CRH2动车组制动系统特性分析

CRH2动车组制动系统特性分析

邵国春, 王同坤   ,付国祥  ,魏成龙

中车青岛四方机车车辆股份有限公司   山东省青岛市    266000

摘要：本文将围绕CRH2动车组制动系统结构组成与应用原理进行分析讨论，深入研究CRH2动车组制动系统特性，以此提高该制动系统的普及程度，使列车在高速行驶的过程中保持极高的牵引力功率及制动能力，降低安全事故的形成几率，推动CRH2动车组的稳定发展。

关键词：CRH2动车组；铝合金车体；制动系统

引言：CHR2型动车组是指我国铁路第六次大提速所打造的高速铁路，通过将日本重工企业以及中国四方机车公司订购的高速列车作为改造基础，所自主创新研发的车辆。而制动装置则是指使列车实现制动与缓解的设备，能够完成列车减速、加速等控制。为了确保后续提出的CRH2动车组制动系统特性分析更加准确，需要对CRH2动车组制动系统工作原理进行深入了解。

一、CRH2动车组制动系统分析

CRH2动车组制动系统的工作原理表现为：系统能够利用电气指令实现制动指令的接收与处理，驱动直通式电控制动，完成与空气制动之间的协调配合。通常来说以上操作需要借助微机进行，而动车组车辆中的制动控制单元则主要由EP阀、空重调整阀组成。该制动控制单元可以依照制动电信号准确计算车辆所需制动力，之后向电气制动装臵发出制动指令，再将与制动力等值信息传递至控制器当中完成相应计算，最终将与计算结果一致的数据信息反馈到中继阀，使制动缸得到足够的压力。同时，拖车常用制动的过程中，制动装臵动作流程基本与动车一致，但由于缺少电气制动，因此可以省略电气制动与空气制动之间的有机协调，实际所需制动力则全部借助EP阀完成空气压力信号的转换，最后通过中继阀使制动缸产生足够的制动力。

二、CRH2动车组制动系统特性探究

（一）针对性强

    CRH2动车组制动系统的制动控制方式众多，可以符合不同运行状况对列车制动的要求，在车辆行驶过程中，动车组制动系统能够准确接受相关列车信息以及动作指令，依次完成以下几种制动动作，其具体特性表现为：常用制动，在车辆操纵过程中的使用频率最高，系统在制动时会自动完成延迟充气，此时动车上的电气再生制动不仅要符合车辆制动力需求，还要将多余制动力用于替代拖车制动力，若拖车制动力不足，则要利用空气制动力进行补充，以此保证制动单元制动力充足，实现规定减速度。此外，制动系统也具有一定的车载荷适应功能，可以根据实际需要调整制动力，从而维持减速度；快速制动，动车组具有高于常用制动接近2倍的制动力，当司机控制制动手柄时，制动设备能够及时接受ATP指令并产生快速制动动作；紧急制动，若动车组产生车组分离等危机状况时，制动系统能够第一时间发出制动指令，降低列车速度，比如：当列车速度在150~200km/h之间时，可以实现0.6m/s2的减速度，若列车速度在150km/h以下，则可实现0.78m/s2的减速度，并利用热备份的方式，确保只有制动设备产生故障的列车才会进行紧急制动，而不会对制动设备正常使用的列车进行减速度处理；辅助制动，通常用于制动控制设备异常或指令断线的情况下，此时操作控制台中的控制开关以及辅助开关能够产生相应动作。但要注意相较于常用制动，制动系统发出辅助制动时，不会受到动车组行驶速度的影响；耐雪制动，其主要作用在于避免雪块进入闸片空隙，防止制动盘出现摩擦力减弱。在耐雪制动时，闸片会因活塞的作用轻压制动盘面，减少两者间的距离，阻断雪块的进入。同时要注意，该制动作用通常发生在动车组行驶速度低于110lm/h的情况下，需要司机正确操作耐雪制动开关以及制动手柄，确保制动缸压力大小保持在600~2000kpa之间。

（二）操作灵敏

    动车组在司机室设有制动控制装置，当转动手柄时，同轴凸轮组便会接通或断开电路节点，以此发出制动指令，经列车监控系统传递至制动控制设备，再由制动单元完成计算，根据控制规律驱动EP阀电磁，最终传递至增压气缸，产生制动作用。这样不仅可以保证司机进行制动操作时，使动车组前后车辆缓解效果一致，制动效果相同，也能提高列车减速效率。

（三）节能高效

    在实际操作时需要充分发挥制动系统制动能力，系统中的动车单元可以在制动过程中将电动机转换为发电机模式，并将制动电能传递至电网，这样不仅可以有效减少运行成本，也能起到保护环境的作用。同时动车、拖车编组均采用空气制动形式，在具有再生动力制动的基础上也能具备空气制动能力。此外，为了降低闸瓦磨损、老化程度，需要利用延迟投入进行空气制动控制，借助1M1T动力控制单元，实现再生制动以及空气制动的协调，若发现生产制动力不足，则要通过电、空联合方式完成空气制动力的补充[1]。

（四）同步率高

    动车组车辆的制动力基本相同，这是由于制动系统能够结合乘客量的实际变化情况，进行自动调整，降低制动过程中的纵向冲动，工作人员能够在控制台根据信息系统内的终端装置，通过光纤完成制动指令的收发，借助MT单元以及车载荷信号完成电控制动控制。同时还需要利用微机数字运算进行空气簧压力的调整，该压力经过半导式传感器的转换可以获得空重车载信号，工作人员可以依照该信号完成车辆空气簧压力的前后对比，再完成信号的限幅处理后便可投入使用，使车辆根据制动指令进行速度调节。此外，为了降低速度急剧变化时产生的振动，保证乘客的乘车舒适度，需要在制动力计算中利用制动冲动限制功能预先完成信号的处理，之后才可输出。

（五）具有防滑控制功能

    通常来说，若列车处于高速行驶的状态，此时施加制动容易出现滑行现象，为了解决此类问题，便需要充分考虑制动力把控对策，降低滑行事故。动车组可利用与粘着曲线相对应的制动力控制方法，将粘着系数变化考虑到位，准确计算粘着系数，了解粘着系数的影响因素，比如气候条件、轨道面状态都会降低粘着系数，甚至会造成列车车轮抱死的情况。为了解决此类问题，动车组采用了滑行检测装置，用以准确分析轮轨间的滑行状态，同时借助粘着迅速恢复方法，适当降低制动力，以此避免制动距离过长[2]。

（六）具有紧急制动功能

在遭遇紧急情况时，CRH2动车组制动系统中的紧急制动功能，能够帮助动车组在安全距离内停车，同时该系统本身也具有故障导向功能，可以在发生列车分离、系统故障等危机状况时，自行启动紧急制动功能。高速动车组本身的运行速度极高，一旦出现运行事故，所造成的危害必然是毁灭性的，因此，铁路技术管理部门还要进一步对列车高速运行时的紧急制动距离做出相关规定，比如：当车速达到200km/h时，紧急制动距离需要低于2000m。若车速高达250km/h，则紧急制动距离要小于3200m。除此之外，动车组车辆在装载可靠性较高、性能良好的装置基础上，还要搭载高效能的制动系统，用以起到当出现事故征兆时，能够第一时间实现安全停车的作用。而手动紧急制动除了需要由司机操纵外，必要时也需要行车人员通过紧急制动按键完成操纵。

相关技术人员以及司机需要充分认识到虽然CRH2动车组制动系统存在众多优势，但在应用过程中也出现了辅助制动尚无法作为备用制动、缺少停放制动功能、无坡停起车功能等不足之处，因此需要相关人员掌握先进的操纵阀，保持高水平的应急能力，保证调速制动时列车能够平稳运行[3]。

结论：综上所述，通过对CRH2动车组制动系统的结构组成与工作原理进行分析讨论，提出CRH2动车组制动系统针对性强、操作灵敏、节能高效、同步率高、具有防滑控制功能以及紧急制动功能等特性，以此提高CRH2动车组制动系统的推广力度，充分发挥该制动系统的优势，降低列车事故的形成几率，使其不断向轻量化、智能化方向发展。

参考文献：

[1]陈庆,肖茜.CRH2动车组变流器仿真建模的分析与研究[J].黑龙江科技信息,2020(06):141.

[2]赵敏,刘旺晖,倪文波.CRH2动车组网络仿真平台中的终端装置仿真软件设计[J].机车电传动,2019(06):23-27.

[3]朱琴跃,王俊哲,刘爱雷.CRH1与CRH2动车组牵引变流器性能比较与优化[J].计算机工程与应用,2019,49(21):255-261.