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CRH2型动车组制动系统分析


CRH2 型动车组制动系统分析
自从 1825 年世界上第一条铁路建成并通车开始,铁路逐渐成为 了交通运输中的重要运输方式之一。快速、可靠、舒适、经济和环保 是铁路在与其他运输方式的竞争中取胜的先决条件, 许多国家都在通 过新建或改建既有线发展高速铁路。国际上一般认为,高速铁路动车 组是最高运行时速在 200 公里以上的铁路运输系统。 所谓动车组就是由若干动力车和拖车或

全部由动力车长期固定 连挂在一起组成的车组。 高速动车组的牵引动力配置基本上有两种型 式,即集中配置型和分散配置型。传统的机车牵引形式就是牵引动力 集中配置,列车由一台或几台机车集中于一端牵引。由于机车总功率 受到限制,难以满足进一步提高速度的要求。动车组编组中的车辆全 部为动力车,或大部分为动力车,即牵引动力分散配置。由于动车组 可以根据某条线路的客流量变化进行灵活编组, 可以实现高密度小编 组发车以及具有安全性能好、运量大、往返不需掉转车头、污染小、 节能、 自带动力等优点, 受到国内外市场的青睐, 应用也越来越广泛, 被称为铁路旅客运输的生力军 第六次铁路大提速,以“和谐号”为代表的高速动车组,如梭箭 般穿行于大江南北,将中国铁路带入高速时代,我国既有线路列车运 行速度也一举达到世界先进水平, 铁路运输事业呈现飞速发展全新局 面,高速动车组以其安全,准时,快速,舒适,节能,环保,等诸多 优点,高速动车组是在现代科学技术的基础上发展起来,同时也带动 并促进了科学技术发展,高速动车组有别于现在运用的内燃,电力机

车。其区别在于动车组各部件大量运用高新技术,特别是在转向架结 构,车体轻量化,列车动力分配,电传动控制技术,列车信息网络及 制动系统都具有各自的高科技含量。 高速动车组制动系统具有先进科 技技术,其中以 CRH2 型动车组最为出名。 CRH2 型高速动车组制动系统采用电气指令是微机控制直通式电 控制动,制动指令的接收,处理和电气制动与空气制动协调配合等, 一般都是有微机来完成, 动车组各车辆上的制动控制装臵由制动控制 单元,EP 阀,中继阀,空重调整阀,紧急制动电磁阀等组成,载荷 调压装臵直接来自空气簧空气压力, 空气弹簧压力通过传感器转化为 与车重相应的电信号, 制动控制单元根据制动指令及车重信号计算出 所需的制动力,并向电气制动控制装臵发出制动信号,电气制动控制 装臵控制电气制动产生作用, 并将实际制动力的等值信号反馈到制动 控制器,制动控制器进行计算,并把与计算结果相应的电信号送到中 继阀,中继阀进行流量放大后,使制动缸获得相应的压力,拖车常用 制动时,制动控制装臵的动作过程与动车的基本相同,但是因为没有 电气制动,所有不必进行电气制动与空气制动的协调,所需制动力全 部通过 EP 阀转化为相应的空气压力信号,然后由中继阀使制动缸产 生相应的制动力。

一国外动车组及 CRH2 型动车组的发展历史 1 国外动车组发展状况 世界高速铁路动车组技术最发达的国家有 3 个:德国、日本和法

国。各国使用动车的比重以日本为最大,占 87%;荷兰、英国次之, 分别占 83%和 61%;法国、德国又次之,分别占 22%和 12%。 德国铁路自 20 世纪 80 年代起开始发展 250km/h 以上的高速客 运列车。1985 年,Siemens 公司与 Adtranz 公司联合开发的高速动 车组 ICEN 开始投入运行,设计最高速度为 350km/h,并在试运行阶 段创下了 406.9km/h 的德国最高试验速度记录。 日本高速列车全部采用电动车组的形式。从 1964 年 10 月 1 日 起至今,日本的高速列车已走过了 40 年的发展历史,从 0 系高速列 车开始,相继研制开发了 loo 系、100N 系、200 系、E1 系、400 系、 300 系、500 系、E2 系和 700 系等高速列车。 从法国第一条高速铁路 TGV 东南线全线通车至今已有 20 多年了, 这一期间,法国高速铁路获得了前所未有的飞跃发展,1999 年已拥 有高速铁路新线 1280km,2001 年地中海高速线开通。法国高速铁路 新线里程已达 1576km ,高速列车 TGV 可以提供服务的路网范围达 5900km 2 简介我国 CRH2 型动车组及发展 CRH2 型动车组以 E2-1000 型动车组为原型车,通过全面引进设 计制造技术,由四方股份公司在国内制造生产。CRH2 型动车组是我 局最早开行的动车组,全局目前配臵已达 24 组。主要开行方向为上 海至北京、上海至南京。 CRH2 型电力动车组,是中华人民共和国铁道部为进行中国铁路 第六次大提速及营运新建的高速城际铁路及客运专线, 向日本川崎重

工及中国南车集团四方机车车辆股份有限公司订购的 CRH 系列高速 动车组车款之一。中国铁道部将所有引进国外技术、联合设计生产的 中国铁路高速(CRH)车辆均命名为“和谐号” 。CRH2 系列为动力分 布式、交流传动的电力动车组,采用了铝合金空心型材车体。 CRH2 型是以日本新干线的 E2 系 1000 番台为基础,也是继台湾 高铁的 700T 型后,第二款自日本出口的新干线列车。中方最初向拥 有 700 系及 800 系技术的日本车辆制造(日车)及日立制作所洽商, 但日车及日立均表明拒绝向中国进行技术转移。 其后中方改向与四方 有合作的川崎招手,当时川崎的销售业绩并未如预期理想,便出售 3 组 E2-1000 系及其车辆技术予中国,以改善业绩。川崎向中国出售新 干线技术最初仍被东日本旅客铁道(JR 东日本) 、日车及日立反对, 后经一轮谈判,川崎在得到众日本公司不反对亦不赞成的情况下,出 售 E2-1000 系车辆及技术予中国。 中国以引进国外先进技术并吸收 的方式, 南车青岛四方机车车辆股份有限公司由在国内生产实现国产 化,并以此为基础实现自主创新。 3.CRH2 型动车组的主要类型 A CRH2A 的基本情况分析 CRH2A 2004 年 8 月, 铁道部展开为用于中国铁路第六次大提速、 时速 200 公里级别的第一轮高速动车组技术引进招标, 日本的川崎重 工、三菱商事、三菱电机、日立制作所、伊藤忠商事、丸红六家企业 组成“日本企业联合体” ,和中国中国南车集团四方机车车辆股份有 限公司联合投标并成功中标, 2004 年 10 月 20 日,川崎重工代表“日

本企业联合体”与中国铁道部在北京签订出口铁路车辆、转让技术的 合同[1] ,总价值 93 亿元人民币,订单中首批 60 列时速 200 公里级 别动车组随后被正式定型为 CRH2A(CRH2-001A ~ CRH2-060A) 。 CRH2A 的编组方式是 4 节动车配 4 节拖车 (4M4T) ,每 4 节为一个单 元,牵引功率为 4800 千瓦, 最高营运时速为 250 公里,标称时速 200 公里, 列车装有两副受电弓。列车设有一等座车、二等座 车和二等 座车/餐车,其中一等座及二等座座椅均可旋转。CRH2A 可两组重联 运行。CRH2A 基本上与日本的原型车 E2 系相同,并使用与 E2 系相同 的 牵引电动机,但也按照中国国情及铁路标准而作出适当的改动, 包括安装采用德国斯特曼公司(Stemmann-Technik)技术的 DSA250 型受电弓(日本的 E2-1000 使用 PS207 型) ,以适应高变化的沿线接 触网。在驾拖车顶部均装有多种信号天线,这也是日本本土的同型车 所没有的。 CRH2A 型动车组获 2007 年度全国铁路科学技术奖一等奖。[7] CRH2-010A 为配属铁道部的综合检测列车之一,安装了 ATP、信号参 数、无线场强、弓网关系、轨道几何形态、动力学及加速度检测的设 备和线路监视系统[8], 主要负责时速 200—250 公里级的新建高速铁 路和既有提速干线的轨道几何状态、动力学、接触网、信号、ATP、 无线通信、线路环境等,进行了每月三次的周期性检测,平均每月检 测约 4.5 万公里, 其检测结果及时发送到铁道部主管部门和相关铁路 局维修部门。 B CRH2B 的基本情况分析

CRH2B 2007 年,四方机车车辆股份有限公司获得铁道部 10 列 CRH2B 型 16 节长大编组动车组新订单,合同总值约 30 亿元人民币, 编号为 CRH2-111B ~ CRH2-120B。CRH2B 在 CRH2A 基础上扩编至 16 节,并加装了半主动减震器、车端耦合减振(车端阻尼器) 、头车两 侧车灯,也改进了空调的通风系统。设有 3 节一等座车、12 节二等 座车和 1 节餐车,其中一等座及二等座座椅均可旋转,全列车定员增 加至 1230 人,并在车厢内加装了电视屏幕影视系统。编组方式是 8 节动车配 8 节拖车(8M8T) ,每 4 节为一个单元,牵引功率为 9600 千 瓦,最高营运时速为 250 公里,标称时速 200 公里。列车装有四副 DSA250 型受电弓。CRH2B 型长大编组动车组取消了重联控制系统,因 此无法两车重联运行。 首列 CRH2B(CRH2-111B)于 2008 年 6 月 29 日下线。[9][10]并于 2008 年 8 月 1 日起正式投入合宁铁路运营 [11] 。 现时 10 组 CRH2B 全部配属上海铁路局 C、 CRH2C(CRH2-300) 2005 年 6 月至 9 月,铁道部展开时速 300 公里级别的第二轮高 速动车组招标, 这一次招标形式与第一次时速 200 公里级别动车组招 标明显不同, 当时的情况是中国大陆刚刚发生了广泛的反日示威活动, 为 避免引起反日情绪, 铁道部和其代理中技国际招标公司并未发布招标 公告,而是采用了“竞争性谈判” (政府采购方式的一种,即小范围 内地展开报价和谈判)的方式;铁道部更一度否认与日本进行订购谈 判,南车四方与日本川崎重工也没有公开明确表态。结果继德国西门

子及唐山轨道客车联合中标后,中国四方机车车辆股份有限公司和 “日本企业联合体”再次联合成功中标。并获得 60 列 CRH2C 型 (CRH2-300)动车组的订单,其中包括了 CRH2C 第一阶段和 CRH2C 第 二阶段,合同金额总值 95 亿元人民币。 1. (CRH2-300)第一阶段 (CRH2-300) 第一阶段共有 30 列, 编号 CRH2-061C~CRH2-090C, 是在 CRH2A 的 200km/h 平台基础上进行修改,把动车数量增至 6 节 (6M2T) , 牵引功率为 7200 千瓦, 采用大型中空薄壁铝合金焊接结构, 使用 DSA350 型高速受电弓,以及在受电弓两旁加装挡板等。根据合 同要求,CRH2C(第一阶段)的设计指标为:持续运营时速为 275 公 里,最高营运时速为 300 公里(实际最高营运速度为 350 公里) ,最高 实验时速 350 公里,标称时速 300 公里,列车装有两副受电弓。运用 于新建的高速城际铁路及客运专线(例如:武广客运专线) 。 CRH2C 可两组重联运行。 首列 CRH2C 动车组 (CRH2-061C) 于 2007 年 12 月 22 日出厂, 随后南车四方股份和中国铁道科学研究院对动车 组进行了为期 7 个月的试验测试和试运营考验,由 2008 年初到同年 6 月底,相继完成了环行线、秦沈线及京津城际线的各项性能试验、 型式试验、 线路试验, 试验期间共进行了涵盖牵引性能、 动力学性能、 弓网受流、 空气动力学等 17 大项近 200 余个试验项目。 2008 年 1 月, CRH2-061C 及 CRH2-062C 由四方厂开往北京环铁进行运行测试。 2008 年 4 月 24 日, CRH2-061C 在京津城际铁路上进行高速测试, 其最高时速达到近 370 公里,打破了“中华之星”创造的 321.5 公里

时速纪录。及至同年 6 月底,该纪录为德国制 CRH3 型的时速 394.3 公里所打破。此后,该车于 2010 年 1 月,在郑西高铁又创造了 393 公里的时速. 2. CRH2C 第二阶段 根据 2005 年签订的合同,CRH2C(CRH2-300)第二阶段计划共生 产 30 列,编号 CRH2-091C 至 CRH2-110C、CRH2-141C 至 CRH2-150C, 均为 8 节编组。CRH2C 第二阶段在第一阶段的基础上进行重新研制, 对多方面改善了设计。与第一阶段的动车组相比,CRH2C 第二阶段改 用了加大功率的 YQ-365 型交流牵引电动机(365 千瓦) ,8 节短编组 列车总功率提升至 8760 千瓦,传动比也作出相应修改,列车持续运 营时速提高至 350 公里,最高运营时速为 380 公里。车体铝合金结构 和隔音减震降噪技术借鉴了 CRH3 的设计,改善车体在高速运行时的 共振和气动变形问题,并且对转向架二系悬挂进行改进,又加装了一 个抗蛇行减震器, 以解决 CRH2C 第一阶段所存在的垂向和横向振动问 题。另外列车也加强了减低阻力的设计,例如受电弓的两侧挡板改为 立体围护整流罩(093C 之后的车型又改回两侧挡板) ,以及减少头车 车顶的信号天线等。在车厢内部设计方面,内饰面料也部分模仿了 CRH3 型的木质暖色调,并大量使用 LED 光源。首列 CRH2C 第二阶段 动车组(CRH2-091C)在 2010 年 1 月完成,于 2010 年 2 月起在郑西 客运专线投入运营。 在 30 列 CRH2C 第二阶段动车组之中,最后一列(CRH2-150C)的 性质较特殊。 由于四方机车车辆也承担了新一代时速 350 公里级别高

速动车组( CRH2-350,或称 CRH380A )的研发任务,为了预先获得 CRH380A 型动车组新头型的空气动力效能和实车试验数据,铁道部于 2009 年决定将 CRH2-150C 作为 CRH380A 的试验实体样车,改为使用 下一代的新头型。2010 年 1 月,CRH2-380 的车体率先于网上曝光。 四方机车车辆股份于 2010 年 4 月 12 日, 通过新一代高速列车新头型 发布会,宣布 4 月底完成试验车下线。这列动车组于 2010 年 4 月底 在青岛下线,车身仅标示为“试验车 CRH380A” 。 2010 年 4 月 26 日, 试验动车组被运送至中国国家铁道试验中心北京环行铁道, 安装各种 试验设备并布线;2010 年 5 月 4 日,列车由北京出发经京广铁路赴 郑州;5 月 11 日起,试验车开始于郑西客运专线进行时速 160 公里 以下调试试验,6 月 7 日开始正式高速试验,通常每天往返郑州和灵 宝西共三个来回,试验一直持续至 8 月。2010 年 9 月初,这列试验 车转往武广客运专线继续进行试验工作。至同年 11 月,按铁道部统 一安排,CRH2-150C 正式配属上海铁路局,作为综合检测车之用 D、CRH380A(CRH2-380) 株洲南车电机受让日本三菱电机提供的 MT205 型牵引电动机及 ATM9 型牵引变压器技术, 产品于 2005 年年底开始试生产[29], 至 2007 年 8 月 20 日通过铁道部考核验收。在首批 60 列 CRH2A 动车组中,株 洲南车电机为其中 17 组列车提供 272 台牵引电动机,另为这些列车 提供其中 36 台牵引变压器。[30][31]另有一些电机是由日立或山西 永济电机提供,型号为 YJ92A 型 株洲南车时代受日本东芝提供转让 IGBT 牵引逆变器等电气系统

技术[32], 当中牵引逆变器的国产化工作由株洲所及三菱合资的株洲 时菱交通设备公司负责,在 CRH2-022A 至 CRH2-060A 的 39 组 CRH2A 列车的牵引逆变器中,其中 31 组使用了时菱产品,另有 8 组使用日 立产品。2007 年 11 月 26 日,四方向南车时代采购供 CRH2C 使用的 牵引逆变器、辅助牵引变流器、通风系统及列车信息系统,合同总值 5.96 亿元人民币, 供货期由 2008 年首季开始, 至 2009 年首季结束。 [33] 由南车青岛四方机车研制开发的时速 250 公里动车组高速转向 架(CRH2 型高速动车组也使用此转向架),实现了高速列车核心技术 的关键突破,荣获国家科学技术进步一等奖。[34] 不过,日方并无 转让车辆的控制软件和源代码技术予中国,倘若软件出现问题,仍需 由日本技术人员解决。 按照技术转让协议,作为技术转让方川崎重 工负责对四方公司包括设计、生产、管理等职位约 300 人进行培训。

二 制动系统 1 制动系统的基本概念 人为地制止列车运动,包括使其减速、阻止其运动或加速,均可 称为制动。反之,对已施行制动的列车,解除或减弱其制动作用,均 称为缓解。 为了使列车能施行制动和缓解而安装在列车上的一整套设 备,总称为制动装置。我国铁路广泛使用的空气制动装置从结构上可 分为制动机和基础制动装置两个组成部分。 制动机是产生制动原动力 并进行操纵和控制的部分,如盘形制动装置中的制动缸、分配阀等; 基础制动装置是传送制动原动力并产生制动力的部分, 如盘形制动装

置中的制动夹钳。对于动车组来说,制动的重要性早已不仅仅是安全 问题了,它已成为限制列车速度进一步提高的重要因素;要做到列车 的高速,除了要有很大的牵引力功率之外,还必须有足够强大的制动 能力。 A 动车组制动系统的分类制动分类标准 动车组制动系统的分类制动方式有多种分类标准, 下面主要介绍 如下两种: (1)按制动力的操纵控制方式,动车组所采用的制动方式可分为空 气制动、电空制动和电制动三类。 (2)动车组制动作用按用途可分为如下四大类:常用制动、非常之 东、紧急制动、辅助制动。 2 动车组制动系统的组成及特点 A 动车组制动系统的组成 动车组运行速度高,给列车的制动能力、运行平稳性等方面提出 一系列挑战。因此,高速动车组必须装备高效率和高安全性的制动系 统,为列车正常运行提供调速和停车制动的手段。并在意外故障或其 它必要情况下具有尽可能短的制动距离。此外,高速运行的动车组对 制动系统的可靠性和制动时的舒适度也提出了更高的要求。所以,动 车组制动系统的性能和组成与普通列车完全不同, 他是一个能提供强 大制动力并能更好利用黏着的复合制动系统,包括多个字系统,主要 由电制动系统、空气制动系统、防滑装置和制动控制系统等组成。制 动时采用电制动与空气制动联合制动的方式,且以电制动为主。

B

动车组制动系统的特点

(1)制动能力强、响应速度快 (2)制动力分配的准确性和一致性高 (3)故障导向安全 a.多级制动控制方式 b.制动能力的冗余 (4)制动冲力小 三 CRH2 型动车组制动分析 1 CRH2 型动车组制动特性 A、 制动模式针对性强,趋于智能化 CRH2 型动车组的制动系统具有多种制动控制方式,可以满足不 同运行条件下对列车制动的需求。行车中,动车组制动控制装置能接 受列车信息网络或司机操纵动作等指令,进行常用制动、快速制动、 紧急制动、耐雪制动等相应的制动动作。 1.常用制动特性。常用制动的制动力共分为 7 级,行车操纵中使用 机会最多。系统在制动时自动进行延迟充气控制,M 车(动车)上产生 的电气再生制动除满足本车制动力要求外, 多余制动力用来代替 T 车 (拖车)的一部分制动力,T 车制动力不足时则由其空气制动力补充, 从而维持本制动单元(一个动车和一个拖车构成一个制动单元 )所需 要的制动力,并实现和保持规定减速度。另外制动系统还具有空、重 车载荷适应功能,制动力能够自动按需变化,维持一定的减速度。 2.快速制动特性。动车组的快速制动功能,具有比常用制动高 1.5

倍的制动力。在司机操作制动手柄时,或动车组运行中未能减速到在 闭塞区问规定的出口速度时,控制装置接受 ATP、LKJ 的指令发出快 速制动动作。 3. 紧急制动特性。 当出现动车组分离、 总风压力不足等紧急情况时, 或制动手柄在取出位时系统发出紧急制动动作指令。 紧急制动没有空 重车载的调节功能。 紧急制动为纯空气制动, 当列车速度 160—200km /h,低减速度 0.6m/s2;在 160km/h 以下,较高减速度 0.778m /s2。紧急制动指令发出时,快速制动指令同时输出,这种情况下, 紧急制动作为“热备份”方式,只有制动装置发生故障的车辆才产生 紧急制动, 而其他制动装置正常的车辆则产生快速制动模式下对应的 减速度。 4.辅助制动特性。辅助制动是制动控制装置发生故障或制动指令出 现断线现象时使用。上述情况发生时,司机操作控制台上的控制开关 及“TC 车”配电盘辅助开关便能发出动作。但与常用制动、快速制 动不同的是, 制动系统发出规定的制动力与发出辅助制动时动车组的 速度高低无关。 5.耐雪制动特性。耐雪制动模式是防止雪块进入制动盘和闸片间的 空隙,造成摩擦力减弱而专门设置的。在耐雪制动模式下,在活塞的 作用下,闸片轻轻的压住制动盘面,有效减少两者间隙,防止雪块进 入。该制动作用在速度 110Km/h 以下,司机操作耐雪制动开关和操 作制动手柄的条件下产生,制动缸压力设定值为 60 4-20kpa。 B、制动操作灵活,作用灵敏

司机对动车组进行制动操作时,列车减速快,动车组前后车辆制 动、 缓解效果基本同步。 动车组在两端头车的司机室设有制动控制器, 当转动制动手柄时, 同轴的凸轮组接通或断开不同电路接点从而形成 制动指令,经列车信息监控系统传送到每辆车的制动控制装置,有制 动控制装置的制动控制单元运算, 按制动控制规律控制 EP 阀电磁部, 并经中继阀送出压缩空气到增压气缸, 由基础制动装置完成制动作用。 CRH2 型高速动车组制动系统采用电气指令,是微机控制直通式电控 制动。制动指令的接收、处理以及电气制动与空气制动配合等内容, 一般都由微机系统来完成。动车组制动控制装置包括制动控制单元、 EP 阀、中继阀、空重调整阀、紧急制动电磁阀等部件。载荷调压装 置采集的信号来自空气弹簧空气压力变化值, 空气弹簧压力通过传感 器转化为与车重相应的电信号, 制动控制单元根据制动指令及车重信 号计算出所需的制动力,并向电气制动控制装置发出制动信号,电气 制动控制装置控制电气制动产生作用, 并将实际制动力的等值信号反 馈到制动控制器,制动控制器进行计算,并把与计算结果相应的电信 号送到中继阀,中继阀进行流量放大后,使制动缸获得相应的压力。 拖车常用制动时,制动控制装置的动作过程与动车的基本相同,但是 因为没有电气制动,所有不必进行电气制动与空气制动的协调,所需 制动力全部通过 EP 阀转化为相应的空气压力信号,然后由中继阀使 制动缸产生相应的制动力。 C、 具备再生制动功能,节能高效 动车组的制动系统具有动车再生制动能力,正常制动操作时,应

尽量发挥动力制动能力。 车组中的动车单元在制动时电动机转变为发 电机模式,能将在制动时产生的电能同时反馈给电网,既环保又可以 降低运行成本。 4M(动)4T(拖)的列车编组中 T 车采用全空气制动方式, M 车既具有再生动力制动也具备空气制动的能力;M 车和 T 车基础制 动装置均采用带气压一油压变换的增压气缸和油压盘式制动装置, 另 外,为减轻闸瓦的磨损,空气制动采用延迟投入控制方式,制动控制 采用 lMIT 的基础制动力控制单元,在单元内设置延迟充气控制,系 统对再生制动和空气制动进行协调控制, 当制动控制器检测到所生产 的制动力不足时,靠电——空联合控制对空气制动力进行补充。 D、各车制动力基本同步,利于平稳 动车组列车产生制动时,各车辆的制动力是基本一致的,制动系 统根据乘客量的变化,具有自动调整能力,以减少制动时纵向冲动。 从司机室控制台通过列车信息控制系统的中央装置、终端装置,经由 光纤传送接收制动指令,以 M—T 单元制动力控制模式,再加上空重 车载荷调整信号的电空制动控制,用 32 位微机处理器数字运算方式 进行调整, 空气弹簧压力经过半导体式压力传感器进行空电变换得到 空重车载荷信号, 制动力控制所采用的空重车载荷信息是把每车空气 簧压力按前后进行比较, 在进行空车信号的预设保汪和重车信号的限 幅器处理后使用,根据制动指令信号在上升或下降时,因为会导致动 车组变化急剧的减速, 引起列车冲动。 为降低冲动, 提高乘车舒适度, 在制动力计算上采用了降低制动冲动的功能把制动指令信号处理后 再输出。

E、独特的防滑保护控制,有效防滑 动车组制动系统具有速度——粘着的模式控制, 具备防滑保护控 制功能。列车在高速运行下施加制动时发生滑行概率相当高,因此对 动车组来说必须采用充分考虑制动力的控制方法, 为减少滑行的发生, 动车组专门采用能实现与粘着曲线相适应的制动力控制方式应预先 充分考虑到粘着系数变化,采用较低的计算粘着系数。而实际粘着系 数则受气候,轨道面的状态的影响会大幅度地降低,在这样低粘着的 条件下制动,轮轨之间很容易产生滑行甚至出现车轮被抱死的状态。 因此,因车轮固点接触轨面滑行面而严重磨损轨面,同时引起制动距 离的增大影响安全,还会使乘坐舒适程度下降。因此,对轮轨间产生 的相对滑行状态,应实现尽快检测,同时减小制动力,使轮轨间尽快 重新恢复粘着,以防止制动距离延长。动车组采用滑行快速检测和粘 着迅速恢复的控制方法。有效解决了这一问题。 F、紧急制动和故障监测功能。 导向安全高速动车组具有紧急制动性能和故障监测功能, 遇有紧 急情况时,能使高速动车组在规定的距离内安全停车。同时具有故障 导向安全的功能,在运行中发生诸如列车分离、制动系统故障等危及 行车安全的事故时,应能自动起紧急制动作用。高速动车组由于其高 速度运行原因,一旦发生事故将是毁灭性的,因此,铁路技术管理规 定紧急制动距离在列车高速运行时,要满 200km/h 时紧急制动距离 不得超过 2000 米,运行速度 250km/h 时其紧急制动距离不得超过 3200 米要求,所以高速动车组列车除了要具有高可靠性的设备外,

还要求具备一套高效能制动系统,一旦发生事故征兆,能迅速安全的 停车。手动操作紧急制动时除了可由司机操纵外,必要时还可由行车 人员利用紧急制动按钮进行操纵;CRH2 型动车组的紧急制动和快速 制动都是在有电的前提下方可缓解, 一旦出现故障失电迅速启动紧急 或快速制动,同时通过网络系统在监视屏上显示故障,以便于司乘人 员处理,从而体现了故障导向安全的原则。 综上所述,CRH2 型动车组制动系统大力采用了先进的理念和技 术,一年多来,其运行的稳定性和安全性得到了司机及专业技术人员 的一致的认可。 2、 CRH2 型动车组存在的问题 虽然 CRH2 型动车组有许多的优点但通过这几年运营和总结, CRH2 型动车组同时也存在了一些问题,部分功能还不能完全满足安 全行车的需求,主要表现在以下几方面 A.辅助制动还不能完全作为备用制动。 高速列车运行中,当发生制动控制断线等故障时,辅助制动只能 作为低速运行至站内的一个临时过渡措施。 做为一种制动系统出现故 障时的备用制动,辅助制动在 CRH2 型的动车组还存在一定缺陷,一 是只产生相当于 3 级、5 级、7 级常用制动作用;二是只有头车才具 有制动能力,不能满足高速运行时制动要求。 B.无停放制动功能。 CRH2 型动车组无停放制动的功能,不能满足长时间无风停放的 要求,只能采取止轮器等外力制动的方式,既操作繁琐又不够可靠。

而在我国国产的机车上均有停放使用的弹簧制动装置, 以保证机车较 长时间停放时不致发生溜遗。 C.无坡停起车功能。 CRH2 型动车组没有坡停起车功能,为动车组在坡道上起动造成 了一定困难。 牵引控制回路中设计, 只能当列车制动手柄置缓解位(即 运行位)后, 牵引电路才能构成向微机控制系统输入准允牵引的信号, 这样就造成列车如果停在较大的上坡道时, 在起动列车时可能使列车 向后溜逸,只能通过司机的非正常形式的操作在一定程度上防止,产 生安全隐患。 D. 实际运用中有滑行的现象。 车辆的动轴上,既产生上动力制动也可能空气制动。虽然具有防 滑控制功能,但仍存在着动轮擦伤的可能。从理论上讲,应该不会出 现动轮擦伤的现象, 但在实际运用中也发生过在强制动力情况下发生 滑行的情况,产生动轮擦伤的隐患。 我们在实践中也摸索出一些行之有效的特色操纵法: 例如动车组 再通过分相点无电区时,(因分相无电区基本上设置在进站前闭塞分 区内),制动系统将再生制动全部转换为空气制动,此时若在制动过 程中, 将产生较大的转换冲动, 所以要尽量在分相无电区前提前制动, 使高速动车组在无制动情况下通过分相无电区。 在平时的制动调整列 车速度时需要使用高级位时,应先将制动手柄放置在 B1 位稍作停留 后,再推至相应的级位,缓解列车制动时也应在 B1 位稍作停留再完 全缓解列车制动,以保证在调速制动调速时列车的平稳性。


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