李宏偉，陳 藍(lán)，張 洋，張 寶

（1 中國北車長春軌道客車股份有限公司 鐵路客車開發(fā)部，吉林長春130062；2 中國鐵道科學(xué)研究院 機(jī)車車輛研究所，北京100081）

動車組用救援回送裝置研制

李宏偉1，陳 藍(lán)2，張 洋2，張 寶2

（1 中國北車長春軌道客車股份有限公司 鐵路客車開發(fā)部，吉林長春130062；2 中國鐵道科學(xué)研究院 機(jī)車車輛研究所，北京100081）

救援回送裝置用于在救援機(jī)車與被救援動車組之間傳遞制動指令，指令由被救援動車組上的各制動控制單元接收，并根據(jù)電氣信號執(zhí)行相應(yīng)的制動或緩解功能，從而實(shí)現(xiàn)在動車組救援和回送時(shí)的制動控制功能。

動車組；救援回送；CRH2系列

動車組在整車運(yùn)輸、回廠維修和線上故障救援等情況下，無法依靠自身獨(dú)立運(yùn)行，需要由機(jī)車或其他動車組牽引進(jìn)行救援回送操作。在該模式下，如果僅由救援車承擔(dān)全列所有制動力，救援車輪軌之間的制動黏著利用在一定速度條件下將很快趨近黏著上限，這會直接影響到救援回送時(shí)的安全和運(yùn)行效率。而為保證行車安全，全列不得不以較低的速度執(zhí)行救援回送任務(wù)。為了提高救援回送的效率，要求在救援回送模式下救援車與被救援車共同分擔(dān)所需制動力。

我國干線鐵路動車組均采用直通電空制動系統(tǒng)，其中CRH3、CRH5系列動車組除直通電空制動系統(tǒng)外，還有自動式制動機(jī)作為備用制動系統(tǒng)。備用制動系統(tǒng)除產(chǎn)生緊急制動預(yù)控壓力外，還可通過動車組與機(jī)車的連掛或與同型動車組連掛，實(shí)現(xiàn)動車組的救援和回送工作。

而對于僅配備直通電空制動系統(tǒng)的動車組（例如CRH2系列），被機(jī)車救援時(shí)需要額外的一套裝置將機(jī)車列車管壓力轉(zhuǎn)換為電氣指令。

1 功能要求

救援回送裝置是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)車對動車組救援回送功能的制動指令轉(zhuǎn)換裝置。在救援回送模式下，機(jī)車或救援動車組的制動指令以不同的列車管減壓量表示。安裝在被救援動車組上的救援回送裝置讀取列車管壓力并轉(zhuǎn)換為電制動指令，這樣就滿足了救援車與被救援車在僅有列車管相連的情況下，同步實(shí)現(xiàn)制動施加和緩解。也就是說，救援回送裝置具備兩部分主要功能，識別列車管減壓量和根據(jù)列車管壓力輸出電氣指令。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，在救援回送模式下，自身無動力的被救援動車組所配備的救援回送裝置，通過不同的功能模塊實(shí)現(xiàn)上述功能，具有以下特點(diǎn)。

救援回送裝置能夠讀取來自救援車的制動指令，為了盡量簡化信號，以列車管（BP）壓力作為救援車與被救援車之間的信號載體，救援回送時(shí)前后車只需通過一根列車管連接進(jìn)行指令傳輸，滿足我國救援機(jī)車的兼容性要求；救援回送裝置對制動指令的讀取具備較高的適應(yīng)性，能夠讀取包括機(jī)車、救援動車組在內(nèi)不同對象的制動指令，救援回送裝置中的氣動模塊通過壓力傳感器和壓力開關(guān)對列車管壓力（減壓量）進(jìn)行監(jiān)測，滿足讀取救援車制動指令要求；救援回送裝置要能夠根據(jù)制動指令實(shí)現(xiàn)制動和緩解功能，救援回送裝置中的電氣模塊根據(jù)列車管壓力（減壓量），輸出相應(yīng)的制動指令給被救援車BCU，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)制動指令執(zhí)行制動任務(wù)；救援回送裝置從硬件、軟件上獨(dú)立于動車組制動控制裝置；救援回送裝置安裝在被救援車頭車位置，與動車組制動控制裝置相互獨(dú)立，通過列車管讀取救援車的制動信號，通過硬線向動車組制動控制系統(tǒng)傳輸制動指令。被救援車自身的列車管并不貫穿全列，僅連接救援車列車管與自身的救援回送裝置，此段列車管容積較小，盡量保證前后列車制動步調(diào)一致。

2 系統(tǒng)原理

救援回送裝置按照“故障導(dǎo)向安全”原則設(shè)計(jì)，列車管（BP）定壓為600 k Pa，救援回送裝置通過壓力傳感器讀取列車管（BP）減壓量并將其轉(zhuǎn)換后輸出常用制動指令。常用制動為階段制動施加/緩解，制動級位不超過4級。救援回送裝置可以傳遞緊急制動指令，當(dāng)救援車控制列車管緊急排風(fēng)，救援回送裝置上的壓力開關(guān)能夠斷開被救援車緊急安全環(huán)路列車線。系統(tǒng)功能圖如圖1。

定壓600 k Pa列車管減壓量（含回差）與常用制動電氣指令關(guān)系如表1。

緊急制動列車管減壓量響應(yīng)點(diǎn)如表2。

電氣信號定義如表3。

2.1 電氣部分

救援回送裝置的電氣指令采用硬線傳輸，包括拖拽模式狀態(tài)列車線、制動位列車線、制動指令列車線、緊急制動UB施加狀態(tài)線和BP壓力開關(guān)輸出狀態(tài)線。

拖拽模式列車線用于確認(rèn)當(dāng)前列車處于救援還是被救援狀態(tài)，當(dāng)動車組進(jìn)入拖拽模式時(shí)，此列車線得電，救援回送裝置得電工作。制動位列車線是反映當(dāng)前制動手柄狀態(tài)，在拖拽模式下由救援回送裝置控制，低電平表示有效，即裝置處于制動狀態(tài)。3根編碼制動指令線根據(jù)列車管壓力區(qū)間分別處于高電平或低電平位，制動系統(tǒng)將根據(jù)不同的編碼指令組合輸出相應(yīng)的制動級位。壓力開關(guān)狀態(tài)線為雙路輸出，一路狀態(tài)線在列車管減壓量大于170（和壓力值小于430）k Pa時(shí)將斷開緊急安全環(huán)路列車線，觸發(fā)緊急制動作用；另一路狀態(tài)線用于檢測列車是否施加緊急制動狀態(tài)。3線編碼指令線、制動位線與列車管（BP）壓力之間的對應(yīng)關(guān)系如表4所示。

緊急制動時(shí)壓力開關(guān)狀態(tài)線與列車管（BP）壓力之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如表5所示。

2.2 氣動部分

回送控制裝置的氣動模塊由壓力傳感器（T02. 01）、壓力開關(guān)（T02.02）、壓力測點(diǎn)（T02.03）及附屬氣路板組成（見圖2），通過BP接口與列車管相連接。壓力傳感器用于讀取列車管（BP）壓力（減壓量）。壓力開關(guān)用于在列車管壓力低于430 k Pa時(shí)斷開被救援車上的安全環(huán)路，觸發(fā)緊急制動。壓力測點(diǎn)用于日常維護(hù)時(shí)采集列車管壓力。氣動部分原理圖見圖3。

2.3 總成

用于回送控制的電氣模塊、氣動模塊及附件共同集成在箱體中，組成救援回送裝置。救援回送裝置總成如圖4。

3 性能試驗(yàn)

救援回送裝置在組裝完畢后，按照既定的試驗(yàn)規(guī)范［1］通過專用試驗(yàn)臺進(jìn)行性能測試。

試驗(yàn)結(jié)果表明在相應(yīng)的列車管壓力區(qū)間內(nèi)，救援回送裝置的3線編碼指令線、制動狀態(tài)線高低電平響應(yīng)和壓力開關(guān)輸出響應(yīng)、緊急制動UB施加狀態(tài)均與設(shè)計(jì)要求一致。制動回送裝置在整體氣密性試驗(yàn)中的漏泄值符合規(guī)定。

4 結(jié)束語

救援回送裝置的設(shè)計(jì)，是為了滿足被救援車在救援回送工況下能夠有效轉(zhuǎn)換來自不同類型救援車的制動指令，以保證被救援動車組有制動能力，從而提高救援回送效率。救援回送編組中前后車僅通過一根列車管（BP）相連，以壓縮空氣作為信號載體，簡化了信號的傳遞方式，使被救援車可以適應(yīng)不同型號的機(jī)車或動車組救援，避免了不同車型連掛時(shí)復(fù)雜的電氣接口問題。開發(fā)的救援回送裝置滿足動車組對于救援回送功能的各項(xiàng)需求。

本裝置作為固定設(shè)備與動車組制動控制裝置相互獨(dú)立。結(jié)構(gòu)簡單，模塊功能分配明確，既可以實(shí)現(xiàn)常用制動指令的輸出，又能夠以“失電上緊急”方式傳遞緊急制動指令，是一款基于“故障導(dǎo)向安全”原則開發(fā)的動車組救援回送設(shè)備。

［1］ 張 洋.TKD603－TZ01－00－00SF混合動力動車組救援回送裝置試驗(yàn)規(guī)范［R］.北京縱橫機(jī)電技術(shù)開發(fā)公司，2013.

［2］ 張旺獅.車輛制動裝置［M］.北京：中國鐵道出版社，2007.

Research and Development of Towing Unit for EMU

LI Hongwei1，CHEN Lan2，ZH ANG Yang2，ZH ANG Bao2
（1 Changchun Railway Vehicle Co.，Ltd.，Changchun 130062 Jilin，China；2 Locomotive＆Car Research Institute，China Academy of Railway Sciences，Beijing 100081，China）

Towing unit is used to transmit brake command between towing locomotive and towed EMU.The brake command is received by each BCU in towed EMU，which performs braking or release according to the related electrical signals.Towing function for EMU will be achieved finally.

EMU；towing；CRH2

U266.2

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.05.20

1008－7842（2014）05－0077－03

2—）男，工程師（

2014－05－15）