唐建明，蘇 超

（中國(guó)中車集團(tuán) 中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)部，江蘇南京210031）

CRH6F型城際動(dòng)車組輔助制動(dòng)系統(tǒng)

唐建明，蘇 超

（中國(guó)中車集團(tuán) 中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)部，江蘇南京210031）

介紹了CRH6F型城際動(dòng)車組輔助制動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，并從電氣控制和氣動(dòng)執(zhí)行方面著重分析了輔助制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。

動(dòng)車組；輔助制動(dòng)系統(tǒng)；工作原理

CRH6F型城際動(dòng)車組按其牽引系統(tǒng)的不同分為“國(guó)產(chǎn)牽引”和“進(jìn)口牽引”兩個(gè)車種，文中提及的CRH6F型城際動(dòng)車組均是指采用進(jìn)口牽引系統(tǒng)的CRH6F型城際動(dòng)車組。

CRH6F型城際動(dòng)車組采用了克諾爾公司提供的KBGM－P型制動(dòng)系統(tǒng)，與整個(gè)CRH6型城際動(dòng)車組系列中其他車種的制動(dòng)系統(tǒng)均不相同。為滿足原鐵道部科學(xué)技術(shù)司印發(fā)的《CRH6型城際動(dòng)車組技術(shù)條件》中對(duì)輔助制動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)要求，CRH6F型城際動(dòng)車組采用了一套全新的輔助制動(dòng)系統(tǒng)。本文將從系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理等方面進(jìn)行重點(diǎn)分析與介紹。

1 概 況

1.1 動(dòng)車組編組

CRH6F型城際動(dòng)車組的車輛編組如圖1所示。

圖1 列車編組

1.2 車輛基本性能參數(shù)

最大運(yùn)行速度： 160 km／h

平均常用制動(dòng)減速度（160 km／h～0）≥1.0 m／s2

平均緊急制動(dòng)減速度（160 km／h～0）≥1.2 m／s2

1.3 制動(dòng)分級(jí)

（1）1～7 N常用制動(dòng)

（2）緊急制動(dòng)EB（快速制動(dòng)）（3）緊急制動(dòng)UB

2 系統(tǒng)功能

根據(jù)《CRH6型城際動(dòng)車組技術(shù)條件》中對(duì)輔助制動(dòng)的要求，輔助制動(dòng)是當(dāng)常用制動(dòng)電路或各車中的制動(dòng)控制裝置發(fā)生故障，不能實(shí)施常用制動(dòng)時(shí)，使用的一種制動(dòng)方式。輔助制動(dòng)是為了在救援低速運(yùn)行時(shí)而設(shè)置的，只在動(dòng)車組兩端T1車上設(shè)置，所以8輛編組的動(dòng)車組只有2輛車產(chǎn)生制動(dòng)力，見(jiàn)圖2。

圖2 輔助制動(dòng)配置示意圖

輔助制動(dòng)設(shè)置了4種級(jí)別的制動(dòng)力，分別為3，5，7 N和緊急制動(dòng)EB，且與采用速度－黏著控制方式的常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)不同，一旦制動(dòng)級(jí)位確定，動(dòng)車組將施加一恒定的輔助制動(dòng)力。

考慮到高速區(qū)域黏著較低，施加輔助制動(dòng)發(fā)生滑行的可能性較大，且高速時(shí)僅靠?jī)奢v車的基礎(chǔ)制動(dòng)來(lái)消耗整列動(dòng)車組的制動(dòng)能量，其熱容量超標(biāo)將導(dǎo)致制動(dòng)閘片的損毀，因此，其運(yùn)行速度通常被限制在30 km／h內(nèi)。

3 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

輔助制動(dòng)系統(tǒng)由電氣控制部分和氣動(dòng)執(zhí)行部分構(gòu)成。

3.1 電氣控制部分

電氣控制部分為一個(gè)獨(dú)立的輔助制動(dòng)電子控制單元EBCU，該EBCU獨(dú)立于常用制動(dòng)電子控制的EBCU，由單獨(dú)的電源板進(jìn)行供電，即使在控制常用制動(dòng)的EBCU斷電、故障的情況下，輔助制動(dòng)電子控制單元EBCU也能正常工作。

圖3 輔助制動(dòng)電子控制單元

（1）指令傳輸

人工駕駛時(shí)，制動(dòng)指令主要由激活端司機(jī)室司機(jī)控制器發(fā)出，該制動(dòng)指令為3～8 V的模擬電壓。正常情況下，來(lái)自司機(jī)控制器的制動(dòng)指令被中央控制單元CCU和指令轉(zhuǎn)換裝置接收。中央控制單元CCU將轉(zhuǎn)化后的制動(dòng)指令傳輸至MVB總線網(wǎng)絡(luò)上，繼而下達(dá)給各車制動(dòng)控制單元。指令轉(zhuǎn)換裝置將來(lái)自司機(jī)控制器的模擬電壓指令轉(zhuǎn)換成七級(jí)硬線指令輸出，常用制動(dòng)控制單元EBCU和輔助制動(dòng)控制單元EBCU同步接收該硬線指令。當(dāng)MVB總線網(wǎng)絡(luò)工作正常時(shí)，EBCU只識(shí)別來(lái)至MVB總線網(wǎng)絡(luò)的制動(dòng)指令，控制EP閥施加相應(yīng)級(jí)別的常用制動(dòng)，但當(dāng)EBCU檢測(cè)到MVB總線網(wǎng)絡(luò)不能正常工作時(shí)，EBCU只識(shí)別七級(jí)硬線的指令，控制EP閥施加常用制動(dòng)，見(jiàn)圖4。

圖4 制動(dòng)指令傳輸示意圖

（2）輔助制動(dòng)控制

制動(dòng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，輔助制動(dòng)電子控制單元處于失電狀態(tài)，輔助制動(dòng)系統(tǒng)未激活。在制動(dòng)控制裝置異?；蚪邮詹坏街苿?dòng)指令等情況下，不能通過(guò)司機(jī)制動(dòng)控制器正常的實(shí)施常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)EB時(shí)，可閉合常閉的輔助制動(dòng)斷路器SBCB（見(jiàn)圖5），以使輔助制動(dòng)電子控制單元得電，此時(shí)輔助制動(dòng)電子控制單元被激活，常用制動(dòng)電子控制單元將忽略來(lái)自MVB總線網(wǎng)絡(luò)和七級(jí)硬線的制動(dòng)指令，并默認(rèn)不施加常用制動(dòng)，常用制動(dòng)功能將被屏蔽。

圖5 輔助制動(dòng)電氣控制圖

同時(shí)，輔助制動(dòng)繼電器SBNR勵(lì)磁，其常開(kāi)觸點(diǎn)SBNR閉合。此時(shí)可操作激活端司機(jī)室司機(jī)制動(dòng)控制器手柄，根據(jù)手柄位置，繼電器B13R、B45R、B67R或 BEBR之一得電，從而使其對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輔助制動(dòng)電子控制單元根據(jù)其閉合情況，控制EP1閥施加3，5，7 N或緊急制動(dòng)EB。

其中，司機(jī)控制器制動(dòng)級(jí)位與輔助制動(dòng)指令對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。

表1 司機(jī)控制器制動(dòng)級(jí)位與輔助制動(dòng)指令對(duì)應(yīng)關(guān)系

同時(shí)，輔助制動(dòng)激活信號(hào)和輔助制動(dòng)級(jí)位信號(hào)（3，5，7 N和緊急制動(dòng)EB）將分別通過(guò)111、112、113、114、115號(hào)列車線傳遞至另一端T1車（該端司機(jī)室未激活），該車輔助制動(dòng)電子控制單元接收到對(duì)應(yīng)信號(hào)后，控制EP1閥，施加輔助制動(dòng)。

當(dāng)輔助制動(dòng)系統(tǒng)激活后，如檢測(cè)到輔助制動(dòng)電子控制單元故障，將通過(guò)一個(gè)繼電器口輸出輔助制動(dòng)控制異常信號(hào)。

3.2 氣動(dòng)執(zhí)行部分

輔助制動(dòng)時(shí)，常用制動(dòng)功能被屏蔽，此時(shí)，輔助制動(dòng)模塊將來(lái)自制動(dòng)風(fēng)缸的壓縮空氣調(diào)節(jié)成與輔助制動(dòng)指令對(duì)應(yīng)的預(yù)控制壓力供給中繼閥，經(jīng)中繼閥放大流量后，壓力空氣通過(guò)防滑閥到達(dá)制動(dòng)缸，產(chǎn)生制動(dòng)作用。

圖6 氣路原理圖

（1）輔助制動(dòng)模塊

輔助制動(dòng)模塊由帶電觸點(diǎn)監(jiān)控的截?cái)嗳T(mén)（01），壓力調(diào)節(jié)裝置（02），減壓閥（03）和測(cè)試接頭（04）構(gòu)成。見(jiàn)圖7。

帶電觸點(diǎn)監(jiān)控的截?cái)嗳T(mén)（01）用于在維護(hù)輔助制動(dòng)模塊時(shí)，切斷來(lái)自制動(dòng)風(fēng)缸的壓縮空氣。其位置狀態(tài)被實(shí)時(shí)監(jiān)控，以防止誤操作及維護(hù)后未復(fù)位。

壓力調(diào)節(jié)裝置（02）由充氣閥（02.1），排氣閥（02.2），以及壓力傳感器（02.3）組成，其功能是根據(jù)輔助制動(dòng)指令調(diào)節(jié)出相對(duì)應(yīng)大小的預(yù)控制壓力。

減壓閥（03）設(shè)置在壓力調(diào)節(jié)裝置（02）的下游，以防止其故障時(shí)，預(yù)控制壓力過(guò)大造成制動(dòng)缸過(guò)壓。

測(cè)試接頭（04）在試驗(yàn)及維護(hù)時(shí)使用。

（2）工作原理

輔助制動(dòng)時(shí)，輔助制動(dòng)電子控制單元控制壓力調(diào)節(jié)裝置（02）將來(lái)自制動(dòng)風(fēng)缸的壓縮空氣調(diào)節(jié)形成一個(gè)與輔助制動(dòng)指令相對(duì)應(yīng)大小的預(yù)控壓力。

具體調(diào)節(jié)過(guò)程為：輔助制動(dòng)電子控制單元控制充氣閥（02.1）得電，其內(nèi)部氣路打開(kāi)，排氣閥（02.2）得電，其通向大氣的氣路關(guān)閉，使來(lái)自制動(dòng)風(fēng)缸的壓縮空氣經(jīng)其流向壓力傳感器（02.3），該壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)經(jīng)充氣閥（02.1）和排氣閥（02.2）調(diào)節(jié)出的預(yù)控制壓力，并將壓力信息實(shí)時(shí)傳遞給輔助制動(dòng)電子控制單元，形成閉環(huán)控制。

當(dāng)壓力傳感器反饋的實(shí)時(shí)預(yù)控制壓力小于目標(biāo)壓力時(shí)，則壓力調(diào)節(jié)裝置（02）處于充氣狀態(tài)；當(dāng)實(shí)時(shí)預(yù)控制壓力剛好滿足目標(biāo)壓力時(shí)，充氣閥（02.1）失電，其內(nèi)部氣路關(guān)閉，排氣閥（02.2）得電，其通向大氣的氣路關(guān)閉，壓力調(diào)節(jié)裝置（02）處于保持狀態(tài)；當(dāng)實(shí)時(shí)預(yù)控制壓力大于目標(biāo)壓力時(shí)，充氣閥（02.1）失電，其內(nèi)部氣路關(guān)閉，排氣閥（02.2）失電，其氣路與大氣相通，壓力調(diào)節(jié)裝置（02）處于排氣狀態(tài)，直至預(yù)控制壓力滿足目標(biāo)壓力時(shí)，排氣閥（02.2）得電，壓力調(diào)節(jié)裝置（02）處于保持狀態(tài)。

圖7 輔助制動(dòng)模塊

調(diào)整好的輔助制動(dòng)預(yù)控制壓力通過(guò)550 k Pa的減壓閥（03），流向中繼閥（10），經(jīng)其按比例放大后產(chǎn)生制動(dòng)壓力到制動(dòng)缸，形成輔助制動(dòng)力。

通過(guò)制動(dòng)計(jì)算可以得出各制動(dòng)級(jí)別下對(duì)應(yīng)的制動(dòng)缸壓力，如表2。

表2 制動(dòng)級(jí)別下對(duì)應(yīng)的制動(dòng)缸壓力

4 結(jié)束語(yǔ)

CRH6F型城際動(dòng)車組輔助制動(dòng)系統(tǒng)與CRH6型城際動(dòng)車組系列中其他車種的輔助制動(dòng)系統(tǒng)在設(shè)備組成及工作原理上存在較大差異，但通過(guò)對(duì)其設(shè)備及工作原理的系統(tǒng)分析可以看出，其輔助制動(dòng)系統(tǒng)可以滿足《CRH6型城際動(dòng)車組技術(shù)條件》中對(duì)輔助制動(dòng)系統(tǒng)的功能要求。CRH6F型城際動(dòng)車組輔助制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性則需在將來(lái)的試驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證。

［1］ 張曙光.CRH2型動(dòng)車組［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2008.

［2］ 鐵道部科學(xué)技術(shù)司.CRH6型城際動(dòng)車組技術(shù)條件［S］.2012.

圖7 CRH5型動(dòng)車組坐姿PW測(cè)試結(jié)果散點(diǎn)

4 結(jié) 論

動(dòng)車組在強(qiáng)橫風(fēng)環(huán)境中運(yùn)行，即便有擋風(fēng)墻的防護(hù)，車體仍然容易產(chǎn)生瞬時(shí)橫向振動(dòng)和側(cè)滾振動(dòng)，在過(guò)渡段尤為劇烈。已有的乘坐舒適度指標(biāo)不足以對(duì)其進(jìn)行合理的評(píng)判。本文綜合考慮車體橫向和側(cè)滾兩方面的影響，提出了乘坐舒適度指標(biāo)PW，基于乘坐舒適度評(píng)價(jià)高速列車受強(qiáng)橫風(fēng)作用出現(xiàn)的車體瞬態(tài)振動(dòng)，可以更全面地反映大風(fēng)作用下的人體感覺(jué)。

參考文獻(xiàn)

［1］ 康 熊，侯福國(guó)，付連著.蘭新第二雙線大風(fēng)條件下行車安全專項(xiàng)試驗(yàn)研究報(bào)告［R］.TY字第3889號(hào)，2015.

［2］ 羅庚中，侯福國(guó)，劉 磊.蘭新第二雙線大風(fēng)條件下行車安全專項(xiàng)試驗(yàn)2015年研究報(bào)告［R］.TY字第4119號(hào)，2015.

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Abstract：Passengers will receive voilent vibrations when high-speed trains run in strong wind，and the reduction of speed will take place if the vibration is critical enough.However，there are no reasonable methods and index can be used.In this article，the vibration characteristic is summarized based on line test results，and then the ride comfort index is proposed on the basis of measurement＆evaluation methods of passenger comfort in EN 12299，which can better reflect passenger comfort of high-speed trains running in strong wind.

Key words：High-speed train；strong wind；ride comfort index

Auxiliary Brake System of CRH6F Intercity EMU

TANG Jianming，SU Chao
（Design and Development Department，CRRC Nanjing Puzhen Co.，Ltd.，Nanjing 210031 Jiangsu，China）

This paper introduces the technical characteristics of auxiliary brake system for CRH6F intercity EMU，and analyzes the working principle of auxiliary brake system from two aspects of electric control and pneumatic operation.

EMU；auxiliary brake system；working principle

Study on Transient Ride Comfort Index of High-speed Trains Caused by Strong Wind

WANG Lindong，WU Ning，WEN Bin
（Locomotive＆Car Research Institute，China Academy of Railway Sciences，Beijing 100081，China）

U266.2.8

A

10.3969／j.issn.1008－7842.2016.06.09

1008－7842（2016）06－0035－04

6—）男，工程師（

2016－07－18）