标准制动机多平台应用技术研究

孙健 王嵩淞 崔杨 崔宇

大连机车车辆有限公司机车开发部制动室，辽宁 大连 116022

摘要：随着轨道交通技术的不断发展，对机车制动控制系统又提出了新的要求，系统网络化、模块化、智能化的同时更要能适用各种铁路标准，可适用于内燃机车、电力机车多种平台。多平台应用型的提高，可以应对快速设计，降低设计周期，提高了机车部件的通用率，同时减低了机车采购、配件等成本。

关键词：制动控制器；多平台；应用技术

1系统介绍

1.1制动控制器

制动控制器为机车乘务员操作接口，主要用于进行制动、缓解的指令操作，以给出相应指令控制机车/列车的制动作用。

制动控制器为组合型结构，设有自动制动手柄、单独制动手柄、紧急制动排风阀及相应的控制电路等。其中左侧为自动制动手柄、右侧为单独制动手柄。

制动控制器安装接口、位置功能、性能参数符合TJ/JW 100-2016《分布式网络智能模块机车空气制动系统暂行技术规范》和TJ/JW 046-2014 《交流传动机车制动控制器暂行技术条件》中相关规定。

1.2制动显示屏

制动显示屏采用分辨率800×600的10.4英寸按键式彩色液晶显示屏。显示屏使用DC110V电源，可在DC77V～DC137.5V电压范围内工作，配备有CAN通信接口，具备双CAN网络通讯能力，采用LED背光技术。显示屏在-40℃～70℃的温度范围内能正常运行，并且电气接口定义以及机械接口均满足TJ/JW 100-2016《分布式网络智能模块机车空气制动系统暂行技术规范》要求。

制动显示屏设有8个功能键F1-F8，用于菜单和功能选择。另设有3 个扩展按键，用于显示屏背光调节等功能。显示屏整体符合简统化的技术要求，总风缸、均衡风缸、列车管、制动缸压力和列车管充风流量的信息在主显示页面上，紧急制动、惩罚制动发生后在显示界面上有操作提示信息。制动显示屏上能查阅重要制动故障或事件信息。

制动显示屏能进行制动模式的相关操作设置，能进行机车车号等的设定，关键的设置设有密码保护。在进行列车管定压设置时，可选择500kPa或600kPa的定压设置，并且可以以±10kPa的幅度对定压进行调整。

制动显示屏开机启动时间不高于80s。

制动显示屏外形及显示界面设计遵循TJ/JW 100-2016《分布式网络智能模块机车空气制动控制系统暂行技术规范》中相关规定设计及简统化要求。

1.3电空控制单元

电空控制单元由列车管控制模块、制动缸控制模块、单独控制模块、空气制动阀模块、辅助功能模块、电源模块等模块及部件组成。电空控制单元能执行制动控制器、制动显示屏或机车其它相关系统的指令，实现制动功能要求。

1.4电气接口单元

电气接口单元功能包括：对外电气接口、对外网络接口、数据记录及查询、工况设置与保存等。

电气接口单元由CPU模块，CAN通信模块，MVB通信模块，电源模块，日志记录模块，I/O模块等组成。

1.5紧急阀

紧急阀安装在列车管上，当列车管压力的快速下降时，快速打开列车管排风口加速列车管紧急排风。其主要技术参数如下：

最高工作压力 1000kPa

环境温度 -50℃~ 70℃

触发压力 2s内压差达到350-500kPa（紧急制动时应能响应快速打开列车管至大气排风口，常用制动时无响应）

2多平台应用技术

CAB型制动系统已经在多个车型上进行了装车试制，并多个车型完成了运用考核试验和型式试验。

2.1电力机车平台应用技术

2.1.1制动部件布置

HXD3C机车制动柜安装于机械间靠近II端司机室侧，采用T型螺栓固定。制动显示器与制动控制器安装在操纵台上。电气接口模块集成在制动柜内部。紧急阀安装在机械间内机车中心位置。

2.1.2对外接口

1)安装接口

对于电力机车模块化、集成化高的特点，制动柜受安装空间限制，采用两组T型螺栓配合滑道的方式将制动柜固定于台架上，整合操作空间，增大了日常维护和安装其它设备所需的空间。此安装方式应用在所有的电力机车上。

2)管路接口

机车管路柜一般有顶部管路接口和底部管路接口，均预留管螺纹，通过卡套式管接头与管路连接。顶部管路接口主要包含与机车监控的传感器的接口风源接口。

底部管路均为控制管路，输出各管系的压力信号，控制机车各个管系。其与机车的管排系统连接。管路布局定义符合TJ/JW100的要求。

3)电气接口

制动柜左侧设有四个电连接器，用于制动系统与机车微机模拟电信号的传递。每个连接器的点位定义符合TJ/JW019的规定。由左至右的编号分别时X01、X02、X03、X04。

对比各型号的和谐3型机车，以上机械、管路接口基本一直，在制动系统的功能要求相同时，可以实现整体互换。

2.2内燃机车应用技术

2.2.1制动部件布置

内燃机车标准制动机装车方案进行了简统化。简统化制动柜采用两层方案，第一层设备为电空控制单元，第二层设备为停放控制模块、空压机启停控制压力开关、总风压力低保护压力开关、电气接口单元、接线箱模块和监控传感器气路板。制动柜的外形尺寸、安装接口与气路接口简统固定。接线箱模块安装3X3（对内对外均为3个矩形连接器）预留安装空间，对外连接器布置在制动柜正面。制动显示器与制动控制器安装在操纵台上，制动屏采取合屏MVB协议。紧急阀安装在冷却间内。

2.2.2对外接口

电气接口J1连接器是CAN通讯连接器，用于电气接口单元与电空控制单元CAN通讯，制动系统内部用。电气J2连接器为输入输出信号连接器，用于电气接口单元输入和输出硬线信号，制动系统内部用。电气J3连接器是MVB通讯连接器，用于电气接口单元与机车微机MVB通讯。电气J4连接器是以太网通讯连接器，用于电气接口单元与机车微机以太网通讯，J4-1优先使用，J4-2预留。电气J5连接器是USB连接器，用于电气接口单元数据下载。电气J6连接器是调试接口，用于电气接口单元调试使用。

2.3动车组平台应用技术

2.3.1制动部件布置

制动柜安装在机械间中后方，制动柜安装接口与既有机车保持一致，采用T型螺栓安装固定。制动柜设置制动缸、列车管、撒砂干燥、前向撒砂、后向撒砂、升弓控制、停放制动、踏面清扫、主断供风管路等接口，紧急放风阀设置在动力车中部。动力车开闭机构及尾部设置总风管及列车管折角塞门。

2.3.2对外接口

电气及网络接口符合TJ/JW 019-2014《电力机车制动系统对外电气接口技术要求》要求。

制动控制器符合TJ/JW 046—2014《交流传动机车制动控制器暂行技术条件》要求。

制动显示屏与微机显示屏互为冗余，正常工况下分屏显示，冗余工况下合屏显示。主界面显示主要内容有：均衡风缸压力、列车管压力、总风压力、制动缸压力、流量信息等。

3总结

中国标准制动机经过多年细致严谨的试验研究，已经完成了在电力、内燃双平台的通用安装通用应用。标准制动机多平台的成熟应用，极大提高了制动系统部件的通用率。对以后的设计工作极大地提高了设计效率，缩短了制动设计周期。同时新一代标准制动机的多平台是使用，加快了机车模块化、通用化的进程。也为新一代制动机多标准、多平台使用奠定了基础。

参考文献：

[1]黄冬冬, 刘泉, 唐亮. DK-2制动机与国外机车制动机技术特点对比分析研究[J]. 技术与市场, 2018(9):7-11.

[2]Li Huaxiang, 李华祥, Tong Lei,等. 交流传动电力机车平台建设及关键技术研究应用[C]// 中国智能交通协会, 2015.