陳艷鑫 楊碩

摘要：通過分析CRH各車型動車組的制動系統(tǒng)原理及特點(diǎn)，對比CRH1、CRH2型、CRH3型、CRH5型動車組制動系統(tǒng)，提出各型動車組制動系統(tǒng)的相通及區(qū)別，以及一些新的制動系統(tǒng)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高速動車組；制動系統(tǒng)；發(fā)展

隨著我國高速動車組速度等級的不斷提高，越來越高的制動系統(tǒng)技術(shù)也相應(yīng)的顯得尤為重要，研究部門及制造廠家都在制動系統(tǒng)技術(shù)上給出了新的制動原理和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改造。本文就是針對各動車組車型制動系統(tǒng)的制動系統(tǒng)進(jìn)行研究和探討，并提出新的技術(shù)發(fā)展方向。

1.各車型動車組制動系統(tǒng)技術(shù)分析和研究

1.1.CRH1型動車組

CRH1型動車組采用電氣指令式制動系統(tǒng)，動車組各車的制動控制裝置采用微機(jī)通過列車控制網(wǎng)絡(luò)連接，制動力則由動車的電制動及各車的空氣制動構(gòu)成。制動系統(tǒng)通過列車信息與控制網(wǎng)絡(luò)把每車的制動設(shè)備聯(lián)系在一起，形成一個(gè)整體。

CRH1動車組采用的是由電氣再生制動和直通式電空制動兩部分組成的復(fù)合制動系統(tǒng)。

根據(jù)制動功能的不同，又可分為常用制動、緊急制動、停放制動、保持制動、防冰制動。司機(jī)主控器的常用制動分為1-7級，7級過后的即為緊急制動，其它制動功能都不能通過司機(jī)主控制器施加。常用制動采用空電復(fù)合制動，緊急制動可由多種方式控制施加。主控手柄施加的緊急制動也采用空電復(fù)合制動。

1.2.CRH2型動車組

CRH2型動車組采用電氣制動和空氣制動并用的制動系統(tǒng)，稱為電氣指令微機(jī)控制的空電復(fù)合制動，制動力由各車的電氣指令電空制動和動車的再生制動組成。制動控制采用以1M1T的基本制動力控制單元，在單元內(nèi)再生制動優(yōu)先，實(shí)行延遲充氣控制。系統(tǒng)對再生制動和空氣制動進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，當(dāng)制動控制器檢測到所產(chǎn)生的再生制動力不足時(shí)，靠空電復(fù)合控制以空氣制動進(jìn)行補(bǔ)充。

1.3.CRH3型動車組

CRH3型動車組采用空氣制動控制和電子制動控制完全集成構(gòu)成的制動控制系統(tǒng)，在一個(gè)牽引單元內(nèi)的數(shù)據(jù)交換由各車輛數(shù)據(jù)總線MVB來完成，牽引單元的通信由列車總線MTB支持。各車的空氣制動部分采用電氣指令微機(jī)控制的直通式電空制動，并配以自動式空氣制動作為備用制動。直通式電空制動和自動式空氣制動在制動控制單元中的中繼閥之間結(jié)合。

1.4.CRH5型動車組

CRH5型動車組采用電氣指令微機(jī)控制的空電復(fù)合制動系統(tǒng)，系統(tǒng)采用再生制動優(yōu)先的控制策略?？諝庵苿硬糠譃殡姎庵噶钗C(jī)控制直通式電空制動。備用制動采用自動式空氣制動機(jī)。制動系統(tǒng)采用空電復(fù)合制動控制模式，電制動優(yōu)先。電制動系統(tǒng)采用微處理器對所有制動設(shè)備進(jìn)行控制、操縱和診斷等全面制動管理的制動系統(tǒng)，這些設(shè)備與制動程序和列車控制系統(tǒng)的通訊有關(guān)，保證整列車具有更高的安全性、可靠性和可用性，同時(shí)還可以提供可選的動力制動控制?？諝庵苿酉到y(tǒng)采用空氣盤型制動作為基礎(chǔ)制動裝置，制動控制部分包括電器指令微機(jī)控制直通式電空制動系統(tǒng)和自動式空氣制動系統(tǒng)。

2.各車型制動系統(tǒng)的差異

各個(gè)車型的制動核心技術(shù)的主題及其控制原理是相同的，但因各主機(jī)廠在產(chǎn)品上提出具體要求不同而變化較大。以CRH1、2、5型動車組為例，其制動產(chǎn)品都是基于克諾爾的制動技術(shù)，但由于以下主要原因，制動系統(tǒng)的構(gòu)成、特點(diǎn)、性能又有一定差異。

2.1.編組及動拖比不同

如CRH1的5M3T編組與CRH5的5M3T編組雖在動拖比基本特征上市相同的，都是由2個(gè)2M1T單元和一個(gè)1M1T單元組成，但各自的M車是由較大區(qū)別的。CRH5的M車的四根車軸只有2根是動軸（2、3軸），而兩根端軸（1、4軸）是拖軸，由于采用再生制動優(yōu)先、再生制動不足空氣制動補(bǔ)充的空點(diǎn)制動復(fù)合制動策略，因此在同一節(jié)M車上空氣制動作用是不同時(shí)的，動軸再生制動無效或是緊急制動時(shí)，動軸才有空氣制動，這是與CRH1、CRH3在制動控制上最大的不同。也因如此，CRH5的M車需要兩個(gè)中繼閥對動軸和拖軸分別控制。

CRH2型200公里動車組由于采用4M4T編組，且恰好形成4個(gè)1M1T排列，因此在制動控制上采用1M1T作為空電復(fù)合制動控制單元，進(jìn)行再生制動和直通電控制動的協(xié)調(diào)分配及轉(zhuǎn)換控制。

2.2.采用不同類型的列車信息控制網(wǎng)絡(luò)

動車組各車的各種設(shè)備有網(wǎng)絡(luò)聯(lián)成一個(gè)大的信息控制系統(tǒng)，而列車信息控制網(wǎng)絡(luò)的類型不同，也給制動系統(tǒng)在制動指令形式、指令傳輸方式、空重車信號采集方式、電動空氣壓縮機(jī)的驅(qū)動控制、備用制動實(shí)現(xiàn)方式等方便帶來一定區(qū)別。

3.動車組新的制動技術(shù)發(fā)展方向

現(xiàn)階段動車組采用的制動方式踏面制動、盤型制動、電阻制動、再生制動均屬于黏著制動，制動力的產(chǎn)生的先決條件就是有接觸黏著系數(shù)，隨著旅客列車的提速，可利用的黏著資源越來越少，自然會考慮到采用越來越多的輔助緊急制動方式?，F(xiàn)階段的磁軌制動，軌道渦輪制動作為輔助緊急制動已經(jīng)表現(xiàn)些有成效。

3.1.翼板制動技術(shù)

翼板制動要產(chǎn)生顯著可靠地空氣阻力，可在各車車體上，布置一定數(shù)量的空氣阻力板，直接產(chǎn)生作用于車體的、與列車運(yùn)動方向相反的外力。是一種不受輪軌間黏著限制的制動方式。翼板制動在中高速范圍能夠產(chǎn)生足夠大的制動力，可以成為其主要的制動方式。同時(shí)其也帶來以下問題：

3.1.1.由于處于高速擾流夏的翼板，會產(chǎn)生噪聲和振動，必須加強(qiáng)車體的減震降噪設(shè)計(jì)；

3.1.2.因強(qiáng)大的縱向力直接作用于車體頂部，而不得不加強(qiáng)車體。

3.2.儲能制動技術(shù)

在干線交通系統(tǒng)中，高速運(yùn)行的列車要求啟動加速度和制動減速度大。從能量相互轉(zhuǎn)換的角度看，制動過程所消耗的能量相當(dāng)可觀，雖然這些再生能量的20%-80%被其它相鄰列車吸收利用，剩余部分仍被車輛電阻以發(fā)熱的方式消耗掉。在不具備再生反饋的條件時(shí)，如果能夠把這些能量暫時(shí)儲存，可以在隨后的加速或啟動過程加以利用，這也是能量再生的一種形式，對減低允許能耗、節(jié)約運(yùn)輸成本是非常有意義的。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳萌嶺，胡波.微機(jī)控制直通電空制動系統(tǒng)研究與試驗(yàn)[J].鐵道學(xué)報(bào)，2010，22（2）：99）103.

[2]倪文波，王雪梅.高速列車網(wǎng)絡(luò)與控制技術(shù).成都：西南交通大學(xué)出版社，2008

[3]智廉清，吳培元，林臺平，等.近代鐵道制動技術(shù).北京：中國鐵道出版社，1993

[4]陳龍安，吳萌嶺，姜靖國，等.高速電動車組制動用電氣信號及傳送.鐵道車輛，1998，36（8）：21-23.