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1毕业设计（论文）年级：专业：铁道机车车辆层次：姓名：XXXX年月日2目录摘要.............................................................2关键词...........................................................2第1章制动系统..................................................2第2章制动机的发展史............................................3第3章CCBⅡ制动机...............................................43.1CCBⅡ电空制动机概述.......................................43.2CCBⅡ电空制动机构造及作用.................................63.3CCBⅡ电空制动机的控制关系.................................26总结.............................................................42致谢.............................................................42参考文献.........................................................433【摘要】CCBII制动机是新一代微机控制制动机,广泛应用在中国铁路重载货运运输中,确保制动机系统正常工作对机车安全运行意义重大。制动机复杂的结构使对自身的故障诊断存在一定困难,需要开发CCBII制动机故障诊断系统。本文首先对制动机结构和功能进行介绍,对制动机存在的故障特点进行分析,针对每类故障提出了相应的诊断策略,构建了制动机故障诊断整体方案。针对制动机气动模块故障诊断的难题,本文提出了基于模型的故障诊断策略。【关键词】电力机车；均衡风缸不减压；制动位；电空阀；压力开关1绪论有效的制动装置，又称制动系统（简称制动机），是铁道机车车辆的重要组成部分。本章简单介绍制动的基本概念，对于制动系统的组成和作用，机车制动机的发展史也做了简单的讲述。一、制动系统所谓制动，是指能够人为地产生列车减速力并控制这个力的大小，从而控制列车减速或阻止它加速运行的过程。制动过程必须具备两个基本条件：4实现能量转换；控制能量转换。制动力是指制动过程中所形成的可以人为控制的列车减速力。制动系统是指能够可控制的列车减速力，以实现和控制能量转换的装置或系统。制动系统由制动机、手制动机和基础制动装置三大部分组成。其控制关系（即工作流程）如下：图1-1制动系统控制关系图无论是机车，还是车辆，都具有各自的制动系统，个各自的制动机、手制动机和基础制动装置。当机车、车辆组成列车后，其各自的制动系统相互联系而构成一个统一的制动系统——列车制动系统。因此，制动系统有机车制动系统、车辆制动系统和列车制动系统之分。由于制动系统设置的目的是实现列车能够按照人的意志减速或准确停车，所以，制动系统性能的好坏，不仅影响列车制动效果，而且影响铁路运输生产。衡量制动系统性能的优劣，主要是衡量制动机性能的好坏。性能良好的制动机对铁路运输有以下几方面的促进作用：1.保证行车安全；2.充分发挥牵引力，增大列车牵引重量，提高列车运行速度；3.提高列车的区间通过能力。二、制动机的发展史（1）1825年9月27日，英国斯多克顿至达林顿之间建成了世界上第一条铁路，第一列由蒸汽机车牵引的列车开始运营。当时所使用的制动机是人力制动机，即手制动机。若干名制动员操纵。缺点：劳动强度增大、降低列车中各车辆制动的同时性、制动冲击严重，影响列车制动效果。5（2）1869年，美国工程师乔治·韦斯汀豪斯发明了世界上第一台空气制动机—直通式空气制动机。优点：大大提高了列车制动的同时性，减小了制动冲击，改善了列车的制动效果。缺点：当列车分离时，列车将失去制动作用。（3）1872年，乔治·韦斯汀豪斯在直通式空气制动机的基础上，研制出了一种新型的空气制动机——自动空气制动机。克服了直通式空气制动机的致命弱点。三、CCBⅡ制动机为了提高铁路的运输能力，我国铁路近几年通过技术引进，技术合作一直在向高速、重载的方向发展。我国引进了目前国际上较先进的机车用CCBII微机控制制动系统。本套制动系统是基于网络的电空空气制动系统，它是按照美国铁路协会标准以26—L制动机为基础为干线客、货运机车的要求而设计的。本章主要介绍了CCBII制动机的组成及各部分作用、控制关系、综合作用、操纵方法等。3.1CCBⅡ电空制动机概述该制动机的原创是德国产的KLR型制动机，后经美国加以改造，是目前世界上最先进的制动机，尤其适用于牵引重载列车的机车使用。CCBⅡ制动系统是第二代微机控制制动系统，为在干线客运和货运机车上使用而设计。该制动系统将26L型制动机和电子空气制动设备兼容。CCBⅡ制动系统是基于微处理器的电空制动控制系统，除了紧急制动作用的开始，所有逻辑是微机控制的。CCBⅡ制动系统的优点（1）组装部分①采用管路柜集成组装，将EPCU、IPM、IRM、停车制动、撒砂装置、踏面清扫、升弓控制等模块安装在制动柜中，方便操作和检修②管路采用走廊地板下集中布置，管路连接采用滚压式螺纹连接方式满足制动系统气密性要求（2）控制部分6①CCBII采用微机(IPM)控制模式，EPCU上各部件为智能、可更换模块②司机室LCDM制动显示屏具有本务/补机，客/货，列车管补风/不补风，列车管投入/切除等转换功能，且有系统自检，故障记录，报警等功能，方便司机操作③采用MGS2型防滑器，使制动更加有效、安全。HXD3型电力机车制动控制的原则：（1）优先使用机车再生制动，其制动指令由司控器发出；（2）若再生制动存在时进行常用制动操作，机车制动缸保持零压力，机车实施再生制动，车辆实施空气制动；若常用制动存在时进行再生制动操作，机车制动缸压力下降为零，机车实施再生制动，车辆保持原空气制动压力；（3）在紧急制动过程中，机车和车辆实施最大的空气制动力。（4）机车再生制动与单独制动阀产生的机车空气制动可同时存在于机车上。3.2CCBⅡ电空制动机构造及作用CCBⅡ包括五个主要部件：（1）LCDM制动显示屏制动显示屏位于司机室操纵台左侧，外观见图3-2-1制动显示屏外观。制动显示屏是CCBII制动机的主要显示和操作装置。它由10.4寸液晶显示器，下方8个功能键和左侧37个亮度调节键组成。功能键用来实现操作菜单的选择及制动功能的锁定。操作菜单可以用中文或英文来显示。图3-2-1制动显示屏外观在HXD3上配有两台LCDM，每一个司机室内设有一个。由东芝TCMS控制的司机室开关接触器，控制每一个司机室LCDM的得电。当一个司机室的LCDM得电后，其信号送到制动系统主机(IPM)，主机根据此信号激活对应的司机室的制动阀EBV，使其控制机车的制动系统；而另外一个司机室的LCDM没有上电，其制动阀EBV没有被激活。制动屏在机车正常操作时，实时显示了均衡风缸、制动管、总风缸和制动缸的压力值，也实时显示制动管充风流量和空气制动模式的当前状况。图3-2-2制动屏显示内容8通过显示屏还可以了解制动机的如下工作状态：实时显示了均衡风缸、制动管、总风缸和制动缸的压力值。也实时显示制动管充风流量和空气制动的当前模式。实时显示制动机故障信息，并将其记录。通过显示屏还可以对制动机进行如下操作：可对制动机各模块进行自检，可以进行本机/补机，均衡风缸压力设定，制动管投入/切除，客车/货车，补风/不补风，风表值标定，故障查询等功能的选择和应用。（2）EPCU电空控制单元：安装在机车制动设备间的电空控制单元（EPCU）由控制所有空气压力变化的模块化线路可更换单元（LRU’S）是“智能的”可以进行自检并通过网络通讯，它们是：列车管控制部分（BPCP）：主要控制列车管的压力。均衡风缸控制部分（ERCP）：本务机车状态时，根据自动制动手柄位置产生均衡风缸压力来提供列车管控制压力。13控制部分（13CP）：相当于DK-1制动机下小闸的作用16控制部分（16CP）：相当于DK-1制动机分配阀的主阀的作用。20控制部分（20CP）:相当于SS4机车的重联阀。（3）X-IPM集成处理器模块：CCBII的主机是集成处理器模块（IPM）。安装在机车制动控制柜，执行所有到列车微机接口。通过网络和EPCU、EBV通讯。通过电缆线和LCDM通讯，提供二进制输出，驱动机车继电器。（4）EBV电子制动阀电子制动阀是CCBII制动机的人机接口。操作者通过图3-1电子制动阀直接给电空控制单元（EPCU）发送指令，并通知微处理器（IPM）进行逻辑控制。电子制动阀采用水平安装结构。自动制动手柄位于左侧，单独制动手柄位于右侧，中间为手柄位置的指示标牌。在EBV内部有一个机械阀，当自动控制制动手柄置于紧急制动位时机械阀动作，保证机车车辆在任何状态下均能产生紧急制动作用。图3-2-3电子制动阀（EBV）9自动制动手柄和单独制动手柄均采用推拉式操作方式，并具有自保压特性。自动制动手柄含有运转位、初制动位、全制动位、抑制位、重联位和紧急制动位等操作位置。在运转位和全制动位之间的制动区域。通过侧压单独制动手柄可以实现机车的单独缓解功能。HXD3型电力机车的每一个司机室均装有一个电子制动阀。当操纵端司机室的制动显示屏(LCDM)被激活，微处理器（IPM）将激活操纵端的电子制动阀，操纵者可以用来进行制动控制；此时非操纵端司机室的电子制动阀未被激活，也不能够送出制动指令。未被激活电子制动阀的自动制动手柄，需用销子将其锁定在重连位上，以免误动作触发紧急制动，单独制动手柄应放在运转位。（5）RIM继电器接口模块：安装在制动柜内，是IPM和机车之间动力切除，警报，紧急撒沙，空气制动切除以及惩罚性制动的继电器接口。图3-3-4RIM继电器接口模块信号输入部分包括：由安全装置产生的惩罚制动和紧急制动，A/B司机端操作激活信号，动力制动投入信号，MREP压力开关工作状态信号，机车速度信号。信号输出部分包括：紧急制动，PCS开关切除，撒沙开关动作，动力制动切除，重联机车故障。（6）电源箱PJB电源接线盒(PJB)是一个变压器，它向EPCU和其它可能扩展的装置提供110V直流电压，并将机车蓄电池的公称电压110V直流转变成66V直流供X-IPM使用。10（7）电缆箱CJB双司机室机车安装一个通讯连接盒(CJB)，这种通讯连接盒能够为两端司机室的EBV和LCDM分离通讯线。图3-3-5电缆箱（8）均衡风缸控制模块ERCPERCP模块接收来自EBV（电子制动阀）的自动制动手柄信号，IPM（集成处理器）以及机车监控系统（ATP）的指令来控制机车均衡风缸的压力。它的功能类似于JZ-7制动机中自动制动阀内调整阀，以及DK-1制动机中自动制动阀和缓解电磁阀、制动电磁阀联合的作用。但又有所不同，调整阀是纯机械结构，只响应自动制动阀手柄的动作，且均衡风缸的压力由凸轮的行程来决定；DK-1虽然是通过电信号控制电磁阀实现均衡风缸的压力控制，但均衡风缸充风缓解时最高压力是通过加装在总风管路上的减压阀来限制，均衡风缸排风制动时，其最小减压量通过制动电磁阀的缩口和初制风缸联合实现，最大减压量通过自动制动阀手柄长时间停留在制动位，即制动电磁阀长时间得电来实现，控制准确度、减压精度都不是很理想，且不能自保压。本系统中的ERCP模块通过电子信号能够准确的控制均衡风缸的压力，且具有自保压功能，如果此模块发生了故障，会自动由其它模块（16CP）来代替其功能，DK-1的电磁阀没有备份功能。同时无动力回送装置也位于此模块内部。它由外壳、管座、均衡风缸、REL缓解电磁阀、APP作用电磁阀、MVER均衡模块电磁阀、MRT总风压力传感器、ERT均衡风缸压力传感器、TPER均衡压力测试点，