天津轨道交通运营集团有限公司 天津市 300222
摘要：文章从车辆EP2002制动系统的组成、功能和特点等方面对天津地铁EP2002车辆制动系统G/S阀进行了详细描述，阐述了该系统具有良好的可用性和可维护性。
关键词：地铁车辆；EP2002制动系统；制动系统G/S阀
1 概述
目前随着我国城市人口的增加和地面交通压力的增大，城市轨道交通逐渐成为各大城市的主要交通工具，天津地铁随着网络化运营的逐步发展，已经开通运营的地铁线路有1、2、3、5、6、9号线，在维修模式及管理体系上不断整合完善，建立了一套天津特色的网络化运营维修管理体系，目前已开展了车辆日、月、定、架、厂五级修程工作，地铁车辆作为运送乘客的主要载体，对其自身的可靠性及维修保障更是重中之重。
2 EP2002系统组成及功能介绍
作为地铁车辆核心系统之一的制动系统，对系统可靠性和稳定性要求越来越高，EP2002制动控制系统是克诺尔轨道车辆制动控制系统的最新一代产品，并在集成机电设计包中采用了分布式结构。EP2002将制动控制和制动管理电子设备以及常用制动（SB）气动阀、紧急制动（EB）气动阀和车轮防滑保护系统（WSP）气动阀都集成到本地安装于各转向架（EP2002 先导阀、RIO 阀和智能阀）上的单个机电包中，气动系统可以通过一个中心点向各个 EP2002 阀门供风或从各处向阀门供风。
每个EP2002阀都是一个“机电”部件，包含一个直接安装在气动伺服阀上的电子控制部分。EP2002阀通过相应的网关阀发出的经过列车总线传送的制动指令来调整相应转向架上制动器内制动缸的压力。EP2002阀对每个转向架进行常用制动和独立的紧急制动控制，同时以每个车轴为单位进行各种制动状态下的摩擦制动防滑控制。EP2002阀有软件和硬件结合进行控制，可以探测潜在的故障风险。
天津地铁1、2、3号线采用克诺尔EP2002制动系统，由网关阀（B06）和智能阀（B07）组成，每单元T-M车上都有通过制动总线连接的两个网关阀或两个智能阀组成一个分布式的制动控制网络。每个阀都安装在相应的转向架附近并进行相应的制动控制，一个智能阀或网关阀可以安装在任何可以安装智能阀或网关阀的位置。
图1视频监控系统与地面接口图
3 EP2002系统设计特点整体系统结构
EP2002 系统范围内，整个 EP2002 系统由三个排置于所需网络结构中的核心产品构成。三个核心产品分别是 EP2002 先导阀、EP2002 智能阀和 EP2002 RIO 阀，三台阀分别装在其所控制的转向架上（每个转向架对应一台阀）。三台阀通过一条专用 CAN 总线连接在一起。
EP2002智能阀（B07）实质上是一个机电部件，包含一个直接安装在气动伺服阀上的电子控制部分。根据从控制网关阀（B06）得到的制动指令为本转向架上的制动器提供调节的制动缸压力（BCP），同时，进行单轴的WSP控制。阀门由软件和硬件的结合来控制和跟踪，具有探查风险故障的能力。EP2002智能阀提供车轮防滑保护，通过相应车轴的速度参数，结合连接在精密的CAN总线上的其它阀门速度参数来实现。智能阀中的一个独立电子电路可以根据按载荷计算的紧急制动阀压力调节压力。
（1）气路输入
制动风缸压力；空气簧（2个输入）；主风缸压力；电池供电（110V直流）；双冗余CAN总线；速度传感器信号；代码输入；紧急制动；远程缓解；制动；回送模式；空压机运行（Tc车）；空压机流跳闸（Tc车
（2）气路输出
2 个制动缸压力（每轴）；排气；制动指示；双冗余CAN总线；制动不缓解指示；主要事件；空压机启动信号（Tc车）；停放制动缓解；低制动副风缸压力；3km/h速度信号
（3）阀功能区域分布
EP2002阀的气动部分在网关阀和智能阀中都是相同的，可以确定为气动阀门装置。相应的功能区分组将在下面介绍，每个区域都在下图中确定。
图2 EP2002阀的气动部分功能区域
A 部分：一系调节
一个中继阀可以根据按载荷计算的紧急制动压力对送风压力进行调节。此外，当电子载荷装置出现故障时，还可以以机械方式提供最小空重车状态下的紧急制动压力。
B 部分：二系调节
一系调节器的上游装置，负责限制制动缸的最大压力，使其限制在超员状态下紧急制动压力的范围内。
C 部分：负载，负责向一系调节中继阀提供一个控制压力。此控制压力在常用制动和紧急制动时处于激活状态，与空气簧压力（ASP）相应地成比例。有两个压力传感器来探测空气簧压力（ASP）. EP2002阀计算出两个空气簧压力的平均压力来控制紧急负载重量。空气簧压力和控制压力之间的关系可以通过安装支架的车辆编码上提供。
D 部分：BCP 制动缸压力调节，负责将一系调节装置的输出压力调节到要求的BCP水平。每个车轴有2个电磁阀和2个鞲鞴阀。BCP调节部分还可以在防滑器动作时对制动缸压力进行控制；但只有在由于安全性原因，紧急制动与常用制动控制元件之间的电路切断时才实施此项控制。
E部分：连接阀，连接阀可以使BCP的压力输出以气动方式连接或切断。在常用和紧急制动时，2个BCP输出连接到一起可以实现对每个转向架的控制。当防滑器动作时，两个车轴之间的气路切断，每个车轴的BCP在BCP调节阶段进行独立控制。
F 和G 部分：压力传感器：压力传感器用来进行内部调节和/或外部指示（BSR，载荷重量，BCP，停车制动）。
H部分：远程缓解：EP2002可以进行制动远程缓解（例如：从司机室）。这项功能的目的是当列车在较深的隧道中遭遇严重的安全性风险时使用的。远程缓解（RR）功能不能优先于紧急制动。
EP2002像防滑器控制阀或高度阀一样，是一个单独的机电阀。阀体结构可拆分成数百个具有基本结构体的单独部件（螺杆、垫片等）。
4. 阀动作次数统计
2/3号线车辆2012年投入运用至今，已全部进入架修周期，对2、3号线阀动作次数进行统计，具体动作次数如下：
3号线G/S阀T车平均动作次数104次/公里，M车平均动作次数为36次/公里。
2号线G/S阀T车平均动作次数为108次/公里，M车平均动作次数为40次/公里。
按照架修公里数60万计算，2号线T车G/S阀动作近6480万次；M车G/S阀动作2400万次。3号线T车G/S阀动作近6840万次；M车G/S阀动作2160万次。
5. 阀故障情况统计及故障趋势分析
2号线：2012年2017年累计发生故障22次；正线故障3次，总体较为稳定，12-14年略有起伏，15-16年未发生，17年略有回升。
3号线：2012年2017年累计发生故障72次；正线故障13次，表现状态差于2号线，12-14年逐年下降，15-年未发生，16-17年略有回升。
结论：
统计天津地铁EP2002制动系统G/S阀历年故障发展变化趋势和维护经验，建议可结合具体不同线路阀体动作次数情况，适时开展一轮动拖车G/S阀倒换维修，使 G/S阀使用达到9年时阀体气动活塞动作次数拖动车同时达到规定上限次数，最大程度节省维修成本的同时亦可有效控制阀类的故障率。
论文作者:马永超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/24
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