CRH380A动车组制动系统-CRH380A气路维护与检修

CRH380A动车组制动系统一空气制动系统1制动作用2制动保压作用3阶段制动作用4缓解作用5缓解保压与阶段缓解作用常用制动气路控制原理制动控制装置施加空气制时,BCU产生B1~B7级常用制动，对应的电流指令到电空转换阀。产生与电流指令相应的电磁力,推动给排活塞上移,压缩给排活塞复原弹簧,当给排活塞杆接触到供给阀时,首先关闭给排活塞顶端的排气口,接着顶起供给阀,形成制动风缸来的压缩空气SR经打开的供给阀流入阀内通路,经AC1口流出,从而将电流信号转换成相应的空气压控制信号。同时,压缩空气经缩孔到达波形膜板上方1、制动作用空气制动系统从电空转换阀AC1口输出的控制压力信号进入中继阀上膜板AC室中继阀是一个流量放大阀。其作用是根据电空阀来的空气压力信号产生向上推力,推动中继阀给排活塞上移顶起供给阀,形成一个比较大的充气路制动风缸来的压缩空气SR经打开的供给阀,流入二次侧BC,经管路进入增压缸,产生常用制动作用1、制动作用空气制动系统当司机制动控制器处于B1-B7的某一级位时,BC压力增大，空气进入缩孔，使得FB模板下移，关闭进气孔供给阀在其上方复位弹簧的作用下,下移到供给阀座,关闭制动风缸到中继阀的充气通路此时,AC压力保持在与电气指令对应值上2、制动保压作用空气制动系统从B1→B7逐级转动时,电阀的电磁线圈上的电流逐级增大。电磁线上的电磁吸引力再次增加,柱塞克服波形膜板上面的压力而顶开供给阀,再次打开充气通路,直到AC1空气压力再次达到电气指令所需的空气压力同理,当AC1压力升高时,中继阀内的供给阀重新被顶开,再次形成制动风缸向增压缸的充气通路,直至增压缸的压力达到与AC1压力平衡为止。再次到达制动保压位置,3、阶段制动作用空气制动系统保压状态下,如果增压缸出现漏气,中继阀内FB室的压力经由缩孔随增压缸压力而下降,由于电空阀保持压力不变,中继阀波形膜板上下两侧原来的压力平衡被破坏,供给阀重新打开,又开始向增压缸充气,直到压力平衡,供给阀重新关闭,从而实现制动缸的自动补风3、阶段制动作用空气制动系统当司机将司机制动控制器从常用制动(B1~B7)位转至运行位时,电空阀的电磁线圈失电消磁。给排活塞上下两侧压力平衡被打破,给排活塞被压下,离开供给阀,打开排气口中继阀AC室的压力空气由AC1口经电空阀的给排活塞杆中心孔排出大气。在此过程中,中继阀由于AC室压力的降低,中继阀内的给排活塞下移,打开排气口,增压缸压力空气经中继阀的给排活塞中间通路排出到大气中,直至排完为止。这种状态叫做“缓解位置”4、缓解作用空气制动系统在保压状态下,当司机制动控制器从B7→B1转时,电空阀的电磁线圈电流逐级减小中继阀AC室的压力空气经电空阀的给排活塞中心孔排大气,AC压力也逐级减小。当电空阀波形膜板上方压力降到电气指令所需的空气压力时,电空阀重新处于保压状态。在此过程中,中继阀由于AC室压力的逐级降低,增压缸压力也逐级减小。当中继阀上膜板BCF室与AC1室的压力呈出平衡状态,中继阀转入“解保压位置”。5、缓解保压与阶段缓解作用空气制动系统总之,随着司机制动控制器从B7B1转动,制动缸的压力随之逐级降低,形成阶段缓解作用。5、缓解保压与阶段缓解作用空气制动系统紧急制动和紧急制动复位空气制动系统任何情况导致的安全环路失电都会起紧急制动。紧急制动为纯空气制动,其制动力(或减速度)根据列车运行速度进行两级调整:①当列车速度在250~300km/h范围内,获得较低的减速度,约为0.519m/s2;②当速度在250km/h以下时,减速度较高,约为0.706m/s2。注意事项注意事项空气制动系统紧急制动时,不再有空重车调整功能紧急制动是在紧急情况下产生作用的制动方式,其特点与快速制动类似。它与快速制动的区别在于:快速制动一般为电、空联合制动,也可以是空气制动;而紧急制动则只有空气制动作用1.紧急制动空气制动系统列车在正常情况下,VM14-2H型紧急制动电磁阀常得电,关闭由调压阀B11通往中继阀UB室的空气通路。而当列车发生紧急制动时,根据列车运行速度的不同,控制气路输出两级制动压力。当列车速度在250km/h以下时,VM32型磁阀失电消磁,下阀口打开。制动风缸来的压力空气SR经VM32型电磁阀打开的下阀口进入B11型调压阀的C室,将阀盒压在最下位置,B11型调压阀活塞杆顶开供给阀,制风缸来的压力空气SR由A输出到B室,经AC2口输出当AC2的压力空气升高到与调压弹簧的压力平衡时。关闭供给阀,此时输出的AC2压力为300~700kPa的高压。1.紧急制动空气制动系统当列车速度在250~300km/h以shang时,VM32型电磁阀得电励磁,上阀口打开。C室的压力空气经过电磁阀排放出大气中,阀盒被阀盒弹簧顶起,直至碰到低压调整螺丝为止,由于阀盒上移,供给阀跟随供给阀座一起上升,打开活塞顶端的排气口,AC2的压力空气由B经活塞杆中间通路流向E室排气,随着B室的排气,活塞上移直到接触供给阀,关闭排气口为止。空气制动系统此时,由于AC2的压力下降,输出0~500kPa的低压AC2的压力空气经空气管路进入电磁阀。当紧急制动电磁阀失电时,在下方复原弹簧的作用下,关闭上阀口,打开下阀口,AC2的压力空气经打开的紧急制动电磁阀进入中继阀下膜板下腔UB室。空气制动系统推动中继阀给排活塞上移,打开供给阀,形成制动风缸向增压缸的充气通路,此时,根据AC2控制压力为高压(或低压),控制增压缸相应获得高压(或低压)空气制动系统若紧急制动发挥作用的同时,快速制动得到指令,经电空阀转换后形成与快速制动电流相对应的空气压力信号AC1,进入中继阀上膜板下腔,此时,中继阀依据高位优先的原则由快速制动压力和紧急制动压力高的一方推动给排活塞杆上移,打开供给阀,形成制动风缸向增压缸的充气通路。2.紧急制动的复位空气制动系统紧急制动作用发生后,动车组将减速直至停车,中途无法缓解。列车再次启动前,必须进行复位操作按下紧急制动复位按钮后,153线重新恢复得电,紧急制动电磁阀重新得电，紧急制动即可复位停放制动空气制动三、停放制动CRH380A统型动车组在T1、M2、M6、T2车上设置,每轴设置1套带停放制动缸基础制动单元，共16套。空气制动三、停放制动停放制动功能是由单独的停放制动控制装置来控制的。当需要施加停放制动时,停放制动控制装置排出停放制动缸中的空气.停放制动施加当需缓解停放制动时,停放制动控制装置向停放制动缸充气到预定压力空气制动停放制动缓解通过停放指令对停放制动压力进行控制。接收到停放制动ON信号时,电磁阀排气动作，排出停放制动缸内的压力空气,停放制动施加三、停放制动空气制动停放制动缓解通过停放指令对停放制动压力进行控制。接收到停放制动ON信号时,电磁阀排气动作，排出停放制动缸内的压力空气,停放制动施加当接收到停放制动OFF信号时,则通过电磁阀供气动作,向停放制动缸内充入压力空气,停放制动缓解。三、停放制动空气制动停放制动缓解通过停放指令对停放制动压力进行控制。接收到停放制动ON信号时,电磁阀排气动作，排出停放制动缸内的压力空气,停放制动施加当接收到停放制动OFF信号时,则通过电磁阀供气动作,向停放制动缸内充入压力空气,停放制动缓解。三、停放制动空气制动为防止基础制动的制动力过大设计了双向止回阀,防止与常用制动叠加。如图所示车辆无加压时,操作供给旋塞,可以切换停放制动的缓解/动作。在动车组长期停留时MR空气泄露或排空时,停放制动自动动作。三、停放制动空气制动主要部件说明:(1)VM28A-1电磁阀接收电指令,开关停放制动空气回路。(2)B8压力调整阀。将总风的压力空气调整至规定的压力提供给电磁阀。(3)A-1-A双向逆止阀。本双向逆止阀是将双向通路的压力空气中压力较高一侧的空气压力提供给另一方(4)SPS-8WP压力开关。在设定压力的上限和下限同时获得ON-OFF2点控制信号,根据需要可进行调整。空气制动主要部件说明:(5)3/8带侧孔截断塞门。带侧孔旋塞在空气管路中,通过手动操作开关管路,关闭二次侧的压力空气时,从本体侧面排出空气压力。(6)UMA型滤尘器。去除压力空气中的灰尘、污垢及其他脏物,起到保护装置的作用空气制动四、BP救援装置本装置在T1、T2车设置有电空转換阀和救援指令器，使用本装置可以对具备制动管的车辆进行救援，通10号钩将列车管、总风管与其他车型动车组导通。空气制动四、BP救援装置CRH380A统型动车组加装BP救援装置,主要目的用于不同车型动车组间进行救援连挂时达到控制被救援车辆的制动力或接收救援车辆输出制动指令信号,实现救援或被救援的功能。对装有制动管的列车,将本车制动电制动指令转换成制动管压力(BP压力)或将救援车辆输出的制动管压力变化转换成本车的制动电指令空气制动四、BP救援装置如图所示。BP救援转换装置实现制动指令的转换,可用于实现救援其他车型动车组的制动指令传输1.主要控制内容(1)电空转换阀对制动管压力的控制;(2)紧急制动压力的控制。空气制动通过本装置对被救援车进行BP压力的控制当接收到司控台发来的电制动指令,通过EPLA电空转换阀进行电空转换,将(1~7N、EB)转换为列车管压力信号,对被救援车的BP压力进行控制,控制被救援车辆的制动。(1)救援控制器(BP压力控制)。空气制动救援转换装置可以读取BP管的压力,当BP压力从500kPa或600kPa开始减压时,装置将以数字信号输出符合其减压量的制动指令,制动控制装置根据制动指令产生相应的动作(1)救援控制器(BP压力控制)。空气制动该阀具有将电气指令(电流指令)转换成空气压力指令信号并能够将供给空气提供给工作机构(中继阀)或者根据指令信号排出工作机构的空气,具备连续、平滑地控制空气压力输入输出的特性。(2)电空转换阀(EPLA)空气制动该阀可以增容EPLA电空转換阀的指令压力和同等压力,提供排出BP压力(3)中继阀(F-1)该阀快速排出BP压力,根据控制压力信号让BP压力急速排出,实现快速(紧急)制动的功能。(4)排气阀空气制动根据电指令保持、排除压力空气,消磁为保持、励磁为排气(5)电磁阀(VM31-1)球旋塞安装在空气管路中,手动操作可以开闭管路。(6)球旋塞防滑装置空气制动系统五、防滑装置动车组采用电制动和空气制动的复合制动,电制动含有速度传感器和防滑控制模块(WSP)空气制动系统五、防滑装置防滑控制模块(WSP)通过速度传感器采样信号,然后判断是否发生了滑行。当车速发突变也就是将要滑行时,车轴速度、减速度也要发生变化,如果这些变化超过设定值,主机便发出控制信号,通过防滑排风阀使制动缸减压、保压、增压来调节制动缸压力,从而有效地利用和改善轮轨间的黏着,发挥最大的制动力空气制动系统五、防滑装置滑行的检测方法速度差检测减速度检测滑行率检测123空气制动系统1.速度差检测速度差检测是以同一辆车内4个轴的速度中速度最高的轴为基准当车轮的速度与基准的速度差高于某一设定值时,就判断为滑行（也就是三个轮子都在一定得减速，有一个轮子不听话，减速过快）空气制动系统2.减速度检测当车辆的4根轴以接近的速度同时滑行,通过速度差来判别显然就不行了,这时只有采用减速度控制减速度检测是根据车轮本身转动速度减少的比例β来判断是否滑行。当车轮速度发生突变时,减速度相应增大,当减速度值超过某一设定值时,就判断为滑行（也就是四个同时刹车太快）空气制动系统3.滑行率检测要得到最大的轮轨黏着,必须使车轮保持一定的滑行率,滑行率检测方法是根据轮轨接触点的滑行率λ来判断轮对是否发生了滑行滑行率λ的定义为λ=(轮心速度一轮轨接触点相对轮心的速度)/轮心速度由公式可以看出,当轮对做理论上的纯滚动和完全滑行时的λ值分别为0和1,考虑到轮轨间的黏着,轮对实际运行时的λ值应介于二者之间。空气制动系统(一)微机控制防滑装置的组成主要由速度传感器、滑行检测器及防滑电磁阀3部分构成其中,滑行检测器是防滑装置的控制核心部件空气制动系统速度传感器的输出是防滑控制中速度计算的基础,其精度非常重要。动车的速度传感器安装在牵引电机的轴端拖车的速度传感器安装在车轴端部(前盖上)考虑到维修的方便,采了无磨耗的非接触式速度传感器。1.速度传感器空气制动系统在牵引电机轴端安装感应盘时,依靠牵引电机轴的转动产生感应电压。因为牵引电机轴通过大小齿轮与车轮相连,所以感应出的脉冲频率与车轮转动速度(列车速度)成比例。因此,根据感应齿盘的齿数、齿轮的齿数和车轮直径,就可计算出车轮的转动速度。在齿轮箱和车轴端部安装速度传感器时,工作原理与前者完全相同。1.速度传感器3.防滑电磁阀2.滑行检测器空气制动系统滑行检测器根据速度传感器送来的车轮转动脉冲信号进行计算分析和逻辑判断当判断发生滑行时,就使防滑电磁阀动作,降低制动力使车轮恢复转动,产生制动,并按照缓解保压和再制动3种模式精确地进行控制。防滑电磁阀是防滑装置的执行机构,它可以根据滑行检测器发出的控制信号进行动作,实现制动缸的排风、保压、充风,从控制制动力,使防滑装置起到防滑并控制黏着的作用。空气制动系统空气制动系统防滑电磁阀的结构形式虽然千差万别,但就现有防滑电磁阀来说,不论是国内还是国外其设计要求和工作原理都几乎完全相同,它们主要由中间体、侧体、膜板、电磁先导部分等组成防滑电磁阀的结构及工作原理1、23—膜板座；2—排气膜板V2；3—阀体；

4、5、13—密封圈；6、14—阀座；

7—电磁阀VM1；8、19—外部阀座；

9、15—侧板；10、17—弹簧；11、16—内部阀座；12—接线柱；18—电磁阀VM2；20—电枢及绕组；

21—进气膜板V1；22—膜板弹簧；24—阀座防滑电磁阀的结构（如右图）防滑电磁阀的结构及工作原理防滑阀工作原理无防滑功能时的制动和缓解作用有防滑功能时的排气作用有防滑功能时的再制动（充气）作用有防滑功能时的压力保持（保压）作用1234此时电磁阀VM1、VM2均不励磁。通道k、u关闭,通道M、N打开制动时来自制动控制装置中继阀的压力空气到进风口D经T室作用在进气膜板V1上,由于控制室SD经SD→g→开启的阀座N→r→q→O通大气因此进气膜板V1被推至右端极限位置,进气膜板V1打开;同时F室的压力空气经F→→d→→M→h→SC,在排气膜板V2左侧控制室SC室压力与U室压力的压差作用下(注意V2右侧→→O通大气)排气膜板V2关闭。这样,D→F→V1左侧→ZC通路打开,车辆进行正常的制动缓解开始时,C→Z→V1左侧→F→D通路畅通,当进气膜板V1右侧弹簧压力高于T室压力时,进气膜板V1关闭,U室的剩余空气打开排气膜板V2,排尽制动缸C的剩余空气1.无防滑功能时的制动和缓解作用1.无防滑功能时的制动和缓解作用此时电磁阀VM1、VM2均不励磁。通道k、u关闭,通道M、N打开制动时来自制动控制装置中继阀的压力空气到进风口D经T室作用在进气膜板V1上,由于控制室SD经SD→g→开启的阀座N→r→q→O通大气因此进气膜板V1被推至右端极限位置,进气膜板V1打开;同时F室的压力空气经F→→d→→M→h→SC,在排气膜板V2左侧控制室SC室压力与U室压力的压差作用下(注意V2右侧→→O通大气)排气膜板V2关闭。这样,D→F→V1左侧→ZC通路打开,车辆进行正常的制动缓解开始时,C→Z→V1左侧→F→D通路畅通,当进气膜板V1右侧弹簧压力高于T室压力时,进气膜板V1关闭,U室的剩余空气打开排气膜板V2,排尽制动缸C的剩余空气1.无防滑功能时的制动和缓解作用此时电磁阀VM1、VM2均不励磁。通道k、u关闭,通道M、N打开制动时来自制动控制装置中继阀的压力空气到进风口D经T室作用在进气膜板V1上,由于控制室SD经SD→g→开启的阀座N→r→q→O通大气因此进气膜板V1被推至右端极限位置,进气膜板V1打开;同时F室的压力空气经F→→d→→M→h→SC,在排气膜板V2左侧控制室SC室压力与U室压力的压差作用下(注意V2右侧→→O通大气)排气膜板V2关闭。这样,D→F→V1左侧→ZC通路打开,车辆进行正常的制动缓解开始时,C→Z→V1左侧→F→D通路畅通,当进气膜板V1右侧弹簧压力高于T室压力时,进气膜板V1关闭,U室的剩余空气打开排气膜板V2,排尽制动缸C的剩余空气2.有防滑功能时的排气作用接到排气指令的同时电磁阀VM1、VM2均励磁。通道k、u打开,通道M、N关闭,变成排气缓解位置压力空气经F→i→→g→SD,SD室压力上升,与T室压差很快达到平衡,膜板弹簧将进气膜板推至左端位置,SD室压力继续上升,弹簧力+SD室压力与T室压力的压差越来越大进气膜板保持关闭,从而D→F→V1左侧→Z→C的通路关闭,这时中继阀D处来的空气压力不管如何增加,也不会增加制动缸的压力;同时控制室SC的空气经SC→→k→q→O通大气U室的压力空气打开排气膜板V2,制动缸C的空气经通路C→Z→V2右侧→p→O排大气。3.有防滑功能的再制动(充气)作用充此时电磁阀VM1、VM2均不励磁。通道k、u关闭,通道M、N打开来自中继阀D的压力空气经T室作用在进气膜板V1上,由于控制室SD的空气经SD→Nq→O通大气,因此,迅速降为与大气压力相同,在T室空气压力作用下,进气膜板V1被推向右端位置,进气膜板V1再次打开(若制动缸空气尚未排尽,在T室和V1左侧空气压力的共同作用下,进气膜板V1打开更快);同时来自D的压力空气经F→→d→Mh→SC,SC室压力迅速上升,在SC室压力与U室的压差作用下(V2右侧→→O通大气)排气膜板V2迅速关闭,制动缸的空气不再排大气。这样,D→F→V1左侧→Z→C通路再次打开,车辆再次进入制动充气状态4.有防滑功能时的压力保持(保压)作用此时电磁阀VM1不励磁、VM2励磁。通道k、N关闭,通道M、u打开压力空气经F→i→→→SD,SD室压力迅速升,与T室压差很快达到平衡,膜板弹簧将进气膜板推至左端位置,SD室压力续上升,弹簧力+SD室压力与T室压力的压差越来越大,进气膜板保持关闭,从而D→F→V1左侧→Z→C的通路关闭;同时压力空气经F→i→d→e→M→h→SC,SC室压力迅速上升,排气膜板V2迅速关闭。这时制动缸既不排风也不充气,形成压力保持(保压)状态在保压状态时,若使VM1间断地励磁(得电),制动缸便会间断地排风,实现阶段缓解若保持VM始终励磁(得电),而VM2间地励磁(得电),制动缸便会间断地充气,实现阶段制动由滑行检测单元对速度传感器送来的脉冲频率信号进行计算比较,并根据事先规定的逻辑控制来判断是否发生了滑行。(四)滑行检测13524此外,还根据车轮的转动速度计算出列车速度,如果发生滑行时,组装在增压缸内的防滑电磁阀励磁通过短暂排气将增压缸压力降低。增压缸空气压力降低后,在轮轨间黏着力的作用下车轮转速上升,当与基准轴的转速差降到设定值以内时,滑行检测单元就会判断为已经恢复了黏着防滑电磁阀使液压制动缸压力再次上升。滑行的压力控制是在检测到滑行后,为迅速降低液压制动缸压力,将防滑电磁阀励磁使液压制动缸内的油返回油箱,致使液压制动缸的液压降到500kPa滑行再黏着控制再生制动的滑行再黏着控制空气制动的滑行再黏着控制12(五)滑行再黏着控制滑行后的再黏着控制方法,是M车系列使用装备在牵引电机的速度传感器(PG传感器)T车系列利用装备在各车车轴轴端的速度传感器所发出的信号,算出各轴每20ms的速度检测出滑行状态。确定滑行后,再生制控制单元采取减小再生制动力大小的方法,空气制动控制单元则采用降低BC(制动缸)压力的方法来进行再黏着的控制。1.再生制动的滑行再黏着控制再生控制模式是在对于从制动到惯性滑行(即无动力滑行状态,此时车辆本身无牵引无制动,又称为惰行状态),或者从制动到惯性滑行再变为动力运转状态后1.5s之内符合表28-3中某一条件时就减小再生制动力。在条件不成立的情况下再恢复制动力。再生控制