CCB U制动系统作用原理分析铁道部驻资阳机车验收室 李天友CCB II制动系统是引进克诺尔制动系统,现已批量装“和谐号”的大功率交 流传动机车下面就以HXD1C型机车为例讲述CCB II制动系统作用原理,特别是 风管路作用原理,为了便于记忆和理解并与其他国产制动机的作用原理进行相 互印彳正,将电子制动阀EBV的自动制动手柄称为“大闸”,将单独制动手柄称为 “小闸”;同时16#的压力可与作用管进行对比理解;将21#管理解为紧急管; 辅助风缸AUX与工作风缸进行对比理解一、系统组成CCB TT制动系统由一个集成计算机(HXD1C带MVB接口)M-TPM, 一个电空制 动单元EPCU, —个中间继电器接口单元RIM,两台液晶显示屏LCDM以及两套电 子制动阀EBV各个部件的功能这里就不作介绍,其作用原理其他国产制动机的 作用原理一致都是通过均衡间接控制列车、列车控制作用、作用控制制动缸, 而且其执行机构都是风CCBII制动系统的主要特点是采用模块化、电子化,利 用计算机编程进行控制,EPCU的8个可替换模块组成控制,其中5个 可替换模块安装了控制程序,模块与模块间、模块与M-IPM之间通过Lonworks 总线连接进行数据交换,CCBII制动系统还能实现远程控制,即Locotrol控制 功能。
因此CCBII制动系统是一种高度集成、高度智能先进的制动系统,也正因 为CCBII制动系统的控制全部采用电子化,工作环境处于强大的电磁场中,加之 高热环境以及自身的发热,在实际运用过程中CCB II制动系统发生故障还是较 多,有的甚至造成机破现象一、 作用原理1、充风缓解 充风缓解即是将大、小闸手柄均置运转位分为初充风和再充风,初充风是指 均衡、列车、制动缸压力均为0的初始状态充风,再充风是指减压制动后的缓 解充风;初充风和再充风相比,再充风要进行作用管(16#管)压力和制动缸压 力的缓解当大、小闸手柄均置运转位时,手柄位置信号转为电信号传输到 M-IPM, M-IPM通过Lonworks总线将命令传输至各模块,模块按预定的程序动作⑴均衡回路:总风MR —►滤器 一►作用电磁阀APP得电接通住力传感器ERT均衡风缸电磁阀(二位三通阀)八2-人3厂均衡测试堵 TPER均衡风缸列车管模块(BP)中继阀(BPRelay ) — 定压⑵列车管回路均衡压力—► (BPRelay)中继阀控制压力厂流量测试堵TP-FL总风MR ►流量传感器G (缩孔)一 BPRelay中继阀缩孔-—>中继阀下部平衡均衡压力BPCO -[BP 列车管 —► BPVV a tpbpLpVEM 一 Cs A 21“MV53-—> BPCO上方控制(3)16n管(作用回路)%1 BPCP控制压力 一 双向阀DCV1 ——a电空联锁电磁阀DBI1J16*管风缸(90升) 一►TP16测试堵 /双向阀(16模块)DVC2 一► PVTV (二位三通导向阀)A3-A2 ——► PV16电磁阀A3-A2 一 缓解电磁阀Rel— 大气%1 DBTV三通阀充风:BP增压 —》DBTV三通阀(分配阀)6『缩孔# ―57缩孔―> AUX副风缸(工作风缸)定压%1 16TV缓解回路:PVTVA?——》快缓阀BO一> DBTV —>大气3#风缸⑷制动回路制动缸压力一滤器 、— BPCP——》大气BPCP下边压力一 46#缩孔/(5)2(/模块:①控制部分 20模块中继阀20R上侧一> 缩孑「—压力传感器20TL本补电磁阀MVLT的二位三通阀A.-A220模块控制风缸 a缓解电磁阀 大气作用电磁阀supp右侧%1 20管缓解20管压力 J压力传感器20TT压力测试堵TP20>本补导向阀PVLT中继阀20R 大气2、减压制动 减压制动是将自动制动手柄从运转位移至初制动位(最小减压位)、制动区、 常用全制动位、抑制位、重联位均发生减压制动,首先是均衡减压,通过 BP模块的中继阀控制列车管的减压,减压速度为常用减压速度,确保常用 制动的安定性。
根据自动制动手柄的位置给出减压量的电信号至M-TPM, M-IPM通过Lonworks总线传至ER模块确定减压量,通过均衡压力传感器ERT 比较控制缓解电磁阀REL的得电时间来控制均衡风缸的减压量,然后控制 列车管的减压量;手柄位置信号通过M-IPM传至16#模块控制16#的压力(作 用管),16#的压力通过BCCP模块控制控制制动缸上闸,上闸比略低于1:2.5 关于常用制动限压,JZ-7制动机设置了常用限压阀,DK-1制动机设置了 208压力继电器控制最大减压量,本制动机则通过软件控制,当制动缸压 力达到全制动减压量所规定的制动缸压力以后的减压为无效减压抑制位 就是人机对话的意思,即是说当由安全装置触发的惩罚制动(监控、警惕、 失电、网络等)发生后需将自动制动手柄放抑制位1秒后才能缓解,也就 是说司机已知道发生了惩罚制动,并对机器作了答复重联位均衡风缸压 力减为0,列车管由于BP模块内的BPCO阀的弹簧关断,设定值为77Kpa; 制动缸压力在当列车管压力下降到140 Kpa时,16#模块接通了紧急回路, 使制动缸的压力由常用制动的压力上升为紧急制动的压力,其管路通路见 紧急制动;当常用全制动后小闸侧缓(快缓)并回运转位,此时大闸的无 效减压就成了有效减压。
1、均衡回路:BP中继阀控制压祈 MVER均衡电磁阀A-A2^均衡风缸 > 均衡压力传感器ERT均衡压力测试口 TPER缓解电磁阀A大气2、列车管回路:16模块紧急电磁阀PVE控制压力BPA大气3、16#管回路:a BPCOBC模块DBTV的BP无火回送列车管压力J中继阀下方 t孔/a BP中继阀%1 总风MR 滤管 > 16模块APP电磁阀厂13#模块ERBUA216TMV16 电磁阀部分 PV16 A2 —A,. x PVTV (A2—As) DCV2「TP 1616#风缸f [16#管一> BC 模块 DBI-1 —>DCV1一aBCCP 控制压力%1 BC模块BP减压:辅助风缸(工作风缸)Aux—>缩孔57#—>DBTV “BO J 16TV (16 模块 PVTVA】)J3风缸4、制动缸上闸回路:MR总风 —— BCCP—— 46—► BCCP下方滤器_>制动缸5、2(/模块:%1 控制压力 MR总风 —》滤器_ 作用电磁阀supp厂20#风缸缓解电磁阀左侧 —本补电磁阀二位三通阀八2 —A3 >「压力传感器20TL一20#模块中继阀20R控制侧——> 缩孔# #%1 20管回路总风一> 20模块中继阀20R —>本补导向阀PVLT —>「20#管• 2(/测试堵三、紧急制动紧急制动可分为多种条件触发。
其中大闸手柄EBV致紧急位、拉紧急 制动手柄(N68)、按下紧急按钮、监控紧急制动及CCU, WTB等触发紧急均 非由CCBII发出紧急制动CCBII触发紧急是MVEM得电针对触发紧急的 条件,列车管排风顺序如下:对于HXD】C机车,由MVEM触发后,由于PVEM 使列车管压力快速下降,导致压力阀N97及NB11动作,加速列车管排风, 保证紧急制动的灵敏性对于EBV手柄置紧急位时先触发NB II,然后是N97再触发PVEM 对于拉车长阀N68,则先触发N97,其次是NB II,再触发PVEM 对于安全装置(CCU、MVB、WTB、监控等)则先触发S10. 36排出紧急管(21# ) 压力以触发PVEM,其次是N97和NB II加速列车管排风1、列车管由MVEM触发紧急:①MVEM ( 24V )得电 ―>21"(紧急管)压力 —► MVEM电磁阀〜EMV左侧一 ►排大气%1 同时连接21#管的S10. 36电磁阀得电使紧急压力阀PVEM控制压力 通过S10.36排大气,从而造成紧急压力阀PVEM的列车管排大气回 路导通%1 紧急制动发生时MV53电磁阀得电,BPCO关闭BPCO左侧列车管压力一滤器 PVEM 大气列车管BP压力J%1 MV53电磁阀左侧列车管压力?BPCO左侧列车管压力 》中继阀bp Relay x大气%1 BPCO控制压力 aMV53 大气2、 均衡回路:与减压制动相同,只是列车管压力瞬间排为零后,引起 均衡按常用排风速度排为零。
#3、 16管回路:与减压制动回路相同(正常16压力在420-440K Pa) 不同是当列车管压力下降至140KPa以下直至0KPa时,紧急压力阀动作:16模块:MR总风—> 紧急限压阀ELV —►缩孔G—>紧急压力阀PVE —>双向阀DVC2——>「16#一 TP16此时测试后TP16的压力为480KPa左右4、 制动缸上闸回路:与减压制动回路相同,制动缸压力保持在450 土 15KPa 间四、小闸单独制动与缓解小闸单独制动和缓解时不控制均衡风缸压力也就不会控制控制列车管 压力,M—IPM才艮据小闸手柄位置产生相应的电压信号,通过lonworks总 线传递给16#模块和20#模块2(/模块:与大闸制动和缓解时,风管路走向一致;16#模块:与大闸制动和缓解16#模块管路走向一致;BC模块:制动缸上闸和缓解回路与大闸作用一致;五、 小闸单缓(即小闸的快速缓解功能)小闸快速缓解分为常用全制动后快缓和紧急制动后快缓1、 当大闸进行常用全制动后,将小闸至全制动位,由于大闸全制动压 力为350 10大于小闸全制动压力(3OO1OKPJ,故制动缸压力仍保持大 闸全制动压力此时将小闸侧压快缓,可以缓解大闸常用全制动的压力, 制动缸压力不大于321KP- —般在310-320 KPa间,将小闸回运转位,制 动缸压力缓解到0o这是由于该制动机继承了 Wabco制动机的特点一大小 闸综合作用,制动缸增加1. 04的压力。
2、 当大闸紧急制动后,小闸侧压快缓,制动缸压力缓解才艮据小闸位置而 确定当小闸在运转位侧缓,制动缸压力可缓解到0 KPa ,松开小闸侧缓,#制动缸压力又会上升至紧急制动压力这是因为16模块内紧急限压回路 中紧急制动阀PVE同时受BP和13#管压力控制,当紧急位时BP压力为0,# #侧缓13管建立压力,PVE断开,16管压力通过B0及DBTV排大气,制动 缸缓解一旦^>开小闸侧缓手柄,此时BP为0, 13#管也排气压力降为0PVE接通紧急限压回路,总风通过ELV、G和PVE向16管充风( 470- 480KPJ,制动缸压力上升至紧急制动压力六、 空气互锁功能BC模块中在控制BCCP和16 (作用管)管回路中设置了 DBI1电磁阀,当#电制动时,DBI1得电,如果此时大闸减压制动,BP减压,但16管压力通#过DBI排大气,故制动缸不上闸,但机车小闸产生的20压力可使机车制 动缸上闸七、M—IPM和EPCU失电1、M-IPM失电:断开M-IPM电源,此时CCBII计算机系统停止工作,EPCU接收不到IPM的信号,EPCU由于有电此时相当于EPCU收到“0”信号, 将均衡风缸接常用减压速度减至0KP—列车管压力通过中继阀排出,至 BPCO关断(77 KPJ,制动缸压力上升至紧急制动压力(由于EPCU单元有 电,紧急限压回路动作)。
其效果与手柄置重联位一样,不同处将“大闸” 手柄从重联位回运转位机车缓解,M-IPM失电机车不但切除动力,且不能 缓解(由于M-IPM失电,EBV的位置信号不能传到EPCU )o2、EP。