和諧號(hào)動(dòng)車組防滑器分析

郭小行　崔任永　朱立強(qiáng)　梁建全

摘要：防滑器是防滑保護(hù)系統(tǒng)的重要執(zhí)行部件。和諧號(hào)動(dòng)車組采用國(guó)際上最先進(jìn)的微處理器制動(dòng)防滑控制系統(tǒng)，制動(dòng)防滑系統(tǒng)主要由集成在制動(dòng)控制單元中的防滑控制模塊、4個(gè)軸速度傳感器及車輛4根軸的制動(dòng)缸氣路上的防滑器組成。文章通過(guò)對(duì)和諧號(hào)動(dòng)車組防滑器的結(jié)構(gòu)分析，闡述了其功能、工作機(jī)理、試驗(yàn)及防滑控制。

關(guān)鍵詞：和諧號(hào)動(dòng)車組；防滑保護(hù)系統(tǒng)；防滑器；微處理器制動(dòng)防滑；防滑控制模塊 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U270 文章編號(hào)：1009-2374（2015）12-0094-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.047

1 概述

目前，高速動(dòng)車組的制動(dòng)仍以黏著制動(dòng)為主，而對(duì)于黏著制動(dòng)而言，在制動(dòng)過(guò)程中會(huì)不可避免地帶來(lái)車輪滑行的問(wèn)題。隨著車輛速度的提高，輪軌間的黏著系數(shù)降低，車輪滑行幾率增大。為充分利用輪軌黏著，確保在惡劣的軌面狀態(tài)時(shí)可以有效地控制滑行，實(shí)現(xiàn)列車在較短制動(dòng)距離內(nèi)停車，并降低因制動(dòng)而擦傷輪對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)，軌道車輛上均設(shè)有車輪防滑保護(hù)系統(tǒng)。

和諧號(hào)動(dòng)車組采用國(guó)際上最先進(jìn)的微處理器制動(dòng)防滑控制系統(tǒng)，制動(dòng)防滑系統(tǒng)主要由集成在制動(dòng)控制單元中的防滑控制模塊、4個(gè)軸速度傳感器及車輛4根軸的制動(dòng)缸氣路上的防滑器組成。同時(shí)需要對(duì)制動(dòng)防滑控制系統(tǒng)完成在線的測(cè)量、標(biāo)定和系統(tǒng)診斷、狀態(tài)顯示等，并可以對(duì)外輸出其他系統(tǒng)所需要的各種形式的參考速度信號(hào)。防滑器是防滑保護(hù)系統(tǒng)的執(zhí)行部件，由電子開(kāi)關(guān)裝置驅(qū)動(dòng)從而控制制動(dòng)缸壓力變化，確保制動(dòng)缸壓力與制動(dòng)控制單元設(shè)定變化一致。防滑器具有充風(fēng)、保壓、排風(fēng)三種狀態(tài)，在列車制動(dòng)系統(tǒng)中起到重要的作用，直接關(guān)系到列車的正常運(yùn)營(yíng)及運(yùn)行安全，因此需要保證其動(dòng)作的靈活及可靠。

2 防滑器的結(jié)構(gòu)及原理

防滑器通過(guò)一根三芯電纜與車輪防滑保護(hù)電子裝置進(jìn)行電氣連接，可以用電纜Ⅱ和Ⅲ用以驅(qū)動(dòng)充風(fēng)及排風(fēng)兩個(gè)閥用電磁鐵，電纜Ⅰ為公共回路線。雙閥磁鐵包括兩個(gè)二位三通電磁閥（VM1和VM2），電磁閥線圈共用一個(gè)塑料外殼。當(dāng)兩塊電磁閥銜鐵斷電時(shí)，它們會(huì)在銜鐵簧作用下關(guān)閉外閥座（VA），同時(shí)打開(kāi)內(nèi)閥座（VI）。兩個(gè)管螺紋接口D和C分別與制動(dòng)控制裝置和制動(dòng)缸管路相連。對(duì)防滑器進(jìn)行電氣連接的插針集成到部件外殼中。此部件含有兩個(gè)閥座（VD和VC），可以通過(guò)隔膜開(kāi)啟或者關(guān)閉來(lái)自接口C與D的壓縮空氣流向。D接口隔膜（d）可以打開(kāi)或關(guān)閉從D接口（連制動(dòng)控制裝置）到C接口（連制動(dòng)缸）壓縮空氣；C接口隔膜（f）可以打開(kāi)或關(guān)閉從C接口至O口（接大氣）壓縮空氣。

在防滑保護(hù)系統(tǒng)未接收到列車滑行信號(hào)時(shí)，防滑器兩個(gè)電磁閥VM1和VM2均無(wú)電，列車在制動(dòng)、緩解狀態(tài)時(shí)，來(lái)自空氣制動(dòng)控制裝置內(nèi)中繼閥的壓縮空氣由接口D到達(dá)接口C。

2.1 緩解位

在列車施加制動(dòng)且動(dòng)車組防滑保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)到滑行信號(hào)時(shí)，防滑器兩個(gè)電磁閥VM1和VM2得電，兩個(gè)電磁閥的外部閥座VA均打開(kāi)，內(nèi)部閥座VI均關(guān)閉。來(lái)自D接口的壓縮空氣通過(guò)電磁閥VM1打開(kāi)的外部閥座VA向控制室SD充氣，使得控制室SD內(nèi)的壓縮空氣與壓縮彈簧（e）同時(shí)作用于D接口隔膜（d）上，D接口壓縮空氣被阻斷。電磁閥VM2打開(kāi)的外部閥座VA，C接口壓縮空氣作用于C隔膜（f），使得閥座VC開(kāi)啟，C壓力通過(guò)閥座VC排至大氣O。如圖2所示：

2.2 保壓位

在防滑器處于保壓狀態(tài)時(shí)，電磁閥VM1通電，電磁閥VM2失電。電磁閥VM1外部閥座VA打開(kāi)，內(nèi)部閥座VI關(guān)閉，電磁閥VM2外部閥座VA關(guān)閉，內(nèi)部閥座VI打開(kāi)。D接口壓縮空氣向兩個(gè)控制室SD和SC分別充氣，使得閥座VD與VC關(guān)閉。接口D、接口C氣流被防滑器阻斷，此時(shí)制動(dòng)缸壓力保持不變。如圖3所示。

2.3 充風(fēng)位

列車接收到制動(dòng)指令，且列車滑行狀態(tài)解除后，電磁閥VM1和VM2均失電，兩個(gè)電磁閥的外部閥座VA均關(guān)閉，內(nèi)部閥座VI均打開(kāi)?？刂剖襍D排氣，SC充氣，D接口壓縮空氣作用于隔膜（d）上，隔膜（d）克服壓縮彈簧f被推至右端位置，使得閥座VD開(kāi)啟。同時(shí)因電磁閥VM2內(nèi)部閥座VI打開(kāi)，D接口壓縮空氣向控制室SC充氣，使得閥座VC關(guān)閉。接口D至C的通道開(kāi)啟，來(lái)自制動(dòng)控制裝置的壓縮空氣再次由接口D進(jìn)入接口C，使得制動(dòng)缸內(nèi)的壓縮空氣恢復(fù)至滑行前的水平。

3 防滑器裝車試驗(yàn)

防滑器裝車試驗(yàn)主要是功能及泄露試驗(yàn)：（1）施加摩擦制動(dòng)，給電磁閥VM1及VM2通電指令，防滑器有排氣噪音；（2）施加摩擦制動(dòng)，給電磁閥VM1通電指令，VM2失電指令，防滑器無(wú)排氣噪音；（3）施加摩擦制動(dòng)，電磁閥VM1及VM2失電指令，防滑器無(wú)排氣噪音。

4 防滑控制

和諧號(hào)動(dòng)車組是按減速度率指標(biāo)進(jìn)行控制，制動(dòng)控制單元讀取速度傳感器監(jiān)測(cè)到的車輪轉(zhuǎn)速，通過(guò)評(píng)估不同輪對(duì)的制動(dòng)減速度情況，判斷其減速度是否超出限制值，并依據(jù)減速度情況控制制動(dòng)缸的壓力，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力的增大、保持和減小，最終消除車輪的滑行現(xiàn)象。另外，在依據(jù)加速度進(jìn)行控制的同時(shí)，也采用速度差控制，通過(guò)將不同車輪轉(zhuǎn)速與本車車輪中的最高轉(zhuǎn)速相對(duì)比，判斷是否有滑行，以控制制動(dòng)力，消除滑行。

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了和諧號(hào)動(dòng)車組防滑保護(hù)系統(tǒng)主要執(zhí)行部件防滑器的功能、結(jié)構(gòu)、工作機(jī)理、裝車試驗(yàn)，最后介紹了防滑控制，對(duì)從結(jié)構(gòu)上了解動(dòng)車組防滑功能具有重要意義，對(duì)動(dòng)車組防滑器部件選型及故障診斷具有指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：郭小行，女，唐山軌道客車有限責(zé)任公司產(chǎn)品研發(fā)中心工程師，工學(xué)碩士，研究方向：動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）