KDZ9型动车组制动系统研究及常见故障解析

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年3月9期   作者:阴昀 姜航 董睿
[导读] 动车组制动系统的稳定是关系到行车安全的重要系统,
        摘要:动车组制动系统的稳定是关系到行车安全的重要系统,是动车组最关键的技术之一。本文通过KDZ9型动车组制动系统模式的介绍,动车组安全环路建立的因素,制动指令的传输等方面进行研究,并对制动系统及制动供风系统常见故障进行分析说明,为日后动车组制动系统研究及车辆维护维修提供了一定的参考价值。
        关键词:动车组;制动系统;安全环路;故障解决
Study on braking system of KDZ9 EMU and analysis of common faults
Abstract:The stability of braking system of emu is an important system related to traffic safety and is one of the most critical technologies of emu.Through KDZ9 bullet train braking system model introduced in this paper, the emu safety loop factor, the perspectives of braking instruction transmission, and the air braking system and brake system common fault analysis shows that as the bullet train braking system in the future research and vehicle maintenance provides a certain reference value.
Keyword:EMU;The braking system;Emergency handling safety loop;Troubleshooting

引言
        中国高速铁路客车的迅猛发展令世界瞩目,CRH3系列高速动车组在华夏大地上开辟了南北贯通的一条干线,北起哈尔滨,南至广州,它已经是我国成熟的高速动车组车型之一。动车组的开通为人们的出行提供了更加快捷和便利的条件。制动系统就是保证车辆安全的重要系统,同时也是动车组的核心与关键的技术。
1 制动模式
        制动模式主要分为:紧急制动、旅客紧急制动、常用制动、保持制动、备用制动、停放制动等等。
        紧急制动:在紧急制动时,牵引和电制动被切断,列车管被快速彻底的排放,直通电空制动和非直通空气制动冗余产生紧急制动。紧急制动可通过以下情形产生(安全环线断开):
        a.牵引/制动手柄处于紧急制动位置;
        b.按下司机室的紧急制动按钮;
        c.安全装置(ATP)启动或列车断开;
        d.备用制动手柄处于紧急制动位;
        e.列车运行时停放制动被施加或总风缸压力过低。
        旅客紧急制动:旅客拉动客室内的紧急制动拉手,紧急制动信号被迅速传递到司机室,制动管将迅速排风,列车产生空气紧急制动作用。旅客紧急制动装置具有延时功能,如果司机认为列车处在不适宜停车的位置,司机可以发出指令取消该紧急制动的产生。
        常用制动:包括电空常用制动和动力制动。首先在动力转向架上施加动力制动,如果动力制动力不足,再在拖车轴上施加空气制动。在动力轴的动力制动不能使用时,用摩擦制动代替。在车辆速度小于10km/h时,所有转向架上采用空气制动(根据动力制动特性)。
        保持制动:施加保持制动,该指令旨在允许EMU在斜坡上启动。按下此按钮,制动系统施加的气动制动力足以使列车停止在设计的最大坡度上(3%)。司机移动牵引杆启动EMU,一段时间(约1秒)后停车制动自动缓解,以便EMU能在坡上启动,而不发生退行。


        备用制动:如果直通电空制动发生故障,动车组可启动备用制动继续运行,这时列车制动需要操纵备用制动手柄进行,但需要限制速度在60km/h以下。备用制动控制器可通过塞门手动激活。备用制动系统在紧急制动位时断开安全回路,产生紧急制动功能。
        停放制动:转向架上设有足够数量的停放制动缸可保证动车组安全地停放在30‰的坡道上。
2 安全环路
        在列车上提供安全环路目的是在发生如下描述情况之一时发出一个紧急制动命令:
a.在紧急制动位置上的制动手杠杆。在这个位置上,打开安全环路并且所有车辆施加最大空气制动力;
b.在司机台上的紧急制动按钮;
c.安全设备(信号发射系统);
d.在异常条件下安全环路断开(如列车组断开);
e.在主风管和制动管路中显示低压的压力传感器。
3 制动指令传输
        制动系统有一个专门的总线(制动总线)并且列车上每个制动控制单元(BCU)都与其接口。制动总线可在整列编组上扩展,带司机室的车辆上的BCU能够起到制动主控制的作用(MBCU)且也与TCMS MVB总线接口;它们还获得来自司机台上把手和信号设备的制动请求(电动和气动制动请求)。
        在每个动车上,都有一个牵引控制单元(TCU),与TCMS MVB总线接口;每个TCU执行本车电动制动功能,并且通过硬线连接驱动互锁阀。TCMS系统获得牵引手柄位置和相关的制动手柄位置来执行控制逻辑,并管理对编组列车的TCU的电动制动力要求。直通式制动手柄有两扇区:第一扇区发出对电力制动力的请求,第二扇区发出对动轴的电力制动力和对拖轴电空制动力的请求。

4 常见故障和处理办法
4.1 常用制动不缓解                       
        司机台左侧列车管风表压力为6Bar,BPS和TCMS监测屏显示制动施加,通过牵引/制动手柄不能将其缓解,此种情况为常用制动不缓解,处理办法为:
(1)检查BCU,看其有无故障代码,如果存在,根据故障代码的处理方法进行处理。
(2) 检查头车前开闭机构内回送管路截断塞门Z30是否处于关闭位,如果不是,关闭该塞门,打开制动单元裙板,用合适的工具(例如细长的螺丝刀)通过B08.B60.14测试接口,排净备用风缸的风,直到制动缓解。
(3) 如果动车组运行过程中,在上下载点时出现个别车制动不缓解,可通过施加紧急制动再缓解的方法进行缓解。
4.2 紧急制动不缓解
        司机台左侧列车管风表压力为0Bar,此种情况为紧急制动不缓解,处理办法为:
(1)检查ATP状态,看其是否出现死机或不启动等情况,如果存在,将ATP重启,其恢复正常后,紧急制动缓解;如不能恢复,可将ATP紧急制动隔离,紧急制动缓解。
(2)检查紧急制动电磁阀(B08.B60.05)状态,主要检查其接线状态:将手柄置于缓解位,拔下紧急制动电磁阀上的插头,用万用表测量1针是否带有24V电。如果没有,查找断路点,进行处理;如果有,则为紧急电磁阀故障,需更换紧急制动电磁阀。
(3)动车组正常运行过程中,停放制动突然施加,造成紧急制动。检查停放制动缸软管是否脱落;压力传感器(B08.H01.06)是否松动,安装紧固后,制动缓解。
3 结论
        基于分析得出结论,造成这些故障的原因是多方面的,既相互独立又相互关连着。只要有一故障未排除,调校好其他部位配合,在这一故障排除后调校好的其他部位可能又会出现失准情况。所以在修复制动系统故障时,我们需要细心进行反复多次的试验和调校。
参考文献
[1] 张猛,宋健; 电子机械制动系统发展现状 [J];机械科学与技术; 2005年02期                                                
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