（神华准能集团大准铁路公司机务段 内蒙古鄂尔多斯 010300）
摘要：若能进一步提高DK-1制动机阀类部件质量，并大力改进风源系统的供风质量，提高空气制动管路系统清洁度，那么该系统完全可以适应我国干线机车及动车组制动系统现行运用及发展的需要。
关键词：DK-1型机车；电控制动机；控制；改进；分析
引言：
为满足这些新的要求，在DK-1制动机现有基础上进行整个系统的改进与技术升级，是一种切实可行的选择。机车制动机用于列车制动系统的制动与缓解操纵，但就其对机车的控制而言，其最终目标反映在对制动缸压力的控制上，因为制动缸压力控制的过程，对列车或机车运行的安全性、舒适性具有重要影响。
1.制动机操纵方式的改进
DK-1制动机是一种自动式电空制动机。正常情况下操纵自动制动控制器（以下简称“大闸”），实现对机车或列车制动系统的控制；操纵单独制动控制阀（以下简称“小闸”），直接控制机车单独制动与单独缓解。当制动机电气部件故障时，可以利用小闸的空气位，直接控制均衡风缸压力，从而控制列车管压力的变化。由于大、小闸在设计上存在一定的缺陷，尤其是小闸在实际运用中故障率较高，影响了制动机的使用。所以建议改进后的DK-1制动机采用“电”大闸、“电”小闸以及后备制动阀操纵列车制动机。
大闸、小闸可按国外现代机车模式，与牵引/制动控制手把相同，由旋转式改为推拉式，并按UIC（国际铁路联盟）标准，手把向后拉为增加制动力（美国铁路协会AAR标准规定的方向与UIC相反，而我国机车的牵引手把是按UIC规定设置的）。为不改变DK-1制动机的操纵习惯，大、小闸仍采用制动位与中立位的方式。该控制方式符合UIC标准，并且在国外机车上有采用实例。大闸仍设过充、运转、中立、制动、重联、紧急6个位置。按UIC规定，大闸过充位改为自复位，避免手柄在该位置停留过长，从而引起列车制动机的工作风缸过充，造成列车的自然制动或缓解不到零等问题；同时大闸紧急位增加空气紧急排风阀，以便缩短紧急制动时的列车管排风时间，同时提高紧急制动的可靠性。
DK-1制动机现小闸在设计上缓解位非自动复位，存在严重的安全隐患；同时结构复杂，通路受结构所限影响充排气时间，在使用中经常出现泄漏与卡位等质量问题，而且几经改进后故障率仍然很高。可采用“电”小闸＋后备制动阀的方式取代现小闸，该方式在国外已得到了应用。“电”小闸也采用电路通断组合编码代表级位，它仍设缓解、运转、中立、制动4个位置，缓解位改为自复位，消除人为或误操作造成的制动缸压力自缓现象，确保单机运行的安全。新增的后备制动阀设运转、保压、制动3个位置，用于空气位时操纵列车制动机。后备制动阀通过气路直接控制均衡风缸压力，通过中继阀控制列车管压力，从而实现对全列车制动系统的控制。后备制动阀作为制动机的后备操纵装置，对于保证列车的可靠运行是非常重要的。当然，若制动机中微机控制系统等电气部件非常可靠，后备制动阀也是可以取消的。
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2.均衡风缸压力控制的改进
机车制动机通过对均衡风缸的压力控制来实现对列车制动系统的控制，因此均衡风缸的压力控制是极为重要的。DK-1制动机对均衡风缸的压力控制原理是：根据大闸位置及指令的变化，通过制动逻辑控制单元（以下简称“DKL”）控制缓解电空阀与制动电空阀得失电，以控制均衡风缸的压力变化；大闸在运转位时，缓解电空阀一直得电，均衡风缸压力最终将与对应调压阀输出压力一致。这种控制方式会出现由于调压阀整定值不准而造成列车管定压变化的现象；同时在制动时，由于均衡风缸排风受制动电空阀上排风缩孔的影响，同一时间内减压量误差一般大于10 k Pa，难以实现均衡风缸压力的精确控制。为实现均衡风缸压力的精确控制及网络控制，可以采用微机闭环控制电空转换装置（EP阀）实施对均衡风缸压力的控制。EP阀的选型及控制方法，对控制精度及性能具有重要影响。采用目前国外成熟的EP阀，只需控制其输入电信号（电流或电压），即可通过该EP阀精确输出对应压力。该EP阀带有闭环电子控制回路，它根据电气控制信号比例地调节输出压力。若输入输出信号之间有差异，该差异将转变为数字信号，对两脉宽调制电空阀进行调节，控制输出压力。这种EP阀具有较宽的输出范围、极短的响应时间及滞后、超高的线性度和精度等特点。采用这种E P阀控制均衡风缸压力，具有控制精度高、可靠性高、维修周期及寿命长的特点，也可以实现速度监控装置、列车自动控制装置等网络指令对均衡风缸压力的精确控制。
正常情况下电空阀c得电，电空阀与处于微机位的三位置转换阀（设微机位、电空位、空气位，并增加电接点以便于监控）一起导通了EP阀输出与均衡风缸的气路。若制动控制系统失电，均衡风缸压力经电空阀c排大气，系统将产生常用制动。若将三位置转换阀转换至电空位或空气位，EP阀输出与均衡风缸的气路被切断。电空位的均衡风缸压力控制同原D K-1制动机完全一样。空气位则利用后备制动阀直接控制均衡风缸压力，从而控制列车管压力，并实现对列车制动机的控制。采用上述均衡风缸压力的3种控制方式，必将大大提高系统的可靠性。同时在三位置转换阀的微机位、电空位时，对均衡风缸压力的控制均采用失电排风方式，符合故障导向安全。
3.制动缸压力控制的改进
机车制动机用于列车制动系统的制动与缓解操纵，但就其对机车的控制而言，其最终目标反映在对制动缸压力的控制上，因为制动缸压力控制的过程，对列车或机车运行的安全性、舒适性具有重要影响。DK-1制动机是通过109型分配阀来实现对制动缸压力的控制的。109型分配阀是一种采用滑阀结构的二压力机构分配阀，它利用工作风缸与容积室（包括作用管）之间的容积匹配来控制作用管的压力，该压力经分配阀均衡部进行流量放大后转为制动缸压力。当采用这种控制方式时，一方面制动机安装于不同车型需要调整工作风缸与作用管容积的匹配关系，同时控制精度较低且与其他辅助制动功能匹配较困难；另一方面由于采用金属研磨件，结构型式落后，检修技术要求高，劳动强度较大。制动系统正常工作时，微处理器对EP阀进行控制，实施均衡风缸和机车制动缸压力的精确控制，同时实现制动系统的故障诊断和网络通信等信息化功能；可编程逻辑芯片则对其他电空部件的动作进行控制。
总结：
在对DK-1制动机的制动控制进行改进时，保留了DK-1制动机上应用成熟、可靠的技术，新增了微机控制系统，并采用了具有高可靠性的EP阀部件。机车制动机的操纵、紧急制动的实施、均衡风缸压力及制动缸压力的控制都采取了冗余控制方式，并符合故障导向安全的原则。这种逻辑控制与微机控制技术的综合应用以及新增的故障诊断、单机测试、网络通信及控制、强大的辅助制动功能等符合先进制动机发展的要求。
参考文献：
[1]王建华，刘豫湘，高殿柱.DK-1型机车电空制动机的制动控制的改进[J].机车电传动，2005，（03）：37-40.
[2]吴祖江，刘玉河.机车紧急阀易起非常制动的分析及解决措施[J].电力机车与城轨车辆，2004，（02）：57-62.
[3]胡跃文，方长征，高殿柱，黄自立.制动逻辑控制技术在DK-1型制动机上的应用[J].电力机车技术，2002，（04）：28-30.
[4]肖九元.对SS1、SS3型机车控制气路及DK—1型电空制动机存在问题的分析和改进方案探讨[J].电力机车技术，1988，（01）：1-4.
[5]陆缙华.DK型空气制动阀排气阀的改进[J].电力机车技术，1986，（01）：7.
论文作者:王晶
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
标签：压力论文; 机车论文; 列车论文; 方式论文; 分配阀论文; 微机论文; 制动系统论文; 《电力设备》2017年第30期论文;