CCBⅡ作用原理分析.doc

CCB制動系統(tǒng)作用原理分析CCB制動系統(tǒng)是引進克諾爾制動系統(tǒng)，現(xiàn)已批量裝“和諧號”的大功率交流傳動機車。下面就以HXD1C型機車為例講述CCB制動系統(tǒng)作用原理。一、系統(tǒng)組成CCB制動系統(tǒng)由一個集成計算機（HXD1C帶MVB接口）M-IPM，一個電空制動單元EPCU,一個中間繼電器接口單元RIM，兩臺液晶顯示屏LCDM以及兩套電子制動閥EBV。各個部件的功能這里就不作介紹，其作用原理其他國產(chǎn)制動機的作用原理一致都是通過均衡間接控制列車、列車控制作用、作用控制制動缸，而且其執(zhí)行機構(gòu)都是風(fēng)。CCB制動系統(tǒng)的主要特點是采用模塊化、電子化，利用計算機編程進行控制，EPCU的8個在線可替換模塊組成控制，其中5個在線可替換模塊安裝了控制程序，模塊與模塊間、模塊與M-IPM之間通過Lonworks總線連接進行數(shù)據(jù)交換，CCB制動系統(tǒng)還能實現(xiàn)遠程控制，即Locotrol控制功能。因此CCB制動系統(tǒng)是一種高度集成、高度智能先進的制動系統(tǒng)，也正因為CCB制動系統(tǒng)的控制全部采用電子化，工作環(huán)境處于強大的電磁場中，加之高熱環(huán)境以及自身的發(fā)熱，在實際運用過程中CCB制動系統(tǒng)發(fā)生故障還是較多，有的甚至造成機破現(xiàn)象。一、 作用原理1、充風(fēng)緩解充風(fēng)緩解即是將大、小閘手柄均置運轉(zhuǎn)位。分為初充風(fēng)和再充風(fēng)，初充風(fēng)是指均衡、列車、制動缸壓力均為0的初始狀態(tài)充風(fēng)，再充風(fēng)是指減壓制動后的緩解充風(fēng)；初充風(fēng)和再充風(fēng)相比，再充風(fēng)要進行作用管（16#管）壓力和制動缸壓力的緩解。當(dāng)大、小閘手柄均置運轉(zhuǎn)位時，手柄位置信號轉(zhuǎn)為電信號傳輸?shù)組-IPM，M-IPM通過Lonworks總線將命令傳輸至各模塊，模塊按預(yù)定的程序動作。 均衡回路：總風(fēng)MR 濾器作用電磁閥APP得電接通 壓力傳感器ERT 均衡風(fēng)缸電磁閥（二位三通閥）A2-A3 均衡測試堵 TPER均衡風(fēng)缸列車管模塊（BP）中繼閥（BPRelay） 定壓列車管回路 均衡壓力 （BPRelay）中繼閥控制壓力 流量測試堵TP-FL總風(fēng)MR 流量傳感器C1（縮孔） BPRelay中繼閥縮孔 中繼閥下部平衡均衡壓力BPCO BP列車管 BPVV TPBP PVEM C3 21# MV53 BPCO上方控制16# 管（作用回路）BPCP控制壓力 雙向閥DCV1 電空聯(lián)鎖電磁閥DBI1 16# 管風(fēng)缸(90升) TP16測試堵雙向閥（16模塊）DVC2 PVTV（二位三通導(dǎo)向閥）A3-A2 PV16電磁閥 A3-A2 緩解電磁閥Rel 大氣DBTV三通閥充風(fēng)：BP增壓 DBTV三通閥（分配閥）69#縮孔 57#縮孔 AUX副風(fēng)缸（工作風(fēng)缸）定壓 16TV緩解回路： PVTVA1 快緩閥BO DBTV 大氣 3#風(fēng)缸 制動回路 制動缸壓力 濾器 BPCP 大氣BPCP下邊壓力 46#縮孔20#模塊：控制部分 20模塊中繼閥20R上側(cè) 縮孔 壓力傳感器20TL 本補電磁閥MVLT的二位三通閥A3-A2 20模塊控制風(fēng)缸 緩解電磁閥 大氣作用電磁閥supp右側(cè)20管緩解 20管壓力 壓力傳感器20TT 本補導(dǎo)向閥PVLT 壓力測試堵TP20中繼閥20R 大氣2、減壓制動減壓制動是將自動制動手柄從運轉(zhuǎn)位移至初制動位（最小減壓位）、制動區(qū)、常用全制動位、抑制位、重聯(lián)位均發(fā)生減壓制動，首先是均衡減壓，通過BP模塊的中繼閥控制列車管的減壓，減壓速度為常用減壓速度，確保常用制動的安定性。根據(jù)自動制動手柄的位置給出減壓量的電信號至M-IPM，M-IPM通過Lonworks總線傳至ER模塊確定減壓量，通過均衡壓力傳感器ERT比較控制緩解電磁閥REL的得電時間來控制均衡風(fēng)缸的減壓量，然后控制列車管的減壓量；手柄位置信號通過M-IPM傳至16#模塊控制16#的壓力（作用管），16#的壓力通過BCCP模塊控制控制制動缸上閘，上閘比略低于1:2.5。關(guān)于常用制動限壓，JZ-7制動機設(shè)置了常用限壓閥，DK-1制動機設(shè)置了208壓力繼電器控制最大減壓量，本制動機則通過軟件控制，當(dāng)制動缸壓力達到全制動減壓量所規(guī)定的制動缸壓力以后的減壓為無效減壓。抑制位就是人機對話的意思，即是說當(dāng)由安全裝置觸發(fā)的懲罰制動（監(jiān)控、警惕、失電、網(wǎng)絡(luò)等）發(fā)生后需將自動制動手柄放抑制位1秒后才能緩解，也就是說司機已知道發(fā)生了懲罰制動，并對機器作了答復(fù)。重聯(lián)位均衡風(fēng)缸壓力減為0，列車管由于BP模塊內(nèi)的BPCO閥的彈簧關(guān)斷，設(shè)定值為77Kpa；制動缸壓力在當(dāng)列車管壓力下降到140 Kpa時，16#模塊接通了緊急回路，使制動缸的壓力由常用制動的壓力上升為緊急制動的壓力，其管路通路見緊急制動；當(dāng)常用全制動后小閘側(cè)緩（快緩）并回運轉(zhuǎn)位，此時大閘的無效減壓就成了有效減壓。1、均衡回路： BP中繼閥控制壓力 MVER均衡電磁閥A3-A2 均衡風(fēng)缸 均衡壓力傳感器ERT均衡壓力測試口TPER 緩解電磁閥 大氣2、列車管回路：16模塊緊急電磁閥PVE控制壓力 雙向壓力閥DCVI BP 列車管壓力傳感器BPT BC模塊DBTV的BP BP 濾器 無火回送BP BPCO BP中繼閥列車管BP 濾器 無火回送列車管壓力 中繼閥下方 縮孔 大氣3、16#管回路：總風(fēng)MR 濾管 16模塊APP電磁閥 13#模塊ERBUA2 16T MV16電磁閥部分PV16 A2 A3 PVTV（A2 A3） DCV2 TP16 16#風(fēng)缸 16#管 BC模塊DBI1 DCV1 BCCP控制壓力BC模塊BP減壓：輔助風(fēng)缸（工作風(fēng)缸）Aux 縮孔57#DBTV BO 16TV（16模塊PVTA） V3風(fēng)缸4、制動缸上閘回路：MR總風(fēng) BCCP 46# BCCP下方 濾器 制動缸5、20# 模塊：控制壓力 MR總風(fēng) 濾器 作用電磁閥supp20# 風(fēng)缸 緩解電磁閥左側(cè) 本補電磁閥二位三通閥A2 A3 壓力傳感器20TL 20# 模塊中繼閥20R控制側(cè) 縮孔20# 管回路 總風(fēng) 20# 模塊中繼閥20R 本補導(dǎo)向閥PVLT 20#管 20#測試堵三、緊急制動緊急制動可分為多種條件觸發(fā)。其中大閘手柄EBV致緊急位、拉緊急制動手柄（N68）、按下緊急按鈕、監(jiān)控緊急制動及CCU，WTB等觸發(fā)緊急均非由CCB發(fā)出緊急制動。CCB觸發(fā)緊急是MVEM得電。針對觸發(fā)緊急的條件，列車管排風(fēng)順序如下：對于HXD1 C機車，由MVEM觸發(fā)后，由于PVEM使列車管壓力快速下降，導(dǎo)致壓力閥N97及NB11動作，加速列車管排風(fēng)，保證緊急制動的靈敏性。對于EBV手柄置緊急位時先觸發(fā)NB，然后是N97再觸發(fā)PVEM對于拉車長閥N68，則先觸發(fā)N97，其次是NB，再觸發(fā)PVEM對于安全裝置（CCU、MVB、WTB、監(jiān)控等）則先觸發(fā)S10.36排出緊急管（21#）壓力以觸發(fā)PVEM，其次是N97和NB加速列車管排風(fēng)。1、列車管由MVEM觸發(fā)緊急： MVEM（24V）得電 21# （緊急管）壓力 MVEM電磁閥 EMV左側(cè)排大氣 同時連接21# 管的S10.36電磁閥得電使緊急壓力閥PVEM控制壓力通過S10.36排大氣，從而造成緊急壓力閥PVEM的列車管排大氣回路導(dǎo)通緊急制動發(fā)生時MV53電磁閥得電，BPCO關(guān)閉 BPCO左側(cè)列車管壓力 濾器 PVEM 大氣 列車管BP壓力 MV53電磁閥左側(cè)列車管壓力 BPCO左側(cè)列車管壓力 中繼閥BP Relay 大氣BPCO控制壓力 MV53 大氣2、均衡回路：與減壓制動相同，只是列車管壓力瞬間排為零后，引起均衡按常用排風(fēng)速度排為零。3、16#管回路：與減壓制動回路相同（正常16# 壓力在420440K Pa）不同是當(dāng)列車管壓力下降至140KPa 以下直至0KPa 時，緊急壓力閥動作：16模塊：MR總風(fēng) 緊急限壓閥ELV 縮孔C1 緊急壓力閥PVE 雙向閥DVC2 16# TP16此時測試后TP16的壓力為480KPa左右。4、制動缸上閘回路：與減壓制動回路相同，制動缸壓力保持在45015KPa 間。四、小閘單獨制動與緩解小閘單獨制動和緩解時不控制均衡風(fēng)缸壓力也就不會控制控制列車管壓力， MIPM根據(jù)小閘手柄位置產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號，通過lonworks總線傳遞給16# 模塊和20# 模塊。20# 模塊：與大閘制動和緩解時，風(fēng)管路走向一致；16# 模塊：與大閘制動和緩解16# 模塊管路走向一致；BC模塊：制動缸上閘和緩解回路與大閘作用一致；五、小閘單緩（即小閘的快速緩解功能）小閘快速緩解分為常用全制動后快緩和緊急制動后快緩。1、當(dāng)大閘進行常用全制動后，將小閘至全制動位，由于大閘全制動壓力為35010大于小閘全制動壓力（30010KPa），故制動缸壓力仍保持大閘全制動壓力。此時將小閘側(cè)壓快緩，可以緩解大閘常用全制動的壓力，制動缸壓力不大于321KPa ，一般在310320 KPa間，將小閘回運轉(zhuǎn)位，制動缸壓力緩解到0。這是由于該制動機繼承了Wabco制動機的特點大小閘綜合作用，制動缸增加1.04的壓力。2、當(dāng)大閘緊急制動后，小閘側(cè)壓快緩，制動缸壓力緩解根據(jù)小閘位置而確定。當(dāng)小閘在運轉(zhuǎn)位側(cè)緩，制動缸壓力可緩解到0 KPa ，松開小閘側(cè)緩，制動缸壓力又會上升至緊急制動壓力。這是因為16# 模塊內(nèi)緊急限壓回路中緊急制動閥PVE同時受BP和13# 管壓力控制，當(dāng)緊急位時BP壓力為0，側(cè)緩13# 管建立壓力，PVE斷開，16# 管壓力通過BO及DBTV排大氣，制動缸緩解。一旦松開小閘側(cè)緩手柄，此時BP為0，13# 管也排氣壓力降為0。PVE接通緊急限壓回路，總風(fēng)通過ELV、C1 和PVE向16# 管充風(fēng)（470480KPa），制動缸壓力上升至緊急制動壓力。六、空氣互鎖功能BC模塊中在控制BCCP和16# （作用管）管回路中設(shè)置了DBI1電磁閥，當(dāng)電制動時，DBI1得電，如果此時大閘減壓制動，BP減壓，但16# 管壓力通過DBI排大氣，故制動缸不上閘，但機車小閘產(chǎn)生的20# 壓力可使機車制動缸上閘。七、 MIPM和EPCU失電1、MIPM失電：斷開M-IPM電源，此時CCB計算機系統(tǒng)停止工作，EPCU接收不到IPM的信號，EPCU由于有電此時相當(dāng)于EPCU收到“0”信號，將均衡風(fēng)缸接常用減壓速度減至0KPa ，列車管壓力通過中繼閥排出，至BPCO關(guān)斷（77 KPa），制動缸壓力上升至緊急制動壓力（由于EPCU單元有電，緊急限壓回路動作）。其效果與手柄置重聯(lián)位一樣，不同處將“大閘”手柄從重聯(lián)位回運轉(zhuǎn)位機車緩解，MIPM失電機車不但切除動力，且不能緩解（由于MIPM失電，EBV的位置信號不能傳到EPCU）。2、EPCU失電：斷開EPCU電源，EPCU各模塊內(nèi)的電磁閥及內(nèi)部壓力傳感器均處于失電狀態(tài)，均衡風(fēng)缸壓力降為0，列車管壓力為77 KPa，制動缸壓力達到400 KPa。均衡風(fēng)缸回路：由于均衡模塊內(nèi)MVER失電, 均衡排風(fēng)通路如下：均衡風(fēng)缸 MVER二位三通閥A3 A113# 模塊ERBU 二BP中繼閥控制壓力位三通閥A3 A1大氣。 列車管：由于列車管模塊內(nèi)MV53處于正常失電狀態(tài)，列車管通路與正常減壓制動一致。16# 管回路：由于EPCU失電，緊急限壓閥PVE不會動作，因此緊急限壓回路不產(chǎn)生作用，且MV16失電，此時動作如下：二位三通導(dǎo)向閥PVTV的控制壓力通過MV16排大氣，MV16的二位三通部分A3 A1接通將PVTV A2排大氣，接通 PVTV A3 A1。輔助風(fēng)缸（工作風(fēng)缸）AuX 57# 縮孔 DBTV 快緩BO16 模塊PVTV A1 A3 DCV2 16# 風(fēng)缸 BC模塊DBI1 DCV1 BCCP中繼控制壓力。20#管回路：由于EPCU失電，本補電磁閥MVLT失電，本補導(dǎo)向閥PVLT及本補電磁閥MVLT的二位三通閥部的控制壓力通過MVLT排大氣，致使PVLT關(guān)斷20#模塊，同時接通MVLT的二位三通閥部A3 A1，將中繼閥20R的控制壓力排大氣。八、后備模式當(dāng)CCB制動系統(tǒng)中均衡模塊出現(xiàn)故障時，先產(chǎn)生懲罰制動，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)為后備模式，ER模塊不再作用，16# 模塊代替ER模塊對均衡風(fēng)缸進行控制，原16# 模塊的控制作用由DBTV（分配閥）承擔(dān)，但此時不能進行自檢功能，ER模塊通不過自檢，其他模塊就無法完成自檢。具體通路如下： 1、充風(fēng)緩解 16T傳感器均衡回路：MR總風(fēng) 16# 模塊作用電磁閥APP 13模塊ERBU（二位三通閥）A2 A3 ER模塊MVER（二位三通閥）A1 A3 均衡風(fēng)缸 BP模塊控制中繼閥BC中繼閥預(yù)控壓力回路（作用管）：BC模塊BCCP控制壓力 雙向閥DCV1 電空聯(lián)鎖DBI1 TP16 16# 風(fēng)缸 16 模塊DCV2 PVTVA3 A1 BC模塊快緩閥BO DBTV分配閥 排大氣 列車管回路：與正常位緩解相同。制動缸回路：與正常位緩解相同。2、減壓制動均衡回路：均衡風(fēng)缸 MVER A3 A1 列車管模塊中繼閥控制壓力 13# 模塊ERBU A3 A2 16模塊緩解電磁閥Rel 排大氣 16T BC中繼閥預(yù)控壓力（作用管）回路： 輔助風(fēng)缸（工作風(fēng)缸）AuX 57# 縮孔 DBTV 快緩BO 16 模塊PVTV A1 A3 DCV2 16# 風(fēng)缸 BC模塊DBI1 DCV1 BCCP中繼控制壓力 列車管回路：列車管減壓與正常位通路相同。 制動缸回路：制動缸上閘與正常位通路相同。3、緊急位列車管：緊急制動根據(jù)觸發(fā)的條件仍有效。均衡回路：與后備模式的減壓制動位一致。 BC中繼閥預(yù)控壓力（作用管）回路：與后備模式的減壓制動位一致；但此時由于16#模塊不再控制BC中繼閥預(yù)控壓力，因此16#模塊內(nèi)的緊急限壓部分不再動作。制動缸回路：制動缸上閘與正常位通路相同。九、重聯(lián)運行CCB制動系統(tǒng)可與其他多種制動機重聯(lián)運行，當(dāng)CCB制動機當(dāng)本務(wù)機車時與非重聯(lián)牽引一致，因此，本文只討論作為重聯(lián)補機的情況，且不進行電氣重聯(lián)。1、CCB與CCB重聯(lián)：本務(wù)機車設(shè)置為“本機”位，重聯(lián)機車設(shè)置為“補機”位，連接列車管、總風(fēng)管、平均管，此時重聯(lián)機車的制動和緩解受本務(wù)機車控制，重聯(lián)機車大小閘均不能操作，但“緊急位”例外。大閘重聯(lián)：由于重聯(lián)機車設(shè)置為“補機”位，其均衡風(fēng)缸壓力為0，不能控制BP中繼閥，列車管壓力的顯示和控制受本務(wù)機車控制。當(dāng)設(shè)置為為“補機”位時均衡電磁閥MVER失電，均衡排風(fēng)通路如下：均衡風(fēng)缸MVER二位三通閥A3 A113# 模塊ERBU 二BP中繼閥控制壓力位三通閥A3 A1大氣。 補機BPVV（列車管壓力顯示）列車管：本務(wù)機車列車管壓力 補機 BP模塊濾器 BPCO右側(cè) PVEM右側(cè) C3縮孔 21#緊急管壓力減壓制動與充風(fēng)緩解BP模塊相反。制動缸回路：本務(wù)機車平均管壓力 補機平均管 補機20管 BC模塊PVPL 進入補機制動缸管。16#管（作用）回路：16#模塊內(nèi)的制動管壓力傳感器檢測到制動缸的壓力，根據(jù)BCT的檢測壓力，16#模塊控制APP得電時間來確定16