【正文】 （緊急制動時，從緊急用壓力調(diào)整閥輸出的控制壓力，經(jīng)緊急電磁閥通往中繼閥，中繼閥對電空轉(zhuǎn)換閥和壓力調(diào)整閥的空氣壓力進(jìn)行比較，將二者中壓力較大者作為增壓缸空氣壓力輸出）。中繼閥將電空轉(zhuǎn)換閥的輸出作為控制壓力，輸出與其相應(yīng)的壓縮空氣送到增壓缸（當(dāng)車輛設(shè)備發(fā)生故障時，經(jīng)由緊急電磁閥的壓縮空氣作為指令壓力被送到中繼閥，此時中繼閥與常用制動一樣，將具有相應(yīng)壓力的壓縮空氣送到增壓缸）。各車制動風(fēng)缸中的壓縮空氣 25 供給中繼閥、緊急電 磁閥和電空轉(zhuǎn)換閥使用。閘片上的散熱槽有各種不同的形式，有橫向槽、豎向槽和斜槽等，其作用都是增加摩擦面的貼合性，便于排除磨屑和散熱。這樣，當(dāng)車輛運行時，空氣對流即達(dá)到散熱作用。制動盤和盤轂之間采用多個徑向彈性圓銷實現(xiàn)浮動連接，受熱時摩擦盤可以沿著徑向彈性圓銷完全自由地伸縮，以消除內(nèi)應(yīng)力。按盤安裝的位置可分為軸盤式和輪盤式，前者裝在軸上，后者裝在輪的兩側(cè)；動車組中的拖車一般采用軸盤式盤型制動裝置，而動車采用輪盤式制動裝置，因動車的車軸上要安裝驅(qū)動裝置，沒有安裝置動盤的位置。 按摩擦面的配置，制動盤可分為單摩擦面和雙摩擦面兩種。 本體上設(shè)有穩(wěn)定制動力和防止振動的防振橡膠，本體在銷軸上可以滑動以滿足輪對左、右運動的要求。 基礎(chǔ)制動裝置 現(xiàn)在的動車組一般不再使用傳統(tǒng)的杠桿式傳動裝置，而是普遍使用夾鉗式裝置。當(dāng) BUC 接到制動指令后 ,便按照設(shè)定的程序?qū)Ω鞣N制動方式進(jìn)行制動力的分配、協(xié)調(diào)控制。 正常行車時， CRH2 型動車組的制動指令由司機(jī)控制器發(fā)出；而列車在緊急狀態(tài)下的制動由列車 ATP 或 LKJ2020 監(jiān)控記錄裝置發(fā)出的安全制動指令發(fā)出。 動車組的制動指令由司機(jī)制動控制器發(fā)出電氣指令 ,經(jīng)列車信息控制系統(tǒng)傳送到每輛車的制動控制裝置 ,由 BUC 的電子控制單元進(jìn)行運算 ,實施再生制動和空氣制動。 圖中表示了一輛車從制動指令的產(chǎn)生到基礎(chǔ)制動裝置的組成框圖。信號發(fā)生裝置為司機(jī)控制的制動手柄等控制器或者 ATP 等控制單元。 制動控制系統(tǒng) CRH2 型動車組的制動控制系統(tǒng)通過接收司機(jī)發(fā)出的制動指令或者其 ATP(列車自動防護(hù)系統(tǒng) )來實現(xiàn)制動力的控制，其作用過程主要由 BUC(制動控制單元 )，通過微機(jī)處理器計算并傳輸?shù)摹? 列車的電制動線是在制動控制器置于非常制動位或在 ATC 制動指令時得電。但由于增加了控制裝置和制動電阻等設(shè)備，使重量增加；而且，如果條件不具備就不能產(chǎn)生制動作用（即電制動失效）。制動時回路 中各部件的動作與電阻制動時一樣，只是電樞轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電能要回饋到電網(wǎng)。 下面分別就這兩種制動方式加以介紹： 此時，由電樞繞組、勵磁繞組和主電阻器構(gòu)成電阻制動主回路，并使電流向增加原牽引時剩磁的方向流動，再由主電阻器最終將電樞轉(zhuǎn)動發(fā)出的電能變?yōu)闊崮芟⒌簟? 圖 312 安全閥 電制動 包括受電弓、主變壓器、變流器和電機(jī)等； 電制動是將列車的動 能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎?，再變成熱能消耗掉或反饋回電網(wǎng)的制動方式，應(yīng)用在 200 公里動車組上的主要有電阻制動和再生制動兩種?？筛鶕?jù)工作需要任意連接。 圖 37 截斷塞門 （ 3） 脈沖電磁閥 用于電氣控制回路中通斷氣路。 （ 1） 風(fēng)缸 用于儲存壓縮空氣，用鋼板制成，具有很高的耐壓性；兩端設(shè)螺孔，用于和外接管路連接，中央部下方設(shè)一螺孔，用于安裝排水塞門。循環(huán)控制器在空壓機(jī)啟動時開始工作，根據(jù)規(guī)定的程序控制電磁閥的開關(guān)時間；從而控制雙干燥 筒工作循環(huán)，每兩分鐘轉(zhuǎn)換一次工作狀態(tài)。這就是 “壓 18 力吸附與無熱再生”。吸附劑是金屬硅酸鋁，當(dāng)帶水分的壓力空氣流過吸附劑時，吸附劑具有很有規(guī)律的微孔吸附流過的空氣中的水分。 17 圖 33 干燥工況 圖 34 再生工況 雙筒式無熱再生工況空氣干燥器，干燥處理量為 1200L/min；吸附劑的吸附與再生分別在兩個干燥筒內(nèi)同時進(jìn)行，循環(huán)交替工作；循環(huán)控制器在空氣壓縮機(jī)啟動的同時也開始工作，規(guī)定的程序控制電磁閥 43 的開關(guān)時間；從而控制雙干燥筒工作循環(huán)，每兩分鐘轉(zhuǎn)換一次工作狀態(tài)；當(dāng)空氣壓縮機(jī)停止工作或空轉(zhuǎn)時，循環(huán)控制器記憶下實際的循環(huán)狀態(tài)；當(dāng)壓力空氣在一個筒中流過并干燥時，另一個筒中的吸附劑即被再生。 圖 32 輔助空氣壓縮機(jī)組 空氣壓縮機(jī)輸出的高壓空氣中含有較多的水分和油分，必須經(jīng)過空氣干燥器進(jìn)行干燥凈化處理。 CRH2 所用的 ACMF2 及 ACMF2A 輔助空氣壓縮機(jī)裝置是在動車組運行準(zhǔn)備時，即總風(fēng)壓力不足，受電弓上升時，對真空 斷路器（ VCB） 的壓力空氣進(jìn)行供給的空氣源。通過一個 10bar 的安全閥對空氣壓縮機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)。高壓缸對低壓空氣進(jìn)一步壓縮，經(jīng)后冷卻器流入氣路系統(tǒng)。由三個往復(fù)式壓縮氣缸、兩個冷卻器 16 以及驅(qū)動電機(jī)組成，其中兩個缸為低壓缸，一個缸為高壓 缸；理論上每分鐘能提供 950L10bar 的冷卻壓縮空氣。 （ 5） .工作過程：進(jìn)氣→一級壓縮→中間冷卻器冷卻→二級壓縮→后冷卻器冷卻 通過彈簧索彈性地吊在車輛底部，能有效地為空氣壓縮機(jī)提供緩沖并降低對車體的振動。 動車組總體參數(shù) 運營速度： 200 km/h 最高試驗速度： 250 km/h 聯(lián)掛運行時： R180 m 單車調(diào)車時： R130 m S 曲線時： R180ｍ 曲線＋最小 10ｍ直 線＋ R180ｍ曲線 車體最大長度 頭車： 25,700 mm 中間車： 25,000 mm 車體最大寬度： 3,380 mm 車體最大高度： 3,700 mm 車門處地板面高度： 1,300 mm 14 車廂天花板高度： 2,277 mm 軌距： 1,435 mm 轉(zhuǎn)向架中心距： 17,500 mm 固定軸距： 2,500 mm 車輪徑： 860 mm 車鉤高度： 1,000 mm 動車組兩端過渡車鉤中心高： 880mm+10 5 15 第 3 章 CRH2 動車組制動系統(tǒng)的組成 供風(fēng)系統(tǒng) 是向整個列車提供壓縮空氣的氣源； 主要由空氣壓縮機(jī)組、空氣干燥器、風(fēng)缸及其他空氣管路部件組成。壓緊裝置將空氣壓力用變成高壓的油壓、通過小型油壓缸將安裝在門板上的氣密橡膠頂在車體上，實現(xiàn)密封。側(cè)拉門設(shè) 5km/h 自動關(guān)門、30km/h 自動壓緊功能。這樣，動車組可以靈活調(diào)節(jié)動車、拖車的比例，以滿足運營需要。 13 CRH2型動車組采用 VVVF 控制牽引方式，牽引變流器采用 IGBT 元件，工作頻率為 1500Hz，牽引電機(jī)采用三相鼠籠異步電機(jī)，功率為 300kW。需要高強(qiáng)度的部位如車頭部車體結(jié)構(gòu)的前端部位及設(shè)備室氣密隔斷的安裝部位，外板中剪斷載荷大的枕梁及千斤頂支架的上部，側(cè)窗部、門部加強(qiáng)采用 6mm 外板，頭部的整體剛度較高。動車組頭部結(jié)構(gòu)以骨架外殼結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，按車頭斷面 形狀變化將縱骨架（大部分厚 6mm，局部 9 mm 鋁板）形成環(huán)狀，骨架的間距以 300 mm 基準(zhǔn)，用橫向骨架叉結(jié)組焊，大部分骨架外焊接鋁制外板（厚 鋁板）。 CRH2型動車組頭型與原型車 E21000動車組一樣，縱向采用雙曲拱面，橫向采用五曲拱面，具有良好的氣動特性，完全滿足高速行駛要求。兩列動車組可聯(lián)掛運行，聯(lián)掛時受電弓采取雙弓受流。動車組前后兩端都設(shè)有駕駛室，列車通常運行時在前端的駕馭室內(nèi)進(jìn)行操作。動車組采用 8輛編組， 4動 4拖，由兩個動力單元組成，每個動力單元由 2個動車和 2個拖車（ TMMT）組成。 可靠：動車組采用了先進(jìn)的防滑、防空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)和自動列車保護(hù)系統(tǒng)，為列車在各種運行環(huán)境下的準(zhǔn)時性提供了可靠的保障。 適用：動車組具有速度提升能力，通過調(diào)整動車、拖車的比例，動車組能夠靈活適應(yīng) 200km/h～ 300km/h 各速度等級的運行。 經(jīng)濟(jì)：動車組采用了流線型設(shè)計，各車輛的最大軸重僅 14t，牽引和制動能耗低。 先進(jìn)：動車組采用鋁合金空心型材車體，采用了先進(jìn)的 IGBT 功率元件以及VVVF 控制牽引方式。 11 第 2 章 CRH2 動車組簡介 CRH2 型動車組總體技術(shù) CRH2型動車組為動力分散、交流傳動電動車組。 (1)三級制動控制方式：網(wǎng)絡(luò)控制、電空制動控制和空氣制動控制； (2)制動能力的冗余：各種制動方式合理分擔(dān)制動能量，一旦其中某種制動方式 (3)發(fā)生故障，其他制動方式應(yīng)能提供補(bǔ)充。 (2).操縱控制采 用電控、直通或微機(jī)控制電氣指令式等靈敏而迅速的系統(tǒng)。常用制動靈敏度為 10一 40 kPa / s ；緊急制動靈敏度為 70 kPa / s 。當(dāng)制動管減壓速率在 10－ 40 kPa / s 范圍時，緊急閥不應(yīng)動作。我國規(guī)定：制 動管減壓速率或漏泄小于 20 kPa/min。也就是說，要使制動機(jī)可靠地產(chǎn)生制動作用，除了要有一定的制動管減壓量外、還需要一定的減壓速率，兩者缺一不可。目前，國產(chǎn) 120型控制閥的緩解波速已達(dá) 150m/s。其傳播的速度稱為緩解波速。制動波速越高，表明列車前、后部制動作用的同時性越好，有利于減輕制動時的縱向動力作用和縮短制動距離；同時制動波速越高，則制動作用的傳播長度可更大些，即能適應(yīng)長大列車的要求。 由于制動波的傳播速度受到空氣波傳播快慢、三通閥（分配閥）動作靈敏性及制動機(jī)性能好壞等因素的限制，所以，制動波速總比空氣波速要小。 －制動波傳播距離（一般按制動管長度計算）（ m ） 。一般以“ m / s ”為計量單位。這說明，制動波并不是一種波，只是習(xí)慣上那么叫罷了。 由于各制動機(jī)的結(jié)構(gòu)、性能和狀態(tài)的差異，制動作用有時不完全由前向后逐次發(fā)生，而存在某種“跳越”現(xiàn)象。 一般地，空氣波速為 330m / s 左右。它的傳播如同投石于湖中引起的水面波紋不斷向外擴(kuò)散一樣，也是一種機(jī)械波 （ 2） 空氣波速 以物理量－空氣波速來衡量空氣波傳播的快慢，所謂空氣波速是指空氣波的傳播速度。 制動裝置的重要作用 一方面使列車在任何情況下減速、停車、區(qū)間限速或下坡道 防止加速，確保行車安全； 另一方面是提高列車的運行速度，提高牽引重量，即提高鐵路運輸能力的重要前提條件。它是在制動時將原來驅(qū)動輪對的自勵牽引電動機(jī)改變?yōu)樗麆畎l(fā)電機(jī)，由輪對帶動發(fā)電，并將電流通往專門設(shè)置的電阻器，采用強(qiáng)迫通風(fēng)，使電阻器產(chǎn)生的熱量消散于空氣中，從而產(chǎn)生制動作用。 旋轉(zhuǎn)渦流制動是在牽引電動機(jī)軸上裝有金屬盤，制動時金屬盤在電磁鐵形成的磁場中旋轉(zhuǎn)，盤的表面感應(yīng)出渦流，產(chǎn)生電磁吸力， 并消散于空氣中，從而產(chǎn)生制動作用。這種制動方式不通過輪軌黏著，沒有磨耗問題。不同的是，軌道渦流制動的電磁鐵在制動時只是放下到離軌面幾毫米處，而不與鋼軌接觸。 軌道渦流制動又稱線性電磁渦流制動或渦流式 軌道電磁制動。見圖 3， ,這種制動方法與閘瓦制動、盤型制動相比，制動力的大小不受輪軌間的黏著力的限制，作為高速列車的輔助制動裝置，以縮短制動距離。它的制動力除了受閘瓦與車輪（制動盤）這一摩擦副的限制外 ，還受車輪與鋼軌間的黏著限制。其結(jié)構(gòu)比踏面制動復(fù)雜，增加車輛的簧下重量和運行阻力。這種制動方式產(chǎn)生的制動力的大小可以通過閘瓦與車輪間的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié) 盤形制動是在車軸或者車輪輻板側(cè)面安裝制動盤，一般為鑄鐵圓盤，制動夾鉗用合成材料制成，兩個閘片緊壓制動盤側(cè)面，通過摩擦產(chǎn)生制動力，把列車動能轉(zhuǎn)變成熱能，消散于空氣中。 制動的方式 6 閘瓦制動，又稱為踏面制動，是自有鐵路以來使用最廣泛的一種制動方式。 表壓力是指壓力表指示的壓力值，所以絕對壓力與表壓力的差值為大氣壓力值。 絕對壓力是指壓縮空氣的實際壓力。 壓力是指物體間的相互作用力，其單位為牛頓 （ N ） ；而壓強(qiáng)則是指單位面積上所受力的大小，其單位為帕（ Pa ）。 制動力是指制動過程中所形成的可以人為控制的列車減速力。 對已經(jīng)實施制動的物體，解除或者減弱 其制動作用，均可以稱為“緩解”。這種作用被稱為制動作用。本設(shè)計書針對 CRH2型動車組制動機(jī)的原理進(jìn)行具體分析。 發(fā)展高速化和重載化鐵路是實現(xiàn)我國鐵路運輸現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，尤其是電力機(jī)車牽引的列車，運行速度和牽引重量日益提高，確保行車安全具有特別重要意義，一旦發(fā)生行車事故，將會造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。進(jìn)入 21世紀(jì)，我國鐵路建設(shè)取得了舉世矚