广州地铁5号线TKQ601W制动系统紧制压力研究分析

广州地铁5号线TKQ601W制动系统紧制压力研究分析

林东升喻智霞

林东升喻智霞

广州地铁集团有限公司广东广州510000

摘要：本文通过对广州地铁5号线直线电机自主知识产权列车车辆TKQ601W制动系统压力进行研究，通过制动维护终端实时跟踪列车车辆的制动状态和制动数据，分析TKQ601W制动系统两种模式下紧急制动压力存在差异的原因，主要为输出制动缸压力的机械阀体内部结构导致，根据调查的情况，提出了对相关机械阀体的维护保养，为广州地铁5号线自主知识产权列车车辆制动系统的维护提供参考。

关键词：直线电机；TKQ601W制动系统；紧制压力；中继阀

1TKQ601W制动系统

广州地铁5号线自主知识产权列车采用北京纵横机电的TKQ601W制动系统，为车控式，每节车配备1个制动控制单元箱（BCU），每节车的BCU单独组网，通过MVB总线和列车硬线2种形式完成本单元的制动控制。制动压力由中继阀进行输出，中继阀进行流量放大，使制动缸的压力跟随控制压力变化而变化。中继阀通过向内部的紧急或常用制动腔输入先导控制压力（AC预控压力），可在制动腔中生成相应的制动缸压力（BC制动压力），并输送到制动缸中。当上述两路压力并存时，中继阀的输出压力取决于两路输入压力中的大者。

广州地铁5号线自主知识产权列车紧急制动设置了两条独立的电路，紧急电空混合制动列车线（图1的415环线）采用电空混合制动方式，纯空气紧急制动列车线（图1的407环线）采用纯空气制动方式。电空紧急制动考虑电制动，由AV/RV电磁阀进行空气补充。而对于纯空气紧急制动，则直接驱动EMT紧急电磁阀，所需要的压力大小由上游的空重阀进行控制，此时AC常用腔制动压力按照最大常用制动压力备用，防止紧急电磁阀失效导致无制动压力输出。

图1电路原理图图2气路原理图

2问题剖析

1.1问题发现

在日常检修过程中发现施加“空气紧制”后，制动压力存在两种不同情况。其中一种为直接按下紧急制动按钮，此时车辆屏会显示列车接收到“空气紧制”指令（以下简称模式1）；另外一种为按住警惕按钮后拍打紧急制动按钮（以下简称模式2），此时车辆屏均显示列车接收到“空气紧制”指令，但两种模式下的制动压力存在明显差异，模式1的制动缸压力要大于模式2的制动缸压力。

1.2调查分析

为调查两种模式下制动系统接收到的实际制动指令，利用PTU制动系统维护终端进行实时跟踪发现：

模式1：制动系统此时接收到了“电空紧急”和“紧急制动指令”，即紧急制动的两条独立回路均断开，此时司机室警惕按钮松开，DMR继电器（警惕按钮继电器）失电，导致串联在415线的DMR触点断开，紧急电空制动列车环路失电；同时拍下紧急制动按钮，EBPBR继电器（紧急制动缓解继电器）失电，导致串联在407线的EBPBR触点断开，纯空气紧急制动列车环路失电（紧急电磁阀失电）。

模式2：制动系统此时仅接收到了“紧急制动指令”，此时由于按住警惕按钮，DMR继电器得电，触点闭合，415线满足条件后可正常导通，407线由于蘑菇按钮被拍下从而失电，407线断开，纯空气紧急列车环路失电（紧急电磁阀失电）。

图4模式1制动数据图5模式2制动数据

两种模式下紧急电磁阀均失电，列车系统均收到“紧急制动”指令，因此车辆屏显示“空气紧制”，而实际中继阀输出的制动压力不同，因此怀疑中继阀预控压力不一致。从维护终端软件数据也可以看出两种模式下的AC预控压力计算值和实测值存在差别。

模式1制动系统接收到两种紧急制动指令，此时由于有紧急电空制动指令的存在，有电制动的加入，AV/RV电磁阀会进行空气制动的补充，此时中继阀常用腔输入电空紧急制动压力；同样由于BCU接收到纯空气紧急制动指令，直接驱动EMT紧急电磁阀断电，紧急制动腔的压力由上游的空重阀进行控制，中继阀的输出压力取决于两路输入压力中的大者。

由于电空混合制动的减速率跟纯空气紧急制动的减速率一致，此时由于有电制动信号的加入，在向气制动转换的过程中需考虑制动力补充的时间和损失，需要施加较大的气制动力（图3，EPC按照减速率1.43m/s2减速率进行计算），即电空紧急制动气制动力要大于纯空气紧急制动的气制动力，所以中继阀的常用制动腔压力要大于紧急制动腔压力，制动缸压力会根据常用制动腔的预控压力进行压力输出。

模式2制动系统仅接收到纯空气紧急制动指令，直接驱动EMT紧急电磁阀断电，所需要的压力大小由空重阀进行控制，此时AC常用腔制动压力按照最大常用制动压力作备用，同样由于BCU接收到纯空气紧急制动指令，直接驱动EMT紧急电磁阀断电，紧急制动腔的压力由上游的空重阀进行控制，中继阀的输出压力取决于两路输入压力中的大者。

此时中继阀的常用制动腔体施加100%的常用制动力作为备用（图5，EPC按照减速率1.10m/s2减速率进行计算），而紧急制动腔体压力要大于施加了100%常用制动的常用制动腔体压力（紧急制动减速率较大），BC制动缸压力会根据紧急制动腔的预控压力进行压力输出。

两种模式下虽然都接收到紧急制动指令，但由于模式1存在电制动，所以导致负责输出制动压力的中继阀常用制动腔的预控压力不一致，最终导致中继阀的输出制动压力存在差异。

3结语

本文针对广州地铁5号线自主知识产权TKQ601W制动系统存在紧急制动压力差异的问题进行分析，对制动系统检修维护提出如下建议：

1、输出制动缸BC压力的中继阀，需要对中继阀控制压力进行调节，评估内部回复弹簧、总风弹簧的寿命，定期进行更换，保证中继阀的敏感度，确保输出压力。

2、控制紧急制动腔预控压力的空重阀，空重阀主要用于接收两个转向架的空簧压力信号，通过杠杆作用输出与载重压力成比例的制动控制压力；由于空重阀主要通过杠杆作用进行输出，所以需要对该阀进行周期性调节，建议架大修对该阀在试验台进行调节试验。

3、控制常用制动腔体的AV、RV制动施加缓解电磁阀，制动施加/缓解电磁阀主要接收常用制动指令，并将该指令转化为气动压力信号，前期五号线发生过一起EPC板卡上RV电磁阀驱动芯片损坏导致制动不缓解故障，现已经在RV制动缓解电磁阀的连接器增加了吸能装置，效果明显。需要重点检查AV、RV电磁阀的动作情况，并且在周期内定额更换吸能装置。

参考文献:

[1]朱士友，吕劲松.车辆检修工[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2009:207-211.

[2]韩永春.广州地铁直线电机列车防滑控制系统研究及改进.机车电传动，2016(4):108-110