关于高速动车组制动系统的研究
高速动车组制动系统PHM技术方案研究
高速动车组制动系统PHM技术方案研究发布时间：2021-06-30T03:16:51.727Z 来源：《中国科技人才》2021年第10期作者：王志龙1 张笑凡1 肖宇1 [导读] 随着我国高速动车组设计制造技术水平的突飞猛进，用于控制列车运行的基础装备和列车控制系统日趋复杂，复杂性、综合化、智能化程度不断提高，动车组的安全性和可靠性已成为当前研究热点[1]。
1.中车长春轨道客车股份有限公司转向架研发部长春 130062摘要：为解决动车组制动系统的预防性维修，对动车组制动系统故障预测与健康管理（PHM）技术进行了综合研究。
结合复兴号动车组制动系统特点，搭建制动系统PHM技术框架，提出了PHM主要功能与技术路线。
为实现动车组制动系统智能运维提供参考。
关键词：动车组；制动系统；故障预测与健康管理Research on The PHM Scheme of High SpeedEMU Brake SystemWANG Zhilong1，ZHANG Xiaofan1，XIAO Yu1 Abstract：In order to achieve preventive maintenance of EMU braking system，research on the PHM scheme of High Speed EMU braking System.Based on the characteristic of the brake system of Fuxing EMU，Seting up the technical framework of braking system PHM，put forward the main functions and technical route of PHM.providing a reference for the intelligent operation and maintenance of EMU braking system.Keywords：EMU Braking System PHM随着我国高速动车组设计制造技术水平的突飞猛进，用于控制列车运行的基础装备和列车控制系统日趋复杂，复杂性、综合化、智能化程度不断提高，动车组的安全性和可靠性已成为当前研究热点[1]。
浅析CRH380B型动车组制动系统控制技术
浅析CRH380B型动车组制动系统控制技术1. 引言1.1 概述CRH380B型动车组是中国铁路运输主要的高速列车之一，具有较高的运行速度和运行效率。
在动车组的运行中，制动系统被视为至关重要的部件之一，能够确保列车在紧急情况下安全停车，保障乘客和列车的安全。
制动系统控制技术是CRH380B型动车组制动系统的核心，通过控制技术实现列车的快速减速和平稳停车。
在本文中，我们将对CRH380B型动车组制动系统控制技术进行详细分析和探讨。
我们将进行制动系统的整体概述，包括其组成部分和工作原理。
接着，我们将深入探讨制动系统控制技术的原理，包括利用信号传输、执行机构和控制器实现制动操作的过程。
然后，我们将分析制动系统控制技术在实践中的应用现状，并对系统的优势和不足进行评估。
我们将讨论技术改进的方向，探讨如何进一步提升CRH380B型动车组制动系统的控制技术水平。
通过对这些内容的深入分析，我们将更好地理解和掌握CRH380B型动车组的制动系统控制技术，为未来的研究和应用提供参考和指导。
1.2 研究背景CRH380B型动车组作为中国高铁列车的重要一员，其制动系统控制技术是确保列车运行安全的重要保障。
随着中国高铁网络的不断扩展和运输量的增加，CRH380B型动车组的稳定性和安全性要求也越来越高，因此对其制动系统控制技术的研究显得尤为重要。
由于动车组运行速度快、列车重量大、运行环境复杂，使得其制动系统控制技术面临着诸多挑战和问题。
如何实现列车快速平稳地制动、如何保证列车在不同运行环境下的制动效果均衡等，都是当前研究的重点和难点。
随着科技的进步和高铁制造技术的不断提高，CRH380B型动车组制动系统控制技术也在不断更新和完善。
对其研究背景进行深入了解，可以更好地把握当前技术发展的方向和趋势，为未来的研究工作提供有力支持。
1.3 研究意义CRH380B型动车组作为中国高速铁路的重要载体，其制动系统控制技术的研究具有重要的实践意义和理论意义。
浅析CRH380B型动车组制动系统控制技术
浅析CRH380B型动车组制动系统控制技术CRH380B型动车组是中国铁路总公司自主研发的一种高速列车，具有自主知识产权和完全自主品牌。
它是中国高速铁路的主力车型之一，采用了最新的制动系统控制技术，可以有效地提高列车的制动性能和安全性。
CRH380B型动车组的制动系统采用了电气-液压联合制动技术，具有高速列车制动控制技术的特点。
制动系统由列车控制器、可调节气制动器和电气-液压转换器等组成。
制动信号由列车控制器发送到气制动器，然后通过转换器转化成液压能量，推动制动盘对车轮进行制动。
这种制动系统能够快速、可靠地实现列车的制动，提升了列车的制动安全性和运行效果。
在制动过程中，CRH380B型动车组采用了电制动和气制动相结合的方式。
电制动主要应用于初级制动，可以通过调节电制动力和抑制力来达到特定的制动效果。
气制动主要应用于停车制动和紧急制动，通过调节气制动强度和气制动距离来实现快速的制动效果。
通过电气-液压联合制动技术，CRH380B型动车组能够在不同的制动条件下实现精确的制动控制，提高了列车的制动效果和制动安全性。
CRH380B型动车组的制动系统还具有智能化和自适应等先进控制技术。
制动系统能够实时监测列车的运行状态和制动效果，根据不同的运行条件和制动要求进行智能的调整。
制动系统还能够根据列车的负载和速度等参数自动调整制动力和制动距离，以提供更好的制动性能和运行效果。
CRH380B型动车组的制动系统控制技术采用了电气-液压联合制动技术，并且结合了电制动和气制动的方式。
通过智能化和自适应等先进控制技术，该制动系统能够提供精确的制动控制，提高列车的制动效果和安全性。
这些技术的应用为中国高速铁路的发展和运营提供了有力支持。
CRH380B动车组制动系统分析与改进
摘要近些年，我国高速铁路快速发展。
列车运行速度明显提高，如何保障列车安全运行成为重中之重。
对于高速动车组而言，必须采用综合制动系统来保障列车的运行安全可靠性。
而CRH380B型电力动车组（或称CRH-380型），是中华人民共和国铁道部为营运新建的高速城际铁路及客运专线，中国铁道部将所有自行发展关键技术、引进国外技术、联合设计生产的中国铁路高速（CRH）车辆均命名为“和谐号”。
CRH380B型高速动车组采用先进的微机控制直通式电空制动系统，可根据列车的运行速度和载重等情况实现精准和恒减速度的电空合制动联，以提高制动时的平稳性。
众所周知，动车组的制动系统是其不可或缺的环节。
它是动车组快速发展的基本保障，也是动车组安全运营的基石。
对于CRH380B型动车组制动系统关键部位的功能，我们应该做全面的了解与分析，如制动控制单元、司机室控制部分、撒砂模块等。
制动系统是一个整体，但它也是由每个部分组成的。
因此，我们应该整体和部分相结合的了解与分析制动系统。
这样才能发现其中的不足。
只有这样，我们才能分析及优化、改进制动系统。
关键词：CRH380B动车组；制动系统；分析优化目录第1章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究思路 (1)第2章CRH380B动车组制动系统简介 (2)2.1制动简介 (2)2.2制动系统的基本功能 (2)第3章CRH380B动车组制动系统的组成 (3)3.1制动控制单元 (3)3.1.1截断塞门模块 (3)3.1.2电空制动控制模块 (3)3.1.3分配阀模块 (5)3.1.4撒砂模块 (5)3.2基础制动装置 (6)3.3备用制动 (7)3.4停放制动 (8)3.5供风系统 (10)3.5.1主空气压缩机 (10)3.5.2辅助空气压缩机 (10)第4章CRH380B制动系统故障分析及改进 (12)4.1改进的意义 (12)4.2列车常用制动失效分析 (12)4.2.1CB09A板卡操作系统的结构 (13)4.2.2 500ms周期任务被冻结的原因分析 (13)4.3 技术解决方案 (14)4.3.1处理等级 (14)4.3.2 Jupiter2000控制系统工作机理 (15)4.3.3 系统诊断 (16)参考文献 (17)致谢 (18)CRH380B动车组制动系统分析与改进第1章绪论1.1研究背景中国内陆面积宽广，人口众多，幅员辽阔，经济发展与联系的跨度大，需要有一种强而有力的运输方式将整个国家和国民经济联系起来。
CRH2A型动车组制动系统介绍及典型故障分析
CRH2A型动车组制动系统介绍及典型故障分析摘要：随着高速动车组的持续发展，列车速度的提升使得制动系统的重要性越来越突出，不仅保障动车组的运行安全，影响乘车舒适度，增加维护成本，严重时影响行车秩序。
CRH2A型动车组动车组的制动系统通常分为电制动和空气制动两种，为电控复合制动。
本文通过对CRH2A型动车组制动系统的研究，对制动控制装置故障形成的原因进行了分析，并进一步提出了故障预防措施。
关键字：车轮；滚动接触；疲劳1概述制动系统作为高速动车组的“压舱石”，在动车组运行过程中有着不可或缺及替代的作用。
制动的主要功能是形成减速度，让动车组安全平稳的停下来。
一般的铁道车辆，主要采用车轮与轨道之间的黏着力主要是一边抑制车轮的旋转，一边使用空气制动器和电气制动器等的粘着制动器来使车辆减速、完全停止。
随车CRH2A型动车组运用里程的增加，制动系统故障逐步出现，本文将对CRH2A型动车组制动控系统进行介绍及相关典型故障案例进行分析。
2 CRH2A型动车组制动系统介绍CRH2A型动车组制动控制装置是采用再生制动的电气指令式空气制动装置。
4M4T的编组构成中对T（拖车）使用空气制动方式，M（动车）采用电控复核制动。
另外CRH2A型动车组制动控制采用延迟控制，制动力优先让M车（再生制动）负担、当M车制动力不能满足要求是，T车开始施加空气制定，当T车施加控制制动后仍无法满足制动要求是，M车施加空气制动，从而降低闸片的磨耗量。
动车组以1M1T作为控制单位进行延迟控制。
另外，为了可以使用机车进行救援，T1、T4车上装载了能把救援机车BP管的BP压力指令转换成电气指令的救援转换装置。
2.1CRH2A型动车组制动分类CRH2A型动车组制动分为常用，快速，紧急，辅助以及耐雪制动。
2.1.1常用制动常用制动力分为1～7级，采用延迟控制方式，为电控复合制动方式。
延迟时，将M车产生的多余制动力从T车上减去，作为编组确保必要的制动力。
浅析CRH380B型动车组制动系统控制技术
浅析CRH380B型动车组制动系统控制技术CRH380B型动车组是我国高速铁路的标志性产品之一，采用了先进的制动系统控制技术，为保障列车的安全稳定运行提供了重要保障。
本文将对CRH380B型动车组制动系统控制技术进行分析和探讨。
一、动车组制动系统概述CRH380B型动车组制动系统包括机械制动和电子制动两大部分，机械制动主要由列车行驶过程中的空气制动系统和列车停车时的手动制动系统组成，而电子制动则是由列车控制系统中的智能制动单元实现的。
空气制动系统是动车组的主要制动系统，原理为通过压缩空气制造一定的压力，使制动机构产生作用力来制动列车。
空气制动系统包括制动指令传输阀组、制动单元、制动缸、制动压缩机等多个部分，其主要作用是根据司机的制动指令，通过信号传输和空气压力作用来实现列车的制动。
手动制动系统是列车在发生紧急情况下需要立即停车时使用的一种手动制动方式，通过手摇制动杆使制动器夹紧车轮，从而实现列车的紧急制动。
电子制动是近年来逐渐成熟的一种高档次制动方式，其优点在于制动灵活、响应迅速、制动效果稳定等。
电子制动主要由列车控制系统的智能制动单元实现，其原理就是通过控制列车电机的旋转速度来实现列车的制动。
在实际的列车运行过程中，三种制动方式会同时运用。
二、制动系统控制技术对于CRH380B型动车组，制动系统控制技术包括制动指令的传输、制动参数的计算、制动电机的控制等多个方面。
下面将对其中的几个方面进行详细介绍：1. 制动指令的传输制动指令是司机通过操作司机室的制动控制器发出的，必须通过信号传输来传递到智能制动单元中。
为了保证信号传输的稳定和可靠性，传输过程需要多个信号的判断和处理，比如需要判断制动指令的方向（制动或解锁）、制动程度（轻、中、重）、是否在行车区间等等。
此外，还需要考虑到信号传输的延迟时间，以及系统异常的处理方式等，这些都需要紧密地融入到控制系统中。
2. 制动参数的计算制动参数的计算是制动系统控制过程中的关键环节。
时速160公里动力集中动车组制动系统技术
时速160公里动力集中动车组制动系统技术摘要：时速160公里动力集中动车组制动系统是一种高速铁路运输的核心技术之一，其制动性能和安全性对于高速铁路的运行至关重要。
本文将对时速160公里动力集中动车组制动系统的原理、组成和控制方式进行分析和探讨，并对其制动性能和安全性进行评估。
关键词：时速160公里；动力集中；动车组；制动系统；原理；组成；控制方式；制动性能；安全性；引言：随着高速铁路技术的不断发展和完善，时速160公里动力集中动车组成为了当今高速铁路运输的主力之一。
制动系统的性能对于高速铁路运输的安全运行具有至关重要的作用。
因此，本文将对时速160公里动力集中动车组制动系统进行深入研究，以期提高高速铁路的安全性和运行效率。
1系统原理时速160公里动力集中动车组制动系统是一种电液联合制动系统，其原理是通过电气信号控制制动电磁阀的开闭，将制动踏板信号转化为压力信号，通过液压系统传递到制动器上，使动车组进行制动。
时速160公里动力集中动车组制动系统主要由制动阀组、制动踏板、制动器和控制电路等组成。
2系统控制方式时速160公里动力集中动车组制动系统采用集中控制方式，即由列车司机通过控制室内的制动器操纵杆控制整列车的制动。
此外，系统还配备了自动空气制动控制系统和防抱死制动系统等安全保障装置。
系统主要的控制方式是列车司机通过控制室内的制动器操纵杆来控制整列车的制动。
该操纵杆分为两个部分：制动部分和惯性部分。
制动部分主要用于控制车轮的制动和解除制动，惯性部分则用于控制制动的力度和时间[1]。
司机通过操纵杆的位置和力度来控制制动的强度和持续时间，从而实现对整列车的制动控制。
此外，系统还配备了自动空气制动控制系统和防抱死制动系统等安全保障装置。
自动空气制动控制系统是指当制动杆被拉动时，系统能够自动控制气压制动装置的开启和关闭，从而使制动系统的压力达到稳定的状态[2]。
防抱死制动系统是指在制动时，系统能够监测车轮的速度，一旦发现车轮即将抱死，则能够自动调整制动压力，以防止车轮抱死现象的发生。
动车车辆制动系统原理及性能分析
动车车辆制动系统原理及性能分析动车车辆制动系统是保证列车行车安全的关键部件之一。
它通过控制车辆的制动力和制动距离，确保列车能够在规定的时间内停下来或减速到安全的行驶速度。
本文将详细介绍动车车辆制动系统的原理及性能分析。
一、动车车辆制动系统的原理动车车辆制动系统主要由制动装置、制动控制设备和制动传动装置组成。
制动装置包括制动盘、制动鼓、滑轮等，制动控制设备包括制动阀、主管压力保持阀等，制动传动装置包括制动管路、制动杠杆等。
1. 制动装置制动装置是实现制动力的传递和作用的部件，主要包括制动盘、制动鼓和滑轮。
当列车需要制动时，通过控制制动杆杆的位置，使制动齿轮靠近制动盘或制动鼓，利用摩擦力的作用产生制动力。
2. 制动控制设备制动控制设备主要由制动阀和主管压力保持阀组成。
制动阀的作用是调节制动力的大小和作用时间，控制列车的制动或减速。
主管压力保持阀的作用是保持制动气压的稳定，确保制动力的均匀输出。
3. 制动传动装置制动传动装置将制动力从制动装置传递到车轮上，主要包括制动管路和制动杠杆。
制动管路将制动力传递到制动装置上，制动杠杆通过连接制动装置和车轮实现制动力的传递。
二、动车车辆制动系统的性能分析动车车辆制动系统的性能直接影响列车的制动效果和运行安全性。
以下将从制动力、制动距离和制动稳定性三个方面对动车车辆制动系统的性能进行分析。
1. 制动力制动力是制动系统产生的力，直接影响列车的制动效果。
制动力的大小取决于制动装置的设计和使用条件。
制动力需要能够快速调整和准确控制，以适应不同的行车情况和制动需求。
2. 制动距离制动距离是列车从施加制动开始到完全停下所需的距离。
制动距离的大小受到列车速度、制动力和制动装置的效果等因素的影响。
合理控制制动距离，可以确保列车在规定的时间内停下来，避免碰撞事故的发生。
3. 制动稳定性制动稳定性是指列车在制动过程中的稳定性能。
制动系统需要能够在不同的行车速度和路况下提供稳定的制动力，避免制动过程中的冲击和抖动。
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关于高速动车组制动系统的研究
作者：郭超
来源：《中国科技博览》2018年第04期
[摘要]作为高速动车组的重要核心部件，制动系统性能的优劣直接影响着其运行状态。
本文从基本的参数计算、设计要求、制动方式等方面对高速动车组制动系统设计的相关理论知识进行了概括，并从制动控制、防滑控制、安全防护等方面分析了高速动车组制动系统的构成。
[关键词]高速动车组；制动系统；防滑控制
中图分类号：S188 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）04-0345-01
引言
在城镇建设和发展过程中，交通体系得到完善和发展，动车组成为城市轨道交通的重要组成部分。
随着技术的进步和经济的发展，动车组的速度越来越高，使用次数越来越频繁，每日行驶的里程也越来越多，这都对动车组的制动系统提出了更高的要求：既要保证行车安全，又要在尽量短的距离内停车，而且还要尽量减小制动过程中产生的纵向冲击力，传统的列车制动系统已经不能满足此要求。
这就需要铁路有关科研单位加强高速动车组制动系统的控制方式、系统配置的优化设计，积极借鉴国内外高速列车制动技术的先进经验，并进行了自主创新。
1 高速动车组制动系统设计要点
1.1 基本参数计算原理
高速动车组运行在铁路快速客运专线或高速铁路上，速度高，固定编挂，一般分为动力集中型与动力分散型两类。
根据质点动力学理论，得出了比照300km/h动车组以各种不同匀减速停车时的理论制动时间、停车距离和每吨质量所需的平均制动功率（如图1）。
以300km/h动车组为例，经计算，其每吨质量的动能E为3472kJ，每吨质量在各种不同匀减速度下停车时的最大瞬时制动功率是平均制动功率的2倍。
也就是说，如果该动车组每轴14t，那么以1m/s 的匀减速度停车时所需的平均轴制动功率为583.4kw轴，最大瞬时制动功率为1166.8kw轴，纯制动距离为3472m。
这些数值提供了一个高速动车组量化的各制动减速度下制动距离和制动功率的概念。
当然，实际的制动过程不是一个匀减速运动，而是一个变速运动。
1.2 基本设计要求
第一，尽可能缩短制动距离以保障行车安全，高速列车必须尽可能缩短制动距离，因为自动闭塞的信号区间长度完全由列车允许的制动距离来决定，当制动距离一经确定后，不间断的
机车信号装置中就将保存这些制动曲线，因而高速列车的制动系统必须保证在大雪、大雾、结冰、粘着下降，甚至系统部分失灵的情况下，也不能超过允许的制动距离，避免安全事故发生；第二，保证高速制动时车轮不滑行，在高速时轮轨之间的粘着系数急剧下降，特别在轨面潮湿时粘着系数更低，这就需要按速度控制制动力的大小以充分利用粘着，同时采用高性能的防滑装置和非粘着制动方式。
1.3 制动方式分类
目前应用的高速动车组施行制动减速的方式包括：第一，盘形制动，有轴盘、轮盘等形式，包括液压力或气液增压，可以大大减轻车轮踏面的热负荷和磨耗，可按制动要求选择最佳摩擦副，制动平稳，噪声小；第二，电阻制动，将牵引主电机作发电机，利用动能发电并将电能通过车辆的制动电阻转变为热能，从而获得制动力的方法；第三，旋转涡流制动，在车轴上装金属盘，制动时金属盘在电磁铁形成的磁场中旋转，盘表面感应出涡流，产生电磁力并发热消散于大气中，从而产生制动力；第四，线性涡流制动，利用电磁铁和钢轨的相对运动使钢轨感应出涡流，产生电磁吸力作为制动力。
此外，高速动车组制动方式还有电磁轨道制动、增粘制动等方式，要根据实际情况进行具体分析和选择。
2 高速动车组制动系统
2.1 制动模块设计
第一，电制动系统，动车组通过受电弓接收接触网的电力，经牵引变流器整流逆变后，提供给牵引电机，而在列车需要制动时，牵引变流器控制牵引电机切断电源，转变为发电机使用。
制动时牵引电机将列车动能变为三相交流电，由牵引变流器将此三相交流电转换为单相交流电，再由主变压器升压后回馈到电网，将列车运行的动能转变为电能；第二，空气制动系统，空气制动系统主要由制动控制装置、风源装置和基础制动装置等组成，制动控制装置是制动系统的中枢，负责接收制动指令，进行制动控制，担负着制动力的计算和分配任务，风源装置为制动系统提供制动的源动力，高速动车组上通常由主空压机和辅助空压机构成，基础制动装置为制动系统的执行机构，将制动压力作用在车轮上，产生轮轨摩擦力，从而进行列车制动。
电制动力的发挥及其与空气制动力的匹配都与制动控制系统的设计、元器件的品质密切相关。
对于高速动车组来说，各种制动方式的匹配一定要处理好。
2.2 防滑控制设计
防滑控制是在制动力即将超过黏着力时（此时防滑器判断为“滑行”），降低制动力，使车轮继续处于滚动（或滚滑）状态，避免车轮滑行。
防滑系统通过车辆速度传感器检测出此时的速度差和减速度，然后把检测到的信号传输到防滑控制器，通过微处理器的比较判断，发出防滑控制信号，从而迅速降低滑行车轮的制动缸压力，使滑行车轮所受的制动力快速降低。
防滑控制系统主要由集成在制动控制单元中的防滑控制器、轴速度传感器及防滑排风阀组成的一个
闭环控制结构。
防滑控制器对轴速度脉冲信号进行处理，得到相应的轴速、轴加减速度和参考速度，对已经发生滑行的情况发出防滑控制指令，操纵防滑电磁阀，控制制动缸的压力。
防滑系统能最佳利用有效黏着，以保证最短的制动距离。
2.3 安全防护设计
为了确保列车运行安全，尽管设置了准确可靠的地面信号装置，但在浓雾、风雪等气候条件下难以确认信号。
另外，由于司机打磕睡或误看信号等原因，很有可能发生列车冲撞等重大事故。
因此，在列车没按信号运行时需要报警引起司机注意，同时自动施行制动停车，以保证列车安全。
高速列车的安全防护装置有以下几种：第一，自动停车装置，当列车接近停车信号机时，进行车内报警的装置，该装置报警后，如果司机仍不确认操作或没按规定减速度进行操纵时，便自动实施制动使列车自动停车；第二，自动控制装置，控制列车的运行速度低于地面速度信号的装置，例如，当信号速度下降时，ATC装置便自动实施制动以降低列车速度；第三，自动驾驶装置，根据多级速度信号及速度条件，对列车自动进行加速、减速的控制装置，保证列车正点运行和改善旅客的乘坐舒适度。
同时，在防止列车冲撞和超速运行方面起到作用。
结束语
总而言之，高速动车组制动系统是一个集多种学科为一体的综合系统工程，整个系统的成功，需要零部件的成熟，需要互相匹配和协调。
所以，相关科研单位要加强分层设计和模块化设计，科学选用合适的制动方式，提高各种参数计算精确度，保障系统的制动效果，为高速动车组发展提供可靠技术支持。
参考文献
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