城轨交通车辆制动系统-EP2002制动系统

项目五城轨交通车辆制动系统任务四EP2002制动系统任务四EP2002城轨车辆制动控制系统是由德国著名的城轨车辆制动机制造商克诺尔公司生产的城轨车辆空气制动机的新一代产品。EP2002是电气指令式制动控制系统，其核心部件EP2002阀，负责空气制动系统的控制、监控及车辆控制系统的通信。EP2002制动控制系统与常规的、一般的制动系统最大的区别在于设计制造的思路不同，一般的城轨车辆采用的是车控的形式，即一个制动系统控制单元控制一辆车的两台转向架，比如克诺尔的早期产品和日NABTASCO公司的制动机。而EP2002制动系统采用了新的理念，在其集成机电设备包中采用分散式结构，采用架控控制方式，即1台EP2002阀控制一个转向架。如果一个EP2002阀出现故障，只需要切除一个转向架上的空气控制，使故障对列车的运行影响减到最小。任务四EP2002将制动控制和制动管理电子设备以及常用制动（SB）气动阀、紧急制动（EB）气动阀和车轮防滑保护装置（WSP）气动阀都集成在各转向架（EP2002网关阀、RIO阀及智能阀）的机电设备集成包中。气动系统可以通过一个中心点向各个EP2002阀门供风或从各处向阀门供风。整个EP2002制动系统包括空气压缩机、空气干燥塔、大小储风缸、控制单元和检测点，均采用模块化设计。EP2002制动系统的主要特点可概括为结构紧凑、质量轻，安装方式多样，使用维护方便。任务四一、EP2002制动系统的组成如图

5-16EP2002制动系统在整个列车控制中的位置如图5-16所示。由图可知，它主要由EP2002阀、制动控制模块和其他辅助部件组成。任务四EP2002制动系统主要由3个排置于所需网络结构中的核心产品而构成。3个核心产品分别为EP2002网关阀（先导阀）、EP2002智能阀、EP2002RIO阀，3台阀分别安装在其所控制的转向架上（每个转向架上对应一台阀）。3台阀通过一条CAN总线连接在一起。一个EP2002阀就相当于一般制动系统中的制动电子控制单元BECU和制动控制单元BCU的组合，EP2002阀集成网络通信功能，具有同列车监控系统及引传动系统通信功能，EP2002阀自身带有多个压力测试接口，可以方便地测量风缸的压力、制动缸压力、载荷压力、停放制动缸压力。一、EP2002制动系统的组成任务四一、EP2002制动系统的组成1.智能阀EP2002智能阀是一个机电一体化的部件，它包含一个气动阀单元(PVU)和一个电子控制部分，如图5-17所示。智能阀对相应转向架上制动缸压力（BCP）进行控制,具有常用制动、紧急制动和防滑保护功能。该阀采用软件和硬件组合的方式予以控制与监视，从而能够检测到潜在的危险故障。车轮滑动保护是采用本车取得的轴速数据和从其他阀门获得的速度数据相结合并通过专用CAN总线来提供的。智能阀同时根据由CAN网传送过来的压力要求对制动压力进行调整。在智能阀内的单独电气回路将进气压力调整至与车辆载重相应的紧急制动缸压力。任务四一、EP2002制动系统的组成如图

5-17EP2002智能阀是一个机电一体化的部件，它包含一个气动阀单元(PVU)和一个电子控制部分，如图5-17所示。任务四一、EP2002制动系统的组成如图

5-18图5-18智能阀的输入/输出接口任务四一、EP2002制动系统的组成2.网关阀图5-19所示为网关阀的结构。网关阀具有智能阀的所有功能。网关阀还通过集成的网络接口卡为列车监控和管理系统提供硬线接口。网关阀接受列车总线传来的信息，进行制动计算并向CAN总线内所有的EP2002阀发出制动指令。同时，网关阀还将CAN总线内所有阀的状态、诊断、健康信息通过列车总线上传到列车管理系统。任务四一、EP2002制动系统的组成如图

5-19图5-19网关阀的结构任务四一、EP2002制动系统的组成3.RIO阀图5-21所示是RIO阀的结构示意，RIO阀除了不执行制动控制和没有网络接口卡外，其具有与网关阀同样的输入/输出功能。RIO阀可以读出可编程输入并通过CAN总线发送给网关阀。RIO阀可编程输出的状态由网关阀进行控制。任务四一、EP2002制动系统的组成如图

5-21图5-21RIO阀的结构示意任务四一、EP2002制动系统的组成如图

5-22RIO阀的输入/输出接口如图5-22所示。任务四一、EP2002制动系统的组成4.EP2002制动系统的供气单元供气单元主要由空气压缩机、空气干燥器、储风缸及供气压力控制装置等组成。供气装置的主要作用是向列车提供压缩空气，即风源系统，它产生的压缩空气不仅是制动系统的风源，而且是列车其他制动设备的风源，如空气弹簧、升弓风缸和刮水器等使用的风源。供气单元的所有部件被集中集成在一个安装架上。任务四一、EP2002制动系统的组成如图

5-23图5-23所示为广州地铁3号线地铁车辆采用EP2002制动系统的动车气路原理。图5-23广州地铁3号线地铁车辆采用EP2002制动系统的动车气路原理B00—制动控制模块;B10—转向架空气制动切除塞门;P04—汽笛;W01—解钩电磁阀;W03—截断塞门任务四一、EP2002制动系统的组成如图

5-245.EP2002制动系统的基础制动装置如图524所示为国内某地铁车辆的EP2002制动系统的基础制动装置的分布。由图可知，EP2002基础制动装置由每轴3个制动盘组成，以保证制动作用的可靠性。图524国内某地铁车辆的EP2002制动系统的基础制动装置的分布任务四EP2002制动系统的优点主要表现在以下几个方面：01020304单点故障不会影响运营。系统集成度高。制动响应时间缩短。提高制动精度。空气消耗量减少。05二、EP2002制动系统的优点任务四EP2002制动系统的优点主要表现在以下几个方面：06070809可靠性高，故障率低。控制精确度高。维护工作量小。总体成本降低。二、EP2002制动系统的优点任务四三、EP2002制动系统的缺点由于EP2002阀的技术含量和集成化程度很高,万一EP2002阀出现故障,基本上都需要将整个阀送回制造厂家进行维修,维修周期长；而如果常规制动控制系统出现故障,只需有经验的工作人员直接查找并更换故障部件如压力传感器、防滑阀、印刷电路板等,就可缩短维护周期,减少对车辆产生的影响。（1）关键部件维修难度大。任务四三、EP2002制动系统的缺点在制动控制系统中如果一个EP2002阀出现故障,只能够用相同类型的阀进行更换；而常规制动控制系统中的制动电子控制单元甚至制动电子控制单元中单独的印刷电路板在所有车上都可以互换。（2）互换性差。任务四三、EP2002制动系统的缺点常规制动控制系统中的制动电子控制单元安装在车上电器柜内或者车下电气箱内,可以提供位数字的故障代码显示,有利于工作人员查找故障；而EP2002制动控制系统没有直观的数字故障代码显示功能,工作人员只能通过专用软件才能查找故障，无形中加大了故障处理难度。（3）无直观的故障显示代码。任务四四、EP2002制动系统的应用由于EP2002制动控制系统与常规的制动系统相比有比较突出的优点，目前已经在国内许多新建造的城轨