ccb2制动机作用分析

CCBⅡ制动系统作用原理分析

CCBⅡ制动系统是引进克诺尔制动系统，现已批量装“和谐号”的大功率交流传动机车。下面就以HXD1C型机车为例讲述CCBⅡ制动系统作用原理。
一、系统组成
CCBⅡ制动系统由一个集成计算机（HXD1C带MVB接口）M-IPM，一个电空制动单元EPCU,一个中间继电器接口单元RIM，两台液晶显示屏LCDM以及两套电子制动阀EBV。各个部件的功能这里就不作介绍，其作用原理其他国产制动机的作用原理一致都是通过均衡间接控制列车、列车控制作用、作用控制制动缸，而且其执行机构都是风。CCBⅡ制动系统的主要特点是采用模块化、电子化，利用计算机编程进行控制，EPCU的8个在线可替换模块组成控制，其中5个在线可替换模块安装了控制程序，模块与模块间、模块与M-IPM之间通过Lonworks总线连接进行数据交换，CCBⅡ制动系统还能实现远程控制，即Locotrol控制功能。因此CCBⅡ制动系统是一种高度集成、高度智能先进的制动系统，也正因为CCBⅡ制动系统的控制全部采用电子化，工作环境处于强大的电磁场中，加之高热环境以及自身的发热，在实际运用过程中CCBⅡ制动系统发生故障还是较多，有的甚至造成机破现象。
一、作用原理
1、充风缓解
充风缓解即是将大、小闸手柄均置运转位。分为初充风和再充风，初充风是指均衡、列车、制动缸压力均为0的初始状态充风，再充风是指减压制动后的缓解充风；初充风和再充风相比，再充风要进行作用管（16#管）压力和制动缸压力的缓解。当大、小闸手柄均置运转位时，手柄位置信号转为电信号传输到M-IPM，M-IPM通过Lonworks总线将命令传输至各模块，模块按预定的程序动作。
⑴均衡回路：总风MR 滤器作用电磁阀APP得电接通
压力传感器ERT

均衡风缸电磁阀（二位三通阀）A2-A3

均衡测试堵 TPER
均衡风缸
列车管模块（BP）中继阀（BPRelay）定压

⑵列车管回路
均衡压力（BPRelay）中继阀控制压力
流量测试堵TP-FL
总风MR
流量传感器C1（缩孔） BPRelay中继阀
缩孔中继阀下部平衡均衡压力
BP列车管 BPVV TPBP
PVEM C3 21#
MV53 BPCO上方控制
⑶16# 管（作用回路）

①BPCP控制压力双向阀DCV1 电空联锁电磁阀DBI1
16# 管风缸(90升)
TP16测试堵
双向阀（16模块）DVC2 PVTV（二位三通导向阀）A3-A2
PV16电磁阀 A3-A2 缓解电磁阀Rel 大气
②DBTV三通

阀充风：BP增压 DBTV三通阀（分配阀）69#缩孔
57#缩孔 AUX副风缸（工作风缸）定压
③16TV缓解回路： PVTVA1
快缓阀BO DBTV 大气
3#风缸

⑷制动回路
制动缸压力滤器
BPCP 大气
BPCP下边压力 46#缩孔
⑸20#模块：①控制部分 20模块中继阀20R上侧缩孔

压力传感器20TL
本补电磁阀MVLT的二位三通阀A3-A2
20模块控制风缸缓解电磁阀大气
作用电磁阀supp右侧
②20管缓解 20管压力
压力传感器20TT 本补导向阀PVLT
压力测试堵TP20
中继阀20R 大气
2、减压制动
减压制动是将自动制动手柄从运转位移至初制动位（最小减压位）、制动区、常用全制动位、抑制位、重联位均发生减压制动，首先是均衡减压，通过BP模块的中继阀控制列车管的减压，减压速度为常用减压速度，确保常用制动的安定性。根据自动制动手柄的位置给出减压量的电信号至M-IPM，M-IPM通过Lonworks总线传至ER模块确定减压量，通过均衡压力传感器ERT比较控制缓解电磁阀REL的得电时间来控制均衡风缸的减压量，然后控制列车管的减压量；手柄位置信号通过M-IPM传至16#模块控制16#的压力（作用管），16#的压力通过BCCP模块控制控制制动缸上闸，上闸比略低于1:2.5。关于常用制动限压，JZ-7制动机设置了常用限压阀，DK-1制动机设置了208压力继电器控制最大减压量，本制动机则通过软件控制，当制动缸压力达到全制动减压量所规定的制动缸压力以后的减压为无效减压。抑制位就是人机对话的意思，即是说当由安全装置触发的惩罚制动（监控、警惕、失电、网络等）发生后需将自动制动手柄放抑制位1秒后才能缓解，也就是说司机已知道发生了惩罚制动，并对机器作了答复。重联位均衡风缸压力减为0，列车管由于BP模块内的BPCO阀的弹簧关断，设定值为77Kpa；制动缸压力在当列车管压力下降到140 Kpa时，16#模块接通了紧急回路，使制动缸的压力由常用制动的压力上升为紧急制动的压力，其管路通路见紧急制动；当常用全制动后小闸侧缓（快缓）并回运转位，此时大闸的无效减压就成了有效减压。
1、均衡回路： BP中继阀控制压力 MVER均衡电磁阀A3-A2
均衡风缸均衡压力传感器ERT
均衡压力测试口TPER
缓解电磁阀大气
2、列车管回路：
16模块紧急电磁阀PVE控制压力双向压力阀DCVI BP
列车管压力传感器BPT
BC模块DBTV的BP
BP 滤器

无火回送BP BPCO BP中继阀
列车管BP 滤器无火回送列车管压力中继阀下方缩孔
大气
3、16#管回路：
①总风MR 滤管 16模块APP电磁阀
13#模块ERBUA2
16T
MV16电磁阀部分PV16 A2 —A3 PVTV（A2 —A3） DCV2
TP16
16#风缸
16#管 BC模块DBI—1 DCV1 BCCP控制压力
②BC模块BP减压：辅助风缸（工作风缸）Aux 缩孔57#
DBTV BO 16TV（16模块PVTＶA１）
V3风缸
4、制动缸上闸回路：
MR总风 BCCP 46# BCCP下方
滤器制动缸
5、20# 模块：
①控制压力 MR总风滤器作用电磁阀supp
20# 风缸
缓解电磁阀左侧
本补电磁阀二位三通阀A2 —A3
压力传感器20TL
20# 模块中继阀20R控制侧缩孔
②20# 管回路总风 20# 模块中继阀20R
本补导向阀PVLT 20#管
20#测试堵
三、紧急制动
紧急制动可分为多种条件触发。其中大闸手柄EBV致紧急位、拉紧急制动手柄（N68）、按下紧急按钮、监控紧急制动及CCU，WTB等触发紧急均非由CCBⅡ发出紧急制动。CCBⅡ触发紧急是MVEM得电。针对触发紧急的条件，列车管排风顺序如下：对于HXD1 C机车，由MVEM触发后，由于PVEM使列车管压力快速下降，导致压力阀N97及NB11动作，加速列车管排风，保证紧急制动的灵敏性。
对于EBV手柄置紧急位时先触发NBⅡ，然后是N97再触发PVEM
对于拉车长阀N68，则先触发N97，其次是NBⅡ，再触发PVEM
对于安全装置（CCU、MVB、WTB、监控等）则先触发S10.36排出紧急管（21#）压力以触发PVEM，其次是N97和NBⅡ加速列车管排风。
1、列车管
由MVEM触发紧急：
①MVEM（24V）得电 21# （紧急管）压力 MVEM电磁阀
EMV左侧
排大气
② 同时连接21# 管的S10.36电磁阀得电使紧急压力阀PVEM控制压力通过S10.36排大气，从而造成紧急压力阀PVEM的列车管排大气回路导通
③紧急制动发生时MV53电磁阀得电，BPCO关闭
BPCO左侧列车管压力滤器 PVEM 大气
列车管BP压力
④ MV53电磁阀左侧列车管压力
BPCO左侧列车管压力中继阀BP Relay 大气
⑤BPCO控制压力 MV53 大气
2、均衡回路：与减压制动相同，只是列车管压力瞬间排为零后，引起均衡按常用排风速度排为零。
3、16#管回路：与减压制动回路相同（正常16# 压力在420—440K Pa）不同是当列车管压力下降至140KPa 以下直至0KPa 时，紧急压力阀动作：
16模块：MR总风紧急限压阀ELV 缩孔C1
紧急压力阀PVE 双向阀DVC2

16#
TP16
此时测试后TP16的压力为480KPa左右。
4、制动缸上闸回路：与减压制动回路相同，制动缸压力保持在450±15KPa 间。
四、小闸单独制动与缓解
小闸单独制动和缓解时不控制均衡风缸压力也就不会控制控制列车管压力， M―IPM根据小闸手柄位置产生相应的电压信号，通过lonworks总线传递给16# 模块和20# 模块。
20# 模块：与大闸制动和缓解时，风管路走向一致；
16# 模块：与大闸制动和缓解16# 模块管路走向一致；
BC模块：制动缸上闸和缓解回路与大闸作用一致；
五、小闸单缓（即小闸的快速缓解功能）
小闸快速缓解分为常用全制动后快缓和紧急制动后快缓。
1、当大闸进行常用全制动后，将小闸至全制动位，由于大闸全制动压力为350±10大于小闸全制动压力（300±10KPa），故制动缸压力仍保持大闸全制动压力。此时将小闸侧压快缓，可以缓解大闸常用全制动的压力，制动缸压力不大于321KPa ，一般在310—320 KPa间，将小闸回运转位，制动缸压力缓解到0。这是由于该制动机继承了Wabco制动机的特点—大小闸综合作用，制动缸增加1.04的压力。
2、当大闸紧急制动后，小闸侧压快缓，制动缸压力缓解根据小闸位置而确定。当小闸在运转位侧缓，制动缸压力可缓解到0 KPa ，松开小闸侧缓，制动缸压力又会上升至紧急制动压力。这是因为16# 模块内紧急限压回路中紧急制动阀PVE同时受BP和13# 管压力控制，当紧急位时BP压力为0，侧缓13# 管建立压力，PVE断开，16# 管压力通过BO及DBTV排大气，制动缸缓解。一旦松开小闸侧缓手柄，此时BP为0，13# 管也排气压力降为0。PVE接通紧急限压回路，总风通过ELV、C1 和PVE向16# 管充风（470—480KPa），制动缸压力上升至紧急制动压力。
六、空气互锁功能
BC模块中在控制BCCP和16# （作用管）管回路中设置了DBI1电磁阀，当电制动时，DBI1得电，如果此时大闸减压制动，BP减压，但16# 管压力通过DBI排大气，故制动缸不上闸，但机车小闸产生的20# 压力可使机车制动缸上闸。
七、 M—IPM和EPCU失电
1、M—IPM失电：断开M-IPM电源，此时CCBⅡ计算机系统停止工作，EPCU接收不到IPM的信号，EPCU由于有电此时相当于EPCU收到“0”信号，将均衡风缸接常用减压速度减至0KPa ，列车管压力通过中继阀排出，至BPCO关断（77 KPa），制动缸压力上升至紧急制动压力（由于EPCU单元有电，紧急限压回路动作）。其效果与手柄置重联位一样，不同处将“大闸”手柄从重联位回运转位机车缓解，M—IPM失电机车不但切除动力，且不能缓解（由于M—IPM失电，EBV的位置信号不能传到EPCU）。
2、EPCU失电：断开EPCU电源，EPCU

各模块内的电磁阀及内部压力传感器均处于失电状态，均衡风缸压力降为0，列车管压力为77 KPa，制动缸压力达到400 KPa。
①均衡风缸回路：由于均衡模块内MVER失电, 均衡排风通路如下：
均衡风缸 MVER二位三通阀A3 —A1 13# 模块ERBU 二BP中继阀控制压力
位三通阀A3 —A1 大气。
②列车管：由于列车管模块内MV53处于正常失电状态，列车管通路与正常减压制动一致。
③16# 管回路：由于EPCU失电，紧急限压阀PVE不会动作，因此紧急限压回路不产生作用，且MV16失电，此时动作如下：二位三通导向阀PVTV的控制压力通过MV16排大气，MV16的二位三通部分A3 —A1接通将PVTV A2排大气，接通 PVTV A3 —A1。
辅助风缸（工作风缸）AuX 57# 缩孔 DBTV 快缓BO
16 模块PVTV A1 —A3 DCV2 16# 风缸
BC模块DBI1 DCV1 BCCP中继控制压力。
④20#管回路：由于EPCU失电，本补电磁阀MVLT失电，本补导向阀PVLT及本补电磁阀MVLT的二位三通阀部的控制压力通过MVLT排大气，致使PVLT关断20#模块，同时接通MVLT的二位三通阀部A3 —A1，将中继阀20R的控制压力排大气。
八、后备模式
当CCBⅡ制动系统中均衡模块出现故障时，先产生惩罚制动，系统自动转为后备模式，ER模块不再作用，16# 模块代替ER模块对均衡风缸进行控制，原16# 模块的控制作用由DBTV（分配阀）承担，但此时不能进行自检功能，ER模块通不过自检，其他模块就无法完成自检。具体通路如下：
1、充风缓解 16T传感器
均衡回路：MR总风 16# 模块作用电磁阀APP 13模块ERBU（二位三通阀）A2 —A3 ER模块MVER（二位三通阀）A1 —A3 均衡风缸
BP模块控制中继阀
BC中继阀预控压力回路（作用管）：BC模块BCCP控制压力
双向阀DCV1 电空联锁DBI1 TP16
16# 风缸 16 模块DCV2 PVTVA3 —A1 BC模块快缓阀BO DBTV分配阀排大气
列车管回路：与正常位缓解相同。
制动缸回路：与正常位缓解相同。
2、减压制动
均衡回路：均衡风缸 MVER A3 —A1
列车管模块中继阀控制压力
13# 模块ERBU A3 —A2 16模块缓解电磁阀Rel 排大气
16T
BC中继阀预控压力（作用管）回路：
辅助风缸（工作风缸）AuX 57# 缩孔 DBTV 快缓BO
16 模块PVTV A1 —A3 DCV2 16# 风缸
BC模块DBI1
DCV1 BCCP中继控制压力
列车管回路：列车管减压与正常位通路相同。
制动缸回路：制动缸上闸与正常位通路相同。
3、紧急位
列车管：紧急制动

根据触发的条件仍有效。
均衡回路：与后备模式的减压制动位一致。
BC中继阀预控压力（作用管）回路：与后备模式的减压制动位一致；但此时由于16#模块不再控制BC中继阀预控压力，因此16#模块内的紧急限压部分不再动作。
制动缸回路：制动缸上闸与正常位通路相同。
九、重联运行
CCBⅡ制动系统可与其他多种制动机重联运行，当CCBⅡ制动机当本务机车时与非重联牵引一致，因此，本文只讨论作为重联补机的情况，且不进行电气重联。
1、CCBⅡ与CCBⅡ重联：本务机车设置为“本机”位，重联机车设置为“补机”位，连接列车管、总风管、平均管，此时重联机车的制动和缓解受本务机车控制，重联机车大小闸均不能操作，但“紧急位”例外。
①大闸重联：由于重联机车设置为“补机”位，其均衡风缸压力为0，不能控制BP中继阀，列车管压力的显示和控制受本务机车控制。当设置为为“补机”位时均衡电磁阀MVER失电，均衡排风通路如下：
均衡风缸 MVER二位三通阀A3 —A1 13# 模块ERBU 二BP中继阀控制压力
位三通阀A3 —A1 大气。
补机BPVV（列车管压力显示）
列车管：本务机车列车管压力补机 BP模块滤器 BPCO右侧
PVEM右侧 C3缩孔 21#紧急管压力
减压制动与充风缓解BP模块相反。
制动缸回路：本务机车平均管压力补机平均管补机20管 BC模块PVPL 进入补机制动缸管。
16#管（作用）回路：16#模块内的制动管压力传感器检测到制动缸的压力，根据BCT的检测压力，16#模块控制APP得电时间来确定16#管的压力，通路跟正常模式一致。同时BP减压DBTV同时动作，16TV建立压力通路如下：
辅助风缸（工作风缸）AuX 57# 缩孔 DBTV 快缓BO
16 模块PVTV A1
V3风缸
充风缓解16#管压力通路与减压制动相反。
20#管回路：由于机车设置为“补机”位，本补电磁阀MVLT失电，本补导向阀PVLT的的控制压力通过MVLT排大气，致使PVLT关断20#模块；20#管的压力由本务机车的平均管传来。
②小闸重联：本务机车小闸制动产生平均管压力并传到重联补机的20#管。此时补机的均衡、16#管、制动缸上闸与大闸重联一致，不同处在于列车管不动作，由列车管引起的DBTV也不动作，16TV回路不会充风，V3风缸也不会充风。
2、其他类型制动机与CCBⅡ重联
①具有重联功能的其他类型制动机（如ZJ-7、DK-1制动机装用重联阀）与CCBⅡ重联运行，当CCBⅡ作为重联补机与上述CCBⅡ与CCBⅡ重联作用一致。
②不具有重联功能的其他类型制动机与CCBⅡ重联运行，因为没有平均管，所以应将CCBⅡ重联补机设置为“单机位”，此时重联只是大闸

重联，小闸不能重联，补机可通过的小闸来实现补机的制动和缓解。设置为“单机位”时，BP模块MV53得电，BPCO关断对中继阀的控制，虽然大闸仍能控制均衡，但均衡却不能控制列车，列车管的压力来自本务机车，列车管的充风或减压均会使补机进行缓解或制动，此时补机相当于车辆。当机车单机运行时仍应该设置为“本机位”而不是“单机位”这是因为BPCO关断对中继阀使得均衡不能控制列车，在运行过程中由于某种原因造成紧急后无法缓解，必须改回“本机位”后才能缓解。