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摘要：轮轨间制动力超过最大黏着力会导致列车滑行或轴不旋转故障，影响列车运行的可靠性和安全性。通过对动车组防滑速度传感器故障以及轮对踏面擦伤故障进行深入分析，从速度传感器、轨道、制动闸片、防滑阀、防滑控制关键参数等方面分析研究了影响防滑故障的因素， 为深入了解动车组防滑控制策略以及故障处理提供了重要参考依据。
关键词：动车组；制动滑行；原因；分析；对策
引言我国动车组按照“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”以及“先进、成熟、经济、适用、可靠”的总体要求，从 2004 年以来，通过自主创新，形成了ＣＲＨ１、ＣＲＨ２、ＣＲＨ３、ＣＲＨ５以及ＣＲＨ３８０等系列产品，涵盖座车、卧车，长编组、短编组，时速２５０ ｋｍ、时速３５０ｋｍ、时速３８０ｋｍ等产品系列。针对动车组系统高度集 成和运营综合一体化的特点，从多方面全方位分析了制动滑行的原因， 制定了有效的防范措施，以确保高速动车组运营安全。
1防滑保护功能
列车在制动过程中，如果轮轨间制动力超过了最大黏着力，车轮就会产生部分滑行或轴抱死。列车滑动不仅会造成轮对踏面擦伤、加 快基础制动装置磨损 ( 闸片、制动盘 )、降低乘客的舒适度，而且会延长制动距离，对车辆行驶安全带来隐患。列车防滑保护系统的主要作 用就是充分利用轮轨黏着得到较短制动距离，还能有效防止轮对因滑行而造成踏面擦伤。
2防滑控制原理
C Ｒ H3 型动车组车辆防滑保护系统制动控制单元把采集的高低电平的电流脉冲信号转化为速度信号。防滑保护系统根据采集的硬线速度信号以及收到的网络列车速度等信号进行检测判断。当车轴发生滑动现象时，通过牵引控制单元 TCU 缓解电阻制动，通过制动控制单元 BCU 缓解空气制动; 当发生轴不旋转故障时，车辆控制单元 CCU 通过触发滚动测试进行故障确认或直接触发紧急制动停车，确保车辆运行安全。
2.1WSP 防滑保护控制原理
CＲH3 型动车组 WSP 防滑保护系统有两套，一套设在动车的TCU 中，它通过采集电机速度，在动车再生制动情况下提供车轮防滑保护功能; 另一套设在所有单车的 BCU 中( 动车采集单通道速度信号， 拖车采集双通道速度信号)，给所有单车的电空制动提供车轮防滑保护。C Ｒ H380B 型动车组有两个紧急制动环路。其中 :EB 紧急制动触发源包括制动手柄 EB 位、超过 30s 司机未操作 ASD 装置、运行中停放制动环路断开 ;UB 紧急制动触发源包括制动手柄 UB 位、司机室按下紧急制动按钮、转向架监控环路断开、ATP 列车保护系统。因 TCU 防滑调节器比 BCU 防滑调节器敏感，为充分利用黏着系数，EB、UB 紧急制动时，TCU 中的防滑调节器调节值高于BCU 中空气制动的滑动值。CＲH3型动车组防滑保护系统主要依据减速度、速度差进行控制。为避免滑行现象产生，使用微机控制的防滑器，对制动、即将滑行、缓解、再黏着的全过程进行动态检测与控制。
(1)减速度判据的控制原理
减速度判据是与其他轮对无关的独立判据标准。制动时，当轮轨间黏着较差时，制动力大于轮轨间最大摩擦力，轮对容易发生滑动状 态。BCU 通过采集的速度信号计算出减速度，当轮对减速度突然增大( 滑动后轮对速度低于列车速度 ) 控制防滑阀保压、排风降低制动力， 轮对停止滑动后控制防滑阀保压、充风恢复制动。
(2)速度差判据的控制原理
速度差判据是车辆 4 条轮对间比较的一个判据标准，一般选取最高轴的速度作为参考速度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过各轴与参考速度进行比较来控制防滑阀的动作。列车制动过程中，防滑器主要按照以上两种判据标准，实 时对各单车 4 条轮对的速度信号进行采集、计算、比较，根据比较结果并控制防滑阀实现跟随黏着变化连续调节制动力，并有效地防止轮对擦伤。
2.2DNＲA轴不旋转监测装置保护控制原理
车辆 DNＲA轴不旋转监测装置由冗余的两套系统来实现对一辆车的 4 个轴进行监测。其中，动车: 一套DNＲA功能由BCU 内的WSP 模块来实现，另一套由TCU 来实现; 拖车: 一套由BCU 内的WSP 模块来实现，另一套 BCU 内的 DNＲA模块来实现。动车组的轴不旋转检测主要用式 (1) 进行判断 :(0.7V 参－ V 轴 ) ＞ 50km/h(1) 式中 :V 参的取值与列车速度的参考值相关，V 轴是速度传感器采集的单根轴的速度。当车辆处于牵引状态时，动车电机的速度会比拖车车轴转速高，所以取动车牵引电机的最高速度为速度参考值，接近列车速度 ; 当车辆处于制动状态时，动车电机的转速会相对于拖车车轴转速低，所以取拖车速度为速度参考值。当 0.7V 参－ V 轴的值大于 50km/h 时，就说明 V轴数值偏小，且已经超出了安全范围。而当系统持续检测 V 轴超出安全范围在 4s 以上时，就会认为轴抱死了，则列车报出轴不旋转的故障。
3线路检查及验证
针对车载数据分析显示轮轨利用黏着极差的情况，对线路和车轮状态进行了检查。车轮踏面未见异常，线路则有多处发生滑行痕迹， 且钢轨存在因扣件螺栓探伤检测液造成的不同程度分段污染，滑行痕迹均发生在污染区域。线路检查表明，探伤检测液与小雨共同作用后， 轮轨间的黏着系数严重降低，轮轨间可用黏着太低会造成车辆制动滑行。滑行时，防滑保护系统动作，虽未造成车轮擦伤，但引起制动力降低， 制动距离延长。
4应对措施
通过系统全面地开展车载数据分析以及车辆制动和ＡＴＰ控制功能的线路验证、线路检查等工作，各种数据相互佐证，表明扣件螺栓探 伤检测液造成的轨面污染使轮轨间黏着严重降低时，会导致动车组制 动系统产生制动时的防滑保护，影响动车组制动功能的良好发挥，最 终触发ＡＴＰ紧急制动施加。试验数据表明，撒砂对提高轮轨最大可用 黏着效果明显，且撒砂对非撒砂车辆轮轨的黏着亦有明显改善。基于 上述原因，提出以下有效的黏着改善解决措施：
（１）因线路扣件螺栓探伤的工作性质和工作要求，扣件螺栓探 伤检测液会不可避免地对轨道造成污染，故对扣件螺栓探伤检测液的 成分进行了更换，并在投入使用前进行了充分的线路验证和试验。
（２）为改善轮轨最大可用黏着效果，提高动车组列车制动和牵引性能，动车组设撒砂装置。同时，考虑到撒砂对线路其他设备的影响， 要求司机依据车辆的实际运营状态采取手动撒砂来增加轮轨黏着。
5结束语
总而言之，随着动车组车辆技术的快速发展，运用技术和车辆技术间的接口越来越多，越来越复杂，两者之间匹配发展显得越来越重要。 面对动车组运用中出现的问题，学会以全面系统的理念来分析问题和解决问题，也显得越来越重要。制动系统作为与车辆运行安全直接相关的重要系统，其性能与车辆的众多要素有关联。本文将以对动车组运营造成影响的制动滑行案例进行说明。
参考文献
[1]赵杨坤, 乔峰. 高速动车组制动防滑控制问题研究[J]. 铁道机车车辆,2015,35(04):31-34.
[2]池毓敢 . 动车组制动滑行的原因分析与对策 [J]. 铁道车辆,2014,52(02):38-41+6.
[3]贾龙芳 . 高速动车组制动防滑原理及常见故障分析 [J]. 科技风,2012(12):173.
论文作者:付永明
论文发表刊物:《建设者》2019年21期
论文发表时间:2020/3/11
标签：车组论文; 防滑论文; 速度论文; 车辆论文; 判据论文; 列车论文; 系统论文; 《建设者》2019年21期论文;