HXD3 型电力机车制动系统总述
HXD3型电力机车空气制动系统
HXD3型电力机车空气制动系统HXD3型电力机车是我国具有完全自主知识产权的高速铁路牵引动力车，其空气制动系统是机车牵引和制动的重要组成部分。
本文将对HXD3型电力机车空气制动系统进行详细介绍。
空气制动系统概述HXD3型电力机车采用的空气制动系统是基于C3制动的改进版本，在保持C3制动基础上，增加了电控空气制动和电液制动两种新制动方式。
其主要组成部分包括制动阀组、转向架、制动盘、制动缸等。
制动阀组制动阀组分为三种：高压阀组、低压阀组和转向架过渡阀。
高压阀组和低压阀组均采用双阀结构，以便于制动盘的平稳制动和解除制动。
而转向架过渡阀主要用于实现转向架与机车上管气压的过渡。
转向架转向架作为机车的重要组成部分，其上设有制动盘、轮对、单导轮、踢轮等部件。
制动盘设有制动片，通过制动阀组的控制实现制动和解除制动。
单导轮和踢轮则用于改变列车行驶方向并保持稳定。
制动盘制动盘是空气制动系统重要的制动部件，直接与轮对相连。
其由内外制动盘组成，内盘厚度为20mm，外盘为16mm，通过制动器使制动片夹紧内盘和外盘之间来实现制动。
制动缸制动缸是空气制动系统的关键部件之一，其根据制动指令控制气源大小，推动制动杆按照一定力量对踏面施加压力。
HXD3型电力机车具有16个制动缸，分别安装在机车转向架和车体上。
电控空气制动电控空气制动器是HXD3型电力机车上的一种新型制动器，其可以通过电子信号控制空气制动器的开合程度。
相较于普通制动器，电控空气制动器具有制动快速、制动平稳等优点。
电液制动电液制动是一种新型的机车制动方式，通过液压泵将牵引系统高压油液送至制动缸，利用油液的压力对制动杆施加一定的制动力。
电液制动器有助于提高制动稳定性和灵敏度。
，HXD3型电力机车空气制动系统具有多种制动方式，并且在制动器、转向架、制动盘等部件方面都进行了优化和改进。
这些改进和优化使得该型电力机车的制动性能更加优越，为保障铁路行车安全发挥了重要作用。
HXD3型电力机车电气制动特性及存在问题的研究
制动 力 、 车速度下 降 ， 列 之后列 车恒速 、 动力消失 的 制 情 况 ， 的甚 至一 直给 不 出制动 力 ， 后错 过制 动时 有 最 机， 引发 Ｌ Ｊ Ｋ 制动 。
，
根据 上述 函数关 系 ， 以列 车速 度 ６ ｍ／ 为例 ， ０ｋ ｈ 计 算 出速度 、 手柄 级位 、 特性 函数值 如表 ２ 系 。 关
表 ２ 速度 、 手柄 级位 、 性函数值 的关 系 特
３ 解 决 问题 的措 施
机 车 电 制 动 力 、 度 与 电制 动 功 率 的关 系 式 如 速
下 ：
ｐ －． ｘ Ｂ ．
．．．．．．．．．．．．—
速， 级 函值 级 函值 尊 度 位 数 位 数 性
ｖ
—
３． ６
２ 原 因分析
２１ Ｈｏ ． Ｘ３电力机车 电气制 动特性简介
数关 系式 如下 ： ３． 一４． ６ ｖ １５ ＝ ０１）制动力限制 ４ ６ （，５
４ ０ ０
Ｂ＝
２ ５ 轴重时 ， ＸＤ 型 电力机车电气制动特性控制 函 ｔ Ｈ ３ 收稿日 ２０ — ２ ｌ ； 期： ０ ９ １一 收修改稿日 ２ １— ５ ２ ５ 期： ００ ０ — ７
４０ １ ３０ ２）
Ｈ Ｄ 电力机 车 电气 制 动 Ｘ３型
特性及存在 问题 的研 究
王汉 东
（ 江岸机 务段 ， 湖北 武汉
制、 不拉 二钩停 （ 把闸过标 ） 的操 纵模式 ， 一 ＇ ’ 以适应高 密度 列 车开行 的要求 。从运 行情 况看 ， 总体 效果 是 比
较 好 的 ， 也 曝 露 出一 个 突 出 问 题 。机 车乘 务 员 对 但
一
种可行的建议方案。
HXD3型机车制动机介绍与常见故障分析判断
信息概况③：
9月16日HXD3C-797机车，电制工况，发生一次列车管自动减压80kpa， 将大闸移抑制位再回运转位后正常。制动屏显示制动系统故障，惩罚制动 。调阅故障记录有085-EBVCN故障。 处理情况：更换Ⅱ端EBV,分析为Ⅱ端EBV故障造成惩罚制动。
自动制动作用位置:
抑制位——机车产生常用惩罚制动后，必须将手柄放置此位置使制动机复位后， 手柄再放置运转位，机车制动作用才可缓解。在抑制位，机车将产生常用全制动 作用。
重联位——当制动机系统在补机或断电状态时，手柄应放此位置。在此位置，均 衡风缸将按常用制动速率减压到0。
紧急位——在此位置，自动制动阀上的机械阀动作，列车管压力排向大气，触发 EPCU中BPCP及机车管路中的紧急排风阀动作，产生紧急制动作用。
压力开关常见故障及处理:
信息概况①：
1月16日HXD3C-651机车，非操作端风泵打风不止。 5月3日HXD3C-618机车，非端压缩机打风只能打到860kpa就会停止。 处理情况：
车回更换P50.72压力开关后试验非端风泵750KPa打风，900KPa停止。 信息概况②：
9月23日HXD3C-575，总风640Kpa两个风泵才打风。 1月18日HXD3C-656 ，I、II风泵打风不止。 处理情况：
信息概况①：
5月5日HXD3C-615机车， LCDM记录两次F:077-限制开关开（EBV）。 检查为Ⅱ端操纵时出现。 处理情况：更换Ⅱ端EBV，制动机自检通过，反复制动机试验正常。 信息概况②：
5月21日HXD3C-471机车，Ⅱ端操纵运行中自阀运转位，均衡风缸、列车 管有时会自动初减，初减后会自动缓解。调阅制动屏及微机屏无故障记录 。
HXD3型电力机车惩罚制动及弹停分析毕业论文
毕业设计（论文）题目：HXD3型电力机车惩罚制动及弹停分析毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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HXD3型电力机车的制动系统及防滑技术研究
HXD3型电力机车的制动系统及防滑技术研究作者：钱炜宗来源：《科技资讯》2011年第15期摘要:HXD3型电力机车在现代化铁路运输中起着无可替代的重要作用。
在提高铁路运输能力中,电力机车的停放制动及防溜技术是一个非常关键的问题,本文主首先介绍HXD3型大功率货运电力机车空气制动系统,然后着重对防滑技术进行分析,并给出相关建议。
关键词:HXD3电力机车制动系统防滑技术中图分类号:TB47 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)05(c)-0062-01随着机车运营速度的提高,要尽可能缩短机车的制动距离和提高机车通过能力,机车的制动力也必须提高。
而在粘着状态不良的情况下,由于制动力的提高,很容易造成车轮的滑行和擦伤。
下面将以大连机车车辆有限公司生产的HXD3为例,分析采用CCBⅡ微机控制制动系统原理及空气防滑技术。
1 微机控制的CCBⅡ空气制动系统1.1 微机控制的CCBⅡ空气制动系统技术特点该制动系统技术特点为:(1)准确性高,反应迅速;(2)部件集成化高,可进行线路模块更换,维护简单;(3)有自我检测、自我诊断、故障显示及故障处理提示等功能;(4)主要部件具有冗余功能;(5)与列车ATP(列车监控)系统配合使用,进一步提高列车运行的安全性。
1.2 微机控制的CCBⅡ空气制动系统技术组成(1)风源系统。
HXD3型电力机车风源系统采用两台克诺尔的SL22—47型螺杆式压缩机组,排风量为每台2750dm3/min。
干燥器配套使用两个LTZ3．2_H型干燥器,其空气处理量为每个4．8m3/min。
为了保证压缩空气的质量,在干燥器的出口配套使用了精油过滤器和最小压力阀。
采用4个容积均为400dm3的风缸串联作为压缩空气的储存容器,风缸采用车内立式安装。
(2)CCBⅡ制动机。
CCBⅡ制动机由5种主要部件构成:两个电子制动阀(EBV),两个制动显示屏(LCDM),1个集成处理器(X_IPM),1个继电器接口模块(RIM)和1个电空控制单元(EPCU)。
HXD3电气系统介绍
【引言概述】本文将对HXD3电气系统进行介绍，该系统是HXD3型电力机车中的核心部分之一。
电气系统作为机车的重要组成部分之一，对机车的运行和性能起着至关重要的作用。
本文将从五个大点来详细阐述HXD3电气系统的组成和功能。
【正文内容】一、主控制系统1.牵引控制模块功能及原理2.制动控制模块功能及原理3.辅助控制模块功能及原理4.信号处理模块功能及原理5.数据通信模块功能及原理二、直流传动系统1.逆变器模块功能及原理2.励磁系统功能及原理3.牵引电机功能及原理4.制动电阻功能及原理5.母线和变压器功能及原理三、辅助供电系统1.电池组功能及原理2.静止变流器功能及原理3.馈电变压器和整流充电机功能及原理4.辅助电源开关装置功能及原理5.辅助负载装置功能及原理四、智能检测与保护系统1.灵敏系数与接线方式功能及原理2.过载保护功能及原理3.短路保护功能及原理4.电源低压保护功能及原理5.温度保护功能及原理五、列车接口系统1.车载监控系统功能及原理2.通信系统功能及原理3.车载信息系统功能及原理4.列车自动控制系统功能及原理5.转向架接口装置功能及原理【总结】HXD3电气系统作为HXD3型电力机车中的核心部分，包含主控制系统、直流传动系统、辅助供电系统、智能检测与保护系统以及列车接口系统等五个大点。
每个大点下又包含59个小点来详细阐述其功能和原理。
HXD3电气系统的合理设计与运行稳定性直接影响着机车的牵引力、制动力及其他性能指标的表现，因此，了解和熟悉HXD3电气系统的结构和原理对于保证机车的正常运行具有重要意义。
HXD3型货运电力机车总体介绍
HXD3型货运电力机车总体介绍HXD3型货运电力机车总体介绍HXD3型电力机车是由中国北车集团大连机车车辆有限公司与日本东芝公司于2001年起合作研制的大功率交流传动货运电力机车。
一、HXD3型电力机车主要特点1.1 轴式为C0-C0，电传动系统为交直交传动，采用IGBT水冷变流机组，1250kW大转矩异步牵引电动机，具有起动（持续）牵引力大、恒功率速度范围宽、粘着性能好、功率因数高等特点。
1.2 辅助电气系统采用2组辅助变流器，能分别提供VVVF和CVCF三相辅助电源，对辅助机组进行分类供电。
该系统冗余性强，一组辅助变流器故障后可以由另一组辅助变流器对全部辅助机组供电。
1.3 采用微机网络控制系统，实现了逻辑控制、自诊断功能，而且实现了机车的网络重联功能。
1.4 总体设计采用高度集成化、模块化的设计思路，电气屏柜和各种辅助机组分功能斜对称布置在中间走廊的两侧；采用了规范化司机室，有利于机车的安全运行。
1.5 车体的主要作用是承受上部载荷和传递机车牵引力；同时车体又是机车各动力机组和设备的安装基础；并要为乘务人员提供工作场所，因此，要求为乘务员提供良好的工作环境的同时，更为重要的是要求车体钢结构具有足够的强度和刚度。
采用带有中梁的、整体承载的框架式车体结构，有利于提高车体的强度和刚度。
1.6 转向架采用滚动抱轴承半悬挂结构，二系采用高圆螺旋弹簧；采用整体轴箱、推挽式低位牵引杆等技术。
1.7 采用下悬式安装方式的一体化多绕组（全去耦）变压器，具有高阻抗、重量轻等特点，并采用强迫导向油循环风冷技术。
1.8 采用独立通风冷却技术。
牵引电机采用由顶盖百叶窗进风的独立通风冷却方式；主变流器水冷和主变压器油冷采用水、油复合式铝板冷却器，由车顶直接进风冷却；辅助变流器也采用车外进风冷却的方式；另外还考虑了司机室的换气和机械间的微正压。
1.9 采用了集成化气路的空气制动系统，具有空电制动功能。
机械制动采用轮盘制动。
HXD3 型电力机车制动系统总述
失电时20CP将保持平均管的压力 .
EX VOL 45 CU IN.
MR
20 Pipe Release (Normal Mode)
REL SUPP
C1 (# 42)
EX
3 20
4 2 1 5
To 20 pipe
20TT
V
P
L EX
T
20TL
V P
PVLT
MVLT
A1 A3
A2
20R
EX TP20
BCCP- 制动缸控制部分 LRU是响应16号管压力变化的制动缸作用阀。 BC LRU控制 全部机车制动缸的作用和缓解。且安装有DBI电磁阀来实现 机车动力制动和空气制动的互锁功能。
BC / DBTV Portions BC Release (Back-up Mode)
MR
BPT
FLT
MRT
21 pipe EX Vent Valve
BPG BPVV
To ER
ER Control
C1(..332) MV53
TP-BP TP-FL
EX
BPCO
BP Relay
#21 EMV
MVEM
(74V)
EX
PVEM C3
BP EX
EX
ERCP-均衡风缸控制部分 响应自动制动手柄的动作，均衡风缸压力是BPCP的控制压力。 无火机车装置安装在ERCP上，无火机车塞门安装在ERCP LRU前端。
16 LRU BP Reduction/ 16/BC Charging
EX ERB (13)
MR VOL 90 CU IN To BC Portion (#16 TV)
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BP LRU ER/BP Charging BC Release
MR
BPT
FLT
MRT
BPG BPVV
To ER
ER
EX
Control
MV53
C1(..332)
TP-BP TP-FL
EX
BPCO
BP Relay
#21 EMV
MVEM
(74V)
EX
PVEM C3
BP EX
EX
BP LRU ER/BP Reduction BC Application
技术参数 允许工作压力
进气温度 环境温度范围 每个电磁阀功率消耗 每个加热器功率消耗 电压允差 保护方式 (带有保护软管 3870513)
最大10.5bar 最小 3bar 最高60℃ 0℃至50℃
14Watt
40Watt ±30%
IP67
空压机排量 (L/min)
1000 2000
3000
4000
MR
BPT
FLT
MRT
21 pipe EX Vent Valve
BPG BPVV
To ER
ER Control
C1(..332) MV53
TP-BP TP-FL
EX
BPCO
BP Relay
#21 EMV
MVEM
(74V)
EX
PVEM C3
BP EX
EX
ERCP-均衡风缸控制部分 响应自动制动手柄的动作，均衡风缸压力是BPCP的控制压力。 无火机车装置安装在ERCP上，无火机车塞门安装在ERCP LRU前端。
BC / DBTV Portions BC Release (Back-up Mode)
MR
BCCP
From 16 16 Portion
From 20 20 Portion
From 13 Portion 13
#3 vol
16
13
16TV
DCV1
BO
# 46 EX
AUX
AR
From BP Portion BP
采用模块化设备的优点： 改进设备 成熟的穿孔技术 线可更换
辅助设备
警惕装置
车轮踏面清扫
功能: 1.清扫轮周表面的油污及杂务;
2.踏面制动单元固定在走行部上,增加了 车轮后钢轨的接触面积.
停车制动
1.引入弹停制动风缸,防止弹停作用 突然施加在车轮上;
2.引入制动缸的风压,防止风压和弹 簧力同时作用在车轮上;
自动排水阀 （非膜组用）
三个前置过滤器各单独使用一个排水阀进行排水，以保证脱水膜 的干燥效果。三个排水阀受电控箱内时间继电器控制，每3分钟排水 1秒，注意在打开电控箱时不要随意调整时间继电器出厂设定值。同 时排水阀具有空压机停机强制排水功能，防止排水阀内积水。 电磁阀具有加热功能，当使用环境温度达到设定值时自动开启。 精密过滤器、超精过滤器滤芯可根据干燥器前空气压缩机计时器 所显示每工作2000小时或每两年更换一次（以先到为限）。
作为补机单元，20CP LRU响应制动平均管（20）压力 的变化。
失电时20CP将保持平均管的压力 .
EX VOL 45 CU IN.
MR
20 Pipe Release (Normal Mode)
REL SUPP
C1 (# 42)
EX
3 20
4 2 1 5
To 20 pipe
20TT
V
P
L EX
T
BCCO
EX
A1
A3
A2
DCV1 P
P V
V BCT
BPT
From BC portion
A1
PVE
A3
A2
C1 ELV
P DCV2
V
PVTV
16T
TP16 TPBC
20CP-此 LRU 作为本务车单元，响应由司机发出的 EBV单独和自动手柄动作指令，并且为平均管提供压 力。由IPM控制的20CP同时响应动力制动信号，当有 动力制动信号时，缓解平均管压力.
5000
6000
压力损失
0.01 0.05
0.1
0.15
0.2
0.3
(bar)
在有压力时可达到的露点至少要低于环境温度10℃=相对湿度<35% 工作循环由电子PL循环定时器设定 安装位置：干燥塔垂直朝上安装
空压机出来的管路必须防锈 适用于环境温度-40℃至50℃度的LTZ..H系列的空压机装有加热排放阀
Echelon Network supports EPCU, EBV and IPM Communication 梯形网支持EPCU，EBV和IPM 之间的通信
EPCU-Electo-Pneumatic control unit EPCU-电空控制单元
有4个可替换过滤器安装 在EPCU管线上
MR - Main Reservoir 主风缸
HXD3型电力机车制动系统
- 管路总述 - 供风设备 - 司机室设备
- 转向架设备
- 制动控制模块
转向架设备
制动单元
HXD3型电力机车制动系统
- 管路总述 - 供风设备 - 司机室设备 - 制动设备
- 制动控制模块
制动控制模块
制动控制柜
EPCU
功能模块
功能模块包括：
警惕装置 车轮踏面清扫 停车制动 撒砂 辅助空压机/受电弓
CCB II - System Description CCBII系统描述
EBV
LCDM Operator Screen LCDM操作屏
X-IPM
RIM
EPCU
BRAKE PIPE 制动管 BALANCE PIPE 均衡管 BRAKE CYLINDERS 制动缸
74 VDC Power 74VDC 动力
BP - Brake Pipe 列车管 13 – Bail off 常用制动的 单独缓解
20- Brake Balance pipe 制动平均管
EPCU是安装有可替换单元（LRU)的集成模块,每一LRU包 括联接其控制的机车功能的气动元件。对于“智能”LRU， 其上也有节点，这些节点包括连接他们功能的电子装置和软 件。
3.使用脉动式双电磁阀,保证了状态 的稳定性.
撒砂
辅助控制（升弓用模块）
辅助空压机
受电弓控制板（随受电弓自带）
CCBII制动系统
- CCBII制动机原理
- CCBII制动系统状态设置 - CCBII制动系统的标定 - CCBII制动系统事件记录 - CCBII制动系统常见故障
CCBII系统由五个主要部件组成
MR
BCCP
From 16 16 Portion
From 20 20 Portion
From 13 Portion 13
#3 vol
16
13
16TV
DCV1
BO
# 46 EX
AUX
AR
From BP Portion BP
#57
3
DBTV #69
BP
13CP LRU当单独制动手柄推至一边时13CP从内部控制实现单缓 机车制 动缸压力（由自动制动产生）。
- 供风设备
- 司机室设备 - 转向架设备 - 制动控制模块
供风设备
空压机
空压机空气循环简图
1 空气过滤器 1.1 真空指示器 2 减压阀 2.1 进气逆止阀 3 压缩机体
4.1 压缩机壳 4.3 集油器 4.4 最小压力逆止阀 4.5 安全阀 5.2 空气冷却器 9 联轴器
空气干燥器
EPCU工作逻辑
自动制动阀→ERCP →均衡风缸→BPCP →列车管→16CP →作用管→BCCP →闸缸 ↘ DBTV ↗
单独制动阀→20CP →单独作用管→BCCP →闸缸 ↘13CP →IPM →作用管→大气
BPCP-制动管控制部分 响应均衡风缸压力的改变产生列车管的不同压力 BP投入/切除，BP补风/不补风 紧急启动
ER Portion ER Charging (Automatic BC Release)
EX MR
APP
REL
ERBU
MVER
ERG
90 CU IN VOL
BP
BP Control
EX
DER
CV
C2 DE
(.125)
A1 A3
A2
MRT
V
P
V ERT
P
TP ER
TPMR
DBTV-空气备用三通阀是在CCBII系统诊断有故障后把系统置 于空气备用模式时，控制16号管压力的LRU。DBTV中的重要 部件是始终工作的，但是由于制动系统的微机控制，它的作 用是看不到的。
1.正常状态下，压缩空气经后冷却器—三通球阀—汽水分离器、 精密过滤器和超精密过滤器—膜组—机车制动系统
2. 当膜式干燥器出现故障，可将三通球阀按球阀体示意箭头方 向旋转90°，压缩空气经后冷却器后不经过干燥器，直接经旁通 管路到机车制动系统。请勿在空压机打风时扳动手柄！
3.普通故障及处理见培训教材
EPCU- Electro-Pneumatic Control Unit.电空控制单元 EBV- Electronic Brake Valve电制动阀 LCDM- Locomotive Cab Display Module机车司机室 显示模块 X-IPM- Integrated Processor Module集成处理器模块 RIM- Relay Interface Module继电器接口模块
#57
3
DBTV #69
BP
BC / DBTV Portions BC Application (Back-up Mode)