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1、中國南車P P T 課件標準圖示庫 2013年 11月 2 0 0 9 V 0 1 1 5 版本HXN5型 內(nèi) 燃 機 車 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 簡 介中國南車P P T 課件標準圖示庫 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 一、HXN5型內(nèi)燃機車CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 簡 介 HXN5型內(nèi)燃機車上采用CCB電空制動系統(tǒng)。電空制動系統(tǒng)可分為控制分系統(tǒng)和氣動分系統(tǒng)(控制分系統(tǒng)的框圖、氣動分系統(tǒng)的框圖見下圖)。 控制分系統(tǒng)的主要任務(wù)是使用風源系統(tǒng)提供的壓縮空氣，按照列車司機或列車操作系統(tǒng)的指令，實施機車和車輛的制動?？刂品窒到y(tǒng)實現(xiàn)空氣制動系統(tǒng)與機車其他系統(tǒng)的電氣連接，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器發(fā)送

2、并接受“令牌數(shù)據(jù)通信網(wǎng)”（ARCNET）上的指令。 通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器，司機可用計算機屏幕設(shè)置控制分系統(tǒng)，在機車不能正常運行時，機車其它部件可通過該串口請求強迫制動?？刂品窒到y(tǒng)也將狀態(tài)信息包括壓力值及當前配置發(fā)送給機車計算機。 風動分系統(tǒng)包括各風動控制元件，這些風動控制元件使控制分系 統(tǒng)可通過控制列車管和制動缸平均管的壓力，從而控制制動缸的壓力。列車管和制動缸平均管貫通所有重聯(lián)機車，實現(xiàn)所有重聯(lián)機車制動控制。列車管貫通整列車，通過控制列車管的壓力，制動系統(tǒng)可對整列車實施制動和緩解。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 控制分系統(tǒng)框圖 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 氣動分系統(tǒng)框圖 CCB 電 空 制

3、動 系 統(tǒng) 二、 CCB的特點 CCB是NYAB（New York Air Brake）公司在1998年推出的第二代基于網(wǎng)絡(luò)的、為滿足干線貨運和客運機車需要而設(shè)計的電子空氣制動系統(tǒng)。CCB電空制動系統(tǒng)是一個基于微處理器的電空制動控制系統(tǒng)，除了緊急制動作用，其它所有邏輯都是由微機控制的。CCB制動系統(tǒng)的設(shè)計整合了Echelon公司的LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使每個線性可替換單元(LRU)之間互相連接。這些LRU互相之間持續(xù)保持著通訊狀態(tài)，實時地對制動系統(tǒng)的功能進行控制。本務(wù)/重聯(lián)功能以及給氣閥的壓力設(shè)定等都是通過機車司機室顯示模塊（LCDM）完成的，并通過控制臺上的功能鍵來選取。帶有機車司機室顯

4、示模塊（LCDM） 的CCB制動系統(tǒng)也可以執(zhí)行一些診斷功能，比如自檢、校準以及故障和事件記錄。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)三、CCB的組成1）EBV（電子制動閥） EBV是CCB制動系統(tǒng)的人-機接口,它包括自動制動閥和單獨制動閥。操作者通過EBV向微機發(fā)出指令。EBV連接在網(wǎng)絡(luò)中，它會發(fā)送手柄的位置信號來實現(xiàn)自動制動、單獨制動和緩解功能。將自動制動閥手柄置于緊急制動位還能通過一個放風閥以機械的方式完成緊急制動功能。 自動制動閥手柄和單獨制動閥手柄都可以推到運轉(zhuǎn)位實現(xiàn)列車和機車的緩解。自動制動閥手柄可以在運轉(zhuǎn)位、最小減壓位、全制動位、抑制位、重聯(lián)位和緊急制動位之間切換。最小減壓位和全制動位之

5、間為制動區(qū)。單獨制動手柄可以在運轉(zhuǎn)位和全制動位之間切換。最小減壓位和全制動位之間為制動區(qū)。 n CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 單獨制動閥手柄有一個“單緩”手柄位，通過側(cè)壓單獨制動閥手柄實現(xiàn)。當單獨制動手柄處于運轉(zhuǎn)位時，側(cè)壓單獨制動閥可以完全緩解自動制動閥手柄處于制動區(qū)時制動缸的壓力直至0kPa。 當單獨制動閥手柄處于制動區(qū)時，側(cè)壓單獨制動閥手柄激活單獨緩解功能，可以快速緩解由自動制動控制閥所施加的機車制動，而由單獨制動閥控制所施加的制動仍然起作用。 EBV安裝在司機室司機操縱臺左側(cè)，為桌式（水平）布置。自動制動手柄在EBV左側(cè)，單獨制動手柄在EBV右側(cè)，圖標在

6、中間。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 2）BIPM（集中處理器模塊） CCB制動系統(tǒng)的主控微機是一個集中處理器模塊BIPM。 BIPM的功能如下：n運行所有與機車司機室顯示模塊（LCDM）相連接的微機控制制動（CCB）信號通過高級數(shù)據(jù)連接控制（HDLC）與LCDM通訊，還能夠通過網(wǎng)絡(luò)和EPCU以及EBV通訊。n可以向機車連接輸出二進制數(shù)據(jù)以驅(qū)動機電繼電器。 n在BIPM的前端有13個LED顯示器，這些顯示器顯示了系統(tǒng)運行狀態(tài)的反饋。對于正常的空氣制動操作，頂部的綠燈應(yīng)點亮而顯 示空氣制動故障的紅色燈應(yīng)熄滅。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n BIPM安裝在機車

7、司機室的無線電子設(shè)備柜內(nèi)，作為CCB電空制動系統(tǒng)的主處理器與機車進行通信，通過LON 網(wǎng)絡(luò)將制動和緩解命令傳至電子空氣控制單元(EPCU)模塊。BIPM滿足機車系統(tǒng)集成（LSI）技術(shù)規(guī)范的機械要求（LSI是英文Locomotive System Integration的縮寫，機車接口工業(yè)標準，用于將標準第三方設(shè)備連接到控制系統(tǒng)）。 BIPM主要包括系統(tǒng)電子、處理器、繼電器驅(qū)動電路及與機車處理控制器模塊（ILC）、EBV模塊及電子空氣控制單元(EPCU)的接口板。n在BIPM(集中處理器模塊)前板上還有一個便攜測試單元插接口，它可用于故障處理數(shù)據(jù)日志的訪問及新軟件的下載 n CCB 電 空 制

8、動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)3）EPCU（電子空氣控制單元） CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n電子空氣控制單元（EPCU）由一些模塊化的LRU組成，這些LRU控制著所有空氣控制壓力的變化。根據(jù)機車的實際應(yīng)用，電子空氣控制單元（EPCU）也可以加入一個制動控制模塊（BCM）。EPCU安裝在空氣制動柜內(nèi)，由安裝在閥柜或集中安裝平板上的電子空氣制動裝置組成。除風缸安裝在閥柜的背面以外，其它裝置均安裝在閥柜的正面（總風濾清器裝在EPCU上）。下面列出了EPCU集中安裝平板上的裝置：n列車管控制部分（BPCP）n均衡風缸控制部分（ERCP）n DB三通閥控制部分（DBTV）n 16號管控制

9、部分（16CP）n電源接線盒（PSJB）n制動缸控制部分（BCCP） n無火回送裝置切除n 20號管控制部分（20CP）n 13號管控制部分（13CP）n總風缸濾清器 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 這些部件裝在EPCU平板上，完成不同的功能。下面是部件的分類與說明： 1.列車管控制部分（BPCP） BPCP包含列車管中繼閥，通過BPCP完成列車管投入/切除、列車管保壓/非保壓以及緊急制動的觸發(fā)等功能。 2.均衡風缸控制部分（ERCP） ERCP完成最初的均衡風缸控制，通過變化均衡風缸壓力來控制列車管壓力。ERCP還包括無動力調(diào)節(jié)閥(DER)，在機車無動力時允許列車管為機車總風缸充風以實現(xiàn)無火

10、回送功能。 3.DB三通閥控制部分（DBTV） DBTV完成制動缸的備用控制、在電子系統(tǒng)失效時提供氣動備份功能。 4.16號管控制部分（16CP） 16CP完成最初的制動缸控制和均衡風缸備用控制功能。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 5.電源接線盒（PSJB） PSJB為EPCU部件提供電源和電氣接點。PSJB包括一個將機車電池74VDC變換為BIPM 所需的66VDC的DC/DC變換器。 6.13號管控制部分（13CP） 13CP的功能是機車在備用制動狀態(tài)下提供控制16CP的控制壓力。 7.制動缸控制部分（BCCP） BCCP的功能是通過雙單向止回閥DVC，選擇16管壓力或20管中最高壓力對

11、制動缸壓力進行控制。 8.無火回送裝置切除。 9.20號管控制部分（20CP）。 20CP在機車重聯(lián)時控制制動缸平均管（20管）的壓力。 10.總風濾清器 總風濾清器的作用是過濾總風缸輸送來的空氣。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)四、CCB電空制動系統(tǒng)的功能描述1）功能設(shè)置n智能顯示器安裝在司機室操縱臺正司機位右側(cè)，作為機車計算機的一部分，是司機設(shè)置制動模式的接口，同時也為司機提供各制動壓力反饋，SDIS以“kPa”為單位顯示總風缸、均衡風缸、列車管及制動缸的壓力，以“L/min”為單位顯示列車管流量，同時根據(jù)需要向司機顯示制動系統(tǒng)提示和信息。n.階段緩解、一次緩解控制n有兩種本務(wù)模式可供選擇

12、：客運（階段緩解）模式和貨運（一次緩解）模式?？瓦\模式允許均衡風缸可以階段充風，均衡風缸的壓力由自動制動閥手柄的位置控制。貨運模式則只有自動制動閥手柄在運轉(zhuǎn)位時才可對均衡風缸充風。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n均衡風缸設(shè)定壓力設(shè)置n在智能顯示器上均衡風缸壓力設(shè)置點分菜單可設(shè)置均衡風缸緩解壓力，從413kPa至758kPa以10kPa增量調(diào)整。n列車管保壓特性設(shè)置n列車管補風/非補風特性給司機在實施常用制動列車管減壓后，提供補償或不補償列車管泄漏的選擇。當列車管補風/非補風設(shè)為補風時，列車管壓力將保持在均衡風缸目標常用減壓量上，列車管泄漏由總風管通過EPCU平板上的列車管控制部分（BPCP）

13、內(nèi)的列車管繼電器進行充風補償。這可為機車在長坡道上提供持續(xù)制動，以獲得穩(wěn)定速度。n如果制動系統(tǒng)設(shè)置為非補風時，在常用制動保壓時列車管切除閥閉合，隔離總風管對列車管的充風補償。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n制動閥手柄操作及功能n自動制動閥手柄操作n自動制動閥手柄具有以下檔位，當自動制動閥手柄在這些位置之間移動時，根據(jù)客運模式或貨運模式的不同配置狀況，會產(chǎn)生下列動作：n運轉(zhuǎn)位當向列車充風或緩解自動制動時，自動制動閥手柄應(yīng)置于運轉(zhuǎn)位。客運模式時，均衡風缸充風至600 kPa。貨運模式時，均衡風缸將充風至500 kPa。n初制動位（最小減壓位）當實施常用制動時，將自動制動閥手柄移向初制動位。這個位

14、置可提供4060 kPa的減壓量（在司機顯示屏上顯示：制動缸壓力讀數(shù)85115 kPa，表明其已具有的壓力），如果需要增大減壓量，應(yīng)逐漸將手柄移至常用制動區(qū)。n全制動位最小制動到最大常用制動之間的移動范圍即常用制動區(qū)，常用制動區(qū)的最前端即為全制動位。當自動制動閥手柄位于常用制動區(qū)時，列車管得到與手柄位置相應(yīng)的減壓指令。手柄推至全制動位， 即可實施常用全制動。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n抑制位當手柄在抑制位或者超過抑制位時，可實施懲罰制動的復(fù)位，但該位不能改變列車管的壓力，其減壓量與常用全制動位相同。n重聯(lián)位當制動系統(tǒng)設(shè)置為重聯(lián)模式或機車“無火”回送時，制動閥手柄位于該位置。n緊急制動位在

15、該位置，電子制動閥機械打開一根連接至EPCU21號管線，使列車管快速排風，實施緊急制動。在操作顯示屏上的空氣制動報警對話框里會顯示黃色的文字 “司機緊急制動”或 “緊急情況緊急制動”，司機可以通過將自動制動閥手柄移至運轉(zhuǎn)位恢復(fù)。單獨制動閥操作n單獨制動閥手柄具有單獨緩解位、運轉(zhuǎn)位及全制動位。n當自動制動閥手柄實施列車制動時，側(cè)壓單獨制動閥手柄置單獨緩解位可使機車制動緩解，但列車車輛制動仍然保持。單獨制動閥手柄在制動區(qū)側(cè)壓手柄置單緩位，可實現(xiàn)“常用制動快速緩解”功能，可快速緩解常用制動，即由自動制動閥手柄（列車管減壓）引起的制動缸 壓力緩解，而由單獨制動閥手柄引起的制動缸壓力將保持。除非緊急制動

16、，常用制動快速緩解功能不可重新施加，即釋放彈簧回復(fù)手柄，已緩解的制動缸壓力不可恢復(fù)。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)2）運行模式n模式選擇通過機車處理控制器（LPC）設(shè)置，其終端設(shè)置接口為智能顯示器（LCDM）。有三種模式：本務(wù)切除、本務(wù)切入和重聯(lián)。設(shè)置點通過LPC選擇后，由均衡風缸響應(yīng)自動制動手柄命令及強迫制動命令。n本務(wù)切除模式n在該模式下，自動制動功能被抑制。設(shè)為本務(wù)切除模式的機車不能控制列車制動，均衡風缸壓力受控于自動制動手柄的位置，此時列車管壓力與均衡風缸壓力是隔離的。但單獨制動功能仍然有效。在“標準列車管泄漏試驗”中測試列車管泄漏時，系統(tǒng)模式可設(shè)為本務(wù)/切除模式。n本務(wù)投入模式n（

17、1）概述n當選擇該模式時，均衡風缸壓力必須等于或大于列車管壓力，如果均衡風缸壓力低于列車管壓力，則均衡風缸壓力在投入指令前自動充風至列車管壓力，這可防止投入指令時引起列車自然緊急制動，一旦切入指令起作用，均衡風缸壓力變?yōu)樵O(shè)定值。在該 模式下，將單獨制動閥手柄置單緩位，可以緩解機車制動缸壓力。n在一次緩解模式下，自動制動閥手柄由制動區(qū)移置運轉(zhuǎn)位（一次緩解）之前不會使均衡風缸壓力升高。在該模式下，充風中斷操作與手柄最終位置無關(guān)，只要將手柄由運轉(zhuǎn)位移向制動區(qū)，均衡風缸充風立即中斷。例如，將自動制動閥手柄由運轉(zhuǎn)位移置初制動位，均衡風缸減壓將中止在手柄開始回移的位置，不會引起與初制動相關(guān)的減壓。n在階段

18、緩解模式時，自動制動閥手柄由制動區(qū)移置運轉(zhuǎn)位時，均衡風缸會根據(jù)自動制動閥手柄的位置逐漸充風，當自動制動閥手柄位于運轉(zhuǎn)位時，均衡風缸壓力升至定壓值。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n（2）懲罰制動（強迫制動）n有幾個可能的懲罰制動源，懲罰制動可能被抑制，也可能不被抑制。不被抑制的懲罰制動，與手柄位置及制動缸壓力無關(guān)，要求時即可產(chǎn)生。可抑制的懲罰制動通過將自動制動閥手柄置抑制位，或制動缸壓力大于等于172 kPa時阻止。加電、失電、和故障懲罰制動使均衡風缸壓力以常用速率降至0。對所有懲罰制動，單緩功能有效。n懲罰制動類型：n加電這是不被抑制懲罰制動，一旦EPCU或BIPM加電即產(chǎn)生。n失電當本務(wù)機

19、車EPCU或BIPM失電，均衡風缸將以常用速率排風至0。制動缸壓力由DBTV和ELV中較大輸出者控制。這是不被抑制懲罰制動。重聯(lián)機車EPCU失電不會引起懲罰制動。n空氣制動故障本務(wù)機車空氣制動故障，均衡風缸將以常用速率放風至0，這是不被抑制懲罰制動。當機車設(shè)為重聯(lián)機車，空氣制動發(fā)生故障不會引起懲罰制動。n警惕器、超速、ITCS懲罰在警惕器、超速或ITCS引起懲罰制動時，如果自 動制動閥手柄置于運轉(zhuǎn)位，均衡風缸得到最大常用減壓，貨運模式下最大減壓量為110 kPa，客運模式下最大減壓量為100 kPa。這是不被抑制懲罰制動。n懲罰制動的復(fù)位： CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n在以下所有條件為真時

20、，懲罰制動可被復(fù)位：n 懲罰制動源已被撤除；手柄置抑制位；懲罰計時器終止(懲罰制動復(fù)位需1s)，注：只有其他條件全滿足后，計時器開始計時。n（3）緊急制動n將EBV自動制動閥手柄移置至緊急制動位、拉緊急制動閥、斷鉤、拉開列車管連接軟管都可引起緊急制動。本務(wù)機車緊急制動需要復(fù)位，為了復(fù)位，自動制動閥手柄必須放置在緊急制動位。只要自動制動閥手柄保持在緊急制動位，在檢測到列車管快速減壓后60s，制動缸壓力才能緩解，機車功率切除才能復(fù)位。n重聯(lián)模式n用ILC軟件設(shè)置重聯(lián)模式，此時均衡風缸壓力降為0kPa，在電氣上和機械上列車管均已切斷，系統(tǒng)不能為制動缸平均管（BCEP）充風、放風，除將自動制動手柄置緊

21、急位可引起緊急制動外，EBV手柄移動不會產(chǎn)生任何相應(yīng)動作。 n重聯(lián)機車制動缸壓力響應(yīng)本務(wù)機車制動缸平均管（BCEP）內(nèi)的壓力，常用制動時，系統(tǒng)按由本務(wù)機車傳輸過來的制動缸平均管（BCEP）壓力1：1實施制動；緊急制動時，重聯(lián)機車制動缸壓力為43015 kPa，該壓力不能被來自于本務(wù)車的“緩解”指令緩解。n重聯(lián)模式時，自動制動手柄需置重聯(lián)位，單獨制動手柄置運轉(zhuǎn)位。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)五、EPCU各模塊的氣路圖1 ER（均衡風缸）模塊 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n ERCP完成最初的均衡風缸控制，通過變化均衡風缸壓力來

22、控制列車管壓力。ERCP還包括無動力調(diào)節(jié)閥(DER)，在機車無動力時允許列車管為機車總風缸充風以實現(xiàn)無火回送功能。無火回送 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 2 BP（列車管）模塊 BPCP包含列車管中繼閥，通過BPCP完成列車管投入/切除、列車管保壓/非保壓以及緊急制動的觸發(fā)等功能。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) BP充風(BC緩解) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) BP放風(BC制動) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)緊急制動 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 3 16模塊 16模塊完成最初的制動缸控制和均衡風缸備用控制功能。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) C

23、CB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 4 BC模塊 BCCP的功能是通過雙單向止回閥DVC，選擇16管壓力或20管中最高壓力對制動缸壓力進行控制。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 5 DBTV模塊 DBTV完成制動缸的備用控制、在電子系統(tǒng)失效時提供氣動備份功能。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 6 20模塊 20CP在機車重聯(lián)時控制制動缸平均管（20管）的壓力。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 713模塊 13CP的功能是機車在備用制動狀態(tài)下提供控制16CP的控制壓力。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 2009年 中 國 南 車 工 作 會 議請 各 位 專 家 批 評 指 正 ,謝 謝 !