蘇健 付陽陽

摘 要 “復(fù)興號(hào)”標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)是高速動(dòng)車組九大關(guān)鍵技術(shù)之一，制動(dòng)系統(tǒng)的好壞直接關(guān)系到列車的安全運(yùn)行，而制動(dòng)系統(tǒng)的組成通常包括空氣壓縮機(jī)、風(fēng)缸、制動(dòng)管路及各種閥件，所以列車制動(dòng)系統(tǒng)組裝就是將這些單一部件組裝在一起，使其成為一個(gè)有機(jī)整體，然后通過制動(dòng)原理的控制，實(shí)現(xiàn)列車的制動(dòng)及緩解功能，目前動(dòng)車組采用的制動(dòng)方式多為電空制動(dòng)，也就是俗稱的電制動(dòng)和空氣制動(dòng)集成，這就不難看出在制動(dòng)系統(tǒng)中要有對(duì)高壓空氣的控制，而涉及高壓空氣在整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)中流動(dòng)就不允許整個(gè)系統(tǒng)存在泄漏，這也是本課題研究的對(duì)象，怎樣利用數(shù)字化控制解決制動(dòng)系統(tǒng)氣密性試驗(yàn)的泄漏問題，我們通過研究一種供風(fēng)試驗(yàn)裝置，通過該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)氣密性試驗(yàn)的精準(zhǔn)控制。

關(guān)鍵詞 制動(dòng);氣密性;泄漏量;數(shù)字化

“復(fù)興號(hào)”標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組是我國自主研發(fā)的高速列車，而高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)是直接關(guān)系列車能不能停下來的關(guān)鍵，因?yàn)榱熊噭?dòng)不了沒什么，但要是停不下來就可能造成車毀人亡的重大事故發(fā)生，所以我國在列車生產(chǎn)過程中為了安全起見，采用了沖風(fēng)緩解，排風(fēng)制動(dòng)的原理，因此我們?cè)谶M(jìn)行動(dòng)車組組裝過程中要保證各制動(dòng)系統(tǒng)部件在組裝過程中不能出現(xiàn)泄漏[1]。

高速動(dòng)車組的制動(dòng)能量和速度的平方成正比，傳統(tǒng)的純空氣制動(dòng)已不能滿足需要，因此必須采用能提供強(qiáng)大制動(dòng)力并能更好利用黏著的復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)時(shí)電制動(dòng)與空氣制動(dòng)聯(lián)合作用，且以電制動(dòng)為主。雖然電制動(dòng)可以提供強(qiáng)大的制動(dòng)力，但目前空氣制動(dòng)對(duì)于高速動(dòng)車組來說仍然不可或缺，這是因?yàn)椋褐绷麟姍C(jī)的制動(dòng)力隨著列車速度的降低而減小，如不采取其他制動(dòng)方式，列車就不能完全的停下來，所以如果能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的列車制動(dòng)就需要復(fù)合制動(dòng)方式。復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)通常由電制動(dòng)系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)、防滑裝置、制動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。

我國鐵路上習(xí)慣于把壓力空氣簡稱為 “風(fēng)”，把空氣制動(dòng)機(jī)簡稱為“風(fēng)閘”。依此類推風(fēng)缸、風(fēng)泵、風(fēng)管、風(fēng)壓、風(fēng)表等名稱均由此而來。制動(dòng)系統(tǒng)組裝主要就是將風(fēng)泵、風(fēng)缸、風(fēng)表及用風(fēng)設(shè)備通過風(fēng)管連接起來，形成一個(gè)密封的整體，而高速動(dòng)車組對(duì)車輛制動(dòng)系統(tǒng)的氣密性要求更加嚴(yán)格，通常作用風(fēng)壓0.5Kpa，保壓5min內(nèi)泄漏量不得超過0.01Kpa，但是一系列新的問題產(chǎn)生了：怎樣精準(zhǔn)控制供風(fēng)壓力？怎樣精準(zhǔn)判斷制動(dòng)系統(tǒng)的管路泄漏量？當(dāng)出現(xiàn)泄漏后，怎樣更加高效的查找出泄漏點(diǎn)？為此，我們研究了一套數(shù)字化控制氣密性試驗(yàn)的裝置[2]。

該裝置主要由軟件控制部分、氣動(dòng)控制部分和機(jī)械連接部分三部分組成，實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字化控制到氣動(dòng)系統(tǒng)作用再到與高速動(dòng)車組作用三個(gè)階段的整體作用。對(duì)于軟件控制部分，裝置采用了PLC控制，利用PLC程序的順序控制原理，依次實(shí)現(xiàn)氣密性試驗(yàn)整個(gè)過程的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)，同時(shí)配上壓力變送器，可以將密封空間內(nèi)部的壓力變化輸入到PLC，然后通過PLC判斷后再實(shí)現(xiàn)必要的功能控制，同時(shí)軟件部分還配備了HMI（人工界面）系統(tǒng)，并將HMI和PLC實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互，通過PLC設(shè)置的信號(hào)，能夠從HMI系統(tǒng)中實(shí)時(shí)反饋出來，同時(shí)還能夠在HMI系統(tǒng)工業(yè)觸摸屏中設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)要求，將這些參數(shù)反饋到PLC系統(tǒng)中，當(dāng)達(dá)到參數(shù)值后才能進(jìn)行PLC的順序運(yùn)行，另外，在軟件部分的設(shè)計(jì)過程中還可以根據(jù)車型變化設(shè)定不同的供風(fēng)壓力，當(dāng)連接系統(tǒng)達(dá)到此種壓力后能夠自動(dòng)切斷供風(fēng)風(fēng)源，進(jìn)入壓力保持階段，然后根據(jù)工藝要求的泄漏量，在軟件部分中設(shè)定泄露值，當(dāng)達(dá)到此泄漏值時(shí)會(huì)觸發(fā)聲光報(bào)警器，給試驗(yàn)人員提示;對(duì)于氣動(dòng)控制部分，我們綜合考慮制動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜性，然后根據(jù)管路的性質(zhì)分為總風(fēng)管路、列車管路、廢排供風(fēng)管路、撒沙管路和空簧管路幾部分，這樣就能夠通過制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的截?cái)嚅y使整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)分為上述的幾部分，將整體分割成局部，在氣動(dòng)部分的設(shè)計(jì)階段，我們從氣源分配閥開始將風(fēng)源分配成幾個(gè)獨(dú)立的供風(fēng)管系，然后每條管系上配備風(fēng)源通斷電磁閥、壓力變送器、壓力表、快插接頭和連接管路，然后外部配備機(jī)械式截?cái)嗳T和連接接頭，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)裝置從外部風(fēng)源引進(jìn)到給列車供風(fēng)的管路連接，同時(shí)如果需要限制風(fēng)壓還可以在單獨(dú)管系上配備減壓閥，如果需要增加系統(tǒng)的供風(fēng)壓力，可以在單獨(dú)管系上配備增壓泵，這樣就能實(shí)現(xiàn)裝置無論是高壓還是低壓都能使用，增強(qiáng)了裝置的通用性，對(duì)于不同車型都有通用性;對(duì)于機(jī)械連接部分，主要起支撐裝置部件的安裝，用于使各氣動(dòng)元件和電氣元件固定連接，保證裝置的連接可靠，同時(shí)我們?yōu)榱吮阌谘b置的移動(dòng)，還設(shè)計(jì)成一種移動(dòng)車型結(jié)構(gòu)，能夠便于操作員工方便的移動(dòng)工裝，實(shí)現(xiàn)裝置的簡單可靠[3]。

綜上所述，我們研究的此項(xiàng)裝置可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)源不同供風(fēng)壓力的控制，可以實(shí)現(xiàn)通過數(shù)值輸入，參數(shù)變化完成系統(tǒng)的運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)泄漏點(diǎn)精準(zhǔn)的數(shù)值控制，兼具有聲光報(bào)警功能，同時(shí)此種裝置還使得整個(gè)系統(tǒng)分成若干部分，當(dāng)某部分出現(xiàn)泄漏后只需要對(duì)此部位進(jìn)行泄漏點(diǎn)查找，減小了檢查面積，提高了作業(yè)效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 程迪.列車制動(dòng)系統(tǒng)[M].鄭州：鄭州大學(xué)出版社，2006：75.

[2] 豈興明.PLC與觸摸屏從入門到精通[M].北京：人民郵電出版社， 2019：104.

[3] 應(yīng)云飛.城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2016：50.

作者簡介

蘇?。?969-），男，河北唐山人;學(xué)歷：本科，高級(jí)技師，現(xiàn)就職單位：中車唐山機(jī)車車輛有限公司，研究方向：高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)。