浅析我国高速动车组制动系统现状与发展态势研究论文_林荣勇,曹琦,付强,李书豪,葛芸铭,王旭

浅析我国高速动车组制动系统现状与发展态势研究论文_林荣勇,曹琦,付强,李书豪,葛芸铭,王旭

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摘要:目前我国动车组开行成就有目共睹。高速动车组除了注重速度的提升之外,同时也要加强制动系统的研究帮助有效减少安全隐患。本文主要对我国高速动车组制动系统现状进行分析,同时简要阐述未来发展态势。

关键词:高速动车组;制动系统;发展态势;现状

目前高速动车组主要采用动力分散模式,而随着我国高速动车组的飞速发展,已经实现了动车组运营速度的不断提升,另外在速度不断提升的同时,我们也要注意安全问题。安全隐患会有效限制动车组提速,因此,在进行我国高速动车组制动系统的建设过程中,除了要满足基本的维修成本和运营成本控制之外还需要有效进行车速控制,尽量缩短制动距离。

一、高速动车组制动系统介绍

高速列车制动系统与普通列车制动系统一致,但是在技术上更胜一筹。高速制动系统可以缩短制动距离进行安全保障。高速列车之所以要缩短制动距离是由于自动闭塞的信号区间长度是由列车制动距离范围来控制的,动车速度越快,就会造成制动距离的增加。同时在进行制动过程中所需要转移的制动能量也就越大。而比赛信号区间长度过长,就会导致该路段列车运行的时间损耗增大,会导致高速列车整体的速度进行下降。此外,高速列车的制动系统还必须要保证在恶劣天气或者系统失灵的情况下也可以满足制动距离,避免事故发生。

此外,动车组制动系统还必须要保证高速制动车时车轮的稳定性。既要保证制动距离缩短,同时也要保证防滑性能的稳定。主要可以通过速度控制制动力的大小来进行充分黏着,同时采用高性能的防滑装置,采用非黏着制度模式,同时也需要司机进行合理操纵,此外还需要尽可能降低制动系统簧下重量。

二、高速动车组制动方式

高速动车组制动方式主要分为三大类,包括能量转移方式制动,控制动力形成方式制动,控制原动力制动。

按照动能转移分类又分为两部分,包括摩擦制动和动力制动,摩擦制动主要是通过制动闸瓦与车轮摩擦,将动能进行热能转化,包括闸瓦,盘形和磁轨制动。动力制动主要是通过电能转化来实现动力制动,包括电阻制动和再生制动。

另外,根据制动力形成方式可以分为粘着制动和非黏着制动,主要取决于轮轨之间的黏着关系,黏着制动又分为闸瓦,盘形,电阻和再生制动。非黏着制动包括磁轨,轨道涡流和翼板制动。

按制动原动力进行分类,所具有的制动原动力包括压缩空气和电力。制动方式原动力压缩空气的制动方式主要有闸瓦制动和盘形制,而电气制动方式以动力制动和轨道电磁制动为主。

三、高速动车组制动系统特点

3.1制动系统组成

我国高速动车组的制动模式可以弥补传统空气制动能力不足的需求,其主要采用再生制动和空气制动的混合模式,主要包括三个部分制动信号发生装置,制动信号传输装置和制动控制装置。其中还包括电制动系统,空气制动系统,自动控制系统等部分组成。在进行自动控制过程当中,需要有司机或者列车自动控制系统控制,同时并产生制动信号之后再进行制动力的计算和各部分分配。

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目前,就我国高速动车组而言,制动系统更强调系统概念,列车制动装置是由动车和拖车制动装置二者组合而成。因此,我国动车组制动系统的设置要有较强的制动能力,高效的响应速度,准确的控制力计算分配,明确的故障导向和极低的制动冲动。另外,我国高速动车组还存在信号干扰问题。目前运行车辆是不同平台制造的,导致在相同线路上存在不同的控制信号,从而出现信号干扰问题。

动车组过于复杂,包括牵引制动和控制系统等部分综合组成,因此在进行动车组制动系统的设计过程当中,要考虑工程造价和运营成本的具体问题。需要综合考虑动车组的轻量程度以及制动效果和具体的维修成本。需要结合实际运行进行具体制动性能和工程造价的判断。

3.2CRH2型动车制动系统

该型动车组的制动系统由电气制动和空气制动两者构成,以此来实现对空气和电气制动的复合控制。此外该动车组采用再生制动作为制动形式,同时通过电气指令进行微机控制以此来实现空气制动。另外,动车组的制动指令是由司机制动控制器发出,经过列车信息监控网络来进行传送,当信息到达制动控制装置后,再进行制动控制单元的具体运算,最后按自动控制规律进行电空转换阀电磁部的控制,从而进行压缩空气的运输,当压缩空气运输到增压气缸后,再由基础制动装置实现制动功能的具体进行。制动控制单元的具体运算包括车重的运算,结合制动等级和运行速度运算减速模式,运算电空变换等等。

此外该型动车组还可以做到多种自动操作,包括常用,快速和紧急制动等操作,可以有效的进行防滑保护控制,实现再生制动的充分利用,有效降低运营成本,此外,还可以进行故障诊断和信息保存,通过功能结构的不断完善来实现制动性能的良好体现。

四、高速动车组制动系统技术发展态势

未来高速动车组制动系统技术会趋向于非粘着制动的完善,并加强安全可靠性设计。

黏着问题主要出现在高速行车与不良轨面状态下的黏着系数的降低,在该种情况下,信息的接收与反馈都会存在误差。即使防滑装置精密,轻微滑行仍然不可避免,而在未来城市轨道车辆发展过程当中,非黏着制动将会作为辅助紧急制动来进行制动系统的完善。可以通过非黏着制动,有磁轨制动和轨道涡流制动来实现列车在高速范围中的制动。此外,还需要进行车体减震降噪的设计,尽可能保证车体的轻量化设计,同时还需要注意列车的经济性的提升。

另外在未来高速动车组的设计过程当中,对于制动系统的要求也是在不断提高,需要更加注意其安全,可靠和高效性。虽然动车组的低速制动操作由司机进行自动控制器操作,但是在低速状态下还需要考虑到电制动失效的问题,因此在最终停车过程当中要考虑机械制动装置的设置,因此就需要高速动车组在常用制动和紧急制动的过程当中要电制动为基础,避免产生热能过多。同时,电制动系统需要辅助电阻制动来确保系统运行的可靠性。

五、结语

目前我国高速动车组开行以来,都受到全世界的广泛关注。因此我们必须要进行高速动车组运营速度的提升,不仅仅要实现制动性能的提升,也要加强其安全性和可靠性。

参考文献:

[1]李芾,安琪.国内外高速动车组的发展[J].电力机车与城轨车辆,2007,30(5):1-5.

[2]陈丹华.普通列车和CRH2型动车组制动力载荷分析[J].交通科技与经济,2014,2(4):1-3,38.

论文作者:林荣勇,曹琦,付强,李书豪,葛芸铭,王旭

论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期

论文发表时间:2020/4/7

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