CR400AF标准动车组制动原理及供风系统研究

CR400AF标准动车组制动原理及供风系统研究

摘要：制动通常指用制动装置使车辆减速或阻止其加速并停止的过程。其中常

用制动和快速制动可以使动车组迅速减速并停止，停放制动是由停放制动杠内空

气压力的大小进行控制，当停放制动装置收到停放指令后，制动缸内的空气会向

外排除，使停放杠内空气压力下降，停放制动力施加在列车上，相反当缓解停放

指令施加后，制动缸会进行充气，缓解停放制动。

1.制动系统组成概述

CR400AF标准动车组制动系统采用两种制动方式分别为空气制动和再生制动。制动系统以基础制动进行制动同时加以空气供给为辅助，其中空气供给系统主要

包括空气压缩机、贯穿全车的总分管及风缸组成[1]。整个制动指令的施加由信号

控制装置控制，制动指令由信号发生装置发出。其中位于头、尾车车司机室操纵

台的发生装置发出信号，通过传输装置对制动控制装置施加制动指令，各车的制

动控制单元在收到制动指令后会对各车风缸及阀门进行制动力的施加。

2.制动系统指令介绍

列车在运行过程中，制动信号指令由司机室操纵杆发出，会通过传输系统被

制动控制装备接受并反馈。位于每辆车的电子控制单元（BCU）在收到制动信号

指令后通过对列车运行的速度进行运算进而控制列车制动的减速率，并对列车实

施空气制动，同时以再生制动为辅助。其中空气制动是指电控转换阀（EP阀）接

收到空气制动指令后，电磁阀线圈得电，会产生一定比例的吸力，将输入的空气

压强（SR压强）变为输出的空气压强（AC压强），然后在中继阀的作用下将输

入的空气压强（AC压强）变为向基础制动装置输入的空气压强。

3.制动功能及原理介绍

3.1常用制动

动车组在常用制动模式下，空气制动和电制动均可进行工作，常用制动力分

为1-7级，并且对整车包括T车和M车实施延迟控制。当动车组产生延迟控制时，在M车上产生得多余制动力会转移到T车上，防止某一车出现制动力过剩得情况，保证每辆车得制动力尽可能得趋于一致。同时整车得制动力也不是一成不变的，

它是会随着整车载荷的变化发生改变。

图一制动控制气路原理图

如图一所示，列车在正常运行过程中，紧急电磁阀03得电，制动指令发出后，充风阀（04-1）和排风阀（04-2）会输出常用制动预控压力。压缩空气经过减压

阀（20）、紧急电磁阀（03）和中继阀（13）后，通过管路的空气流量会被放大，最后进入基础制动装置进行制动力的施加。

3.2快速制动

在快速制动贯通线没有被加压的情况下，导致制动控制器发出快速制动指令

的制动模式。快速制动是最大常用制动力的1.5倍，快速制动一般通过操作司机

室制动手柄来完成，也可通过ATP快速制动。

3.3紧急制动

紧急制动是在当列车回路失电时，产生的一种制动方式，紧急制动可在下列

情况条件下触发：

（1）总风管压力降低；

（2）列车分离；

（3）检测到制动力不足；

（4）按下紧急制动按钮；

其中紧急制动UB触发原理为：列车在运行过程中，空重阀（06）会根据1

位和4位的空簧压力输出相应的紧急制动预控压力。如果紧急环路突然断开，压

缩空气会经过紧急电磁阀和中继阀进行流量的放大，放大后的流量进入基础制动

装置，进行紧急制动力的施加。同时列车可以实现分级制动，当速度达到高速时，紧急切换电磁阀得电，使得中继阀输出较低的制动压力，相反速度为低速时，则

输出较高的制动压力。

3.4辅助制动

辅助制动通常会在列车救援、制动控制器发生故障等情况下进行施加，同时

辅助制动力与常用制动、快速制动不同的一点在于它的制动力是一定的，通过在

司机室驾驶台的配电盘开关来施加。辅助制动必须在控制装置有电的情况下进行

制动，否则不能启动。同时辅助制动产生的制动力大小与快列车的制动效果产生

一定的影响，也与常用制动的奇数级制动力相同。

3.5停放制动

列车在运行过程中，通过司机室停放制动按钮的施加，进而控制停放制动电

磁阀的得电情况。实现停放制动缸内部空气的排风和充风。停放制动的指令由列

车贯穿线进行传输。

图二停放制动气路原理图

如图所示，停放制动气路模块主要由减压阀、双脉冲电磁阀、压力传感器、

双向止回阀等组成。减压阀的主要作用是将总风压力调整到600kpa，防止用于缓

解停放制动的压力超过停放制动缸的承受能力。双向止回阀的使用目的是避免空

气制动和停放制动同时施加在制动盘上，造成制动装置的破坏，当空气制动和停

放制动同时产生时，会有一部分空气制动压力通过止回阀进入停放制动缸，由于

停放制动缸在气压变大时能缓解停车制动，就能避免上述情况的出现。

4.供风设备系统研究

图三主空气压缩机展示图图四供风及空簧控制气路原理图

4.1主空气压缩机

主空气压缩机一般为螺杆空气压缩机组，且工作方式为双轴旋转排放式，同

时列车通过安装排气消音器达到消音效果，通过将气缸排列成对置的方式来减小

列车产生的振动，为了减轻列车的整体重量，压缩机机体部分采用铝合金材料制作。

如图四所示，总风压力Mr经过溢流阀、减压阀对空气弹簧（ASP）进行供风。在列车运行时，如果出现总风压力不足的问题，为保证列车制动压力的正常输出，设置溢流阀使总风压力超过670kpa时，总风压才会通过溢流阀、减压阀对空气

弹簧进行供风。

4.2辅助空气压缩机

当总风压力不足，并且风压不能使受电弓正常升弓时，辅助空压机启动，保

证总风压维持稳定，使受电弓得以正常升弓。

参考文献

[1] 高速动车组制动系统的研究与分析[D]. 邵健帅.西南交通大学