李宏偉，陳 藍(lán)，張 洋，張 寶

（1 中國(guó)北車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司 鐵路客車(chē)開(kāi)發(fā)部，吉林長(zhǎng)春130062；2 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 機(jī)車(chē)車(chē)輛研究所，北京100081）

動(dòng)車(chē)組用救援回送裝置研制

李宏偉1，陳 藍(lán)2，張 洋2，張 寶2

（1 中國(guó)北車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司 鐵路客車(chē)開(kāi)發(fā)部，吉林長(zhǎng)春130062；2 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 機(jī)車(chē)車(chē)輛研究所，北京100081）

救援回送裝置用于在救援機(jī)車(chē)與被救援動(dòng)車(chē)組之間傳遞制動(dòng)指令，指令由被救援動(dòng)車(chē)組上的各制動(dòng)控制單元接收，并根據(jù)電氣信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的制動(dòng)或緩解功能，從而實(shí)現(xiàn)在動(dòng)車(chē)組救援和回送時(shí)的制動(dòng)控制功能。

動(dòng)車(chē)組；救援回送；CRH2系列

動(dòng)車(chē)組在整車(chē)運(yùn)輸、回廠維修和線上故障救援等情況下，無(wú)法依靠自身獨(dú)立運(yùn)行，需要由機(jī)車(chē)或其他動(dòng)車(chē)組牽引進(jìn)行救援回送操作。在該模式下，如果僅由救援車(chē)承擔(dān)全列所有制動(dòng)力，救援車(chē)輪軌之間的制動(dòng)黏著利用在一定速度條件下將很快趨近黏著上限，這會(huì)直接影響到救援回送時(shí)的安全和運(yùn)行效率。而為保證行車(chē)安全，全列不得不以較低的速度執(zhí)行救援回送任務(wù)。為了提高救援回送的效率，要求在救援回送模式下救援車(chē)與被救援車(chē)共同分擔(dān)所需制動(dòng)力。

我國(guó)干線鐵路動(dòng)車(chē)組均采用直通電空制動(dòng)系統(tǒng)，其中CRH3、CRH5系列動(dòng)車(chē)組除直通電空制動(dòng)系統(tǒng)外，還有自動(dòng)式制動(dòng)機(jī)作為備用制動(dòng)系統(tǒng)。備用制動(dòng)系統(tǒng)除產(chǎn)生緊急制動(dòng)預(yù)控壓力外，還可通過(guò)動(dòng)車(chē)組與機(jī)車(chē)的連掛或與同型動(dòng)車(chē)組連掛，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)組的救援和回送工作。

而對(duì)于僅配備直通電空制動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)車(chē)組（例如CRH2系列），被機(jī)車(chē)救援時(shí)需要額外的一套裝置將機(jī)車(chē)列車(chē)管壓力轉(zhuǎn)換為電氣指令。

1 功能要求

救援回送裝置是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)對(duì)動(dòng)車(chē)組救援回送功能的制動(dòng)指令轉(zhuǎn)換裝置。在救援回送模式下，機(jī)車(chē)或救援動(dòng)車(chē)組的制動(dòng)指令以不同的列車(chē)管減壓量表示。安裝在被救援動(dòng)車(chē)組上的救援回送裝置讀取列車(chē)管壓力并轉(zhuǎn)換為電制動(dòng)指令，這樣就滿足了救援車(chē)與被救援車(chē)在僅有列車(chē)管相連的情況下，同步實(shí)現(xiàn)制動(dòng)施加和緩解。也就是說(shuō)，救援回送裝置具備兩部分主要功能，識(shí)別列車(chē)管減壓量和根據(jù)列車(chē)管壓力輸出電氣指令。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，在救援回送模式下，自身無(wú)動(dòng)力的被救援動(dòng)車(chē)組所配備的救援回送裝置，通過(guò)不同的功能模塊實(shí)現(xiàn)上述功能，具有以下特點(diǎn)。

救援回送裝置能夠讀取來(lái)自救援車(chē)的制動(dòng)指令，為了盡量簡(jiǎn)化信號(hào)，以列車(chē)管（BP）壓力作為救援車(chē)與被救援車(chē)之間的信號(hào)載體，救援回送時(shí)前后車(chē)只需通過(guò)一根列車(chē)管連接進(jìn)行指令傳輸，滿足我國(guó)救援機(jī)車(chē)的兼容性要求；救援回送裝置對(duì)制動(dòng)指令的讀取具備較高的適應(yīng)性，能夠讀取包括機(jī)車(chē)、救援動(dòng)車(chē)組在內(nèi)不同對(duì)象的制動(dòng)指令，救援回送裝置中的氣動(dòng)模塊通過(guò)壓力傳感器和壓力開(kāi)關(guān)對(duì)列車(chē)管壓力（減壓量）進(jìn)行監(jiān)測(cè)，滿足讀取救援車(chē)制動(dòng)指令要求；救援回送裝置要能夠根據(jù)制動(dòng)指令實(shí)現(xiàn)制動(dòng)和緩解功能，救援回送裝置中的電氣模塊根據(jù)列車(chē)管壓力（減壓量），輸出相應(yīng)的制動(dòng)指令給被救援車(chē)BCU，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)制動(dòng)指令執(zhí)行制動(dòng)任務(wù)；救援回送裝置從硬件、軟件上獨(dú)立于動(dòng)車(chē)組制動(dòng)控制裝置；救援回送裝置安裝在被救援車(chē)頭車(chē)位置，與動(dòng)車(chē)組制動(dòng)控制裝置相互獨(dú)立，通過(guò)列車(chē)管讀取救援車(chē)的制動(dòng)信號(hào)，通過(guò)硬線向動(dòng)車(chē)組制動(dòng)控制系統(tǒng)傳輸制動(dòng)指令。被救援車(chē)自身的列車(chē)管并不貫穿全列，僅連接救援車(chē)列車(chē)管與自身的救援回送裝置，此段列車(chē)管容積較小，盡量保證前后列車(chē)制動(dòng)步調(diào)一致。

2 系統(tǒng)原理

救援回送裝置按照“故障導(dǎo)向安全”原則設(shè)計(jì)，列車(chē)管（BP）定壓為600 k Pa，救援回送裝置通過(guò)壓力傳感器讀取列車(chē)管（BP）減壓量并將其轉(zhuǎn)換后輸出常用制動(dòng)指令。常用制動(dòng)為階段制動(dòng)施加/緩解，制動(dòng)級(jí)位不超過(guò)4級(jí)。救援回送裝置可以傳遞緊急制動(dòng)指令，當(dāng)救援車(chē)控制列車(chē)管緊急排風(fēng)，救援回送裝置上的壓力開(kāi)關(guān)能夠斷開(kāi)被救援車(chē)緊急安全環(huán)路列車(chē)線。系統(tǒng)功能圖如圖1。

定壓600 k Pa列車(chē)管減壓量（含回差）與常用制動(dòng)電氣指令關(guān)系如表1。

緊急制動(dòng)列車(chē)管減壓量響應(yīng)點(diǎn)如表2。

電氣信號(hào)定義如表3。

2.1 電氣部分

救援回送裝置的電氣指令采用硬線傳輸，包括拖拽模式狀態(tài)列車(chē)線、制動(dòng)位列車(chē)線、制動(dòng)指令列車(chē)線、緊急制動(dòng)UB施加狀態(tài)線和BP壓力開(kāi)關(guān)輸出狀態(tài)線。

拖拽模式列車(chē)線用于確認(rèn)當(dāng)前列車(chē)處于救援還是被救援狀態(tài)，當(dāng)動(dòng)車(chē)組進(jìn)入拖拽模式時(shí)，此列車(chē)線得電，救援回送裝置得電工作。制動(dòng)位列車(chē)線是反映當(dāng)前制動(dòng)手柄狀態(tài)，在拖拽模式下由救援回送裝置控制，低電平表示有效，即裝置處于制動(dòng)狀態(tài)。3根編碼制動(dòng)指令線根據(jù)列車(chē)管壓力區(qū)間分別處于高電平或低電平位，制動(dòng)系統(tǒng)將根據(jù)不同的編碼指令組合輸出相應(yīng)的制動(dòng)級(jí)位。壓力開(kāi)關(guān)狀態(tài)線為雙路輸出，一路狀態(tài)線在列車(chē)管減壓量大于170（和壓力值小于430）k Pa時(shí)將斷開(kāi)緊急安全環(huán)路列車(chē)線，觸發(fā)緊急制動(dòng)作用；另一路狀態(tài)線用于檢測(cè)列車(chē)是否施加緊急制動(dòng)狀態(tài)。3線編碼指令線、制動(dòng)位線與列車(chē)管（BP）壓力之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表4所示。

緊急制動(dòng)時(shí)壓力開(kāi)關(guān)狀態(tài)線與列車(chē)管（BP）壓力之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如表5所示。

2.2 氣動(dòng)部分

回送控制裝置的氣動(dòng)模塊由壓力傳感器（T02. 01）、壓力開(kāi)關(guān)（T02.02）、壓力測(cè)點(diǎn)（T02.03）及附屬氣路板組成（見(jiàn)圖2），通過(guò)BP接口與列車(chē)管相連接。壓力傳感器用于讀取列車(chē)管（BP）壓力（減壓量）。壓力開(kāi)關(guān)用于在列車(chē)管壓力低于430 k Pa時(shí)斷開(kāi)被救援車(chē)上的安全環(huán)路，觸發(fā)緊急制動(dòng)。壓力測(cè)點(diǎn)用于日常維護(hù)時(shí)采集列車(chē)管壓力。氣動(dòng)部分原理圖見(jiàn)圖3。

2.3 總成

用于回送控制的電氣模塊、氣動(dòng)模塊及附件共同集成在箱體中，組成救援回送裝置。救援回送裝置總成如圖4。

3 性能試驗(yàn)

救援回送裝置在組裝完畢后，按照既定的試驗(yàn)規(guī)范［1］通過(guò)專(zhuān)用試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行性能測(cè)試。

試驗(yàn)結(jié)果表明在相應(yīng)的列車(chē)管壓力區(qū)間內(nèi)，救援回送裝置的3線編碼指令線、制動(dòng)狀態(tài)線高低電平響應(yīng)和壓力開(kāi)關(guān)輸出響應(yīng)、緊急制動(dòng)UB施加狀態(tài)均與設(shè)計(jì)要求一致。制動(dòng)回送裝置在整體氣密性試驗(yàn)中的漏泄值符合規(guī)定。

4 結(jié)束語(yǔ)

救援回送裝置的設(shè)計(jì)，是為了滿足被救援車(chē)在救援回送工況下能夠有效轉(zhuǎn)換來(lái)自不同類(lèi)型救援車(chē)的制動(dòng)指令，以保證被救援動(dòng)車(chē)組有制動(dòng)能力，從而提高救援回送效率。救援回送編組中前后車(chē)僅通過(guò)一根列車(chē)管（BP）相連，以壓縮空氣作為信號(hào)載體，簡(jiǎn)化了信號(hào)的傳遞方式，使被救援車(chē)可以適應(yīng)不同型號(hào)的機(jī)車(chē)或動(dòng)車(chē)組救援，避免了不同車(chē)型連掛時(shí)復(fù)雜的電氣接口問(wèn)題。開(kāi)發(fā)的救援回送裝置滿足動(dòng)車(chē)組對(duì)于救援回送功能的各項(xiàng)需求。

本裝置作為固定設(shè)備與動(dòng)車(chē)組制動(dòng)控制裝置相互獨(dú)立。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模塊功能分配明確，既可以實(shí)現(xiàn)常用制動(dòng)指令的輸出，又能夠以“失電上緊急”方式傳遞緊急制動(dòng)指令，是一款基于“故障導(dǎo)向安全”原則開(kāi)發(fā)的動(dòng)車(chē)組救援回送設(shè)備。

［1］ 張 洋.TKD603－TZ01－00－00SF混合動(dòng)力動(dòng)車(chē)組救援回送裝置試驗(yàn)規(guī)范［R］.北京縱橫機(jī)電技術(shù)開(kāi)發(fā)公司，2013.

［2］ 張旺獅.車(chē)輛制動(dòng)裝置［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2007.

Research and Development of Towing Unit for EMU

LI Hongwei1，CHEN Lan2，ZH ANG Yang2，ZH ANG Bao2
（1 Changchun Railway Vehicle Co.，Ltd.，Changchun 130062 Jilin，China；2 Locomotive＆Car Research Institute，China Academy of Railway Sciences，Beijing 100081，China）

Towing unit is used to transmit brake command between towing locomotive and towed EMU.The brake command is received by each BCU in towed EMU，which performs braking or release according to the related electrical signals.Towing function for EMU will be achieved finally.

EMU；towing；CRH2

U266.2

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.05.20

1008－7842（2014）05－0077－03

2—）男，工程師（

2014－05－15）