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中國北車集團大同電力機車有限責(zé)任公司 CNR DATONG ELECTRIC LOCOMOTIVE CO LTD 技 術(shù) 文 件 Technical Document 代碼 Code 代號 Symbol number 名稱 Name 1210600296A0 HXD2C型 電 力 機 車 制 動 系 統(tǒng) 培 訓(xùn) 教 材 更 改 記 錄 版 本 日 期 編 制 審 核 更 改 說 明 A 2011 05 0 6 王 海 平 王 樹 海 第 一 版 擬 制 Compiled by 11 05 11 質(zhì) 保 Quality Control審 核 Checked by 11 05 11 標(biāo) 準(zhǔn) 化 Standardizati on 11 05 12 主 任 設(shè) 計 Design director 工 藝 Process 批 準(zhǔn) Approved by 11 05 12 主 管 Director 11 05 12 版 本 Revision A 11 05 12 目 次 第三章 制動系統(tǒng)培訓(xùn)教材 3 第一節(jié) 概述 4 第二節(jié) 風(fēng)源系統(tǒng) 4 2 1 螺桿式空氣壓縮機組 4 2 2 空氣干燥器 5 2 3 總風(fēng)缸 6 第三節(jié) 制動機主要部件 7 3 1 制動控制器 7 3 2 司機制動閥 8 3 3 作用閥模塊 8 3 4 制動控制單元 9 3 5 隔離模塊 9 3 6 流量計 10 3 7 分配閥組成 10 3 8 電子分配閥 EPM 10 3 9 緊急閥 11 3 10 轉(zhuǎn)向架中繼閥 11 第四節(jié) 制動系統(tǒng)綜合作用 11 4 1 概述 11 4 2 自動制動 11 4 3 直接制動 11 4 4 停放制動 11 4 5 平均管控制 11 4 6 無火回送 12 4 7 故障處理 12 第五節(jié) 控制系統(tǒng)管路 13 第六節(jié) 輔助系統(tǒng)管路 13 第七節(jié) 制動系統(tǒng)故障診斷及處理 14 第三章 制動系統(tǒng)培訓(xùn)教材 第一節(jié) 概述 HXD2C 型機車制動系統(tǒng)是在 SAB WABCO 微機控制電空制動機基礎(chǔ)上為滿足中國鐵路要求開發(fā)出來的 是在 HXD2B 機車制動機上進行改進 是符合 UIC 標(biāo)準(zhǔn)的新一代機車制動系統(tǒng) 該系統(tǒng)在正常工況時 通過 微機控制列車管和機車制動缸壓力實現(xiàn)列車的制動控制 在出現(xiàn)嚴(yán)重故障時 將機車制動系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到備用 制動進行列車制動控制 系統(tǒng)按其功能分為風(fēng)源系統(tǒng) 控制系統(tǒng)管路 輔助系統(tǒng)管路 制動機系統(tǒng) 為方便安裝與維修 制動機采用閥類與電器部件集中安裝的方式 主要部件集中在制動柜上 如圖 3 1 圖 3 1 制動柜 第二節(jié) 風(fēng)源系統(tǒng) 每臺機車風(fēng)源系統(tǒng)主要由 2 臺螺桿式空氣壓縮機組和 2 臺空氣干燥器和總風(fēng)缸等設(shè)備構(gòu)成 總風(fēng)缸采 用并聯(lián)方式組合 2 1 螺 桿 式 空 氣 壓 縮 機 組 螺桿式空氣壓縮機組的作用是為制動系統(tǒng) 列車用風(fēng)設(shè)備提供壓縮空氣 安裝在主風(fēng)源柜上 由機車 TCMS 控制 三相交流 380V 50Hz 的電機驅(qū)動 電源箱供電 壓縮機組外形如圖 3 2 所示 1 空氣濾清器 2 冷卻器 3 進氣閥 4 加油口蓋 5 安全閥 6 壓力維持閥 7 油細分離器 8 油氣筒 9 放油閥 10 溫控閥 11 油過濾器 12 蝸殼 13 中托架 14 電磁閥 15 過濾器 16 減振器 17 電控箱 18 底架 19 電動機 圖 3 2 壓縮機組外形圖 主要技術(shù)參數(shù)如表 3 1 表 3 1 主要技術(shù)參數(shù) 壓縮方式 連續(xù) 單級 額定排氣壓力 900kPa 冷卻方式 風(fēng)冷 潤滑油量 6 5L 旋轉(zhuǎn)方向 從電動機軸伸出端看為逆時針 額定轉(zhuǎn)速 2955r min 電動機功率 22kW 公稱容積流量 Q 2 4m3 min 重量 約 470kg 包括電動機 底座及潤滑油 允許工作循環(huán) ED t1 t 100 t1 每循 環(huán)中的工作時間 t 每循環(huán)的全部時間 EDmax 100 EDmin 30 環(huán)境溫度上限 70 環(huán)境溫度下限 40 空氣壓縮機停機溫度 油氣筒內(nèi)溫度 t 120 5 耗油量 排氣含油量小于 5ppm 相當(dāng)于 6mg m3 噪聲 86dB A 2 2 空 氣 干 燥 器 空氣干燥器連接在壓縮機冷卻器的出口 油 水分離器的后面 HXD2C 型機車干燥器由干燥塔和控制 閥組成 閥是用來控制通過干燥塔的空氣流量 通過打開 關(guān)閉閥 干燥塔能夠吸收或生成干燥的空氣 空氣干燥器的主要技術(shù)參數(shù)表 3 2 所示 外形結(jié)構(gòu)如圖 3 3 所示 表 3 2空氣干燥器主要技術(shù)參數(shù) 型號 CDR 出口露點 進氣溫度 40 以下 最高工作壓力 10 巴 最低工作壓力 4 巴 最高進氣溫度 50 最低進氣溫度 1 生成 通過壓力變化吸收 PSA 控制 控制設(shè)備 24VDC 控制器 電子 介質(zhì) 干燥劑 氧化鋁等級 2 5 5 材料 鋁擠壓成形 耐阻力 涂耐腐蝕劑 面漆是環(huán)氧干燥劑涂層 耐磨損 結(jié)構(gòu) CDR413 13V 包括鋁擠壓成形 高強度螺栓 在上下收集器 之間設(shè)置填滿干燥劑的干燥塔 圖 3 3空氣干燥器 2 3 總 風(fēng) 缸 總風(fēng)缸安裝在車體內(nèi)部 總風(fēng)缸設(shè)計為直徑 800mm 的 800L 風(fēng)缸和直徑 1000mm 的 800L 風(fēng)缸 兩總風(fēng) 缸采用并聯(lián)方式連接 第三節(jié) 制動機主要部件 制動機主要包括制動控制器 司機制動閥 作用閥模塊 BCU 制動控制單元 隔離模塊 流量計 分 配閥組成 電子分配閥 EPM 轉(zhuǎn)向架中繼閥等部件 3 1 制 動 控 制 器 在正常的操縱模式下由自動制動控制器的電氣部件來控制Eurotrol 制動控制器的外形如圖3 4所示 圖3 4制動控制器 制動控制器有兩個操作手柄 分別為自動制動控制器 大閘 和直接制動控制器 小閘 自動制動控制器 大閘 有下列位置 運轉(zhuǎn)位 初制動位 最大制動位 抑制位 重聯(lián)位 緊急位 直接制動控制器 小閘 有下列位置 運轉(zhuǎn)位 最大制動位 單緩位 3 2 司 機 制 動 閥 司機制動閥從BCU 制動控制單元 接收輸入信號 然后調(diào)整BP 列車管 壓力信號 進而控制機車 的緩解及制動 其主要包括減壓閥 緩解閥 中立閥 中繼閥 壓力傳感器 快速緩解閥等部件 司機制 動閥Eurotrol外形如圖3 5所示 圖3 5 Eurotrol 工作原理為通過緩解電磁閥VE DG 和制動電磁閥VE SG 控制先導(dǎo)壓力RE 進而控制中繼閥Q P CG的開 閉而達到對列車管壓力的控制 通過列車管壓力的變化 最終發(fā)出對機車實行制動和緩解的操作指令 其 氣動原理如圖3 6所示 圖3 6 Eurotrol 氣動原理圖 3 3 作 用 閥 模 塊 作用閥模塊由一個安全裝置先導(dǎo)控制的電磁閥VE URG1 BCU控制的VE URG2 一個緊急壓力開關(guān)MA URG1 一個中繼閥Q ECH URG和一個塞門RB IS Q ECH URG組成 用于緊急制動時快速排出BP 壓縮空氣 RB IS Q ECH URG 塞門在故障情況下將模塊隔離 作用閥模塊的原理如圖3 7所示 圖3 7 作用閥模塊原理圖 3 4 制 動 控 制 單 元 BCU 制動控制單元 對司機制動閥進行控制 BCU 制動控制單元 通過MVB 總線連接到列車計算機 通過CAN總線連接到各EPM模塊 根據(jù)自動制動控制器的制動指令 BCU 計算先導(dǎo)室壓力 RE 然后通過控制閥閉環(huán)控制得到需求的先 導(dǎo)壓力RE 3 5 隔 離 模 塊 該模塊由一個 VE IS RM 電磁閥和一個 VV IS RM 氣動閥組成 用于將Eurotrol 和列車管隔離開 微動開關(guān)把氣動閥的狀態(tài)發(fā)送給BCU 當(dāng)司機制動閥 Eurotrol 隔離 司機控制臺上的指示燈亮 Z IS RM 開關(guān)使VE IS RM 閥得失電進行控制 隔離模塊原理如圖3 8所示 圖3 8 隔離模塊原理圖 3 6 流 量 計 司機制動閥前有一個流量計 用于測量總風(fēng)管的空氣流量 該流量值由BCU 讀取 流量計由止回閥I DB 和傳感器CA PRN DEB 組成 3 7 分 配 閥 組 成 每臺機車使用一套分配閥 該分配閥符合UIC 標(biāo)準(zhǔn)的自動空氣制動裝置要求 并且必須對副風(fēng)缸和停 放制動氣路里的空氣進行分配 分配閥組成包括以下部件 SW4 分配閥 輔助風(fēng)缸及隔離設(shè)備 分配閥一次緩解模塊 3 8 電 子 分 配 閥 EPM EPM設(shè)計用于將從BCU接收的數(shù)字壓力值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的氣動壓力 作為機車的電子分配閥 EPM由BCU控 制 其外形如圖3 9所示 圖3 9 電子分配閥 EPM EPM 包括三個模塊 即備用制動 EPM 直接制動 EPM 轉(zhuǎn)向架制動 EPM 3 9 緊 急 閥 當(dāng)制動管路壓力降超過 80 kPa s 時 緊急閥動作加速列車管的排風(fēng) 該閥是以壓差而產(chǎn)生動作并隨 之帶動電聯(lián)鎖 是外部因素而引起列車管緊急排風(fēng)后的刺激誘發(fā) 緊急閥的作用是在緊急制動時加快列車 管的排風(fēng) 提高緊急制動靈敏度和緊急制動波速 同時接通列車分離保護電路 使列車緊急制動的作用更 可靠 3 10 轉(zhuǎn) 向 架 中 繼 閥 該模塊主要為兩臺轉(zhuǎn)向架的制動裝置供風(fēng) 轉(zhuǎn)向架中繼閥直接接收來自分配閥的控制壓力 也接收來 自直接制動裝置的壓力 第四節(jié) 制動系統(tǒng)綜合作用 4 1 概 述 制動系統(tǒng)綜合作用大致可分為自動制動 直接制動 停放制動 無火回送等 4 2 自 動 制 動 自動制動控制器的電氣部分通過BCU生成控制Eurotrol所必需的信號 BCU從控制器硬件 常用制動器 的編碼器 接收控制信號 而先導(dǎo)腔內(nèi)的壓力根據(jù)控制器檔位變化 4 3 直 接 制 動 直接制動是一種直接向轉(zhuǎn)向架制動缸供風(fēng)的控制 主要用于機車單獨駕駛時 如調(diào)車時 使用 4 4 停 放 制 動 停放制動為彈簧施加 壓力釋放式 由雙穩(wěn)態(tài)閥VE FS控制 此閥可以由來自司機室的電氣信號驅(qū)動 或者通過對閥本身的手動操作驅(qū)動 當(dāng)施加停放制動時 停放制動氣缸內(nèi)的壓力為0 kPa 不能同時施加停放制動和常用制動 如果停放 制動氣缸內(nèi)的壓力為0 kPa 而常用制動被施加 則停放制動氣缸將通過雙止回閥被充注至與常用制動相 同的壓力 與停放部分相關(guān)的制動力由此被減小 以避免損壞制動氣缸的卡鉗 每一轉(zhuǎn)向架的停放制動回路由壓力開關(guān)MA FS1 2進行檢查 從機車外面可通過停放制動指示器查看停放制動器狀況 如果停放制動故障 可通過塞門RB IS FS隔離 4 5 平 均 管 控 制 當(dāng)多輛機車聯(lián)掛時 將采用平均管 EQ管 來實現(xiàn)前導(dǎo)機車對后掛機車轉(zhuǎn)向架中繼閥的直接控制 來自前導(dǎo)機車的制動請求 自動制動 直接制動和緊急制動 均通過平均管實現(xiàn) 4 6 無 火 回 送 切除驅(qū)動電源時 機車可作為單一的貨車進行無火回送 回送時RB MV 塞門必須人工關(guān)閉 且下列 作用自動隔離 司機制動閥 通過排空RB MV 閥的先導(dǎo)壓力 緊急排風(fēng) 直接制動 4 7 故 障 處 理 在機車內(nèi)制動系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障時 BCU或Eurotrol問題 制動器的控制將被切換至備用制動模塊 備用制動模塊 EPM 可對RE先導(dǎo)壓力進行冗余控制 將制動系統(tǒng)切換至備用模式時 司機須將RB FSE塞門轉(zhuǎn)至備用檔位 此塞門位于制動柜上 此時 自 動制動控制器被禁用 直至司機將手柄移至SUP檔位 使備用模塊開始工作為止 之后司機可以將手柄移 至RUN檔位 制動器將被緩解 制動系統(tǒng)可因兩個主要原因而被切換至備用模式 Eurotrol故障或BCU停用 如果Eurotrol發(fā)生故障而BCU仍能工作 則正常常用制動的主要功能在備用模式中仍可使用 除以下 功能外 階段緩解模式 GD閥管理 BP功能給出的施加指令 RE泄漏測試 Eurotrol相關(guān)診斷 中性閥VV N 診斷 隔離閥VV IS RM診斷 閥VE Q P FR診斷 如果BCU停用 則正常常用制動的主要功能在備用模式中仍可使用 以下功能除外 階段緩解模式 GD閥管理 BP功能給出的施加指令 LKJ系統(tǒng)給出的施加指令 RE泄漏測試 流量計信息 Eurotrol相關(guān)診斷 中性閥VV N 診斷 隔離閥VV IS RM診斷 EPM相關(guān)診斷 MP低壓功能 電子分配閥 EPM 控制 閥VE Q P FR診斷 第五節(jié) 控制系統(tǒng)管路 控制系統(tǒng)管路是由輔助空氣壓縮機 輔助干燥器 輔助風(fēng)缸 單向閥及其連接管路組成 控制系統(tǒng) 管路具有下列功能 在機車升弓前 由輔助壓縮機提供受電弓和主斷路器所需的壓縮空氣 在機車放置時 利用控制風(fēng)缸保存壓縮空氣 以備下次升弓和閉合主斷路器用 輔助空氣壓縮機由蓄電池供電的直流電機驅(qū)動 主要技術(shù)參數(shù)如下 額定工作電壓 DC110V 額定功率 750W 額定排氣量 0 05m 3 min 額定排氣壓力 800kPa 第六節(jié) 輔助系統(tǒng)管路 機車輔助系統(tǒng)管路是為改善機車運行條件和確保列車運行安全設(shè)置的 它由撒砂系統(tǒng)管路 輪軌潤滑 裝置管路 風(fēng)笛管路等組成 撒砂系統(tǒng)管路由 8 個砂箱 每個端轉(zhuǎn)向架前 后后端的左右側(cè)各設(shè)一個 8 個撒砂器和控制其工作的 電磁閥組成 輪軌潤滑裝置管路由電磁閥及控制器等構(gòu)成 這些設(shè)備裝在車內(nèi) 噴頭和油脂罐等裝在轉(zhuǎn)向架上 在機車司機室頂蓋上的左右側(cè)分別設(shè)有向前高音風(fēng)笛 低音風(fēng)笛及向后高音風(fēng)笛 司機臺上設(shè)有控 制風(fēng)笛工作的手動按鈕 司機腳下設(shè)有控制風(fēng)笛腳踏開關(guān) 第七節(jié) 制動系統(tǒng)故障診斷及處理 Eurotrol 制動系統(tǒng)包括的部件較多 造成故障的原因分為如下三類 類型83 在運行期間請求向駕駛員發(fā)送信息的主要故障代碼 DM 在CPU顯示信息為8983 類型84 在運行結(jié)束時請求向駕駛員發(fā)送信息 該信息在CPU 顯示器上顯示為8984 的次要故障代碼 DC 類型87 僅用于維護的一般故障代碼 該信息在CPU 顯示器上顯示為8987 當(dāng)檢測到一個故障時 該故障代碼保存于BCU 內(nèi)部 僅在維護時進行復(fù)位 故障代碼的復(fù)位刪除掉內(nèi) 存中所有的故障列表 因此故障記錄的功能必須在TCMS中實現(xiàn) 當(dāng)一個故障代碼被檢測到 BCU 繼續(xù)工作 BCU 僅在故障被確認和聲明后進行反應(yīng) 故障代碼類型83 與BCU信息有關(guān) 這些故障代碼請求將系統(tǒng)切換到備用模式 同時 日期 由TCMS通過MVB網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的時鐘 信號 一起存儲于BCU 內(nèi)存中 這些故障能夠通過對Eurotrol 先導(dǎo)室RE 完全排氣引起制動 它們通過 MVB 網(wǎng)被送到TCMS 故障代碼類型84 與B BCU 信息有關(guān) 這些故障代碼不向駕駛員請求任何操作 僅請 求在運行結(jié)束時進行維護方面的干預(yù) 同時間 日期 由TCMS通過MVB網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的時鐘信號 一起存儲于 BCU 內(nèi)存中 它們通過MVB 網(wǎng)被送到TCMS 故障代碼類型87 同時間 日期 由TCMS通過MVB網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的時 鐘信號 一起存儲于BCU 內(nèi)存中 它們通過MVB 網(wǎng)被送到TCMS BCU故障代碼說明如表3 3所示 表3 3 BCU故障代碼說明 序號 故障描述 類型 01 BCU啟動錯誤 83 02 CA1 PRN CPF故障 84 03 CA2 PRN CPF故障 84 04 CA PRN RE故障 84 05 CA PRN CG故障 84 06 CA2 PRN CG故障 84 07 CA1 PRN RE故障 84 08 控制列車管的壓力傳感器故障 83 09 CA1 PRN EQ故障 87 10 CA2 PRN EQ故障 87 11 CA1 PRN CF1故障 87 12 CA1 PRN CF2故障 87 13 CA1 PRN FD故障 84 14 CA PRN DEB故障 87 15 VE1 DG 閥短路故障 84 16 VE1 DG 閥開路故障 84 17 VE2 DG 閥短路故障 84 18 VE2 DG 閥開路故障 84 19 VE SEC 閥短路故障 83 20 VE SEC 閥開路故障 83 21 VE SG 閥短路故障 84 22 VE SG 閥開路故障 84 23 制動閥VE SEC VE SG 故障 83 24 VE URG1閥短路故障 84 25 VE URG1閥開路故障 84 26 快速緩解閥VE GD 短路 84 27 快速緩解閥VE GD 短路 84 28 大流量緩解電磁閥VE GD 和氣動閥VV GD 不 一致 閥處于小流量緩解 84 29 大流量緩解電磁閥VE GD 和氣動閥VV GD 不 一致 閥處于大流量緩解 83 30 Eurotrol電源故障 83 31 緩解閥VE1 DG VE2 DG 故障 83 32 緩解電磁閥VE N 開路故障 84 33 緩解電磁閥VE N 短路故障 84 34 閥VE N 和VV N 不一致 非中立狀態(tài) 84 35 閥VE N 和VV N 不一致 中立狀態(tài) 83 36 VE IS RM和VV IS RM不一致 非隔離狀態(tài) 83 37 VE IS RM和VV IS RM不一致 隔離狀態(tài) 83 38 遮斷閥VE IS RM開路故障 84 39 遮斷閥VE IS RM短路故障 84 40 電磁閥VE Q P FR短路故障 84 41 電磁閥VE Q P FR開路故障 84 42 電磁閥VE Q P FR 和SW VE Q P FR不一致 EPM沒激活 84 43 電磁閥VE Q P FR 和SW VE Q P FR不一致 EPM激活 84 44 RS 422通信故障 84 45 司機室1制動控制器故障 84 46 司機室2制動控制器故障 84 47 CAN總線故障 84 48 EPM DISTR分配閥故障 84 49 EPM FSE備用制動故障 84 50 EPM FD直通制動故障 83 51 制動顯示器故障 RS485 84 52 傳感器CA1 PRN EQ CA2 PRN EQ故障 84 53 傳感器CA1 PRN CF1 CA2 PRN CF1故障 84 54 緊急閥故障 83 55 MVB通信故障 84 56 RB UM和VV IS RM不一致 84 57 傳感器CA2 PRN CF1 故障 87 58 傳感器CA2 PRN CF1 故障 87 59 傳感器CA1 PRN CF2 CA2 PRN CF2故障 84 61 VE URG2短路故障 84 62 VE URG2開路故障 84 63 VE DG EQ短路故障 84 64 VE DG EQ開路故障 84 65 VE Q P FR1短路故障 84 66 VE Q P FR1開路故障 84