电力机车制动系统毕业论文.doc

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1、摘要 电力机车制动系统是整个机车的一个重要组成部分，其制动性能的好坏直接影响铁路运输的安全和效益，没有先进的制动技术就没有现代化的铁路运输。本文对HXD1型交流传动电力机车制动系统进行了分析与研究，通过分析研究了解掌握了现代制动系统的组成以及工作原理。 本文首先论述了机车制动系统在列车运行中的意义及国内外的发展现状,在系统学习制动系统制动原理的基础上，对HXD1型交流传动电力机车制动系统进行分析与研究,并对HXD1型电力机车空气管路与制动系统各部分作用原理、系统主要部件及空气制动机工作原理、组成结构做了进一步的了解与掌握。同时对电力机车制动系统常见故障进行了分析，这将为我们确保机车制动系统良好

2、的工作提供帮助。并将KNORR制动机与DK-1、JZ-7制动机进行了分析比较，看出了制动系统技术的发展方向，较全面了解掌握了我国制动机的状况，为今后的工作学习打下了一定的基础。关键词：电力机车 制动系统 风源系统 空气管路 AbstractElectric locomotive braking system is an important part of the entire locomotive, and its braking performance has a direct effect on railway transport safety and efficiency, and th

3、ere would be no modernization of railway transport without advanced brake technology. This article made an analysis and research on HXD1 AC drive electric locomotive braking system, and then we have a better understanding on the composition of modern braking systems, and know how it works. This arti

4、cle first discusses the significance of the locomotive in the train brake system and development at home and abroad, and on the basis of systematic study of brake system, we made an analysis and research on HXD1 AC drive electric locomotive braking system, so that HXD1 electric locomotive air pipe a

5、nd components of the braking system of principles, main parts , air brake system works and composition structure are further understood and mastered. At the same time the analysis of common faults in the brake system of electric locomotive will help to ensure the good work of locomotive brake system

6、. And after comparing KNORR brake comparison analyses with DK-1, JZ-7 brakes, we propose the technology development of the braking system, and more fully understand the present situation of Chinas braker, which lays a certain foundation for future work and study.Keywords: electric locomotive;Braking

7、 system; Air source system; Air pipe目录1 绪论1 1.1研究背景1 1.2国内外电空制动机发展现状1 1.2.1 国内电空制动系统现状1 1.2.2 国外高速列车电空制动系统3 1.3 HXD1型电力机车制动系统的特点3 1.4本论文主要工作42 气动柜技术功能描述52.1控制系统管路组成52.2辅助管路系统组成53 制动系统技术功能描述63.1 制动模式6 3.1.1 常用制动63.1.2 紧急制动63.1.3 空电联合制动功能63.1.4 停放制动63.1.5 备用制动73.1.6 机车阶段缓解与一次缓解选择功能73.1.7 列车过充73.1.8 断钩

8、保护73.1.9 与监控装置配合73.2 控制原理73.3 结构组成8 3.3.1 风源系统83.3.2 辅助管路系统12 3.3.3 控制管路系统133.4 制动机系统143.4.1主要部件及作用153.4.2电空制动控制单元（EPCU）153.4.3 CCB1I控制关系303.4.4无火回送313.5系统主要部件的备份及故障检测方式313.5.1系统安全保护及主要部件的备份313.5.2紧急制动的触发方式323.5.3总风缸压力低保护323.6 其他制动系统333.6.1停放制动系统333.6.2空气制动防滑系统333.6.3制动系统与LOCOTROL分布式式系统334 HXD1型电力机车

9、制动系统常见故障35 4.1 电力机车制动系统常见故障354.2 CCB制动机的故障检测方式355 结论与展望37 5.1 结论375.2 展望37致谢38参考文献391 绪论1.1 研究背景随着世界经济的不断发展，货物运输量大幅度增长，这也就需要机车的牵引功率不断增大，牵引重量不断增大，在此要求下，我国生产了HXD1大功率电力机车，高速重载不但要求有强有力的牵引力，还要求有强有力的制动力，从而满足尽量短的制动距离以及尽量减少制动过程中对车列产生的纵向冲击。提高列车运行速度和牵引重量是提高铁路运输能力、实现铁路运输现代化的主要内容。但是，如果没有性能良好的机车制动机与空气管路系统，要提高列车运

10、行速度和牵引质量是不可能的。本文所分析研究的内容是HXD1型电力机车的制动系统的工作原理及结构组成。1.2 国内外电空制动机发展现状1.2.1 国内电空制动系统现状随着我国铁路旅客列车的提速，对提速后的列车制动机要求更高了。提速旅客列车电空制动机是1985年国家“七五”科技攻关项目。在当时的历史条件下，主要考虑乘车难而将车辆扩编作为重点，因此决定使用104型分配阀加电空制动，电空阀采用列车管减压方式，可与未装电空阀的车辆混编。进入21世纪各机车车辆厂和科研单位研制和开发高速动车组,从 2003年4月起由沈阳铁路局进一步在线路上作运用考核。对高速列车制动系统提出了新的要求，最主要的要求如下：（1

11、）要求有快速的制动作用，例如200km/h列车的空走速度为55.5m/s，250km/h时为69.4m/s,所以制动系统的快速反应显得更加重要。（2）高速列车必须具有动力制动和空气制动协调工作，两者要求互补，即力制动作用在高速阶段和停车之前的低速范围，动力制动不足部分由空气制动自动进行补充，使制动力保持恒定。（3）世界各国高速列车基础制动装置均采用盘形制动，特别是制动盘和闸片，一方面要具有良好的摩擦性能，另一方面必须承受列车动能的热消散，因而对其材质和结构要求很苛刻。 为此，我国科研工作者结合国外的先进经验创造性的开展工作，最终解决了上述3个难题，开创了我国高速列车制动系统开发的新局面。高速列

12、车的基础制动装置，有制动盘、闸片、单元制动缸、制动夹钳、踏面清扫器和蓄能制动部件。高速列车基础制动装置是影响列车制动的关键，不断改进和完善制动系统，特别是制动盘的结构和材质是今后的长期研究课题。 （4）高速列车无论是否为动力集中方式，电空制动机均为微机控制的直通式电空制动机，这样可实现快速的制动要求，并且能与动力制动协调配合工作。当直通式电空制动机失效时，能自动转换成空气制动指令，确保制动系统的安全可靠。我国旅客列车通过长达50余年的发展，从不能制造制动机到具有自主知识产权的制动系统各项技术和产品，为我国铁路机车车辆技术装备的发展走出了自己的道路，为列车速度的不断提高提供了可靠保证。旅客列车速

13、度从20世纪50年代的5060km/h，逐步达到110km/h；从新型双层客车研制开始，又将速度提高到120km/h；接着准高速列车的开发和试验又将速度提高到160km/h；国外动车组技术的引进进一步提高了我国旅客列车的运营速度，让中国也有了自己的高速列车。然而，毕竟我国铁路事业起步晚，技术还明显落后于国外，所以进一步研制出性能更好的电空制动机为我国铁路事业的发展奠定基础是非常必要的。我国机车制动机的发展与牵引动力的变革息息相关。在蒸汽牵引为主的年代里，仅适应于单端操纵的ET-6型机车空气制动机成为唯一的机车制动机。20世纪60 年代初期，由ET-6 型演变成适应双端操纵的EL-14A型机车空

14、气制动机首先在电力机车上装用，然后用于内燃机车，从而改变了长期单一使用ET-6 型机车空气制动机的落后面貌。为适应中国铁路运输的需求，机车制动技术相应地也取得了突破性发展。在20世纪70年代后期，相继研制成功了JZ-7型机车空气制动机和DK-1型机车电空制动机，并在20世纪80年代初期开始批量装车使用。在20世纪90年代，制动机的重联、列车电空制动控制、与列车运行监控记录装置的配合、空电联合制动等新技术也逐步在JZ-7型机车空气制动机和DK-1 型机车电空制动机上得到了广泛的应用。制动系统的好坏直接影响着列车运行的安全和质量，随着科技的进步，制动系统经历了纯空气制动、空气制动为主电制动为辅、电

15、制动为主空气制动为辅三个发展历程，制动控制技术也经历了气动控制、电气控制，直到今天的计算机网络控制。网络控制的电空制动系统具有如下几点： 制动、缓解灵敏度高，稳定性好，可实现多级控制；空走时间短，冲击小，制动距离短；制动缸增压、减压速度快，滞后时间短；电制动与空气制动转换平稳，转换过程中制动力大小不变；能根据冲击限制和车辆载荷变化自动调整制动力；具有防滑控制功能；具有自检和故障显示功能；具有智能化故障处理和故障对策提示功能，保证列车运行安全；能对制动力和停车位置精确控制，使用于列车自动驾驶；以再生制动为主，节约能源，有利环保。1.2.2国外高速列车制动系统国外铁路发展以日本、德国、法国等国家的

16、高速铁路为典型，尤其是在高速铁路的发展上远远领先于其他国家。虽然在高速铁路发展形式上有一定的差别，但在高速列车的制动系统上都无一例外的采用电空制动，只是在电空制动的具体制动方式上有一定的不同，尤其是在控制系统上。下面分别选取日本和德国两种高速列车电空制动控制系统进行简单的介绍。国外高速列车制动控制系统一般分为如下几种形式：列车制动控制分列车管压力控制和电空制动控制，而电空制动控制包括电磁直通式和电气指令式两种方式，电气指令式又分数字式，数字模拟式，模拟式三种。日本300系列车制动系统原理中制动输出控制装置即微机控制单元，它通过列车指令线接收司机制动控制器的常用制动和紧急制动指令，同时输入列车速

17、度、空重车信号并按所设定的减速度进行速度黏着的模式优先运算，遵照优先使用电制动力的原则进行制动力控制。电制动力不足时以空气制动作为补偿，应补充的空气制动力以相应的电流信号送给EP阀转换成空气压力信号，通过中继阀使制动缸充气制动。德国ICE高速列车制动控制系统代表性的是Knorr公司生产的微处理机控制的模拟式电气指令自动电空制动系统。其中各车辆微处理机控制单元接收司机制动器发出的制动指令，同时输入空重车信号，按优先使用电制动的原则，在进行各种制动方式的制动力比例信号混合运算后，将所需要的空气制动力的电信号指令输送到EPCU电空控制单元，控制列车管充气或减压，从而控制分配阀动作，达到制动与缓解的作

18、用。对于动车，只要在电制动发生故障或制动力衰减达不到列车所需的减速度和相应于载重要求的制动力时，才施加空气制动力。1.3 HXD1型电力机车制动系统的特点制动系统是机车及列车安全行车中必不可少的装置，同时为了提高铁路的通过能力，也必须有动作灵敏，控制精确，制动能力强的大功率制动系统。我国在HXD1型大功率电力机车引进项目中采用了德国Knorr（克诺尔）公司CCB制动机，该制动机具备空电联合制动技术、空气制动防滑控制技术等功能，保证了机车在重载牵引条件下以较高的速度安全运行。CCBII微机控制制动系统是基于网络的电空制动系统，它是按照美国铁路协会标准(AAR)以26L制动机为基础，为满足干线客、

19、货运机车的运用要求而设计的，可以满足我国既有机车车辆的配套使用。 该制动系统具有以下技术特点：(1) 控制准确性高，反应迅速；(2) 安全性较高；(3) 部件集成化高，可进行部件的线路更换，维护简单；(4) 有自我诊断、故障显示及处理方法提示功能。HXD1型电力机车制动控制的原则：(1) 优先使用机车再生制动；(2) 若再生制动工况下进行常用制动操作，机车制动缸保持零压力，机车实施再生制动，车辆实施空气制动；若在常用制动工况下进行再生制动操作，机车制动缸压力下降为零，机车实施再生制动，车辆保持原空气制动压力；(3) 在紧急制动过程中，机车和车辆实施最大的空气制动力。1.4 本论文主要工作 针对

20、本论文的研究特点，通过对制动系统的学习需要完成的主要工作如下：一、气动柜技术功能描述；二、制动系统技术功能描述；（1）制动模式描述；（2）制动控制原理；（3）制动系统结构组成；（4）制动机系统功能描述；（5）其他制动系统简述。三、HXD1型电力机车制动系统常见故障分析。2 气动柜技术功能描述2.1 控制系统管路组成控制系统管路提供机车受电弓、主断路器及高压电器柜内的电空接触器、二位置转换开关及机车气动电器所需的压缩空气，以保证机车的安全、正常的使用。它由辅助压缩机、控制风缸、辅助风缸、单向阀、调压阀、转换阀、分水过滤器、膜板塞门、截断塞门及连接钢管组成。控制管路系统的作用可分为以下三种工况：正

21、常运用时主风缸供风工况、库停后由控制风缸供风工况和库停后由辅助压缩机供风工况。控制系统管路主要功能如下：（1）升弓控制管路说明a、利用风源系统，经一定的管路为受电弓和主断路器所需的压缩空气；b、通过观察单针压力表的示数，判断升弓风缸空气压力是否达到要求，若达到要求为受电弓和主断路器所需的压缩空气；c、启动辅助压缩机为受电弓和主断路器所需的压缩空气。（2）其他控制管路说明a、由限流孔、塞门及电磁阀构成辅助干燥器再生回路；b、由塞门、调压阀及电磁阀构成主断吹扫用风；c、由塞门及电磁阀构成机械间通用柜天窗自动通风回路。2.2 辅助管路系统组成机车辅助系统管路是为改善机车运行条件和确保列车运行安全设置

22、的。它由撒砂管路、轮轨润滑装置管路、踏面清扫等组成。（1）撒砂系统管路结构机车撒砂系统管路由塞门、电磁阀构成撒砂管路，分别向机车方向撒砂。撒砂通过限制打滑和空转来临时改善轮轨接触。（2）轮喷润滑装置 轮轨润滑装置的管路由塞门及电磁阀组成。轮缘润滑是用于减少车轮磨损的，尤其在过曲线时，根据轨道参数来喷洒一定量的润滑油。（3）踏面清扫单元踏面清扫单元由塞门、过滤器、调压阀、电磁阀等组成。3 制动系统技术功能描述CCBII制动机是HXDl型电力机车制动控制系统的核心，具备自动制动、单独制动、紧急制动、后备空气制动、列车管流量检测等功能，制动控制系统还具备空电联合控制、防滑控制、停放制动控制及其他辅助

23、气动功能的附加控制功能。3.1 制动模式3.1.1 常用制动 常用制动是正常情况下为调节、控制列车速度或进站停车所施行的制动。其特点是比较缓和，且制动力可以调节，通常只有列车制动能力的2080，多数情况下只用50左右。该制动模式用来控制车辆制动并安全、快速、有效地停车。优先采用动力制动，空气制动进行替代。司机制动阀控制空气制动，列车管减压、再充气、快速缓解、过充及随后的消除。3.1.2紧急制动 该制动模式在异常条件下起作用，确保无载重的大小都能获得该系统所能提供的最大的减速度。紧急制动的特征是列车管快速排空，可由自动制动控制器（直接推到底）、紧急按钮或其他例如信号系统的紧急装置所触发。自动制动

24、控制器和紧急按钮都是直接在列车管上打开一个快速排气口，作为附加措施，通过微动开关告知EPCU（制动控制单元）使用上述装置施加紧急制动。因此通过触发紧急制动使列车管减压达到0的目标值而强制进行制动。必须强调的基本原则是紧急制动必须能够确保其最大停车距离满足要求。3.1.3 空电联合制动功能具有空电联合制动控制功能，当列车施行制动时，机车优先使用电制动，即再生制动，以最大程度利用再生制动，再生制动不足部分由空气制动补足。当再生制动失效或机车速度低于15km/h时，空气制动自动替代再生制动。当机车实施非常制动时，切除再生制动，转为使用纯空气制动。3.1.4 停放制动停放制动是为使车辆能够存放在一定坡

25、度的坡道上不溜车而施行的制动作用。停放制动利用专门的弹簧停放装置使机械制动装置动作，也可将铁靴放入车轮踏面下面阻止列车运动。停放制动有时也称驻车制动。该制动模式确保车辆即使在超载与最大坡度的情况下能够停放，操纵台有专门的停放按钮进行操作。3.1.5 备用制动当运营中的车辆制动控制装置或常用制动电路发生故障，无法实施正常的制动控制时，可启用备用制动设备进行制动。备用制动设备有两种控制方式：一种是利用制动备用制动指令线传递备用制动控制装置发出的电气制动指令，直接控制各车的电空转换阀产生制动作用；另一种则是启用车内备用的自动空气制动设备进行制动，即通过制动管的增减压来控制全列车的制动和缓解。3.1.

26、6 机车阶段缓解与一次缓解选择功能根据需要，通过制动柜上的转换开关控制实现机车制动机的阶段缓解功能。3.1.7 列车过充 过充即均衡风缸以超“过”列车管定压的压力向列车管“充”风，使列车管压力高于列车管定压3040kpa，缩短列车制动后的缓解时间。3.1.8 断钩保护 当列车分离时，机车制动系统能够快速检测，并实施紧急制动，保证列车快速有效的停车。3.1.9 与监控装置配合 根据接收到的监控装置信号，制动机可实现常用制动及紧急制动。3.2 控制原理自动制动控制器的电气部件发出信号给EPCU，通过EPCU（制动控制单元）来控制制动系统。EPCU接收到来自制动控制器的控制信号，根据相关时间改变先导

27、室的压力，从而实施制动。高速列车制动控制系统原理如图3-1。3-1 制动控制系统原理图3.3 结构组成 HXD1型电力机车制动系统借鉴国外的先进经验进行设计，设计中充分考虑管路集成与部件集中安装的技术实施，在保证可靠性的前提下，进一步落实模块化、系列化设计的技术思路。 整车可以分为风源系统、控制管路系统、辅助管路系统及制动机系统几个部分。下面就各部分进行说明。3.3.1 风源系统 风源系统是机车空气管路与制动系统的基础，它为机车与车辆制动系统及全列车气动辅助装置提供稳定洁净的压缩空气。HXD1型机车风源系统分为两个相对独立的部分：一部分为主空气压缩机组、主空气干燥器等组成的主风源系统；另一部分

28、为辅助压缩机组、辅助干燥系统、风缸及连接管路等组成的辅助风源系统。3.3.1.1主风源系统 HXD1型电力机车主风源系统负责在机车正常运行时，提供机车、车辆的气动部件以及机车、车辆制动机所需的高质量的洁净、干燥和稳定的压缩空气。HXD1型电力机车主风源系统由主空气压缩机、压力控制器、安全阀、主空气干燥器、油微过滤器、总风缸安全阀、总风缸，止回阀、限流阀、折角塞门及连接管路组成。主风源系统组成及管路原理见图3-2。图3-2主风源系统原理图注释：A1-主空气压缩机；A2-连接软管；A3-安全阀；A4-主空气干燥器；A5-油微过滤器；A7-总风缸安全阀；A10-塞门；A11-总风缸；A12-风缸排水

29、塞门；A17-止回阀；B02-限流阀；B03-压力开关；B04-压力测试口；B77-总风软管连接器；B81-折角塞门；B83-防滑塞门 HXD1型电力机车的风源系统可分为压缩机的生产、压力控制、净化处理、储存、风源保护等环节。HXD1型电力机车每单节车采用一台排气量不小于3.0m3/min的BT3.0/10AD型或TSA-230AD型的螺杆空气压缩机A1，用于产生压缩空气。压力控制器P50.06位于空气管路柜压力开关模块，用于压力控制，其整定值为750900kpa。主空气压缩机后设置一台空气处理量不小于4.8m3 /min的TAD-4.8-H型主空气干燥器A4及一个油微过滤器A5，空气干燥器用

30、于风源净化处理，油微过滤器用于清除经空气干燥器处理过的压缩空气中较小的油微粒，进一步提高空气质量。两个500L总风缸A11，用于压缩空气的储存。压缩机排出的压力空气经连接管路进入主空气干燥器，干燥处理后的压缩空气经油微过滤器、止回阀进入主风缸备用。两个安全阀A3、A7，分别设于压缩机与干燥器及油微过滤器与总风缸之间，用于压力过高时保护，安全阀整定值A3为1100kpa（11bar）,A7为950kpa（9.5bar）。两个总风缸串联布置，总风缸联管设在两个总风缸之间，总风缸联管上设有止回阀A17、限流阀B02、压力开关B03，可在断钩时迅速产生断钩保护作用并避免压力空气快速损失，保证断钩机车停

31、车时制动系统所需风量。限流阀B02通径为6mm，压力开关B03的动作值为350450kpa。两节机车总风通过总风软管连接器相联。 下面对HXD1型电力机车主风源系统主要部件进行介绍。（1）主空气压缩机HXD1型电力机车每节采用一台BT-3.0/10AD或TSA-230AD型号的螺杆空气压缩机组，一台双节机车装有两台相同型号的压缩机，压缩机位于机械间空气管路柜旁边。螺杆空气压缩机组由四大主要部件构成：驱动装置、空气压缩机组体和冷却装置、底座。 1）BT-3.0/10AD型空气压缩机组额定排气压力为1000kpa,泄放量为3.4m3/min,电机功率为30kw,冷却器冷却风量3200m3/min。

32、2) TSA-230AD型空气压缩机组额定排气压力为1000kpa,泄放量为3m3/min, 电机功率为30kw，风冷。（2）主空气干燥器 HXD1型电力机车每单节采用一台TAD-4.8-H型的主空气干燥器（简称干燥器），其空气处理量为4m3/min，干燥器是一种清除压缩空气中水、油、尘埃等杂质的装置。采用此装置可防止机车、车辆制动系统产生锈蚀、堵塞、凝结水、结冰等现象。干燥器通过干燥器安装架垂直安装在空气压缩机组旁边的车体侧墙上。TAD-4.8-H空气干燥器是一种2个吸附式双塔干燥器，并带有自动排水功能的冷凝器和干燥器控制单元。干燥器由两个干燥塔、进气阀、排气阀、出气止回阀、电控器、离心式油

33、水分离器及安装架等组成。通过电控器和电控阀对进气阀、排气阀和出气止回阀的控制，使两个干燥塔定时在吸附、再生和充气三种状态下周期性的转换，保证处理后的空气达到相应指标，满足机车、车辆的用风要求。本系统空气干燥器处理空气量为4.8m3/min，工作压力为1000kpa。再生方式为无热、常压。（3）总风缸 经干燥压缩处理后的压缩空气，进入两个串联的总风缸内贮存，以供全列车气动部件及制动所需。两个风缸的容积均为500L，工作压力1000kpa，两个总风缸垂直布置于机械间空气管路柜旁边车体尾部。排水口位于总风缸底部，使用中应定期打开总风缸排水塞门A12，检查和排除总风缸积水。 3.3.1.2 辅助风源系

34、统 HXD1辅助风源系统负责在机车库存时间较长、总风缸中压缩空气压力不够的情况下，给机车电气系统用风设备供风。HXD1辅助风源系统主要部件有辅助压缩机、辅助空气干燥器、止回阀、高压安全阀、压力控制阀、风缸、排水阀、各型塞门等。辅助风源系统组成及管路原理见图3-3。图3-3辅助风源系统组成及管路原理注释：U80-辅助压缩机；U81-高压安全阀；U82-辅助干燥器；U43.06-高压安全阀；U43.04-止回阀；U43.02-压力控制器；U43.05-压力表；U43.14-塞门；U76-贮风缸；U43.03-过滤器；U60-钥匙开关；U56-升弓电磁阀HXD1型电力机车辅助风源系统同样可分为压缩空

35、气的产生、压力控制、干燥净化处理、贮存等环节。压缩机的气缸盖上还设有温度传感器用以控制辅助压缩机在规定的温度范围内正常运行。辅助风源系统压力控制位于制动柜内U43.02压力控制器控制，其整定值为480650kpa。与以往电力机车不同，HXD1型大功率电力机车还设置一套辅助干燥系统，用于辅助风源系统风源净化。辅助干燥系统主要包括吸附式单塔干燥器、过滤器、自动排水阀、加热装置、消音器等。吸附式单塔干燥器再生方式为无热再生，当压缩机停机时，再生风缸的干燥压缩空气经过干燥筒和消音器后排入大气，空气干燥器完成再生，同时将积累的水全部排出。加热装置用来防止压缩空气结冰。过滤器用来清洁干燥后的压缩空气。经辅

36、助干燥系统处理后的压缩空气质量满足ISO8573含尘埃等级3、含油等级4和含水等级3的标准要求。辅助压缩机压缩后的压缩空气，经辅助干燥系统处理后，然后通过止回阀送入风缸U76备用，U76位于空气管路柜背面，容积为50L。辅助风源系统还设有安全阀U81用以控制保护辅助压缩机，其整定值为1000kpa。 本系统采用无油活塞式辅助压缩机组，其工作电压：DC110V，功率为880W，润滑方式为无油润滑，在500kpa的排气量大于70L/min。辅助压力开关设定值为630670kpa，将信号送入机车控制系统，用以实现辅助压缩机压力的自动启停控制。3.3.2 辅助管路系统 辅助管路系统用以改善机车运行条件

37、、确保机车运行安全。它主要由撒砂、轮喷、风喇叭等辅助气动系统及连接管路组成。各辅助装置均由总风缸直接供风，当某个装置发生故障或检修时，可将其相应的截断塞门关闭以切断风雨。3.3.2.1撒砂管路为在轮轨黏着状况不佳的情况下，提高车轮与钢轨间的粘着系数，改善机车的牵引制动性能，HXDl大功率电力机车设有撒砂系统。撒砂系统由撒砂控制模块、砂箱、撒砂器等部件及连接管路组成。每个转向架设有4个砂箱，每个砂箱装有一个Knorr公司的SDN141型撒砂器。撒砂控制功能靠空气管路柜中撒砂控制模块实现，撒砂控制原理见图3-4。图3-4撒砂控制模块 图3-5轮喷供风模块砂子存储在砂箱中，根据机车的行驶方向，砂子将

38、输送到机车运行方向的第一、三轮对上，由电磁阀.05或.06控制压缩空气流入撒砂装置，一定量的砂子经过加热，通过砂管撒到机车运行方向的第一、三对车轮前面的轨道上。单位时间的砂量由撒砂器控制。减压阀.03设定值为500kpa，调整该值能对撒砂量进行微调。为保证正常撒砂，砂箱需密封。为了避免砂子结成块，会有压缩空气通过电磁阀.04流入砂箱以达到干燥砂子的目的。截断塞门.02可在故障时隔离撒砂装置，截断塞门有一个电开关，通过电开关可监控该塞门状态。减压阀.03的设定值可在维护时通过检测口.07检验。3.3.2.2轮喷管路 轮喷系统(图3-5)为机车轮缘喷油润滑系统提供风源，轮缘喷油润滑系统受机车控制系

39、统控制。轮缘润滑供风模块集成在空气制动柜内。通过两个带受控的塞门.02和.03可手动控制打开和关闭。设有两个电磁阀.04和.05，每一个磁阀将用来控制每一个方向的轮缘喷油润滑系统。减压阀.01设定压力为600kpa。3.3.2.3 风喇叭管路风喇叭系统(图3-6)由风喇叭、辅助控制装置组成。机车车顶上装有两个高音喇叭P93，分别向前、向后安装；一个低音喇叭P90，向前安装。喇叭控制功能通过设在机械间的辅助控制单元模块P89来实现。P89设有3个电磁阀P8901、P8902、P89.03，用来驱动机车的风喇叭，3个电磁阀的开闭由机车主控制系统控制。每个电磁阀具有一个隔离塞门P87，可在喇叭故障时

40、切除相应的塞门。图3-6风喇叭系统 图3-7受电弓控制模块3.3.3 控制管路系统（升弓控制管路） 受电弓的控制模块(图3-7)是用来给受电弓供气用的。为防止机车升弓时没有可用的压缩空气(库停后，总风缸因泄漏无风)，机车在起动时可用辅助空气压缩机打风进行升弓操作。升弓控制功能靠空气管路柜中升弓模块实现。由压缩空气控制受电弓的升高和降低，每一个受电弓都有单独的控制回路。受电弓控制模块有两个不同的回路：(1) 压缩空气流经空气过滤器.03，截断塞门.14，通过接口A4到高压隔离开关。(2) 压缩空气通过空气过滤器.03，缩堵U.12和钥匙箱到升弓电磁阀，再到受电弓。压力表.05是用来显示受电弓工作

41、时可用空气压力的。受电弓升起及降落是通过升弓电磁阀的得失电来控制的。通向受电弓控制装置的空气管路，通过A3-A1通路排气。3.4 制动机系统CCBII制动机是制动控制系统的核心，是一种符合AAR标准要求的基于微机网络的适用于干线货运机车的制动系统，具备自动制动、单独制动、紧急制动、后备空气制动、列车管流量检测等功能，制动控制系统还具备空电联合控制、防滑控制、停放制动控制及其他辅助气动功能的附加控制功能。CCBII制动系统利用现场可替换的单元(LRU)设计形成一种分布式结构。每个可替换的单元模块包含自诊断功能。CCBII具备多项冗余功能，具有独一无二的识别、重新组合和发生故障时备份关键部件的功能

42、。CCBII制动机是基于微处理器和LON网的电空制动控制系统，除了紧急制动作用由机械阀触发，其他所有逻辑控制指令均由微处理器发出。CCB制动机包括5个主要部件：LCDM制动显示屏；EPCU电空控制单元；XIPM微处理器；EBV电子制动阀；RIM继电器接口模块。3.4.1主要部件及作用3.4.1.1 电子制动阀（EBV） 电子制动阀是CCB制动机的人机接口。操作者通过电子制动阀直接给电空控制单元(EPCU)发送指令，并通知微处理器(IPM)进行逻辑控制。3.4.1.2制动显示屏(LCDM)制动显示屏位于司机室操纵台左侧，制动显示屏是CCBII制动机的主要显视和操作装置。它由10.4液晶显示器，下

43、方8个功能键和左侧3个亮度调节键组成。功能键用来实现操作菜单的选择及制动功能的选定。3.4.1.3微处理器(IPM)微处理器是CCBII制动机的中央处理器。进行各制动功能的软件运算，并对各部分软件状态进行检测和维护。它处理所有与制动显示屏(LCDM)有关的接口任务，并通过LON网络传送制动命令给电空控制单元(EPCU)。微处理器也通过继电器接口模块(RIM)与机车控制系统(TCMS)和安全装置(ATP)进行通讯。微处理器前端设有13个指示灯，用来提供制动系统状态的反馈信息。3.4.1.4继电器接口模块(RIM)继电器接口模块位于机车制动柜，是微处理器(IPM)与机车间进行通信的继电器接口。信号

44、输入部分包括：由安全装置(ATP)产生的惩罚制动和紧急制动，A/B端司机室操作激活信号，再生制动投人信号，MREP压力开关工作状态信号，机车速度信号。信号输出部分包括：紧急制动信号，动力切除(PCS)信号，撒砂动作信号，再生制动切除信号，重联机车故障信号。3.4.2电空制动控制单元（EPCU）电空控制单元(EPCU)由电空阀和空气阀组成，来控制机车空气管路的压力。它是制动系统的执行部件，所有电空阀和空气阀集成到8个线路可更换模块(LRU)。其中5个LRU是“智能的”可以通过软件进行自检并通过LON网络和EBV、IPM进行通信，其功能简述如下：(1) 均衡风缸控制部分(ERCP)通过改变均衡风缸

45、压力产生制动管控制压力。(2) 制动管控制模块(BPCP)接收来至ERCP模块控制的均衡风缸的压力，由内部BP作用阀响应其变化并快速的产生与均衡风缸具有相同压力的制动管的压力，从而完成列车的制动、保压和缓解。(3) 13控制部分(13CP)实现单独缓解机车制动缸压力的功能。(4) 16控制部分(16CP)响应列车管的减压量，平均管压力，单缓指令，来产生制动缸管的控制压力；功能类似JZ7系统的分配阀或DK1系统中分配阀主阀部的作用。(5) 20控制部分(20CP)通过响应列车管减压量和小闸及单缓指令产生平均管压力。EPCU也包括纯空气控制阀。(6) 制动缸控制部分(BCCP)响应16CP压力变化

46、，产生机车制动缸压力。(7) DB三通阀(DBTV)部分响应制动管的减压量产生制动缸管的控制压力，可以作为16CP的备份模块。(8) 电源接线盒(PSJB)PSJB内置电源，为CCBII制动机供电(将110V转换到24V)，在外部具有多个接插件，允许EPCU、EBV、XIPM和RIM相互连接。3.4.2.1均衡风缸控制模块ERCP均衡风缸控制模块接收来自电子制动阀(EBV)的自动制动手柄指令，微处理器(IPM)以及机车监控系统(ATP)的指令来控制机车均衡风缸的压力。它的功能类似于JZ7制动机中自动制动阀内调整阀，以及DK1制动机中自动制动阀和缓解电磁阀、制动电磁阀联合的作用。但又有所不同，调

47、整阀是纯机械结构，只响应自动制动阀手柄的动作，且均衡风缸的压力由凸轮的行程来决定；DKl虽然是通过电信号控制电磁阀实现均衡风缸的压力控制，但均衡风缸充风缓解时的最高压力是通过加装在总风管路上的减压阀来限制，均衡风缸排风制动时；其最小减压量通过制动电磁阀的缩口和初制风缸联合实现，大减压量通过自动制动阀手柄长时间停留在制动位，即制动电磁阀长时间得电来实现，控制准确度、减压精度都不是很理想，且不能自保压。本系统中的均衡风缸控制模块通过电子信号能够准确的控制均衡风缸的压力，且具有自保压功能，如果此模块发生了故障，会自动由其他模块(16CP)来代替其功能，DK1的电磁阀没有备份功能。无动力回送装置也集成在均衡风缸控制模块内部。它由外壳、管座、均衡风缸、REL缓解电磁阀、APP作用电磁阀、MVER均衡模块电磁阀、MRT总风压力传感器、ERT均衡风缸压力传感器、TPER均衡压力测试点、TPMR总风测