HXD1C型机车备份空气制动探讨

HXD1C型机车备份空气制动探讨

作者：徐鹏

来源：《中国高新技术企业》2015年第16期

摘要：文章对HXD1C型机车CCBⅡ制动系统出现故障后能够实现空气制动进行探讨，通过对HXD1C型机车空气管路原理以及CCBⅡ作用原理分析，利用CCBⅡ的空气作用部件并对管路做少量的增加实现备份空气制动。

关键词：HXD1C型机车；CCBⅡ制动系统；备份；空气制动；空气管路文献标识码：A

中图分类号：U269 文章编号：1009-2374（2015）16-0062-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.16.030

1 概述

HXD1C机车制动控制系统主要采用装克诺尔（Knorr）公司的CCBⅡ制动系统，该制动控制系统是引进具有微机控制功能并能实现远程控制，即Locotrol控制功能的先进制动控制系统，但目前的HXD1C型机车还尚不具备Locotrol控制功能，因此如果不用其Locotrol控制功能，先进性也就体现不出。正因为采用了微机系统受软件、散热、强大的电磁场干扰，目前在段运用的HXD1C型机车时常会发生因CCBⅡ制动系统的计算机M-IPM故障及电空制动EPCU故障导致机破，甚至出现D21事故，影响铁路运输的畅通和安全。如果HXD1C机车装有一套备用的纯空气制动系统，当CCBⅡ制动系统发生故障时就可以转换到纯空气制动系统，确保机车能牵引列车运行，不至于出现机破或D21事故，保证铁路运行线路的畅通和安全。

2 HXD1C机车后备空气制动的实现

当机车CCBⅡ系统中的M-IPM出现故障时，电子制动阀手柄位置信号不能通过CCBⅡ内部总线Lonworks传到EPCU各模块，也即是此时Lonworks总线失去控制，于是EPCU将会产生制动，同时进行动力切除。由于失去了均衡的控制也就失去对列车管的控制，机车就无法充风缓解。因此要实现空气备用制动，就要设计一套能控制均衡风缸减压或充风。

2.1 均衡风缸压力控制的实现

机车司机室电子制动阀处增加一个空气制动阀，制动阀的型号可利用DK-1单阀做一定的改进。

该阀改进方案如下：（1）取消定位柱塞；（2）作用柱塞的接口为三个，一个是接经调压阀（按定压）后的总风压力，一个是均衡风缸接口，一个是排气口。其作用原理是需缓解充风时总风（经调压阀后）通过柱塞内通路进入均衡风缸管，减压制动时均衡风缸压力空气经柱塞

内通路排大气；（3）将转换柱塞改成紧急柱塞，两个接口，一个是列车管，一个是大气，在紧急位时将列车管压力排大气；（4）改进后的空气制动阀设运转位，中位、制动位和紧急位。

2.2 空气制动阀与CCBⅡ之间的管路联接

（1）根据CCBⅡ失电作风源分析，均衡风缸的压力是通过13#模块ERBU二位三通阀

A3-A1排入大气，因此在该排气阀口应增加一段引导管并装上截止塞门。当CCBⅡ工作正常时该塞门开启，当CCBⅡ故障时，实现空气制动阀控制均衡风缸时，此塞门处于关闭位；（2）需要从CCBⅡ的均衡风缸处增加引导管并与空气制动阀作用柱塞口连接，管路需增加截止塞门，正常使用时该塞门关闭，使用空气备份制动时打开塞门；（3）增加总风管经调压阀连接至空气制动阀作用柱塞的总风接口处，管路需增加截止塞门，正常使用时该塞门关闭，使用空气备份制动时打开塞门；（4）列车、均衡风压表采用双针压力表，并增加均衡压力表管；（5）增加从NB11（D49）处列车管连接至紧急柱塞的列车管连接口，管路需增加截止塞门，正常使用时该塞门关闭，使用空气备份制动时打开塞门。

3 电气与网络接口

机车按上述改进后可实现在CCBⅡ系统故障时转为空气制动系统。在进行空气制动操作前应先将CCBⅡ上在低压柜上M-IPM和EPCU电源开关（即28-F131、28-F132）置断开位；将M-IPM的J7和J8插头插座取下对接，将BCU从机车拓扑网络中断开；机车缓解后加载逻辑需进行适当修改，去掉以下约束条件：（1）BCU请求牵引封锁；（2）BCU故障；（3）本务机车28-F130、28-F131、28-F132的一个断开或重联机车28-F130断开。

4 后备空气制动原理

4.1 充风缓解

空气制动阀手柄置运转位。

4.1.2 列车管：由于MV53电磁阀在正常使用时处于失电状态，因此断开EPCU电源

MV53电磁阀仍正常工作，列车管的充风缓解与正常状态一致，只是各传感器无法检测压力值，制动显示屏无法显示。

4.1.3 作用管回路：由于EPCU处于失电状态，此时三通阀DBTV就成为一个标准的二压力机构，列车管BP增压通过DBTV向辅助风缸（工作风缸），同时将16#管（作用管）压力排大气，从而缓解制动。

4.1.4 制动缸回路：与正常位一致。

4.2 减压制动

将空气制动阀手柄置制动位控制均衡风缸减压，配合中立位可实现阶段制动。

4.2.2 列车管：与正常减压制动回路一致。

4.2.3 作用管回路：与正常减压制动回路一致。

4.2.4 制动缸回路：与正常位一致。

4.3 紧急制动

将空气制动阀手柄推至紧急位，此时空气制动阀的紧急柱塞接通列车管通大气回路，同时带动作用柱塞移动接通均衡风缸排大气回路。列车管的排风速度能可靠触发NB11阀动作，进而触发N97阀动作，快速排尽列车管压力，从而保证紧急制动的灵敏度。作用柱塞以常用速度减压将均衡风缸压力降为0，紧急管（21#）压力经BP模块内缩孔后到PVEM汇入列车管一同排入大气。

4.3.1 列车管：与EBV紧急位不同处在于空气制动阀推至紧急位通过紧急柱塞接通列车管通大气回路来触发NB11阀动作；而EBV紧急位直接触发NB11阀动作。第二不同处在于EBV紧急位时MV53得电，空气制动阀推至紧急位，MV53仍处于失电状态。

4.3.2 均衡回路：与空气位减压制动一致，只是将均衡压力降为0。

4.3.3 作用管回路：与空气位减压制动一致，紧急限压回路不会动作。

4.3.4 制动缸回路：与空气位减压制动一致，制动缸压力只能达到420±15kPa。

5 结语

（1）通过对管路的简单改造，利用CCBⅡ系统的原有部件即可实现HXD1C型机车CCBⅡ系统出现故障时转为后备空气制动，能有效降低机破事故，确保运输线路的畅通；（2）该系统对装用CCBⅡ系统都能实现后备空气制动，只是针对不同车型在缓解后加载逻辑需作适当的修改；（3）该系统由于是对CCBⅡ系统故障后的空气备份制动，且要利用原CCBⅡ系统的部件并尽量不做大的增改，因此该系统不具备机车独立制动和缓解，也不能实现常用制动后的单缓，不响应惩罚制动。

参考文献

[1] 刘豫湘，陆晋华，潘传熙.DK-1型电空制动机与电力机车空气管路系统[M].北京：中国铁道出版社，2006.

[2] 廖洪涛.和谐HXD1型大功率交流电力机车概述[J].电力机车与城轨车辆，2007，（1）.