浅析电力蓄电池牵引车制动系统柜的设计

浅析电力蓄电池牵引车制动系统柜的设计
王冠;王树海
【摘要】The article discussed that the principal design concept and equipment arrangement of the brake system cabinet which installed in electric battery traction locomotive.We did full research on the main working principle and function of important parts, and the full technical parameters are also given in this paper.%介绍了电力蓄电池牵引车制动系统柜的设计理念及设备布置,并对制动系统柜的工作原理及主要部件的功能和技术参数
进行了详细阐述.
【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2017(024)005
【总页数】3页(P21-22,24)
【关键词】制动系统柜;制动控制单元;卡套式接头;技术参数
【作者】王冠;王树海
【作者单位】中车大同电力机车有限公司研究院, 山西大同 037038;中车大同电
力机车有限公司研究院, 山西大同 037038
【正文语种】中文
2016年，中车大同公司研制开发出一款新型电力蓄电池牵引车。

该车采用接触网、蓄电池供电，微机网络系统控制，可为其牵引的无动力车辆提供作业用电源，具有行业技术领先水平。

电力蓄电池牵引车制动系统在消化吸收机车先进制动技术的基础上自主创新设计而成，具有操作简单、维护方便、集成度高、可靠性强的特点。

1.1 牵引车制动系统柜组成
制动系统柜主要由制动控制单元、集成气路模块、各阀类部件、风缸及连接钢管组成。

采取分层布置，结构紧凑。

上层安装制动控制单元和集成气路模块，压力控制器、电空阀及压力传感器等设备安装在集成气路模块上；中央部分安装了分配阀、重联阀、紧急阀、电动放风阀及均衡过充风缸；底层安装有控制风缸与工作风缸；其余管路塞门等部件穿插布置于柜内及柜体后侧。

其大体布置见图1。

1.1.1 制动控制单元
制动控制单元(图2)在制动系统柜上部安装，其作为制动系统的核心控制部件，主
要完成制动机的各项控制功能和接受处理牵引车主控单元的各种指令。

制动控制单元能够实现制动机的逻辑控制和制动机的均衡风缸压力精确控制，具有网络通讯功能，能够实现与整车信息交互。

还具有对制动机的运行状态进行监测、报警与记录和单机自动测试等功能。

具有反应速度快、可靠性高、抗干扰能力强、结构紧凑、检修方便等特点。

1.1.2 集成气路模块
集成气路模块为整体焊接而成的气路通道，具有集成度高、占用空间小及免维护等特点。

高速电空阀、板式塞门、调压阀、压力控制器、压力继电器、中继阀等设备均安装于气路模块面板前侧，便于日常操作及检修维护；管路接口则留在模块后侧，整体布置整洁美观。

1.1.3 阀类部件、风缸及连接管路
制动控制柜中层及下层主要布置了各种大型阀类及风缸。

面对制动柜观察，中层从左往右依次安装有紧急阀、电动放风阀、分配阀、重联阀及均衡过充风缸。

下层依次为容积为11 L的工作风缸与容积为55 L的控制风缸。

制动系统柜连接管路选用不锈钢管及卡套式接头连接，具有耐压高、耐冲击、耐振动、安装简便、管路清洁度好等优点。

1.2 制动系统柜主要技术参数
制动控制系统采用微机控制技术，实现列车自动制动与机车单独制动、空气制动与动力制动的联锁、断钩保护、无动力回送、制动重联等功能。

具备单机自检、故障诊断、数据记录与存储等智能化、信息化功能，具备MVB网络通信接口，通过网络能实现远端制动重联控制，适应现代制动机信息化以及网络控制的发展要求。

牵引车制动控制系统主要技术性能指标如下。

1)制动控制系统在列车管定压500 kPa或600 kPa时均能正常工作。

2)制动控制系统具有制动稳定性：当列车管压力从定压以每分钟小于40 kPa的速度下降时，机车制动缸不起制动作用；
3)缓解时，机车制动缸压力从常用制动最高压力降至40 kPa的时间小于7 s(500 kPa定压)或8.5 s(600 kPa定压)。

4)常用制动作用：列车管最小减压量为50 kPa，机车制动缸压力为：100±10 kPa 。

5)常用制动可持续减压至最大减压量。

定压为500 kPa时：列车管最大减压量140 kPa，机车制动缸最大压力为360±10 kPa，上升至95%最大压力的时间为6～8 s；定压为600 kPa时：列车管最大减压量170 kPa，机车制动缸最大压力应为420±10 kPa，升至95%最大压力时间为7～9.5 s。

6)施行列车管减压100 kPa，机车制动缸压力为200 kPa～270 kPa。

7)机车均衡风缸的减压速度可以进行调整：从500 kPa降至360 kPa的时间为5～7 s；从600 kPa降至430 kPa的时间为6～8 s。

8)紧急制动时，列车管压力从定压降至零的时间小于3 s，机车制动缸压力由零升至400 kPa的时间不大于5 s，最终达到450 kPa±10 kPa。

9)在紧急制动后用运转位充气缓解时，机车列车管压力从零升至480 kPa(500 kPa定压)或升至580 kPa(600 kPa定压)的时间不大于9 s或11 s。

10)单独制动全制动时，机车制动缸的最高压力为300±10 kPa，制动缸压力从零升至280 kPa的时间不大于4 s；全缓解时，机车制动缸压力从300 kPa降至40 kPa的时间不大于5.5 s。

2.1 制动控制单元
制动控制单元作为机车制动机的核心控制装置，通过获得司机制动控制器的命令计算均衡风缸的控制目标值，采集来自制动机上各压力传感器的压力信号，对均衡风缸进行闭环控制，通过控制均衡风缸的压力实现对列车管压力的控制，最终实现列车的制动和缓解。

制动控制单元具有总线通信、故障诊断及记录、功能自检、数据转储等功能。

2.2 中继阀模块
中继阀模块式司机制动控制器的执行元件，通过依据均衡风缸的压力变化来控制列车管的压力变化，从而完成牵引车的制动、保压和缓解。

它既能向列车管充气，又能把列车管内的压力空气排向大气，具有供排风快和灵敏度高的特点。

2.3 分配阀模块
1)根据列车管压力调节控制制动缸的充风、保压和排风，实现牵引车的制动、保压和缓解作用。

2)分配阀具有充风缓解位、常用制动位、保压位和紧急制动位四个作用位置。

3)在列车管每分钟减压40 kPa的速度下，分配阀不发生制动作用。

4)制动缸发生泄漏时，会实现自动补风，保持制动力不衰减。

2.4 电动放风阀与紧急阀模块
当紧急电空阀得电时，总风压力空气经电空阀下阀口向气室充风顶开夹心阀，开通列车管与大气的通路，列车管压力急剧下降，产生紧急制动作用。

紧急阀在紧急制动时加快列车管的排风，提高紧急制动灵敏度，同时接通列车分离保护电路，使列车紧急制动的作用更可靠。

紧急阀是以压差产生动作并带动电联锁，与电动放风阀以电引起列车管急速排风正好相反。

2.5 重联阀模块
1)通过操作本务车，使得重联车的制动机产生制动与缓解。

2)运行中一旦发生牵引车间分离，所有牵引车制动机都产生紧急制动作用。

3)使本务车与重联车制动缸压力基本一致。

电力蓄电池牵引车已于2016年12月完成了试制组装进入试验阶段，目前制动系统运行正常，各项性能指标均符合设计要求。

该制动系统柜的研发为后续机车的制动系统设计打下了坚实的基础，并能创造可观的经济价值。

王冠(1986-)，男，吉林吉林人，现工作于中车大同电力机车有限公司研究院，工程师，研究方向：机车制动设计。

【相关文献】
[1] 段继超，胡跃文.深圳地铁1号线续建工程车辆制动管理模式[J].城市轨道交通，2009(11)：23-27.
[2] 刘豫湘，陆缙华，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，1998.。