CR200J型動力集中動車組停放制動控制系統(tǒng)

1、PAGE PAGE - 7 -CR200J型動力集中動車組停放制動控制系統(tǒng)舒暢冷波黎丹周先亮摘要文章介紹CR200J型動力集中動車組停放制動控制系統(tǒng)的特點，基于既有機車、車輛電氣系統(tǒng)的一體化設計，闡述系統(tǒng)組成、氣路原理、電氣原理、控制方法、故障應急處置方法，以及設計優(yōu)化建議。關(guān)鍵詞動力集中動車組;停放制動;控制中圖分類號U266文獻標志碼A文章編號20956487（2022）030003ControlSystemofParkingBrakeofCR200JPowerCentralizedEMU/DMUShuChang，LengBo，LiDan，ZhouXian-liangAbstractThi

2、spaperpresentsthecharacteristicsofcontrolsystemofparkingbrakeonCR200JPowerCentralizedEMU：integrateddesignbasedonexistingelectricalsystemoflocomotivesandvehicles.Expoundsindetailitscomposition，principleofpneumaticandelectrical，controlmethods，troubleshooting，aswellasdesignoptimizationrecommendation.Ke

3、ywordspowercentralizedEMU/DMU;parkingbrake;control1概述隨著綜合國力的提升與軌道交通技術(shù)的發(fā)展，為改善人們的出行質(zhì)量，CR200J型動力集中動車組（以下簡稱“動車組”）作為既有普速客運的迭代產(chǎn)品應運而生。停放制動是動車組“無電、無風”時可靠制動的主要手段。動車組停放制動控制系統(tǒng)采用“一體化”設計，取消了車輛的手制動裝置1-2、全列停放制動采用盤式停放制動器與電空控制方式，可實現(xiàn)停放制動的全列同步控制管理，提升了動車組停放制動的自動化、安全性與可用性。本文以“動力車+拖車+控制車”編組為示例，對系統(tǒng)組成及功能、故障應急處置、設計優(yōu)化建議進行介紹。

4、2系統(tǒng)組成如圖1所示，動車組停放制動控制系統(tǒng)由4部分組成。停放制動控制電路負責輸出停放制動施加/緩解控制指令;停放制動管路系統(tǒng)響應停放制動施加/緩解控制指令，輸出停放管壓力;停放制動安全環(huán)路（以下簡稱“停放環(huán)”）響應停放管壓力變化，反映動車組停放制動施加、緩解總體狀態(tài);停放制動管理系統(tǒng)監(jiān)測與顯示動車組停放制動各狀態(tài)，并觸發(fā)相應邏輯動作，如圖1所示。2.1停放環(huán)停放環(huán)為貫穿全列動車組的硬線電路，任意車停放制動施加都將觸發(fā)停放環(huán)動作;所有車停放制動緩解后，停放環(huán)恢復。如圖2所示，各車停放環(huán)電路相互并聯(lián)。通過壓力開關(guān)KP、繼電器KM41與旁路開關(guān)S，各車獨立控制停放環(huán)。繼電器KM31與KM32用于反

5、饋停放環(huán)動作狀態(tài)給列車控制和管理系統(tǒng)（以下簡稱TCMS）。各車設置停放環(huán)旁路開關(guān)S，用于屏蔽本車對停放環(huán)的影響。2.2停放制動控制電路停放制動控制電路為貫穿全列動車組的硬線電路，同步控制各車停放電磁閥。如圖3所示，停放制動施加/緩解指令由動力車或控制車發(fā)出，直接控制動力車的停放電磁閥1YV，經(jīng)繼電器KM11KM14或KM21KM24中轉(zhuǎn)后控制拖車/控制車的停放電磁閥2YV/3YV。動力車與控制車的停放制動施加/緩解指令源一致。停放制動施加指令源有：按下了停放施加手動按鈕;零速工況且電鑰匙占用信號丟失，由TCMS輸出;控制電源斷電，由延時繼電器輸出3。停放制動緩解指令源為停放緩解手動按鈕。TCM

6、S還監(jiān)測指令的輸出，作為停放環(huán)是否異常動作的判據(jù)。2.3停放制動管路系統(tǒng)停放制動管路系統(tǒng)響應停放制動施加/緩解控制指令，控制停放管壓力，驅(qū)動停放制動器動作，反饋停放制動狀態(tài);必要時，還可通過停放塞門隔離停放管。主要部件組成如圖4所示，采用既有成熟技術(shù)，本文不再贅述。3停放制動管理系統(tǒng)TCMS與客車行車安全監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱TCDS）監(jiān)測動車組的停放環(huán)動作狀態(tài)、停放制動施加/緩解狀態(tài)、停放環(huán)旁路（旁路開關(guān)）狀態(tài)、停放制動隔離（停放塞門）狀態(tài)，TCMS觸發(fā)相應保護邏輯4與顯示邏輯5。系統(tǒng)主要部件組成如圖5所示。3.1停放環(huán)動作狀態(tài)管理TCMS根據(jù)停放環(huán)繼電器KM31與KM32的反饋判斷停放環(huán)狀態(tài)。

7、繼電器KM31與KM32還分別控制指示燈E1與E2的亮滅，停放環(huán)動作時指示燈點亮，用于提示司機。若任意繼電器KM31或KM32反饋停放環(huán)動作，則TCMS判斷停放環(huán)動作，并在顯示屏上顯示“停放環(huán)動作”圖標。若停放環(huán)動作狀態(tài)與停放制動施加/緩解指令相矛盾（無停放施加指令、但停放環(huán)變?yōu)閯幼鳡顟B(tài)，或有停放緩解指令、但停放環(huán)仍為動作狀態(tài)），則TCMS判斷停放環(huán)異常動作，并在顯示屏上彈窗報警“停放環(huán)動作”。若停放環(huán)動作，則TCMS觸發(fā)列車級牽引封鎖;若車速不為零，則TCMS還將觸發(fā)懲罰制動至停車。3.2各車停放制動施加/緩解狀態(tài)管理TCMS與TCDS分別根據(jù)壓力開關(guān)1KP與壓力傳感器BP的反饋判斷動力車與

8、拖車/控制車的停放制動施加/緩解狀態(tài)。若任意動力車停放制動施加，則TCMS觸發(fā)列車級牽引封鎖，并顯示“動力車停放施加”圖標;若車速不為零，則TCMS還將觸發(fā)懲罰制動至停車。若所有動力車停放制動緩解，則顯示“動力車停放緩解”圖標。顯示屏還顯示各車停放制動施加/緩解狀態(tài)。3.3各車停放環(huán)旁路狀態(tài)與停放隔離狀態(tài)管理TCMS與TCDS分別根據(jù)停放環(huán)旁路開關(guān)與停放塞門的反饋判斷停放環(huán)旁路狀態(tài)與停放隔離狀態(tài)。若任意動力車停放塞門位于“關(guān)閉位”，則：（1）TCMS觸發(fā)列車級牽引封鎖，并在顯示屏上彈窗報警，通知司機機械緩解該動力車停放制動器、旁路該動力車停放環(huán)。該動力車停放環(huán)旁路開關(guān)位于“旁路位”后，牽引封鎖

9、與報警彈窗方可被解除。（2）不采信該動力車壓力開關(guān)1KP的觸點反饋。當且僅當所有動力車停放制動隔離，才顯示“動力車停放隔離”圖標，此時不再顯示“動力車停放施加/緩解”圖標。顯示屏還顯示各車停放環(huán)旁路狀態(tài)與停放隔離狀態(tài)，停放隔離狀態(tài)顯示將覆蓋停放施加/緩解狀態(tài)顯示。4故障應急處置故障應急處置主要包含兩方面內(nèi)容：停放制動故障的判斷、定位及應急處置;無停放制動故障的動車組被救援時的停放制動應急處置。圖6是針對典型停放制動單點故障的判斷、定位及維持運行方法進行的歸納與總結(jié)。無停放制動故障的動車組被救援時，對停放制動的應急處置方法主要取決于動車組停放制動狀態(tài)能否被監(jiān)控與顯示。若不能，則須采取機械緩解停放

10、制動器的方法以確保其處于緩解狀態(tài)，此方法的弊端在于須到車外逐車機械緩解停放制動器，作業(yè)耗時較長、作業(yè)環(huán)境較復雜，優(yōu)勢在于能“一勞永逸”地緩解停放制動;若能，則采取先輸出動車組停放制動緩解指令、再斷開停放制動施加電源開關(guān)的方法，此方法的弊端在于須人為通過顯示屏實時監(jiān)控動車組停放狀態(tài)，以及若救援過程中發(fā)生停放制動故障，則還須機械緩解動車組停放制動器，優(yōu)勢在于作業(yè)耗時較短、無需車外作業(yè)。5設計優(yōu)化建議既有的設計中，繼電器KM41與壓力開關(guān)2KP/3KP的狀態(tài)未反饋給TCMS，其故障可能導致停放環(huán)異常動作而無法通過顯示屏定位故障車，須通過停放旁路開關(guān)逐車排查（圖6），操作較繁復、作業(yè)時間較長。故提出了

11、設計優(yōu)化建議如下。5.1停放環(huán)與停放制動管理系統(tǒng)優(yōu)化鑒于TCMS已經(jīng)對動力車壓力開關(guān)1KP狀態(tài)進行了管理，故建議將動力車移出停放環(huán)，如圖7所示。對比圖2的主要改動為取消繼電器KM41與旁路開關(guān)S1。鑒于是壓力開關(guān)2KP/3KP直接控制停放環(huán)，故建議將其納入管理，如圖8所示。對比圖5的主要改動為壓力開關(guān)2KP/3KP替代壓力傳感器1BP/2BP。5.2停放制動管路系統(tǒng)優(yōu)化基于圖8的優(yōu)化，可取消壓力傳感器1BP、2BP。同時，與拖車/控制車設計保持一致，動力車的壓力開關(guān)1KP移至停放塞門31下游，采集真實停放管壓力。5.3優(yōu)化后的停放制動單點故障應急處置基于上述優(yōu)化，避免了無法通過顯示屏定位故障車

12、的情況，停放制動單點故障應急處置大為簡化，如圖9所示。6結(jié)束語本文所述的停放制動控制系統(tǒng)在國內(nèi)動力集中動車組上可謂首創(chuàng)，相較以往手制動，引入了電空控制與微機管理，極大地簡化了人工操作、提升了可用性與安全性。它一方面汲取了電力機車停放制動系統(tǒng)的經(jīng)驗;另一方面，為適應動力集中動車組的技術(shù)特點（例如車輛無中央控制單元），進行了針對性設計（例如并聯(lián)式的停放環(huán)）。本設計同時還應用在高原雙源與“瀾滄號”動力集中動車組上，至今運用穩(wěn)定。后續(xù)動力集中動車組的設計中，可借鑒本文所述的設計優(yōu)化建議，亦須結(jié)合動力集中動車組的特點進一步研究能簡化運用操作的設計。參考文獻1龐魏，孫建，岳文志，王樂雨.時速160km動力集中電動車組拖車停放制動設計J.軌道交通裝備與技術(shù)，2022（2）：24-2