第十二章 制动系统说明书

车辆总体制动系统第1页共33页第十二章制动系统车辆总体制动系统第2页共33页1、概述沈阳地铁1号线采用3动3拖――6辆编组。Tc-Mp-T-M-Mp-Tc(Tc:带司机室的拖车)。如图12-1所示:Tc-CarMp-CarM-CarT-CarMp-CarTc-Car图12-1：列车配置基本的车辆单元为1动和1拖（1M1T单元）。单车配置：a)以转向架为单位直接作用式、负载控制型的EP2002电空制动系统。通过司机主控制器实现数字控制。对动车来说，在正常状况下，摩擦制动力与电制动力混合。b)每辆车的停放制动采用弹簧制动方式。列车设计速度为90km/h，制动设备包括动车的电制动(ED)和在每个轴上的电-空(EP)摩擦制动（踏面制动）。制动管路控制设备和储风单元等用钢框架构成的模块组成吊装在车体底架上。每辆车均设有制动控制单元EP2002，在Tc车上单独设有风源模块。2、制动设备分类描述车辆制动系统包括以下设备：A风源装置B制动控制装置，（EP2002，包括防滑控制装置、执行装置等）C基础制动装置G车轮滑动保护装置车辆总体制动系统第3页共33页L空气悬挂装置2.1制动设备布置每个车型制动系统设备如下表所示：TcMpMTMpTc风源装置1----1辅助控制箱111111总风缸150L111111制动风缸100L111111网关阀111111智能阀111111带停放的踏面制动单元444444不带停放的踏面制动单元444444受电弓升弓供风模块-1--1-解钩电磁阀、塞门1----1其中辅助控制箱、总风缸和制动风缸均集成在制动模块内。车型数量设备车辆总体制动系统第4页共33页Tc车设备和管路布置见图12-2。图12-2车辆总体制动系统第5页共33页Mp车设备和管路布置见图12-3。图12-3车辆总体制动系统第6页共33页M车设备和管路布置见图12-4。图12-4车辆总体制动系统第7页共33页T车设备和管路布置见图12-5。图12-5在上述所有车型中，只要部件号（见TA31977-1供货清单）相同的所有进口部件均具有互换性。3制动设备功能介绍3.1风源装置（A组）风源装置（ASU）主要有空压机（活塞式空压机，配有干燥型过滤器、后冷装置，弹性安装）、干燥剂型空气干燥器。3.1.1空压机VV120（A01）型空压机是采用380伏、3相、50Hz交流电动机，两级活塞式压缩机和风冷装置。该空压机可提供约920升/分的供气量。电机转车辆总体制动系统第8页共33页速为1450转/分。示意图如下图12-6：风源系统空压机有两个低压气缸和一个高压气缸。空压机和干燥器共同安装在一个支架上。支架可以直接用螺栓安装在车底。空压机和支架之间有弹性连接装置。由于空压机产生的震动会对车体强度有一定影响，因此，请维修人员定期检查空压机吊装支架，是否有变形和裂纹（建议检查周期为2年，具体视运行情况而定）。作为往复式空压机，VV120空压机有许多先进的特点———更大的进气口、冷却风扇、电机与空压机的柔性连接和减震器等。所有的这些都使其噪音水平降到尽可能小。距离4.6米处的噪音水平为65分贝。空压机通过入口空气过滤器吸入空气，随后在空压机第一阶段压缩，经过中间冷却器之后在第二阶段压缩。车辆总体制动系统第9页共33页压缩空气通过后冷却器，经过软管进入到双塔空气干燥装置。空压机组受Tc车上的网关阀（B06）的控制。通过EP2002网关阀发出的电信号，实现对电机接触器的控制。空压机操作采用主/辅空压机概念，根据日期的单双日变化进行转换。当1号车的空压机作为主空压机运行时，6号车的空压机作为辅助空压机待命。如果总风缸压力下降到7.5巴以下，那么主空压机启动，补充压力空气。当总风缸压力继续下降到6.8巴时，6号车的辅助空压机也将启动，对总风缸的压力加以补充。从7.5巴上升到9.0巴的过程中，两台空压机同时工作。3.1.2干燥器压缩空气从空压机出口流入LTZ015.1H型双塔空气干燥器。压缩空气在一个塔中干燥，而另一个塔中，干燥剂由回流的洁净空气再生。干燥器内的电子定时器对两个塔内的空气干燥和再生过程进行控制。该控制循环只有当空压机工作时才进行。这就保证了两个干燥塔使用机会均等。双塔干燥器将压力空气的湿度降低到相对湿度35%或以下，使风缸、车辆管路以及制动控制设备具有更长的寿命。在这样湿度下，不会造成系统部件腐蚀。干燥器原理图见图12-7。车辆总体制动系统第10页共33页图12-7干燥器3.1.3总风缸压缩空气储存在总风缸(A03)内。安全阀（A02）将保护系统避免出现过高的压力。总风缸的空气压力由压力表（B18）监视。3.2制动控制装置,包括车轮滑动保护控制（B/G组）)由EP2002摩擦制动控制系统组成，该系统通过机电空阀以转向架为基础对基础制动单元进行控制。在车辆运行过程中，如果EP2002阀出现故障，请将阀体整体拆下更换，不可将阀体分解。制动控制系统和防滑器采用微机控制。克诺尔提供的防滑器集成在EP2002控制阀内(B06,B07)，另外包括4个速度传感器和相应的测速齿轮。动车上装有电制动装置，动、拖车均装有机械制动（摩擦制动）装置。车辆总体制动系统第11页共33页在列车速度较低，列车超员或电空制动出现故障时，摩擦制动可以补充电制动力的不足。每个转向架有独立的常用制动和紧急制动控制装置。CAN总线将单元内所有的电子制动控制阀连接到一起。3.2.1制动系统运行来自风源装置的压缩空气通过总风管输送到总风缸（MR管）。总风管通过截断塞门（W27.1和W27.2）和软管（W25.2）与邻车相连。如果列车的某个空压机不工作时，可以从相邻的车辆对风缸充气。EP2002控制阀中集成有能够提供常用制动、车轮防滑功能和紧急制动功能的气动元件，通过这些元件产生制动作用。总风管为下列子系统提供压缩空气：制动系统（包括车轮防滑保护装置）空气簧装置总风管也向所有辅助气动设备提供供风管路，并且向驾驶室提供显示总风管压力（压力表B18）的分支管路。制动风缸（B04）内储藏有压缩空气，以便快速和安全地为制动控制系统供气。此风缸内的压缩空气经过滤器（B30-01/B31-01）过滤，并采用一个止回阀（B30-03/B31-03）来防止在总风管破损的情况下，制动风缸内压力损失。塞门（B30-02/B31-02）可用于维修时切断向制动控制和停放制动控制装置的供风。每个转向架附近安装的EP2002阀（B06和B07）向该转向架提供供风管路。两个控制阀均可以用电触点截断塞门（B30-04，13/B31-04，13）进行隔离。车辆总体制动系统第12页共33页对塞门操作可以使下游管路排风，并切断向各个EP2002控制阀的供风。空气压力不足状态可以监控，EP2002电空阀将提供这方面的显示。停放制动缸的状态受压力传感器监控。该传感器安装在每辆车的EP2002智能阀上。4EP2002制动控制系统4.1控制结构制动控制系统由智能阀和网关阀组成，每个T-M单元上通过制动总线连接的两个网关阀和两个智能阀，组成一个分布式的制动控制网络。每个阀门都安装在受其控制的转向架附近。每个网关阀为TMS系统提供接口。通过TMS系统形成VVVF系统接口。万一TMS不工作，网关阀还接受列车线信号以指示相应的操作模式和制动等级。每个网关阀向列车监控系统提供硬件指示。4.2系统功能概述为了冗余设计的需要，系统内所有的网关阀均可互换，所有的智能阀均可互换。当系统启动后，系统通过网络配置顺序将两个车辆制动总线网络中的一个网关阀作为主网关阀。主网关阀向制动总线网络中的每个阀的制动和防滑器电子控制元件发送不同载荷情况下的常用制动力指令，该指令通过TMS系统按照列车制动指令计算得出。主网关阀还承担混合制动的任务，并对制动模拟指令值进行计算和传输、接收和处理模拟电制动值。电制动的反馈数据通过TMS被传输和接收。除了接收和传输电制动参数外，主网关阀还可以通过TMS系统传输故障和状态参数，以便TMS识别出现故障的LRU（线路可更换单元）。为了确定制动总线上控制阀相对于车辆的位置，在相应的车辆管路上车辆总体制动系统第13页共33页都有一个唯一的编码。这样，一个智能阀可以安装在任何可以安装智能阀的位置，同样的道理也适用于网关阀。辅助网关阀在任何时候都处于“随时待命”的状态，对主网关阀的状态进行监控。当主网关阀出现故障时，辅助网关阀可以自动承担起主网关阀的任务，确保制动总线网络中的摩擦制动力分配不中断。在推荐的系统中，每个以两辆车为单位的制动网络在6辆编组的车组中相对于其它车辆独立操作，但是混合制动以6辆车为单位进行。WSP控制采用单轴控制。4.3系统部件概述4.3.1网关阀和智能阀中的通用部件每个EP2002阀都是一个“机电”部件，包含一个直接安装在气动伺服阀上的电子控制部分。EP2002阀通过相应的网关阀发出的经过列车总线传送的制动指令来调整相应转向架上制动器内制动缸的压力。EP2002阀对每个转向架进行常用制动和独立的紧急制动控制，同时以每个车轴为单位进行各种制动状态下的摩擦制动防滑器控制。EP2002阀有软件和硬件结合进行控制，可以探测潜在的故障风险。车轮防滑保护通过相应车轴的速度参数，结合分布式制动控制网络中其它阀门通过专用高速CAN制动总线中发出的速度参数来实现。4.3.2网关阀网关阀具备上述所有的功能，同时还可以进行制动管理并为列车监控系统提供接口。在分布式控制网络中，为了达到司机对制动力的要求，由网关阀计算制动力并向每两辆车为单位的制动总线网络中的所有控制车辆总体制动系统第14页共33页阀分配制动力。表12-1：沈阳地铁1号线EP2002网关阀的输入/输出气路输入气路输出制动风缸压力2个制动缸压力（每轴）空气簧（2个输入）排气总风缸压力电输入电输出电池供电（110V直流）制动状态加热器供电（110V直流）制动不缓解指示双冗余CAN总线双冗余CAN总线速度传感器信号主要事件代码输入空压机启动信号紧急制动停放制动缓解远程缓解低制动副风缸压力制动空压机启动（仅Tc车）牵引5km/h速度信号（仅Tc车和M车）回送模式30km/h速度信号（仅Mp车）紧急运行空压机运行（仅Tc车）空压机过流跳闸（仅Tc车）车辆总体制动系统第15页共33页4.3.3智能阀EP2002智能阀（B07）实际上是一个机电部件，包含一个直接安装在气动伺服阀上的电子控制部分。根据从控制网关阀得到的制动指令为本转向架上的制动器提供调节的制动缸压力（BCP）；同时，进行每个车轴的WSP控制。采用软件和硬件结合的方式控制和监控阀，并具有检测潜在风险故障的能力。EP2002智能阀提供车轮防滑保护，通过相应车轴的速度参数，结合由专门的CAN总线连接的其它控制阀的速度参数来实现。智能阀中的一个独立电子电路可以将压力调整到按载荷计算的紧急制动缸压力值。表12-2：沈阳地铁1号线EP2002智能阀的输入/输出气路输入气路输出制动风缸压力2个制动缸压力（每轴1个）空气簧（2个输入）排气停放制动缸压力电输入电输出电池供电（110V直流）制动状态加热器供电（110V直流）双冗余CAN总线双冗余CAN总线低制动副风缸压力速度传感器信号代码输入紧急制动远程缓解车辆总体制动系统第16页共33页4.3.4内部气路结构EP2002阀的气动部分在网关阀和智能阀中都是相同的，可以确定为气动阀门装置。相应的功能区分组将在下面介绍，每个区域都在下图中确定。图12-8：沈阳地铁1号线EP2002内部气路结构一系调节（A部分）一个中继阀可以根据按载荷计算的紧急制动压力对送风压力进行调节。此外，当电子载荷装置出现故障时，还可以以机械方式提供最小空重车状态下的紧急制动压力。二系调节（B部分）车辆总体制动系统第17页共33页一系调节器的上游装置，负责限制制动缸的最大压力，使其限制在超员状态下紧急紧急制动压力的范围内。负载调节（C部分）负责向一系调节中继阀提供一个控制压力。此控制压力在常用制动和紧急制动时处于激活状态，与空气弹簧压力（ASP）相应地成比例。有两个压力传感器来探测空气簧压力（ASP）。EP2002阀计算出的两个空气簧