【摘要】介紹了某型城際動車組制動系統(tǒng)的功能，并詳細分析了制動力的三個分級控制方式，各分級方式的功能、觸發(fā)方式以及制動力分配原則。該動車組制動系統(tǒng)滿足城際車快速乘降、大載客量、快起快停以及準確停車的要求。

【關鍵詞】城際動車組；常用制動；緊急制動EB；緊急制動UB

隨著區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，城際鐵路在促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和構(gòu)建城市軌道交通網(wǎng)中具有重要的作用，因此，各地對發(fā)展城際鐵路的積極性很高。本文分析的城際動車組車體采用鋁合金材料，設計最高運行速度為160 km/h，列車為四輛編組，兩輛動車兩輛拖車的配置方式，暫不考慮重聯(lián)，但預留重聯(lián)裝置的安裝位置及接口。制動系統(tǒng)作為列車運行的安全保障，必須嚴格遵循故障導向安全的原則。

1.制動系統(tǒng)功能

該動車組制動系統(tǒng)采用車控方式，即每車一個BCU，全列各車BCU之間，以及BCU與網(wǎng)絡控制系統(tǒng)之間通過MVB網(wǎng)絡進行通訊，制動力在一個牽引單元范圍內(nèi)進行復合，兩輛動車和兩輛拖車。列車的制動系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

列車不設主BCU功能，每個BCU都是平等的。每個BCU都具有以下功能：

（1）根據(jù)制動減速度曲線、車重和空氣制動以及電制動的可用值進行空電復合計算，計算出本車所需要施加的空氣制動力和電制動力（僅動車有電制動）；

（2）控制空氣制動的施加；

（3）對停放制動、車輪防滑控制、空簧等功能進行監(jiān)視；

（4）制動試驗；

（5）對本車的車輛狀態(tài)進行診斷；

（6）主供風單元的控制與診斷。

2.常用制動

常用制動根據(jù)預先設定的制動減速度曲線控制動車組的減速或停車。為了減小制動盤和閘片的磨損，該型動車組常用制動采用空電復合制動，優(yōu)先使用再生制動，在整車范圍內(nèi)進行制動力的分配與控制。每個BCU根據(jù)制動指令和其它車的復合信息計算和施加本車空氣制動力和電制動力。

網(wǎng)絡正常情況下，每車的BCU能夠同時采集到常用制動指令請求，判斷并讀取網(wǎng)絡上的制動指令，通過MVB網(wǎng)絡實現(xiàn)BCU間的通信。BCU根據(jù)網(wǎng)絡上的制動指令和BCU間的通訊，以及通過硬線和網(wǎng)絡與TCU之間的通訊，最終實現(xiàn)可用的再生制動和電空制動復合。

常用制動的觸發(fā)方式：

（1）司機通過操作牽引制動手柄，網(wǎng)絡或者硬線指令方式，施加常用制動；

（2）通過列車保護系統(tǒng)或LKJ2000，硬線指令方式來觸發(fā)；

（3）網(wǎng)絡控制系統(tǒng)發(fā)送的網(wǎng)絡指令，向BCU請求常用制動；

（4）回送＼救援時，通過回送裝置，采用硬線指令方式發(fā)出的常用制動指令。

常用制動時制動力的分配原則：

（1）優(yōu)先使用電制動，使所有動車的電制動力達到最大，BCU根據(jù)電制力可用值分配電制力。如果在單節(jié)動車電制動力部分或全部失效時，首先用足其它動車的電制動力，不足部分再依次由拖車和動車的空氣制動力來補充。

（2）如果動車制動力不足時，空氣制動優(yōu)先平均分配到拖車的每個制動盤，但受粘著的限制。

（3）如果拖車已經(jīng)達到粘著限制，剩余的空氣制動力將被平均分配到所有車的制動盤上，直到某個車達到的熱功率極限值，盡量使各制動盤的熱功率接近。

（4）各車制動力受粘著系數(shù)的限值。

3.緊急制動EB

緊急制動EB是在設備正常情況下實施的緊急制動，由電子制動控制單元進行空-電復合制動控制，充分利用電制動，按恒減速度模式控制方式實施制動控制。緊急制動EB采用單車空電復合制動方式，在動車優(yōu)先使用電制動力，不足的部分由空氣制動補充。列車設緊急制動EB安全環(huán)路控制，當安全環(huán)路斷開時，動車組將產(chǎn)生相應的緊急制動EB命令。電制動力的大小，需考慮充分利用粘著限制，盡量降低擦輪的風險，緊急制動EB施加和緩解過程中不考慮沖動限制。

網(wǎng)絡正常的情況下，BCU檢測到網(wǎng)絡傳輸?shù)木o急制動EB指令但緊急制動EB環(huán)路未斷開時，將狀態(tài)反饋給網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，延時一段時間后，如果網(wǎng)絡的緊急制動EB指令仍然存在，BCU將施加緊急制動EB，同時向TCU請求電制動。若在此制動過程中，網(wǎng)絡緊急制動EB指令撤銷且緊急制動EB環(huán)路閉合，BCU將緩解此制動。

緊急制動EB的觸發(fā)方式：

（1）司機控制器在緊急制動EB位；

（2）列車非靜止條件下停放制動意外施加；

（3）司機警惕裝置觸發(fā)緊急制動請求；

（4）乘客緊急制動手柄被拉下。

緊急制動EB時制動力分配原則：

緊急制動EB由BCU控制，采用單車空電復合制動方式，在動車優(yōu)先使用電制動力，如果電制力故障，則施加空氣制動力；拖車使用空氣制動實現(xiàn)本車目標減速度。

4.緊急制動UB

緊急制動UB由緊急制動UB環(huán)路控制，當緊急制動UB環(huán)路斷開時，動車組將觸發(fā)緊急制動UB。緊急制動UB請求可不經(jīng)列車網(wǎng)絡獨立傳送到所有的相關控制設備。列車緊急制動UB環(huán)路低電平觸發(fā)緊急制動，保證故障導向安全的實施緊急制動UB。實施緊急制動UB時，車輪防滑保護系統(tǒng)起作用。緊急制動UB為純空氣制動，不施加電制動。

一旦緊急制動UB被觸發(fā)，緊急制動電磁閥將失電產(chǎn)生緊急制動，其將保持直到列車完全停止，在此期間不能被緩解。緊急制動UB通過獨立的安全制動回路實施。緊急制動UB回路直接作用于列車上的緊急制動電磁閥。

緊急制動UB的觸發(fā)方式：

（1）轉(zhuǎn)向架監(jiān)控報警；

（2）緊急制動蘑菇頭被按下；

（3）列車保護系統(tǒng)發(fā)出的緊急制動；

（4）緊急制動EB減速度不足；

（5）EB旁路后所有的EB觸發(fā)源；

（6）總風管壓力過低。

緊急制動UB時制動力分配原則：

緊急制動UB時是通過緊急制動電磁閥失電產(chǎn)生預控壓力，不受BCU的控制，不考慮沖擊極限的限制，首先保證制動距離。

BCU將監(jiān)測緊急制動UB環(huán)路狀態(tài)以及接收來自網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的對緊急制動EB環(huán)路監(jiān)測信息，用于故障診斷。

5.結(jié)論

該城際動車組制動力分為：常用制動、緊急制動EB以及緊急制動UB三種控制方式，每種方式的制動力施加途徑是不一樣的，但最終都能夠按照列車故障導向安全的原則，保證列車的安全運行，該城際動車組制動控制系統(tǒng)能夠很好地滿足列車快速乘降、大載客量、快起快停的要求。

參考文獻

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