动车组制动系统故障研究

动车组制动系统故障研究
摘要：动车组制动系统对列车运行的安全起到决定性的作用，必须重视制动系统的工作状态。

制动系统一旦出现系统故障，将会给列车上的乘客带来不可承受的伤害。

根据动车组制动系统的设计原理，对动车组故障进行再现以及分析，深入了解制动系统产生故障的根本原因，通过制动实验保证制动系统的工作状态，才能保证列车的安全运行。

在设计动车组制动系统的过程中，必须贯彻部件冗余设计理念，才能促使制动系统的工作状态一直在可控范围之内。

采用故障再现以及分析技术，完善动车组的制动系统，为列车的安全运行提高有效的防护措施，是当前相关人员首要研究目标。

关键词：动车组；故障诊断；制动系统
引言：
动车组制动的安全性问题，其实质是指制动系统的制动能力以及可靠性等几个方面。

列车发生故障需要停车的过程中，制动系统必须具有让列车在规定的距离内停止运行，动车组的紧急制动距离取决于制动系统的最大制动能力。

制动系统必须做到安全、可靠，并且保证万无一失，因此制动系统中的各个部件在设计时必须可靠而且有足够的冗余。

列车故障导向安全的使用观念必须贯穿整个制动系统的设计过程，只有保证制动系统一直在良好的工作状态内，才能保证列车的安全运行。

制动系统必须具备具备良好的故障诊断能力以及故障数据传输功能，才能使操作人员对故障做出有效分析，及时做出补救方案。

一、制动系统的设计原理和配置
（一）现车故障再现与分析技术
传统制动系统是通过控制列车管压力来控制列车的制动以及缓解，其工作原理是列车管压力上升制动力就会下降，反之则列车管压力下降制动力就会增加。

而与之不同的动车组制动系统是采用微机控制的直通式电控制动系统，其原理是通过微机控制装置对列车的制动系统提供动力，从而达到对车辆的制动以及缓解。

动车组的车速在提高，其安装的制动系统具有控制精度高、反应迅速等优点。

动车组制动系统可以确保列车在需要紧急停车的过程中，能够按照规定的制动距离对列车进行有效制动，而且可以不对列车的任何设备造成损坏，是一种安全系数高的制动系统[1]。

动车组制动系统是由制动指令系统、空气制度系统、动力制动系统以及风源系统构成，是以空气制动以及动力制动的复合制动模式进行有效制动，可以达到紧急制动以及常用制动的目的。

动车组的制动系统比之传统制动系统，运作性能更加有效并快速，动车组制动系统一旦出现故障，无法保证列车的安全性，针对制动系统的设计原理以及配置，相关操作人员必须做出相应的防护措施。

（二）现车故障模拟技术
动车组的故障诊断系统可以针对列车各方面的故障进行准确诊断，并通过Harting连接器传送到CRH380制动系统中，制动系统是一个复杂的多元化系统，同一种故障的发生可能是因为不同位置出现故障。

例如制动系统电子制动控制单元产生的通讯故障可能是因为系统内部所有控制板的工作状态出现问题[2]，动车组在启动以后，其所有系统的工作状态都会发生实时变化，这便促使了动车组的某一个故障只能在特定的情境下发生。

在对动车组故障做检查分析的过程中，部分故障就需要结合现车故障模拟技术，只有采用故障模拟技术才能查出故障原因。

使用现车故障模拟技术，可以有效的在动车投入使用之前对动车组的安全性做
出判断，同时也可以充分分析各种故障发生的根本原因，并根据制动系统传输的诊断数据采
取有效的安全措施。

二、动车组制动系统故障的有效防护措施
（一）进行制动实验对紧急制动有效性进行确认
在动车组投入运行之前，相关人员必须进行制动实验，检测列车的制动系统的工作状态。

确保列车出现故障之后，紧急制动系统可以正常工作，列车的紧急制动有效率是衡量列车制
动系统工作状态的重要依据。

动车组之间的紧急制动有效率存在差异，根据存在的差异不同，对列车进行相应的限速运行控制以及必要时进行检修。

对动车组进行制动实验，最重要的是
保证列车在行驶过程中的安全性。

投入使用之后进行制动实验是保证动车组安全运行的第一步，相关人员认真完成制动实验，针对列车的制动系统所表现出来的工作状态，进行有效的
保护维修措施，在根本上解决动车组的制动系统故障。

动车组的安全性不言而喻，而进行制
动实验，是保证紧急制动有效性的基础措施，在相关人员进行制动实验的过程中，操作人员
可以充分了解所验动车组的制动系统的工作状态，确定紧急制动系统的有效性，是列车安全
运行的基础保障。

（二）通过冗余设计保障制动系统有效工作
所有的安全保障措施无非就是为了保证制动系统在列车运行的过程中有一个良好的工作
状态，因此，操作人员必须对制动系统中的重要部件进行冗余设计。

比如在CRH380制动系
统中，手柄内部分别有两部相互独立的电气信号转换装饰，操作方法是将手臂角度转换为制
动级位，将其送到BCU1.1以及BCU1.2，在突然出现故障情况下，可以做双重准备，其中的SBM/TNM的功能冗余，BCU1.1出现故障问题，完全可以利用BCU1.2的SBM/TNM功能。

CAN通讯通道冗余，也是同样的工作原理，一条通讯通道出现故障问题，完全可以做出及时
的补救措施，冗余设计有助于制动系统更好的发挥安全保障作用，制动冗余设计可以采用主
动制动手柄进行，也可以以按钮的形式进行操作，通过冗余设计可以保障制动系统有效的工
作状态，从而达到动车可以安全运行[5]。

结语：
动车组制动系统在设计的过程中首先考虑的是故障诊断功能，针对诊断出的故障数据采
取相应的补救措施，故障诊断体系应该涵盖所有系统部件，从而促使制动系统可以对故障的
位置、原因做出快速应急措施，直接减少了人为因素的干扰而发生二次事故。

动车组的制动
系统，在设计过程中必须重视其制动能力，根据部件的冗余设计提高制动系统的最大制动能力，在紧急情况发生时可以有效的使辆列车在规定距离能停车。

在制动系统投入使用之初，
应该进行制动实验，以保证制动系统的安全运用，从而减少系统故障的发生次数。

制动系统
的故障诊断系统是重中之重，只有明确故障的原因以及位置，才能做出有效，快速的补救措施，通过故障诊断数据，相关人员可以进行具体分析并及时做出有效措施。

参考文献：
[1]权毅. CRH2C型动车组紧急制动故障原因分析及对策[J]. 上海铁道科技，2014，04：
50-51+35.
[2]管春玲. 动车组电力制动气阀强振动特性分析试验研究[J]. 电气应用，2015，08：156-160.
[3]曾庆晖，谭丽. 动车组ATP对制动系统故障后的安全影响仿真分析[J]. 铁道标准设计，2015，06：155-160.
[4]李健. CRH3型动车组制动及供风系统途中故障应急处理[J]. 现代商贸工业，2015，18：222-223.
[5]齐增强，孙环阳. CRH_（6F）型城际动车组制动系统安全性设计[J]. 机车车辆工艺，2014，05：9-11.
作者简介：倪明（1987.09-），男，吉林省长春市，中车长春轨道客车股份有限公司，高级技师，研究方向：高铁动车制造及检修。