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1、株洲电力机车有限公司 主讲 刘泉 Page 2 DK 2型机车制动系统 Page 3 DK 2型机车制动系统 随着21世纪我国科技进步 电力 内燃机车普遍从直流传动技术向交流传动技术转变 机车制动机技术也从原来的逻辑控制方式向微机 网络控制转变 但微机 网络式控制的机车制动机技术均被德国克诺尔 法国法维莱 美国西屋等国外企业所垄断 机车制动系统对国外技术依赖性很强 为降低机车制造成本 掌握机车核心技术 满足自主创新的要求 铁道部2005年决定立项研发具有自主知识产权的机车制动机新产品 要求南车株机公司在原DK 1型机车电空制动机的基础上 研制出具备完善的微机模拟控制 网络通讯 故障智能诊断等信
2、息化功能的新一代机车电空制动机 DK 2制动系统 DK 2型机车制动系统研制背景及进程 Page 4 DK 2型机车制动系统 2006年8月 完成适应SS4B型机车装车要求的DK 2制动机首台样机制造 2007年11月 首台DK 2制动机装用于新造SS4B0142 机车上 2008年10月 铁道部科研项目 大秦线重载组合列车机车制动系统与同步控制系统适应研究 通过科技司课题结题验收 2008年10月30日 通过神朔 朔黄铁路万吨重载列车试验评估鉴定 2008年11月20日 通过神华集团组织的重载列车动力分布控制的机车无线重联控制系统项目验收 DK 2型机车制动系统研制背景及进程 Page 5
3、DK 2型机车制动系统 2009年4月 DK 2制动机通过中国南车集团科技成果审定 2009年4月 DK 2制动机通过湖南省成果鉴定委员会鉴定 2009年9月 DK 2制动机装用于出口伊朗的42台TM3型电力机车 2011年11月10日 铁道部科技司 运输局会同计划司在北京召开了交流传动快速客运电力机车设计方案评审会 评审专家认为所提的DK 2制动方案能满足快速客运机车运用需求 DK 2型机车制动系统研制背景及进程 Page 6 DK 2型机车制动系统 2012年4月 5月 DK 2制动系统随HXD1D型机车于环形铁道完成了整车制动系统型式试验 2012年5月 DK 2制动系统新研制的制动柜
4、制动控制单元BCU 制动显示屏 盘形制动器以及制动控制器等主要部件均通过了铁道部产品质量监督检验中心机车车辆检验站型式试验 2012年5月30日 铁道部科技司会同运输局在北京组织召开了DK 2型机车制动机技术方案及装车试用评审 经评审 专家组一致认为 DK 2型机车制动机及机车轮盘制动装置技术方案可行 同意通过技术方案及装车试用评审 可小批量装车试用 DK 2型机车制动系统研制背景及进程 Page 7 DK 2型机车制动系统 截止至2012年底 DK 2制动系统已完成SS4B型 SS4改型 TM3型 HXD1 HXD1C HXD1D型机车装车共347台车 制动系统运用安全 稳定 可靠 2009
5、年10月15日采用DK 2制动系统的万吨重载组合列车在神华铁路正式开行 2008年至2012年 DK 2制动系统批量装用于配属神华铁路的316台SS4B SS4改机车 共632台套DK 2制动机 并已安全开行7649列万吨组合列车 2010年已完成出口伊朗TM3型电力机车装车42台 2011年装用出口新加坡的15台电力 蓄电池双能源的地铁工程维护车 2012年装用铁道部交流传动快速客运电力机车HXD1D型电力机车 2012年装用铁道部5台HXD1C型7200kw大功率交流传动电力机车 2012年装用铁道部5台HXD1型9600kw大功率交流传动货运电力机车 2012年装用配属神华集团的43台八
6、轴HXD1型9600kw大功率货运电力机车 DK 2制动系统装车应用情况 Page 8 DK 2型机车制动系统 1 DK 2型机车制动机功能简介DK 2型制动机是一种具备微机模拟控制 网络通讯 故障智能诊断等信息化功能的机车电空制动机 主要由制动控制器 后备空气制动阀 显示屏等操纵显示部件 以及制动柜内的制动控制单元 分配阀 紧急阀 中继阀 重联阀 放风阀 电空阀 传感器等组成 DK 2型机车制动机 2 基本功能与工作原理能实现列车自动制动与机车单独制动 空电联合制动 断钩保护 列车充风流量检测 无动力回送 制动重联 列车电空制动 列车速度监控配合等制动基本功能 具备单机自检 故障诊断 数据记
7、录与存储等智能化 信息化功能 具备MVB CAN等网络通讯接口 适应现代机车制动机信息化以及网络控制的发展要求 Page 9 DK 2型机车制动系统 DK 2制动系统主要部件及装车位置 DK 2型机车制动系统 Page 10 DK 2型机车制动系统 1 后备制动阀 2 单缓按钮 3 制动控制器 4 制动显示屏 5 风压表 6 停放制动 缓解按钮 7 紧急制动按钮 8 车长阀 司机室制动操作及显示部件布置 制动控制器制动控制器是空气制动的主要操作部件 它的主要功能是 发送电信号指令到制动控制单元BCU上 为机车制动机提供自动制动和单独制动等指令 同时还具备紧急位机械排风功能 制动控制器 DK 2
8、型机车制动系统 Page 12 制动控制器制动控制器具有两个操作手柄 自动制动控制手柄和单独制动控制手柄 其操作方式符合TB2056的要求 大闸手柄最前位为紧急位 带排风 往后拉依次为重联位 制动位 中立位 运转位 过充位 小闸手柄最前位为制动为 往后依次为中立位 运转位和缓解位 制动控制器 DK 2型机车制动系统 Page 13 制动控制器大闸手柄前推最前位为紧急位 往后拉依次为重联位 制动位 中立位 运转位 过充位 大闸手柄在各位置功能分别如下 过充位 列车管快速充风功能 列车管压力应超过定压30 40kPa 运转位 列车管按定压进行充风控制 是列车制动进行缓解和充风的位置 中立位 均衡风
9、缸 列车管压力保压的位置 制动位 控制列车管压力降低 列车产生制动作用 与中立位组合控制列车管的不同减压量 重联位 该位置应是机车制动机非操纵端以及无火回送 重联时大闸所放位置 紧急位 大闸此位置设有列车管排风阀 能对机车制动机或列车制动机施行紧急制动 手柄置于该位置列车管压力以紧急速度放风到0 Page 14 DK 2型机车制动系统 制动控制器小闸手柄前推最前位为制动位 往后依次为中立位 运转位 缓解位 自动复位 小闸手柄在各位置功能分别如下 缓解位 此位置用来单独缓解机车制动缸压力 运转位 此位置为机车正常运行时所放位置 用来缓解小闸产生的机车制动缸压力 中立位 小闸制动缸保压的位置 制动
10、位 机车单独制动压力 随着手柄在这个闸位的时间而变 机车制动缸最大单独制动压力300 10kPa 制动控制器 Page 15 DK 2型机车制动系统 制动显示屏 制动显示屏制动显示屏采用10 4英寸 点阵不低于640 480TFT彩色液晶显示器 显示屏操作系统选用LINUX 上层应用程序采用QT专业版开发工具 通过CAN总线实现显示屏与BCU之间的实时通信 Page 16 DK 2型机车制动系统 制动显示屏主要功能该显示模块在DK 2制动系统中的主要功能 1 实时显示BCU钮子开关的状态信息 2 以风表和数值的形式显示总风压力值 列车管压力值 均衡风缸压力值 前后制动缸压力值 3 以流量计的形
11、式动态显示列车管的充风流量值 4 显示制动机操作的提示信息和故障信息 5 提供机车号 时间日期 软件版本号的显示及设置功能 6 单机自检 事件记录和传感器校准等列车诊断功能 Page 17 DK 2型机车制动系统 风压表风压表通过管路与相应的压力容器连接 主要功能是实时显示总风压力 均衡压力 制动缸压力 列车管压力 风压表 Page 18 DK 2型机车制动系统 紧急按钮当出现紧急情况时 司机可按下紧急制动按钮 触发列车或机车紧急制动 该按钮需经顺时针旋转才能复位 紧急制动按钮 Page 19 DK 2型机车制动系统 停放制动 缓解按钮停放制动的主要作用是当机车不被占用时防止机车意外溜放 停放
12、制动作为一种弹簧蓄能制动来实现 当按下停放制动按钮 红色 时 该按钮发出红光 表明机车停放制动已施加 当按下停放缓解按钮 绿色 时 停放制动按钮红光熄灭 表明机车停放制动已经缓解 停放制动 缓解按钮 Page 20 DK 2型机车制动系统 后备制动 空气位 时通过操作司机台面上的后备制动阀来实现 后备制动阀有三个作用位置 制动位 中立位 缓解位 其对外接有总风调压阀管 均衡风缸管 以及一个排大气缩孔 操纵后备制动阀 能实现均均衡风缸充风缓解和排风减压制动 单缓按钮用于空气位时单缓机车 后备制动 Page 21 DK 2型机车制动系统 车长阀当出现紧急情况时 司机快速拉下车长阀 使机车或列车紧急
13、制动 车长阀 Page 22 DK 2型机车制动系统 制动柜 制动柜正面 Page 23 1 骨架 2 安全联锁箱 3 主压缩机启停控制模块 4 停放制动控制模块 5 列车 均衡控制模块 6 制动缸控制模块 7 撒砂控制模块 8 升弓控制模块 9 制动控制单元BCU 10 辅压缩机组 11 停放制动风缸 12 升弓风缸 13 工作风缸 制动柜背面 DK 2型机车制动系统 排水球阀 169 168 DK 2型机车制动系统 1 列车 均衡控制模块列车管压力控制模块的主要功能是控制列车管的初充风和再充风 常用制动排风和紧急制动排风 列车管前后遮断等功能 列车 均衡控制模块由中继阀 紧急阀 遮断阀 流
14、量计 转换阀 调压阀 电空阀 传感器 塞门及气路板等部件组成 该模块中还包含两个小模块即电空阀集成模块和均衡控制模块 DK 2型机车制动系统培训 Page 25 制动柜主要模块 列车 均衡控制模块管理原理 Page 26 列车 均衡控制模块 DK 2型机车制动系统 1 1 均衡控制模块采用高速电空阀 压力传感器以及PWM脉宽调制方式实现对压力精确控制的EP闭环模拟控制模式 均衡风缸升压 减压速度都符合TB T2056相关规定 在EP闭环模拟控制模式下 制动控制单元接收大闸发出的均衡风缸目标值命令 比较目标值与压力传感器反馈的均衡风缸实时压力值 通过对进 排气高速电空阀的PWM控制 达到精确控制
15、均衡风缸压力的目的 保护电空阀可以确保系统失电时均衡风缸的自动减压排风 实现失电常用制动 均衡控制模块 DK 2型机车制动系统 中继阀 中继阀中继阀是电空制动控制器及空气制动阀的执行元件 它根据均衡风缸的压力变化来控制列车管的压力变化 从而完成列车的制动 保压和缓解 中继阀主鞲鞴的动作灵敏度10kPa Page 28 DK 2型机车制动系统 紧急阀 紧急阀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和紧急制动波速 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 Page 29 DK 2型机车制动系统 2 制动缸控制模块制动缸控制模块的主要功能是根据系统指令输出制动缸压力 实现预
16、控风缸闭环控制 电子分配阀和空气分配阀切换 机车单缓等功能 它还包含一个小模块即闸缸预控模块 制动缸控制模块 Page 30 DK 2型机车制动系统 制动缸控制模块管路原理 Page 31 DK 2型机车制动系统 分配阀 分配阀分配阀是DK 2机车制动机重要部件之一 它根据列车管压力空气的变化来改变容积室的空气压力 从而间接控制机车制动缸的制动 缓解和保压 分配阀主要由阀体 主阀部 均衡部 紧急增压部组成 另设工作风缸 容积室等 Page 32 DK 2型机车制动系统 重联阀 重联阀重联阀能使乘务员只需操作本务机车制动机 就能保证重联机车的制动与缓解作用与本务机车协调一致 Page 33 DK 2型机车制动系统 制动控制单元BCU Page 34 3 制动控制单元BCUBCU它是制动机核心控制部件 用来实时 快速的处理制动机模拟量 网络通讯数据以及制动机信息化数据 实现机车制动机控制 状态监控及故障诊断 显示 报警 数据记录存储 网络通讯等功能 为了和CCU交换制动系统的信号 制动控制单元与CCU的接口通过MVB连接进行通讯 采用CAN总线实现制动机内部显示设备之间的通讯 DK 2型机
