劉 兵，劉云峰，印建明

（南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司 客車設(shè)計(jì)部，江蘇南京210031）

出口突尼斯內(nèi)燃動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)

劉 兵，劉云峰，印建明

（南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司 客車設(shè)計(jì)部，江蘇南京210031）

突尼斯內(nèi)燃動(dòng)車組采用液力、空氣混合制動(dòng)，液力制動(dòng)優(yōu)先。介紹了該動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)模塊化、集成化的技術(shù)特點(diǎn)。闡述了風(fēng)源系統(tǒng)，微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)，停放制動(dòng)系統(tǒng)，備用制動(dòng)系統(tǒng)以及輔助用風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和原理。

動(dòng)車組；液力制動(dòng)；模塊化；集成化

突尼斯內(nèi)燃動(dòng)車組（簡(jiǎn)稱DMU）是南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司自主研制首次出口的動(dòng)力分散型液力傳動(dòng)式動(dòng)車組。該動(dòng)車組分準(zhǔn)軌和米軌兩種類型，制動(dòng)形式完全一樣，最小編組由一輛舒適型車和一輛經(jīng)濟(jì)型車組成，最多可三列重聯(lián)。制動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)是采用空氣制動(dòng)器和液力制動(dòng)器兩種設(shè)備共同作用實(shí)施制動(dòng)。鑒于該動(dòng)車組零部件繁多和安裝空間的局限性，因此制動(dòng)系統(tǒng)采用模塊化、集成化技術(shù)。

1 主要技術(shù)參數(shù)

最大運(yùn)行速度 160 km/h

制動(dòng)距離

最大常用制動(dòng)力工況 988 m

緊急制動(dòng)工況 790 m

制動(dòng)減速度

最大常用制動(dòng)力工況 1.00 m/s

緊急制動(dòng)工況 1.25 m/s

總風(fēng)管定壓 750～900 k Pa

列車管定壓 500 kPa

制動(dòng)系統(tǒng)控制電壓 DC 24 V

2 制動(dòng)系統(tǒng)的組成

制動(dòng)系統(tǒng)主要由風(fēng)源系統(tǒng)、微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架制動(dòng)裝置、停放制動(dòng)系統(tǒng)、備用制動(dòng)系統(tǒng)及輔助用風(fēng)系統(tǒng)組成，制動(dòng)系統(tǒng)組成及控制如圖1所示。

2.1 風(fēng)源系統(tǒng)

風(fēng)源系統(tǒng)是列車空氣供給的源頭。主要由空氣壓縮機(jī)、空氣干燥器、調(diào)壓閥、安全閥、壓力開關(guān)、測(cè)試接口、總風(fēng)缸等零部件組成，各部件集成一個(gè)模塊，整體吊裝在車體底架上，對(duì)外只留空氣管路和電氣接口，如圖2所示。

圖1 制動(dòng)系統(tǒng)組成圖

圖2 風(fēng)源模塊組成圖

每輛動(dòng)車配有一套風(fēng)源系統(tǒng)，隨列車起動(dòng)同時(shí)工作，正常工作時(shí)采用主輔控制模式，互為備份。當(dāng)總風(fēng)管壓力小于750 kPa時(shí)，主空壓機(jī)工作；當(dāng)總風(fēng)管欠壓嚴(yán)重（總風(fēng)管壓力小于700 k Pa）時(shí)，為了使總風(fēng)管快速充風(fēng)，輔助空壓機(jī)和主空壓機(jī)同時(shí)工作；當(dāng)總風(fēng)管壓力達(dá)到900 k Pa時(shí)，主、輔助空壓機(jī)均停止工作。

空壓機(jī)是風(fēng)源系統(tǒng)的核心部件，該動(dòng)車組使用的空壓機(jī)為VV120T活塞式空壓機(jī)，額定功率為6 k W，由9 k VA交流電機(jī)（AC 380 V/50 Hz）驅(qū)動(dòng)，在1 000 k Pa工作壓力下的出風(fēng)量為845 dm3/min，產(chǎn)生的高壓空氣流經(jīng)空氣冷卻器和干燥器，輸出不高于進(jìn)口溫度15℃的壓縮空氣，存儲(chǔ)在總風(fēng)缸里，并通過總風(fēng)管向列車所有用風(fēng)設(shè)備供給高壓空氣?？諝飧稍锲鬟x為L(zhǎng)ZT015.OH型雙塔再生干燥器，使用活性氧化鋁作為干燥劑，最大工作壓力為1 050 kPa。

2.2 微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)

微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)由制動(dòng)控制系統(tǒng)、液力制動(dòng)器、電空（EP：Electrical Pneumatic）制動(dòng)單元和防滑保護(hù)系統(tǒng)等組成。該系統(tǒng)作用于列車所有制動(dòng)過程，包括常用制動(dòng)，緊急制動(dòng)和電子防滑保護(hù)。

（1）常用制動(dòng)

常用制動(dòng)是由BCU（Brake Control Unit：制動(dòng)控制單元）控制的液力制動(dòng)和EP制動(dòng)組成，BCU根據(jù)制動(dòng)動(dòng)作請(qǐng)求優(yōu)先實(shí)施液力制動(dòng)；當(dāng)液力制動(dòng)力不足時(shí)，先由拖車轉(zhuǎn)向架（簡(jiǎn)稱拖轉(zhuǎn)向架）EP制動(dòng)補(bǔ)充；若總制動(dòng)力還不能達(dá)到主控制器手柄要求的值時(shí)，再由動(dòng)車轉(zhuǎn)向架（簡(jiǎn)稱動(dòng)轉(zhuǎn)向架）EP制動(dòng)補(bǔ)充。當(dāng)需要緩解常用制動(dòng)時(shí)，把主控制器手柄推向惰行位，當(dāng)空氣制動(dòng)完全緩解時(shí)，所有空氣制動(dòng)緩解綠色指示燈亮起，此時(shí)才允許列車牽引。

液力制動(dòng)由集成在T212bre傳動(dòng)箱內(nèi)的液力制動(dòng)器實(shí)施。該傳動(dòng)箱為液力控制3段式無級(jí)變速傳動(dòng)裝置，由1個(gè)液力變矩器、2個(gè)液力耦合器、1個(gè)液力制動(dòng)器、1個(gè)彈性聯(lián)軸器和電子控制器（VTDC：Voith Turbo Drive Control）等組成，如圖3所示。傳動(dòng)箱通過傳動(dòng)油的循環(huán)，液力變矩器和液力耦合器的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)無級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)矩變換；在車速一定范圍內(nèi)，制動(dòng)器提供液力制動(dòng)力；換向器由液力操縱換向汽缸等組成，當(dāng)列車停止時(shí)，通過操縱換向器實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行方向的改變。VTDC對(duì)傳動(dòng)箱實(shí)施監(jiān)控。在制動(dòng)狀態(tài)下，變矩器、耦合器I、耦合器II 3個(gè)液力元件內(nèi)的油排空，制動(dòng)器充油，傳動(dòng)箱輸出端帶動(dòng)制動(dòng)器泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)，泵輪帶動(dòng)制動(dòng)器內(nèi)的油轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生液力制動(dòng)力，同時(shí)制動(dòng)所產(chǎn)生的能量以熱能形式通過熱交換器傳遞給柴油機(jī)冷卻水予以散發(fā)。

液力制動(dòng)受控于一個(gè)制動(dòng)力設(shè)置值，它可以被設(shè)置在0到100%之間。BCU控制液力制動(dòng)設(shè)定值，根據(jù)制動(dòng)動(dòng)作請(qǐng)求優(yōu)先實(shí)施液力制動(dòng)，首先BCU將模擬輸出信號(hào)“液力制動(dòng)設(shè)置值”傳給液力制動(dòng)器；接著根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行的狀態(tài)和可獲得的液力制動(dòng)力（跟油溫和車輛速度有關(guān)），VTDC將一個(gè)“液力制動(dòng)力實(shí)際值”的反饋信號(hào)傳給BCU；然后傳動(dòng)箱向BCU發(fā)出“液力制動(dòng)準(zhǔn)備就緒”信號(hào)，反饋給BCU其所能實(shí)現(xiàn)的液力制動(dòng)力（4～20 m A控制信號(hào)對(duì)應(yīng)0～100%實(shí)際液力制動(dòng)力）。當(dāng)液力制動(dòng)力不足時(shí)，先由拖轉(zhuǎn)向架空氣制動(dòng)補(bǔ)充，若總制動(dòng)力還不能達(dá)到要求值時(shí)，再由動(dòng)轉(zhuǎn)向架空氣制動(dòng)補(bǔ)充，液力制動(dòng)信號(hào)傳輸關(guān)系見圖4。

圖3 傳動(dòng)箱結(jié)構(gòu)圖

圖4 液力制動(dòng)信號(hào)傳輸關(guān)系圖

復(fù)合制動(dòng)以液力制動(dòng)為基礎(chǔ)，當(dāng)液力制動(dòng)失效時(shí)會(huì)實(shí)施EP制動(dòng)，當(dāng)液力制動(dòng)力增大時(shí)EP制動(dòng)力會(huì)減小，當(dāng)車速低于某一數(shù)值時(shí)液力制動(dòng)力被切除。液力制動(dòng)力和車速關(guān)系如圖5所示，其中曲線2，3分別是動(dòng)車組在坡度為10‰和14‰線路上向下運(yùn)行的滑動(dòng)力。

圖5 液力制動(dòng)力和車速變化曲線圖

（2）緊急制動(dòng)

緊急制動(dòng)時(shí)液力制動(dòng)被切除，只使用EP制動(dòng)。

（3）電子防滑保護(hù)

防滑系統(tǒng)由車輪防滑保護(hù)（WSP：Wheel Slide Pro-tection）控制單元、速度傳感器及防滑排風(fēng)閥組成，如圖6所示。WSP控制單元負(fù)責(zé)計(jì)算、判斷、控制等功能，與BCU集成在一起；速度傳感器負(fù)責(zé)速度信號(hào)采集；防滑排風(fēng)閥根據(jù)WSP控制單元提供的控制信號(hào)動(dòng)作，控制制動(dòng)力大小，實(shí)現(xiàn)防滑控制功能。

圖6 防滑系統(tǒng)組成圖

2.3 備用制動(dòng)系統(tǒng)

當(dāng)微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者列車需要回送、救援時(shí)，列車采用備用制動(dòng)系統(tǒng)限速運(yùn)行。備用制動(dòng)系統(tǒng)采用間接制動(dòng)形式，通過備用制動(dòng)手柄控制列車管的壓力，使列車制動(dòng)或緩解；主要由分配閥、控制風(fēng)缸、緊急制動(dòng)蘑菇按鈕及備用制動(dòng)控制手柄等組成，其中分配閥和控制風(fēng)缸等安裝在制動(dòng)控制柜集成模塊上，如圖7所示，緊急制動(dòng)蘑菇按鈕和備用制動(dòng)控制手柄安裝在司機(jī)臺(tái)左側(cè)。

圖7 制動(dòng)控制柜集成模塊圖

2.4 停放制動(dòng)系統(tǒng)

停放制動(dòng)系統(tǒng)由停放制動(dòng)控制模塊、壓力開關(guān)、帶電觸點(diǎn)的截?cái)嗳T、停放制動(dòng)缸、制動(dòng)按鈕、顯示燈等部分組成，其中停放制動(dòng)缸裝在拖轉(zhuǎn)向架對(duì)角的兩個(gè)輪上?？刂颇K由電磁閥、雙向閥、減壓閥、壓力測(cè)試接口組成，減壓閥將總風(fēng)管的壓力由750～900 k Pa減到500 k Pa；電磁閥有3個(gè)氣路接口和一個(gè)電氣接口，氣路接口分別與總風(fēng)缸、停放制動(dòng)缸及大氣連接，電氣接口與司機(jī)臺(tái)上控制按鈕連接，能夠使列車發(fā)生停放制動(dòng)或緩解功能；雙向閥設(shè)在停放制動(dòng)缸進(jìn)氣口前，與制動(dòng)缸壓力相關(guān)聯(lián)，防止空氣制動(dòng)與停放制動(dòng)產(chǎn)生疊加使制動(dòng)力過大，引起制動(dòng)裝置或相關(guān)部件損壞。

2.5 輔助用風(fēng)系統(tǒng)

輔助用風(fēng)系統(tǒng)主要由撒沙系統(tǒng)和解鉤系統(tǒng)組成。

（1）撒沙系統(tǒng)

撒沙系統(tǒng)由沙箱組成裝置、電磁閥、按鈕、管路、控制信號(hào)線等組成，如圖8所示。撒沙系統(tǒng)的壓力空氣來源于總風(fēng)管，壓力空氣通過撒沙管路，經(jīng)空氣過濾器、帶電觸點(diǎn)的截?cái)嗳T、減壓閥、測(cè)試接口、電磁閥進(jìn)入沙箱組成裝置，電磁閥得電動(dòng)作使沙子在壓力空氣作用下從噴嘴噴出，實(shí)施撒沙。

撒沙采用自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式。當(dāng)列車發(fā)生滑行時(shí)，由BCU發(fā)出自動(dòng)撒沙信號(hào)或手動(dòng)撒沙；當(dāng)司機(jī)認(rèn)為路況需要撒沙時(shí)，可以手動(dòng)撒沙；當(dāng)列車發(fā)生空轉(zhuǎn)時(shí)，不允許撒沙。

圖8 撒沙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成圖

（2）解鉤系統(tǒng)

司機(jī)頭端安裝VOITH提供的全自動(dòng)車鉤，主要由機(jī)械鉤頭、電氣連接器、總風(fēng)管接口、制動(dòng)管接口、解鉤電磁閥、氣路塞門、緩沖裝置等組成。解鉤在列車重聯(lián)編組后需解編時(shí)實(shí)施。解鉤前，列車實(shí)施緊急制動(dòng)，分別打開總風(fēng)管路和列車管路的折角塞門，實(shí)施解鉤；解鉤后，將兩個(gè)折角塞門關(guān)閉。

（3）坡道起動(dòng)

當(dāng)列車停在坡道上時(shí)，為了防止起動(dòng)列車時(shí)制動(dòng)緩解而溜車，制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了坡道起動(dòng)的功能。當(dāng)列車在坡道上停車狀態(tài)（制動(dòng)緩解以前）需要起動(dòng)時(shí)，按下司機(jī)臺(tái)上坡道起動(dòng)按鈕，同時(shí)將牽引制動(dòng)手柄推到牽引位，坡道起動(dòng)按鈕紅色燈亮起，列車可按正常起動(dòng)車輛方式激活列車，正常牽引；等列車起動(dòng)后，需再次按下坡道起動(dòng)按鈕，坡道起動(dòng)按鈕紅色燈熄滅，坡道起動(dòng)信號(hào)斷開，制動(dòng)緩解；如果司機(jī)忘記第2次按下坡道起動(dòng)按鈕，或者列車速度大于5 km/h時(shí)，BCU會(huì)自動(dòng)忽略坡道起動(dòng)信號(hào)，列車自動(dòng)緩解。

3 結(jié)束語(yǔ)

制動(dòng)系統(tǒng)是動(dòng)車組的關(guān)鍵設(shè)備，動(dòng)力分散式液力傳動(dòng)是突尼斯DMU的主要技術(shù)特點(diǎn)。該動(dòng)車組經(jīng)過在突尼斯國(guó)營(yíng)鐵路公司線路上近一年的運(yùn)行驗(yàn)證，制動(dòng)系統(tǒng)使用效果很好。

［1］ 董錫明.高速動(dòng)車組工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（第1版）［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2007.

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［5］ 彭俊彬.動(dòng)車組牽引與制動(dòng)［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2007.

［6］ UIC 540－2006.制動(dòng)機(jī)－旅客列車、貨物列車空氣制動(dòng)機(jī)［S］.

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Braking System of Tunisia DMU

LIU Bing，LIU Yunfeng，YIN Jianming
（Passenger Coach Design Department，CSR Nanjing Puzhen Co.，Ltd.，Nanjing 210031 Jiangsu，China）

Braking system of Tunisia DMU adopts blending mode of hydrodynamic brake and electro-pneumatic brake，and hydrodynamic brake will be preferred.This paper introduces the technical characteristics of modularization and integration，and states the structure and mechanism of air supply system，microprocessor-controlled direct electro-pneumatic braking system，parking braking system，reserve braking system and auxiliary air supply system.

DMU；hydrodynamic brake；modularization；integration

U266.1.35

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.04.14

1008－7842（2014）04－0062－04

?）女，工程師（

2014－01－16）