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1、摘 要随着高速动车组在我国铁路运输中所占比例不断增长，对动车组的运用维修已经成为当前铁路运输中，急待攻关解决的一项重要课题。并且将对我国铁路迈向高速时代，起到至关重要的作用。制动控制装置（BCU）是动车组制动系统的关键部位，制动控制装置（BCU）负责在动车组运行过程中监控动车组制动系统相关的各项信息数据，并通过传输和接收各项控制指令实现动车组的制动控制。制动控制不仅关系到动车组的运行稳定性，而且关系到动车组的行车安全。本毕业设计介绍了动车组制动系统和概要了CRH2A型动车组在空气制动切除情况下的制动控制现状，并就现阶段CRH2A型动车组空气制动切除逻辑控制中存在的问题提出了优化建议。关键词：动
2、车组；制动系统；制动切除；优化 目录第1章 绪 论11.1 研究背景11.2研究思路1第2章 动车组制动系统分析32.1 制动系统的基本概念32.2 动车组制动系统的组成及特点32.3 CRH2动车组制动特性4第3章 关门车83.1关门车作用83.2关门车编挂位置的要求83.3关门车关门车编挂位置的原因9第4章 CRH2A动车组制动切除处理办法及改进设计104.1制动切除(关门车)操作方法104.2概述及存在问题104.3动车组空气制动切除逻辑的优化方案11参 考 文 献13致 谢14CRH2动车组制动切除处理办法及改进设计第1章 绪 论1.1 研究背景自从1825年世界上第一条铁路建成并通车
3、开始，铁路逐渐成为了交通运输中的重要运输方式之一。快速、可靠、舒适、经济和环保是铁路在与其他运输方式的竞争中取胜的先决条件，许多国家都在通过新建或改建既有线发展高速铁路。国际上一般认为，高速铁路动车组是最高运行时速在200公里以上的铁路运输系统。所谓动车组就是由若干动力车和拖车或全部由动力车长期固定连挂在一起组成的车组。高速动车组的牵引动力配置基本上有两种型式，即集中配置型和分散配置型。传统的机车牵引形式就是牵引动力集中配置，列车由一台或几台机车集中于一端牵引。由于机车总功率受到限制，难以满足进一步提高速度的要求。动车组编组中的车辆全部为动力车，或大部分为动力车，即牵引动力分散配置。由于动车组
4、可以根据某条线路的客流量变化进行灵活编组，可以实现高密度小编组发车以及具有安全性能好、运量大、往返不需掉转车头、污染小、节能、自带动力等优点，受到国内外市场的青睐，应用也越来越广泛，被称为铁路旅客运输的生力军。第六次铁路大提速，以“和谐号”为代表的高速动车组，如梭箭般穿行于大江南北，将中国铁路带入高速时代，我国既有线路列车运行速度也一举达到世界先进水平，铁路运输事业呈现飞速发展全新局面，高速动车组以其安全，准时，快速，舒适，节能，环保，等诸多优点，高速动车组是在现代科学技术的基础上发展起来，同时也带动并促进了科学技术发展，高速动车组有别于现在运用的内燃，电力机车。其区别在于动车组各部件大量运用
5、高新技术，特别是在转向架结构，车体轻量化，列车动力分配，电传动控制技术，列车信息网络及制动系统都具有各自的高科技含量。高速动车组制动系统具有先进科技技术,其中以CRH2型动车组最为出名。 1.2研究思路在对动车组制动切除处理办法及优化研究中，始终坚持以当前工作所从事的动车组运用检修为基础，依据铁道部颁发的各类作业标准、规章，紧密结合现场实际情况，研究优化当前检修模型，并投入实践检验，从实践中不断的修改完善研究的系统模型，真正使研究的内容和成果与现场实际的相一致，有相当高的价值。第2章 动车组制动系统分析2.1 制动系统的基本概念人为地制止列车运动，包括使其减速、阻止其运动或加速，均可称为制动。
6、反之，对已施行制动的列车，解除或减弱其制动作用，均称为缓解。为了使列车能施行制动和缓解而安装在列车上的一整套设备，总称为制动装置。我国铁路广泛使用的空气制动装置从结构上可分为制动机和基础制动装置两个组成部分。制动机是产生制动原动力并进行操纵和控制的部分，如盘形制动装置中的制动缸、分配阀等；基础制动装置是传送制动原动力并产生制动力的部分，如盘形制动装置中的制动夹钳。对于动车组来说，制动的重要性早已不仅仅是安全问题了，它已成为限制列车速度进一步提高的重要因素；要做到列车的高速，除了要有很大的牵引力功率之外，还必须有足够强大的制动能力。动车组制动系统的分类制动分类标准动车组制动系统的分类制动方式有多
7、种分类标准，下面主要介绍如下两种：（1）按制动力的操纵控制方式，动车组所采用的制动方式可分为空气制动、电空制动和电制动三类。（2）动车组制动作用按用途可分为如下四大类：常用制动、非常制动、紧急制动、辅助制动。2.2 动车组制动系统的组成及特点 A.动车组制动系统的组成动车组运行速度高，给列车的制动能力、运行平稳性等方面提出一系列挑战。因此，高速动车组必须装备高效率和高安全性的制动系统，为列车正常运行提供调速和停车制动的手段。并在意外故障或其它必要情况下具有尽可能短的制动距离。此外，高速运行的动车组对制动系统的可靠性和制动时的舒适度也提出了更高的要求。所以，动车组制动系统的性能和组成与普通列车完
8、全不同，他是一个能提供强大制动力并能更好利用黏着的复合制动系统，包括多个字系统，主要由电制动系统、空气制动系统、防滑装置和制动控制系统等组成。制动时采用电制动与空气制动联合制动的方式，且以电制动为主。B.动车组制动系统的特点（1）制动能力强、响应速度快（2）制动力分配的准确性和一致性高（3）故障导向安全 a.多级制动控制方式 b.制动能力的冗余（4）制动冲力小2.3 CRH2动车组制动特性A.制动模式针对性强，趋于智能化CRH2型动车组的制动系统具有多种制动控制方式，可以满足不同运行条件下对列车制动的需求。行车中，动车组制动控制装置能接受列车信息网络或司机操纵动作等指令，进行常用制动、快速制动
9、、紧急制动、耐雪制动等相应的制动动作。1常用制动特性。常用制动的制动力共分为7级，行车操纵中使用机会最多。系统在制动时自动进行延迟充气控制，M车(动车)上产生的电气再生制动除满足本车制动力要求外，多余制动力用来代替T车(拖车)的一部分制动力，T车制动力不足时则由其空气制动力补充，从而维持本制动单元(一个动车和一个拖车构成一个制动单元)所需要的制动力，并实现和保持规定减速度。另外制动系统还具有空、重车载荷适应功能，制动力能够自动按需变化，维持一定的减速度。2快速制动特性。动车组的快速制动功能，具有比常用制动高15倍的制动力。在司机操作制动手柄时，或动车组运行中未能减速到在闭塞区问规定的出口速度时
10、，控制装置接受ATP、LKJ的指令发出快速制动动作。3紧急制动特性。当出现动车组分离、总风压力不足等紧急情况时，或制动手柄在取出位时系统发出紧急制动动作指令。紧急制动没有空重车载的调节功能。紧急制动为纯空气制动，当列车速度160200kmh，低减速度06ms2；在160kmh以下，较高减速度0778ms2。紧急制动指令发出时，快速制动指令同时输出，这种情况下，紧急制动作为“热备份”方式，只有制动装置发生故障的车辆才产生紧急制动，而其他制动装置正常的车辆则产生快速制动模式下对应的减速度。4辅助制动特性。辅助制动是制动控制装置发生故障或制动指令出现断线现象时使用。上述情况发生时，司机操作控制台上的
11、控制开关及“TC车”配电盘辅助开关便能发出动作。但与常用制动、快速制动不同的是，制动系统发出规定的制动力与发出辅助制动时动车组的速度高低无关。5耐雪制动特性。耐雪制动模式是防止雪块进入制动盘和闸片间的空隙，造成摩擦力减弱而专门设置的。在耐雪制动模式下，在活塞的作用下，闸片轻轻的压住制动盘面，有效减少两者间隙，防止雪块进入。该制动作用在速度110Kmh以下，司机操作耐雪制动开关和操作制动手柄的条件下产生，制动缸压力设定值为60 4-20kpa。B.制动操作灵活，作用灵敏司机对动车组进行制动操作时，列车减速快，动车组前后车辆制动、缓解效果基本同步。动车组在两端头车的司机室设有制动控制器，当转动制动
12、手柄时，同轴的凸轮组接通或断开不同电路接点从而形成制动指令，经列车信息监控系统传送到每辆车的制动控制装置，有制动控制装置的制动控制单元运算，按制动控制规律控制EP阀电磁部，并经中继阀送出压缩空气到增压气缸，由基础制动装置完成制动作用。CRH2型高速动车组制动系统采用电气指令，是微机控制直通式电控制动。制动指令的接收、处理以及电气制动与空气制动配合等内容，一般都由微机系统来完成。动车组制动控制装置包括制动控制单元、EP阀、中继阀、空重调整阀、紧急制动电磁阀等部件。载荷调压装置采集的信号来自空气弹簧空气压力变化值，空气弹簧压力通过传感器转化为与车重相应的电信号，制动控制单元根据制动指令及车重信号计
13、算出所需的制动力，并向电气制动控制装置发出制动信号，电气制动控制装置控制电气制动产生作用，并将实际制动力的等值信号反馈到制动控制器，制动控制器进行计算，并把与计算结果相应的电信号送到中继阀，中继阀进行流量放大后，使制动缸获得相应的压力。拖车常用制动时，制动控制装置的动作过程与动车的基本相同，但是因为没有电气制动，所有不必进行电气制动与空气制动的协调，所需制动力全部通过EP阀转化为相应的空气压力信号，然后由中继阀使制动缸产生相应的制动力。C.具备再生制动功能，节能高效动车组的制动系统具有动车再生制动能力，正常制动操作时，应尽量发挥动力制动能力。车组中的动车单元在制动时电动机转变为发电机模式，能将
14、在制动时产生的电能同时反馈给电网，既环保又可以降低运行成本。4M(动)4T(拖)的列车编组中T车采用全空气制动方式，M车既具有再生动力制动也具备空气制动的能力；M车和T车基础制动装置均采用带气压一油压变换的增压气缸和油压盘式制动装置，另外，为减轻闸瓦的磨损，空气制动采用延迟投入控制方式，制动控制采用lMIT的基础制动力控制单元，在单元内设置延迟充气控制，系统对再生制动和空气制动进行协调控制，当制动控制器检测到所生产的制动力不足时，靠电空联合控制对空气制动力进行补充。D.各车制动力基本同步，利于平稳动车组列车产生制动时，各车辆的制动力是基本一致的，制动系统根据乘客量的变化，具有自动调整能力，以减
15、少制动时纵向冲动。从司机室控制台通过列车信息控制系统的中央装置、终端装置，经由光纤传送接收制动指令，以MT单元制动力控制模式，再加上空重车载荷调整信号的电空制动控制，用32位微机处理器数字运算方式进行调整，空气弹簧压力经过半导体式压力传感器进行空电变换得到空重车载荷信号，制动力控制所采用的空重车载荷信息是把每车空气簧压力按前后进行比较，在进行空车信号的预设保汪和重车信号的限幅器处理后使用，根据制动指令信号在上升或下降时，因为会导致动车组变化急剧的减速，引起列车冲动。为降低冲动，提高乘车舒适度，在制动力计算上采用了降低制动冲动的功能把制动指令信号处理后再输出。E.独特的防滑保护控制,有效防滑动车组制动系统具有速度粘着的模式控制，具备防滑保护控制功能。列车在高速运行下施加制动时发生滑行概率相当高，因此对动车组来说必须采用充分考虑制动力的控制方法，为减少滑行的发生，动车组专门采用能实现与粘着曲线相适应的制动力控制方式应预先充分考虑到粘着系数变化，采用较低的计算粘着系数。而实际粘着系数则受气候，轨道面的状态的影响会大幅度地降低，在这样低粘着的条件下制动，轮轨之间很容易产生滑行甚至出现车轮被抱死的状态。因此，因车轮固点接触轨面滑行面而严重磨损轨面，同时引起制动距离的增大影响安全，还会使乘坐舒适程度下降。因此，对轮轨间产生的相对滑行状态，应实现尽快检测，同时减小制动力，使轮轨间尽快重新恢复
