全洪躍 劉文軍 朱 宇

(南車眉山車輛有限公司 四川 眉山 620010)

長大型養(yǎng)路機械車制動系統(tǒng)設計

全洪躍 劉文軍 朱 宇

(南車眉山車輛有限公司 四川 眉山 620010)

對雙管重聯(lián)和單管重聯(lián)2種雙制動機系統(tǒng)方案進行對比研究，通過理論分析和1∶1模擬試驗，表明2種方案均能完成單制動機系統(tǒng)的全部功能，且提高制動響應速度效果明顯；單管重聯(lián)雙制動機系統(tǒng)具有更好的故障導向安全性。

長大型養(yǎng)路機械車；雙制動機；單管重聯(lián)；雙管重聯(lián)

現有大型養(yǎng)路機械車(以下簡稱機械車)制動系統(tǒng)由安裝在兩端司機室的2套制動控制器和1套YZ-1G型制動機組成，系統(tǒng)方框圖如圖1所示?？諝庵苿又噶顐鬟f到制動缸的距離基本與車長相當，有的機械車由于中間部分為作業(yè)區(qū)，制動機不能安裝在正中，這就會造成其中一端司機室制動控制器產生的空氣制動指令傳遞到制動缸的距離更長，可能超過車長，車輛越長，則制動響應越慢[1]。當機械車長度超過40m時，單獨制動閥(以下簡稱小閘)上閘時間超過8s，自動制動閥(以下簡稱大閘)響應時間更長，該制動響應時間雖然符合DWL-48搗固穩(wěn)定車(長度超過40m)制動系統(tǒng)的技術條件要求，但明顯大于普通機械車制動系統(tǒng)規(guī)定時間，這會導致機械車安全性能降低。因此，研制了雙制動機系統(tǒng)以提高超長機械車的制動響應時間。

圖1 單制動機系統(tǒng)方框圖

1 方案設計

1.1 方案要求

機械車制動系統(tǒng)由2套YZ-1GK型制動控制器和2套YZ-1G型制動機組成(見圖2)。其中，YZ-1G型制動機由遮斷閥、中繼閥、均衡風缸、分配閥、緊急閥、氣控閥和氣動集成等部件組成；YZ-1GK型制動控制器安裝在司機室，由大閘、小閘、單緩按鈕、主/補機轉換開關等部件組成。

2套YZ-1G型制動機分別安裝于靠近司機室的位置，操作端的制動機置于主機位，非操作端的制動機置于補機位。操作端大、小閘發(fā)出空氣制動指令，可以在很短的時間內到達操作端制動機，然后到達最近的制動缸。再利用通用機車雙機重聯(lián)原理，由制動缸分出1條通路，到達非操作端的制動機作用管，直接控制非操作端制動機。

圖2 雙制動機系統(tǒng)方框圖

基于雙制動機的長大型養(yǎng)路機械車制動系統(tǒng)應滿足以下要求：

(1)具有原單制動機系統(tǒng)的所有功能，可完成自動制動、單獨制動及無火回送功能，各項性能參數符合TB2056―2007《電力機車制動機技術條件》等相關標準要求；

(2)在單獨制動和自動制動時，制動缸制動和緩解時間相較《DWL-48連續(xù)走行搗固穩(wěn)定車制動系統(tǒng)技術條件》規(guī)定的最高限應提高30%以上。

1.2 雙管重聯(lián)方案

該方案由2套YZ-1GK型制動控制器和2套YZ-1G型制動機組成，采用雙管重聯(lián)，需增加4個二位三通氣控閥及2個球閥。

雙管重聯(lián)雙制動機系統(tǒng)結構及原理如圖3所示，其中，與1號YZ-1G型制動機相連端為主機位，與2號YZ-1G型制動機相連端為補機位。

圖3 雙管重聯(lián)雙制動機系統(tǒng)原理圖

2套YZ-1G型制動機安裝于靠近司機室的位置，將制動缸管通過二位三通閥與另一臺制動機的作用管相連接，即將二位三通閥(2)的接口1與制動缸管相連，接口2通過重聯(lián)管與另一臺制動機的二位三通閥(3)的接口3相連。二位三通閥(3)的接口1接YZ-1GK型制動控制器的小閘作用管，接口2接Y1-1G型制動機(2)的作用管，二位三通閥(2)、(3)的控制口4分別與YZ-1G型制動機(1)、(2)的遮斷管相連；二位三通閥(1)、(4)的連接與二位三通閥(2)、(3)相同。2個球閥分別連接在兩端的作用管與單緩管之間。換端時，大閘置于運轉位，小閘置于緩解位。

當本車作為機車，牽引其他車輛運行時，操作主機端大閘，可通過均衡風缸壓力控制列車管充氣和排氣，從而控制列車分配閥的常用制動和緩解；當列車管排氣速率超過一定值，列車管通過緊急閥產生緊急排風作用，制動缸壓力快速上升，并具有增壓功能，緊急制動時，制動缸最大壓力可根據緊急制動距離進行調整；按下主機端單緩按鈕，可單獨緩解機車的壓力。操作時，主機端球閥(1)應置于關閉位，輔機端球閥(2)應置于開放位。開放球閥(2)是為了保證在主機端操作單緩時，補機端制動缸壓力也能單緩。造成此現象是因為補機端制動缸壓力部分來自于其分配閥控制的容積室，無法通過作用管緩解。

當本車單獨運行時，操作小閘，通過作用管控制分配閥均衡部給制動缸充氣和排氣，具有單獨制動功能。當本車作為無動力車輛時，可連掛在其他列車后，此時應關閉球閥(1)、(2)。

1.3 單管重聯(lián)方案

該方案由2套YZ-1GK型制動控制器和2套YZ-1G型制動機組成，系統(tǒng)采用單重聯(lián)管，需增加2個二位五通氣控閥、1個放氣閥及2個球閥。

單管重聯(lián)雙制動機系統(tǒng)結構如圖4所示，其中，與1號YZ-1G型制動機相連端為主機位，與2號YZ-1G型制動機相連端為補機位。

圖4 單管重聯(lián)雙制動機系統(tǒng)原理圖

2套YZ-1G型制動機安裝于靠近司機室的位置，將制動缸管通過二位五通閥、重聯(lián)管與另一端制動機的二位五通閥相連接，即將二位五通閥(1)的接口1與制動缸管相連，接口2與Y1-1G(1)制動機的作用管相連，接口4與YZ-1GK型制動控制器的小閘作用管相連，接口5通過重聯(lián)管與另一端制動機的二位五通閥(2)的接口5相連。控制接口6與YZ-1G型制動機的遮斷管相連。二位五通閥(2)的連接與二位五通閥(1)相同。2個球閥分別連接在兩端的作用管與單緩管之間，1個排氣閥接在重聯(lián)管上。換端時，大閘置于運轉位，小閘置于保壓位。

該方案在自動制動、單獨制動及無火回送時作用原理與雙管重聯(lián)時類似。

1.4 單/雙管重聯(lián)方案比較分析

雙管重聯(lián)方案在進行主機/補機位換端操作時，可能出現制動缸壓力不能保持現象，這種現象發(fā)生在操作小閘進行單獨制動時：換端時，主機位切換為補機位，其制動缸壓力將通過作用管、重聯(lián)管從另一端的二位三通閥直接排入大氣，這使得坡道停車換端后，需要立即操作小閘制動，存在一定的安全隱患。

采用單管重聯(lián)方案進行換端操作時，制動壓力空氣不會通過二位五通閥排入大氣，制動缸可以保壓。在無火回送時，應注意開放重聯(lián)管上的排氣閥，因為通過操作小閘制動而產生的作用管壓力空氣不能通過控制列車管從分配閥均衡部緩解，此時球閥(1)、(2)均應關閉。

綜上所述，單/雙管重聯(lián)方案均滿足機械車制動需求，雖然單管重聯(lián)方案在無火回送時需增加開放排氣閥操作，但在單獨制動換端時的故障導向安全性更好。

2 試驗驗證

通過搭建1∶1模擬40m車長的雙YZ-1G型制動機系統(tǒng)，對單/雙管重聯(lián)方案進行試驗，雙制動機系統(tǒng)調試現場如圖5所示，數據如表1所示。

圖5 雙制動機系統(tǒng)調試現場

表1 單/雙管重聯(lián)雙制動機試驗數據 /s

試驗證明：單/雙管重聯(lián)雙制動機系統(tǒng)均能完成自動制動、單獨制動及無火回送功能，制動響應速度相較《DWL-48連續(xù)走行搗固穩(wěn)定車制動系統(tǒng)技術條件》規(guī)定的最高限提高30%～40%左右。

3 結束語

(1)雙制動機聯(lián)合控制系統(tǒng)具有原單制動機系統(tǒng)的全部功能，前后制動機協(xié)調一致，符合機械車制動相關技術要求。

(2)單管重聯(lián)和雙管重聯(lián)雙制動系統(tǒng)在單獨制動和自動制動時，制動缸制動和緩解時間大大小于相應車型技術條件規(guī)定的最高限，提高機械車制動系統(tǒng)響應速度的效果明顯。

(3)單管重聯(lián)雙制動機系統(tǒng)相對雙管重聯(lián)雙制動機系統(tǒng)具有更好的故障導向安全性。

(4)建議在長度超過40m的機械車上采用單管重聯(lián)雙YZ-1G型制動機聯(lián)合控制系統(tǒng)。

[1] 劉豫湘.DK-1型電空制動機與電力機車空氣管路系統(tǒng)[M].北京：中國鐵道出版社，2002.□

(編輯：繆 媚)

2095-5251(2016)01-0004-03

2014-01-15

作者信息：全洪躍(1985-)，男，碩士研究生學歷，工程師，主要從事產品設計工作。

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