CR400AF标准动车组制动原理及供风系统研究
时速350公里CR400AF动车组制动系统培训
≤1400
120
≤800
2
冲击限制（m/s3 常用和紧急制动EB
）
≤0.75
3
停放能力
定员载荷20‰坡度
不溜车，安全系数 ≥1.2
4
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总风压力（kPa）
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正常工作
800~950
第一部分 技术方案-系统原理
1 工作原理
制动系统为微机控制的直通式电空制动系统，制动力管理采用列 车级管理模式、主从控制方式，采用单管供风方式。
指 令进各车EBCU。 Ø 紧急制动UB环路：常得电环路，环路失电产生紧急制动UB，控制
紧急电磁阀失电。
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第一部分 技术方案-系统原理
2） BCU指令信号处理 p 正常情况下，主EBCU优先接收硬线信号进行制动控制，网络信 号作为冗余和制动信号诊断； p 网络故障模式，主控EBCU不能正常接收和发送制动指令时，各 车 EBCU 通过接收到的硬线指令信号执行制动动作； p 紧急牵引模式下，各车EBCU根据硬线制动指令进行制动管理。
时速350公里CR400AF动车组培训 时-速-制35动0系公统里CR400AF动车组制动系统培训
时速350公里CR400AF动车组培训材料
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分
技术方案 主要部件 制动控制原理 应急故障处理
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第一部分 技术方案-系统构成
1 系统构成（制动控制、风源、基础制动）
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制动系统控制框图
第一部分 技术方案-系统原理
制动力管理和分配
常用制动1~7N时，进行整列车制动力分配；紧急制动EB时，采用 比例制动模式，单车进行电空复合制动。
CR400AF(BF)动车组制动系统
同时不足时，通过硬线输出信号，断开紧急制动 UB环路 制动手柄操纵、客室及乘务员室乘客紧急制动设 施触发、列车非静止条件（速度>5km/h）下停 放制动意外施加、司机警惕装置触发紧急制动请 求报警信号时触动，失电 作用模式
的3、4轴、3车和6车的每根轴上，呈对角 分布 停放制动的施加、缓解由贯穿全列车的硬 线控制
停放制动装置
停放制动 缸
空气制动 缸
保持制动
动车组停止时自动施加，起动后自动缓解。 可使定员状态的动车组在一定坡道上静止及
起动时不溜逸，相当于4 级常用制动 司机室内设置自复位形式的保持制动缓解按
故障导向安全
设有空气制动、计算机控制的电空制动和 计算机网络等多级制动控制方式 ，以便在 制动系统发生故障时能向安全方向动作
制动冲动小
制动指令传输的同步性高，各车的制动 一致性好
制动系统采用微机控制，实现制动过程 的优化，在动车组平均减速度提高的同 时，限制减速度的变化率
制动系统的性能
紧急制动距离
采用电、空联合制动模式，电制动优先， 装有防滑器
操纵控制采用电控、直通或微机控制电气 指令式等灵敏而迅速的系统
制动力计算和分配的准确性高
基于列车WTB+MVB的网络架构，实现列 车级制动力管理和分配
制动作用采用计算机控制，可为保证列车 正点运行精确提供所需制动力；制动系统 对电制动和空气制动的分配合理，使不同 的制动方式达到最佳的组合效果
撒砂装置 踏面清扫装置
-
-
1
1
1
-
-
-
1
1
1
-
4
4
CR400AF型高速动车组网络控制系统分析
图1列车级网络拓扑结构
图4ARM与D113的PC/104接口连线
D521为例说明，D521含4个WTB级DB9端口，2个MVB级端口，一个以太网RJ45端口。
D521内部包含32位ARM级CPU，通过FPGA实现WTB至MVB协议转换。
WTB总线协议符合HDLC标准，采用曼彻斯特编码传输，协议报文有三种：过程数据报文、消息数据报文、监督数据报文。
2.2MVB总线实现
车辆级网络MVB涉及每一个参与网络控制的设备，每一台设备通过MVB网卡连接到MVB总线上，因此设备
PC/104接口由J1（64针脚）和J2（40针脚）上下并排
组成，节省了板卡空间。
J1
输，J2拓展为16位数据并行传输。
有五种信号线：地址线（20/24
位）、控制线（片选/锁存/读写
个中断源）、时钟线。
时钟信号由板卡内部
CPU提供，宿主CPU无需提供。
本文以
系统Atmel公司的32位
CPU（用于列车CCU、TCU
所示，通过3.3-5V电平转换器与
EBI0_NRD、EBI0_NWR用于控制
EBI0_NCS0、EBI0_NCS1用于片选
IO，并且二者有一个信号有效便使高
有效（与门）
MVB
斯特编码传输，
络内只能有一个主设备，
图2车辆级网络拓扑结构图3以太环网拓扑结构。
CR400AF动车组空调压力波系统原理及典型故障分析
CR400AF动车组空调压力波系统原理及典型故障分析摘要：随着动车组技术的高速发展，现运营动车组最高时速已经达到350公里，与此同时高铁线路的不断建设，高铁隧道数量也在不断增多，为了满足旅客乘车舒适性，动车组配备了一套被动式压力波系统，在车辆高速通过隧道或交会时，启动压力波保护功能，将车内与车外空气通道关闭，保证车内压力相对稳定；在车辆出隧道或交会结束后，将车内与车外空气通道打开，以满足车辆对新鲜空气的需求。
本文通过对CR400AF型动车组空调组成及功能，风道的布置以及压力波系统的研究，全面系统的阐述了动车组压力波检测系统与动车组运行环境之间的关系。
通过对典型故障案例的分析，总结经验，研判压力波装置故障相关风险，指导动车组现场提前防控故障。
关键词：压力波检测；空调；隧道；海拔。
1.CR400AF动车组空调系统1.1 CR400AF动车组空调系统简介CR400AF/AF-A型动车组空调系统采用单元式空调机组，由空调机组、废排装置、压力波保护装置、空调控制柜、风扇电加热等设备组成。
每节车厢端部车顶安装1台空调机组，车下设备舱安装1台废排装置，空调控制柜设置在客室端部。
循环通风加热器集成在门罩板后或端墙盖板上。
空调系统通过送风道、回风道、废排风道等给客室送风，达到控制车厢温度的目的。
司机室装有一套独立于客室的空调系统，可对司机室空调单独调节。
客室空调机组主要由压缩机、送风机、冷凝风机、冷凝器、干燥过滤器、视液镜、液管电磁阀、蒸发器、电加热器、混合风滤网等部件构成。
2.CR400AF动车组空调压力波系统2.1压力波系统被动式压力波保护系统主要由压差传感器、压力波控制器、压力波保护阀等组成。
压差传感器头尾车两侧各设一个，压力波控制器安装于头尾车观光区位置。
压力波保护阀是压力保护系统的执行机构，空调机组每侧设 2 组新风压力波保护阀（A 阀、B 阀），废排装置中设置 1 组废排压力波保护阀。
当车内外压差满足预先设定的压力波保护动作条件时，压力波控制器驱动压力波保护阀动作，在压力波产生影响的瞬间关闭压力保护阀，将车内外空气通路关闭，从而保证客室内气压的相对稳定；当车内外压差满足预先设定的压力波保护取消条件时，压力波控制器将撤销压力波保护信号，打开压力波保护阀，实现车内外换气。
CR400AF型动车组平稳性系统工作原理及典型故障分析
CR400AF型动车组平稳性系统工作原理及典型故障分析摘要：随着国家高速铁路网建设逐步完善，CR400AF型复兴号动车组配属组数大量增加，而动车组平稳性系统的正常工作对旅客乘坐舒适度和车辆运行安全起到极为重要的作用，本文通过对CR400AF型复兴号动车组平稳性系统的工作原理进行分析，结合运用过程中发生的故障，对典型故障的处置方式进行了分析并提出建议。
关键词：CR400AF型动车组；平稳性；工作原理；处置建议1 车辆平稳性系统介绍车辆平稳性是评价动车组动力学性能的重要指标，广义的平稳性指标包括振动、噪音、座椅、空调、压力变化等参数，但是通常意义所说的机车车辆的平稳性大多是以振动加速度对乘客的影响来进行评价。
现行评价铁路车辆平稳性指标的标准主要评价车辆在所有线路范围内0~100Hz 频带范围内的振动分量，包括x，y 和z 轴的直线振动，以及绕人体中心的三个轴的旋转振动，对立姿、坐姿、卧姿人体的振动进行评价。
我国现行铁道车辆平稳性评价规范有TB/T2360和GB/T5599[1,2]，其中用于评价平稳性的部分都是基于Sperling平稳性指标发展而来。
国外的现行相关标准包括国际通用标准ISO2631-1997[3]，国际铁路联盟UIC513-1997[4]等。
这些标准在频率计算范围、加权特性和平稳性评价总值的计算方法上各有不同。
2 工作原理2.1 平稳性监控装置总体结构平稳性监控装置由平稳传感器、传感器连接器及平稳主机组成。
平稳主机安装在车厢内电气柜中，平稳传感器安装在车体下方横梁上，每节车厢安装2个平稳传感器和1台平稳主机。
主机与传感器之间通过连接器和线缆连接。
2.2 平稳性主机介绍平稳主机安装在车厢内电气柜中，主机板卡均采用直插形式与机箱背板连接，从右到左依次为电源板卡、通讯板卡、采集板卡、控制板卡、盲板。
每节车厢各安装2个平稳传感器，平稳传感器安装于转向架中心一侧1000mm的车体下方。
主机与传感器之间通过连接器和线缆连接。
“复兴号”CR400AF和CR400BF动车组重联运行电气负荷特性分析
互联网+应用nternet Application“复兴号”CR400A F和CR400B F动车组 重联运行电气负荷特性分析□袁博中铁第五勘察设计院集团有限公司【摘要】截止到2018年8月，在京津城际，“复兴号”C R400A F、C R400B F动车组已完全取代“和谐号”C R H系列动车组。
在 复兴号初步投运之际，对其两种车型进行测试，掌握其电气负荷特性及其对牵引供电系统电能质量的影响是非常有必要的。
本文先简 述京津城际牵引供电系统和动车组交直交型牵引传动系统，然后分析京津城际重联运行的C R400A F、C R400B F动车组和地面变电所 的各电气置同步监测数据，给出了电压和电流有效值、总谐波畸变率。
本文基于实测数据评估了两种型号的“复兴号"动车组在实际 线路上重联运行的性能，为今后相应车型在高速铁路全面投入使用时的牵引供电专业设计和运维人员提供了实用参考。
【关键词】负荷特性电能质量C R400A F C R400B F实测数据引言350k m/h速度等级的“复兴号”动车组有C R400A F、C R400B F两个车型，与C R H380A(L)/B(L)等既有车型，在电气负荷特性上，例如负荷大小、谐波频谱方面存在一定的差异。
当新型的动车组重联运行时，其大容量、高速度等特点对所在线路牵引供电系统供电能力、车网匹配特性提出了新的要求。
因此，对实际线路运行的新车型开展车网同步测试，再 基于实测数据评估其运行性能很有必要，这也将为今后牵引供电系统的设计和运维人员提供实用的参考。
对于电力机车（包括动车组）电气负荷特性的研究，不 论是交直型还是交直交型，国内外都有不少研究成果，为本文对新车型的研究提供了方法参考。
文献[1]建立了一种交直型电力机车在牵引工况下的数学模型，利用牛顿一拉夫逊法进行迭代求解，得出电力机车的谐波电流。
文献[2]根据机车不同的运行方式建立机车模型，提出利用Lagufirre多项 式的逼近函数进行电力机车谐波电流估计。
动车组制动控制装置原理
•
动车组的制动指令由司机制动控制器发出电器指令， 经列车信息控制系统传送到每辆车的制动控制装置，由制 动控制装置的BCU运算，按制动控制规律实施再生制动和 空气制动。其中空气制动通过控制电控转换阀的电流，送 出与电流对应的空气压力信号到中继阀，控制中继阀送出 压缩空气到转向架基础控制装置，由增压气缸经空——油 变换作用转变成油压，最后经制动盘液压卡钳的液压缸推 动闸片压制动盘面，完成制动作用。
气制动、拖车使用空气制动的复合制动方式。
再生制动不空气制动的切换，通过电—空协调控制，由 制动控制装置判断制动力，当再生制动力丌足时由空气制 动补充。 当列车速度减慢到大约7~10km/h以下时，牵引电机的 可用功率减小，再生制动作用减小，在大约2km/h时减到 零。为了在低速下得到制动力，随着速度的减小，计算机 系统将控制车辆制动控制装置（BCU）逐步增大直通式空 气制动，配合再生制动保证列车所需要的制动力，最后全 部由空气制动取代电空制动。
CRH2
型 动 车 组 制 动 控 制 系 统 原 理 图
一、制动控制系统的类型
CRH2制动控制系统的制动指令发出有两种途径，一种是 正常行车时经常制动等制动指令由司机制动控制器发出； 另一种时来自列车ATP或LKJ2000的安全制动指令经ATP或 LKJ2000与制动系统的接口出发。
二、 制动方式
CRH2采用了盘形制动和动力制动两种制动方式； 按制动原动力说，盘形制动属于空气制动，动力制动属于 电气制动；按照制动力形成方式，盘形制动、动力制动均 属于粘着制动。
制动减速模式
等制动减速模式 等闸片磨耗模式 节能模式
模式
各车辆制动减速度 一致，制动计算机 据车辆载重、运行 工况控制各车制动 力
各车辆一致性好、 纵向冲击小、舒适 性好 各车闸片磨耗不均 匀、维修不便
模块四 动车组供风系统
动车组供风系统
当循环控制器使电磁阀失电时， TOWER A再生，TOWERB干 燥，其工作过程与前述类似。
循环控制器在空压机启动时开始工 作，根据规定的程序控制电磁阀的开 关时间；从而控制双干燥筒工作循 环，每两分钟转换一次工作状态。
当空压机停止工作或空转时，循环控
制器记下实际的循环状态，当空气压
2012
动车组供风系统 四、风缸及其他空气管路部件
（三）脉冲电磁阀
用于电气控制回路中通断气路。
2012
动车组供风系统
2012
动车组供风系统 四、风缸及其他空气管路部件
（四）止回阀
用于限制压力空气的逆向流动；
2012
动车组供风系统 一、供风系统管路
（CRH2）动车组向空气制动系统供风
2012
动车组供风系统
2012
动车组供风系统
主供风模块在底架上的安装（CRH1）
2012
动车组供风系统 一、主空气压缩机组
主供风模块集成（CRH1）
2012
动车组供风系统 一、主空气压缩机组
VV120型空气压缩机（CRH1）
TC2000B型空气压缩机（CRH2）
2012
动车组供风系统 一、主空气压缩机组
整个供气系统的核心部件； 驱动电机一般采用直流电动机，直接由接触网供电； 电动机通过弹性联轴器驱动空气压缩机，等速传动； 大多采用多级气缸，分为低压段和高压段压缩。 工作过程：进气→一级压缩→中间冷却器冷却→二级压缩→后冷却器冷却
2012
动车组供风系统
2012
动车组供风系统 四、风缸及其他空气管路部件
（七）安全阀
保证空气压力不致过高的重要部件。
2012
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CR400AF标准动车组制动原理及供风系统研究
摘要：制动通常指用制动装置使车辆减速或阻止其加速并停止的过程。
其中常
用制动和快速制动可以使动车组迅速减速并停止，停放制动是由停放制动杠内空
气压力的大小进行控制，当停放制动装置收到停放指令后，制动缸内的空气会向
外排除，使停放杠内空气压力下降，停放制动力施加在列车上，相反当缓解停放
指令施加后，制动缸会进行充气，缓解停放制动。
1.制动系统组成概述
CR400AF标准动车组制动系统采用两种制动方式分别为空气制动和再生制动。
制动系统以基础制动进行制动同时加以空气供给为辅助，其中空气供给系统主要
包括空气压缩机、贯穿全车的总分管及风缸组成[1]。
整个制动指令的施加由信号
控制装置控制，制动指令由信号发生装置发出。
其中位于头、尾车车司机室操纵
台的发生装置发出信号，通过传输装置对制动控制装置施加制动指令，各车的制
动控制单元在收到制动指令后会对各车风缸及阀门进行制动力的施加。
2.制动系统指令介绍
列车在运行过程中，制动信号指令由司机室操纵杆发出，会通过传输系统被
制动控制装备接受并反馈。
位于每辆车的电子控制单元（BCU）在收到制动信号
指令后通过对列车运行的速度进行运算进而控制列车制动的减速率，并对列车实
施空气制动，同时以再生制动为辅助。
其中空气制动是指电控转换阀（EP阀）接
收到空气制动指令后，电磁阀线圈得电，会产生一定比例的吸力，将输入的空气
压强（SR压强）变为输出的空气压强（AC压强），然后在中继阀的作用下将输
入的空气压强（AC压强）变为向基础制动装置输入的空气压强。
3.制动功能及原理介绍
3.1常用制动
动车组在常用制动模式下，空气制动和电制动均可进行工作，常用制动力分
为1-7级，并且对整车包括T车和M车实施延迟控制。
当动车组产生延迟控制时，在M车上产生得多余制动力会转移到T车上，防止某一车出现制动力过剩得情况，保证每辆车得制动力尽可能得趋于一致。
同时整车得制动力也不是一成不变的，
它是会随着整车载荷的变化发生改变。
图一制动控制气路原理图
如图一所示，列车在正常运行过程中，紧急电磁阀03得电，制动指令发出后，充风阀（04-1）和排风阀（04-2）会输出常用制动预控压力。
压缩空气经过减压
阀（20）、紧急电磁阀（03）和中继阀（13）后，通过管路的空气流量会被放大，最后进入基础制动装置进行制动力的施加。
3.2快速制动
在快速制动贯通线没有被加压的情况下，导致制动控制器发出快速制动指令
的制动模式。
快速制动是最大常用制动力的1.5倍，快速制动一般通过操作司机
室制动手柄来完成，也可通过ATP快速制动。
3.3紧急制动
紧急制动是在当列车回路失电时，产生的一种制动方式，紧急制动可在下列
情况条件下触发：
（1）总风管压力降低；
（2）列车分离；
（3）检测到制动力不足；
（4）按下紧急制动按钮；
其中紧急制动UB触发原理为：列车在运行过程中，空重阀（06）会根据1
位和4位的空簧压力输出相应的紧急制动预控压力。
如果紧急环路突然断开，压
缩空气会经过紧急电磁阀和中继阀进行流量的放大，放大后的流量进入基础制动
装置，进行紧急制动力的施加。
同时列车可以实现分级制动，当速度达到高速时，紧急切换电磁阀得电，使得中继阀输出较低的制动压力，相反速度为低速时，则
输出较高的制动压力。
3.4辅助制动
辅助制动通常会在列车救援、制动控制器发生故障等情况下进行施加，同时
辅助制动力与常用制动、快速制动不同的一点在于它的制动力是一定的，通过在
司机室驾驶台的配电盘开关来施加。
辅助制动必须在控制装置有电的情况下进行
制动，否则不能启动。
同时辅助制动产生的制动力大小与快列车的制动效果产生
一定的影响，也与常用制动的奇数级制动力相同。
3.5停放制动
列车在运行过程中，通过司机室停放制动按钮的施加，进而控制停放制动电
磁阀的得电情况。
实现停放制动缸内部空气的排风和充风。
停放制动的指令由列
车贯穿线进行传输。
图二停放制动气路原理图
如图所示，停放制动气路模块主要由减压阀、双脉冲电磁阀、压力传感器、
双向止回阀等组成。
减压阀的主要作用是将总风压力调整到600kpa，防止用于缓
解停放制动的压力超过停放制动缸的承受能力。
双向止回阀的使用目的是避免空
气制动和停放制动同时施加在制动盘上，造成制动装置的破坏，当空气制动和停
放制动同时产生时，会有一部分空气制动压力通过止回阀进入停放制动缸，由于
停放制动缸在气压变大时能缓解停车制动，就能避免上述情况的出现。
4.供风设备系统研究
图三主空气压缩机展示图图四供风及空簧控制气路原理图
4.1主空气压缩机
主空气压缩机一般为螺杆空气压缩机组，且工作方式为双轴旋转排放式，同
时列车通过安装排气消音器达到消音效果，通过将气缸排列成对置的方式来减小
列车产生的振动，为了减轻列车的整体重量，压缩机机体部分采用铝合金材料制作。
如图四所示，总风压力Mr经过溢流阀、减压阀对空气弹簧（ASP）进行供风。
在列车运行时，如果出现总风压力不足的问题，为保证列车制动压力的正常输出，设置溢流阀使总风压力超过670kpa时，总风压才会通过溢流阀、减压阀对空气
弹簧进行供风。
4.2辅助空气压缩机
当总风压力不足，并且风压不能使受电弓正常升弓时，辅助空压机启动，保
证总风压维持稳定，使受电弓得以正常升弓。
参考文献
[1] 高速动车组制动系统的研究与分析[D]. 邵健帅.西南交通大学。