CRH2型动车组制动系统防滑控制的优化_顾小山
收稿日期：2015-01-15
作者简介：顾小山，高级工程师。文章编号：1005-8451（2015）10-0041-04
CRH2型动车组制动系统防滑控制的优化
顾小山
（上海铁路局 上海动车段，上海 200071）
摘 要：高速列车一般采用空气制动联合再生制动方式进行制动调速或停车，空气制动和再生制动均为粘着制动，受轮轨间粘着系数的影响。随着速度的提高，轮轨间的粘着系数呈降低态势，动车组出现滑行的概率增大，因此动车组的防滑控制也越显重要。本文通过对CRH2型动车组运用问题的梳理及原因分析，提出相对应的防滑控制优化方案，能有效地减少防滑系统故障。
关键词：CRH2型动车组；制动系统；防滑控制
中图分类号：U266.2∶TP39 文献标识码：A
Optimization of anti-skid control method for Braking System of
CRH2 EMU
GU Xiaoshan
( Shanghai EMU Depot, Shanghai Railway Administration, Shanghai 200071, China )
Abstract: Commonly, the method of air braking combined with electric regenerative braking was used for high-speed train to control the train speed or stop the train to a standstill. This method was belong to adhesive braking. The braking effect was affected by wheel/rail adhesion coefficient. With the increase of train speed, the coefficient was on a declining cure, the probability of wheel sliding was increased. So the anti-skid control was of significance. This article analyzed the problems of CRH2 EMU trains’ applications, put forward the plan which could optimize the anti-skid control method, reduced the faults of Anti-skid Control System effectively.
Key words: CRH2 EMU; Braking System; anti-skid control 高速列车一般采用空气制动联合再生制动方式
进行制动调速或停车，这两种方式均为粘着制动，受
轮轨间粘着系数的影响，而轮轨粘着系数主要受动车
组行驶速度、雨、霜、雪等气候条件及轨面和车轮踏
面的状态（生锈、粘附油脂或踏面粗糙度等）的影响，
会发生较大变化。因此高速行驶的动车组，在制动时
发生滑行的概率很高。不能尽早检测到滑行，进行有
效地防滑控制，轮对相对于轨道将发生滑行，严重的
情况会导致轮对抱死、踏面擦伤，使制动距离增大，
影响动车组运行的舒适度。本文对CRH2系列动车
组制动系统防滑控制原理进行介绍，结合CRH2型
动车组日常运用中遇到的防滑系统故障进行分析，提
出防滑控制优化方案。1 滑行控制原理
1.1 概要及常见概念
CRH2型动车组的制动力由动车制动控制单元（BCU ，Brake Control Unit ）计算、分配，优先使用牵引变流器（CI ，Converter and Inverter ）的再生制动，如再生制动力还不够就用空气制动来补充且优先控制拖车的空气制动。CRH2型动车组防滑控制为单车控制方式，通过检测1～4轴的速度，进行速度差和减速度滑行检测。其中，动车组使用安装在牵引电机非传动端的速度传感器（PG 传感器给CI 用、SS 传感器给BCU 用），拖车是利用安装在各车辆轴端的速度发电机所发出的信号。当CI 检测到滑行后，采用减小再生制动模式的方法，空气制动采用降低BC 压力的方法来进行再粘着的控制，如图1所示。
1.2 电制动的滑行再粘着控制当CI 检测到A 点后如表1所示。0.6 s 之内限定再生模式信号变降为0 V ，再生制动力减弱。C 点检测后，2 s 之内让原再生模式信号恢复。如图2所示。1.3 空气制动的滑行再粘着控制
第24卷第10期
Vol.24?No.10方法与应用METHOD?AND?APPLICATION 铁路RAILWAY COMPUTER APPLICATION
计算机应用
图1 BCU 防滑控制原理
当BCU 件检测到A 点条件如表2所示，控制相应轴的防滑阀以阶梯方式排出BC 压力。BC 压力降低后，该轴的滑行得到控制，接着随其低速度降低，B 点条件成立，便停止BC 压的排气呈出保持状态，当C 点的条件成立时，就重新升高BC 压力回复为发生滑行前的正常状态，如图3所示。表1 电制动滑行检测条件
图2 电制动滑行再粘着控制
表2 空气制动滑行检测条件
图3 滑行再粘着控制的时序图表3 防滑阀连接器针脚、线号等的对应关系
及防滑阀气路的关系如表3和图4所示。图4 BCU 防滑阀连接原理图第24卷第10期
方法与应用铁 路 计 算 机 应 用2 常见故障2.1 防滑阀连接器虚接防滑阀连接器1、2、4号针脚对应的车辆线号
当1或4号针接触不良时， BCU 无法对防滑阀RV 排气阀、HV 保持阀进行控制，BC 压力无法降低，
车轮滑行状态无法及时得到抑制，从而致使轮对持续滑行擦伤。
从故障分析可知，当防滑控制回路发生虚接的情况，BCU 无法及时监测到防滑阀连接状态。
RCA 2015.10总第223期表2 指示灯输出点各值关系比较表
（1）当选择检修模式且按下灯测试按钮时，实现灯测试按钮的置位与复位功能；
（2）当检修人员把开关打到检修模式，且触发测试灯按钮，架车机所有指示灯实现每1 s 间隔为一个周期不断循环闪烁。3 结束语完成固定式架车机增加检修模式FC14功能块的改造后，弥补了传统检修方法的
不足，在现场应用中取得了显著的成效：
（1）在固定式架车机正常维护周期中，各类开关的功能检查间隔时间，从原来的两人两天完成，缩短为现在的两人半天完成；精准无误地判断功能是否正常，维护效率和质量大幅度提升。
（2
）在突发性的故障处理中也起到了积极的作用，各类电气元件的损坏导致的设备故障，5 min 之内便能查出。
（3）此项改造针对电气元件功能的检测，成本低，效率高，为优化电客车、工程车、不落轮镟床、自动化列车清洗机、立体仓库等铁路常用设备的检修方式提供可行性参考方案。
参考文献:［1］刘华波，何文雪，王 雪. 西门子S7-300/400PLC 编程与
应用[M].北京：机械工业出版社，2011.
紧急制动的情况，对C 点检测后的滑行控制策略进行了更新：C 点检测后，延迟500 ms 进行再生制动请求电压的恢复，并对滑行轴的BC 压力进行阶段充气，抑制BC 压力的急剧供给，避免轮对再次发生滑行，降低滑行发生的频次。
图7 优化后的CRH 2型动车组模拟轴减速度曲线
图3 指示灯测试功能程序段 4 结束语
本文主要从防滑阀连接器接触不良、频繁滑行排风导致总风压力不足、小级别制动全轴滑行无法检测等方面对防滑阀软件进行了相应优化，能有效减少防滑系统故障，确保动车组安全稳定运行。虽然通过软件可有效检测防滑阀连接器接触不良，但从连接器结构上进行优化仍有待研究。
参考文献：
[1]南车四方机车车辆股份有限公司.时速200公里动车组维护检修说明书[Z]. 2008.[2]UIC CODE 541-05.Brakes-Specifications for construction of various brake parts-Wheel Slide Protection device(WSP)[S]. 2005, 11 2nd edition.责任编辑 徐侃春
责任编辑 徐侃春（上接P43）第24卷第10期方法与应用铁 路 计 算 机 应 用