内容发布更新时间 : 2024/5/23 11:43:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第4章 CRH2动车组制动系统的原理

4.1 滑行的产生与消除

1.滑行的产生：

滑行就是由于车轮被“抱死”，而导致转动速度急剧减小的现象；轮轨之间的滑动会延长制动距离并使踏面擦伤（磨平）。踏面擦伤后，不仅降低乘车的舒适性，也会给转向架部件带来附加的冲击力，使其寿命缩短。所以，必须防止滑行现象的发生。 2.防滑装置的种类 （1）机械式防滑器

最早出现的滑防装置是机械式的。它判断是否要发生滑行的根据只有一种，即车轮的角减速度；当有轮对的角减速度骤然降低时，防滑器会将其检测出，并动作使该轮对缓解。 （2）电子式防滑器

防滑装置发展的第二阶段是电子式防滑器。它可以采用多种检测滑行的判据，具有较高的灵敏度和动作速度；缺点是电子元件的零点漂移不易清除，需进行大量调整工作，而且易受环境影响，性能不稳定，维修量较大。 （3）微机控制的防滑器

随着微型计算机技术的发展，防滑器进入了微机控制阶段。微机控制的防滑器可对制动、即将滑行、缓解、再粘着的全过程进行动态检测与控制，信息采用脉冲处理，简单可靠，无零点漂移，故无需调节和补偿。更重要的是微处理器（MPU）的处理速度极快，可大大提高检测精度，即使微小而缓慢的滑行也能及早检测出来并采取措施加以防止。

微机控制的防滑器还有一个突出的优点，即它可以利用软件随时提供有关信息，进行自我检查、诊断和监督，必要时可对有关信息随时进行存储、调用和显示；它还能根据新的情况和要求很方便地改变控制判据而不必改动软件。 3.防滑器的结构

动车组上的防滑装置一般由速度传感器、滑行检测器及防滑电磁阀构成。 （1）速度传感器

速度传感器的输出是防滑控制中速度计算的基础，其精度非常重要。动车组动车的速度传感器常安装在主电机轴端，拖车则安装在车轴端部（前盖上）。在主电机轴端安装感应齿盘时，靠主电机轴的转动产生感应电压。因为主电机轴通过小齿轮和大齿轮与车轮相连，所以感应出的脉冲频率与感应齿盘的齿数、大/小齿轮的齿数比、车轮转动速度（列车速度）成比例；因此，根据感应齿盘的齿数、齿轮的齿数和车轮直径，就可计算出车轮的转动速度。在齿轮箱和车轴端部安装速度传感器时，工作原理与前者完全相同。 （2）滑行检测器

微机控制的数字式滑行检测器根据速度传感器送来的车轮转动脉冲信号进行计算分析和逻辑判断，若滑行（车轮的速度差或减速度）超过规定值，就按缓解、保压和再制动3种模式精确地进行控制，使防滑电磁阀动作，降低制动力使车轮恢复转动。 （3）防滑电磁阀

防滑电磁阀由起转换阀作用的本体和电磁阀构成，它安装在增压缸上。当增压缸空气压力上升后，如果从滑行检测器发出的防滑控制指令使电磁阀励磁，防滑电磁阀就会在切断增压缸与液压缸之间通路的同时，构成液制动压缸与滑行余压调整部的通路，使液压制动缸的油返回油箱，把控制液压降低到约500kPa，在此压力下闸片刚好接触到制动盘，使制动呈缓解状态。 4.防滑器的工作原理

由滑行检测器对速度传感器送来的脉冲频率信号进行计算比较，并根据事先规定的控制逻辑来判断是否发生了滑行。滑行的检测方法主要有减速度检测和速度差检测两种： （1）减速度检测

该方法是根据车轮本身转动速度减少的比例来判断是否滑行。由于轮对与车辆的质量相差较大，其速度变化相对也快一些，因此，减速度检测可以对滑行轴单独进行评价，及时检测到滑行。 （2）速度差检测

速度差检测是以同一辆车内4个轴的速度，以及制动指令发出后以一定减速度减速的假想轴速度（也称第5轴速度）中速度最高的轴为基准，当车轮的速度比基准轴的速度低于某一值（设定值）时，就判断为滑行。

在滑行检测时，以减速度检测方法为主，并和作为后备的速度差检测方法一起使用。

根据减速度检测或速度差检测标准判断发生滑行时，组装在增压缸内的防滑电磁阀励磁，将液压缸压力降低。增压缸空气压力降低后，在轮轨间粘着力的作用下车轮转速上升，当与基准轴的转速差降到设定值以内时，滑行检测器就会判断为已经恢复了粘着，防滑电磁阀使液压制动缸压力再次上升。

滑行的压力控制是：检测到滑行后，为迅速降低液压制动缸压力，将防滑电磁阀励磁，使液压制动缸内的油经防滑余压逆止阀返回油箱，导致液压制动缸的液压降到500kPa。

4.2空气制动与再生制动的协调控制

CRH2型动车组制动系统是在制动调速全过程、全速度范围内采用“T车优先延迟充气控制”。所谓“延迟充气控制”是指以M车的在生制动来承担T车所需的部分或全部制动力。如果T车所需的制动力超过M车所提供的最大制动力，其不足的制动力采用以空气制动来补充。本动车组采用1M1T为1个制动单元，整列编组的延迟充气控制模式如表4-1所示

表4-1 延时控制模式图 1号车 2号车 3号车 4号车 5号车 6号车 T1c M2 M1 T2 T1k M2 7号车 M1s 8号车 T2c 最一般的 制动力分担方式为均衡制动方式，即各个车辆各自承担自己所需要的制动力。采用这种控制方式时，T车所需的制动力将由自身产生的空气制动力承担，因此T车的闸片摩擦制动力要比有再生制动力的M车多。

为了使整列动车组可以获得目标减速，由各个车辆各自承担制动力时，如果不超过可利用的黏着力界限，可采用将M车设定较高的制动力，限制T车制动力，设定T车较低制动力状态，获得所需的减速度目标值。因此采用“延迟充气控制”方式，能用M车的再生制动力负担T车所需的制动力，提高了M车再生制动力，减少了T车空气制动力。从而提高了M车的电力再生率，同时也减少T车制动盘和闸片的磨耗。

“T车优先延迟充气控制”，即当M车的再生制动不足以完全承担T车所需的制动力时，T车先启动空气制动补充其自身缺少的空气制动力；如若此时，T车所能提供的空气制动力仍然不够到达T车自身所需的制动力，则不足的部分再

用M车的空气制动力来补充。对于再生制动力完全失效的状态，M、T车施加空气制动分担各自所需的制动力。

图4-1表示出大制动级时（即所需制动力超过黏着力限界时）采用T车优先延迟充气控制后M、T车的制动力承担情况。

图4-1 M、T车的制动力承担图

由图28可知，由于M、T单元所需的制动力Fmt高于再生制动力界限值Fe,即M车所提供的再生制动力不足以承担T车需要的全部制动力，因此需T车空气制动作补充。A点时M车再生制动力达到最大值Fe，由于此时的再生制动力大于M车所需的制动力，T车启动空气制动以补足T车所需的制动力Fmt-Fe﹤Ft（T车空气制动所提供的最大制动力），M车的空气制动不需投入使用。B点位于M车再生制动力刚好只能提供M车自身所需制动力的临界状态，此时T车启动空气制动来提供自身所需的制动力Ft,此时，M车空气制动仍然不被使用。C点处，M车再生制动力太小，不足以提供其自身所需的制动力，因此T车需要启动空气制动来获得减速度目标值，而M车空气制动也投入使用，以补充再生制动力的不足。D点表示的是M车再生制动完全失效的情况，在这种状态下，各车的制动力由各车的空气制动力提供。

4.3 CRH2动车组空气制动电气控制原理

在头车的司机室设有制动控制器，其制动指令控制电路见图4-2，当转动制动手柄时，同轴的凸轮组接通或断开不同电接点，从而形成制动指令。对应的制动指令线参见表4-2。

图4-2 制动指令控制电路

表4-2 制动控制器不同工作位置下各导线的得失电情况

注：O—表示得电

1.常用制动

常用制动的制动力是由制动指令线（61～67）经由中央装置、终端装置，被发送到制动控制单元。并经过10线，发出指令决定再生制动是否可用。为提高制动指令的安全程度，还用硬贯穿线将67线连接到制动控制器。