ​电空转换阀

      • ​工作原理

        • ​通过改变线圈中的电流，可控制电磁力的大小，使输出的空气压强实现无级调节

        • ​三个位置

          • ​充气制动位

            • ​

          • ​保压位

            • ​

          • ​排气缓解位

            • ​

      • ​模拟式

        • ​连续且无级
          

        • ​CRH380A

      • ​数字式

        • ​CRH380B

    • ​中继阀

      • ​不调压仅仅是放大流量

      • ​中继阀的工作原理：

        • ​通过改变AC压力，来控制中继阀输出气压的大小

        • ​三种状态

          • ​供气位

            • ​

          • ​保持位

            • ​

          • ​排气为

            • ​