1 列车编组方式及主要制动装置布置
CRH5型动车组采用5辆动车+3辆拖车的编组形式,共8辆车编为一组。
2 制动系统组成和作用
CRH5型动车组制动系统主要由供风系统、制动指令及传输系统、制动控制单元、防滑控制装置、基础制动装置、撒砂装置、乘客紧急制动系统、停放制动、备用制动系统及动力制动装置等子系统或部件组成。
2.1 供风系统
CRH5型动车组每列车安装有2套供风系统,该系统包括电动空气压缩机单元、空气干燥器、压力开关、微孔滤油器等部件。电动空气压缩机单元主要由螺杆式空气压缩机、驱动电动机、电气系统、弹性装配结构、监控和安全设施、空气过滤器和其他部件等构成。因螺杆式压缩机能连续排出压缩空气,所以空压机的振动、噪声和输出压缩空气的脉动都较小。压缩机单元是一个独立的模块化装置,通过弹性连接安装到车上。
为提高压缩空气质量,供风系统安装有一个双塔式再生空气干燥器。它有两个工作阶段(干燥和再生):当主气流在一个塔内干燥时,另一个塔内的干燥剂将会再生,每2min进行一次工作循环交换。经干燥器处理后的压缩空气湿度不大于35%。另外,为满足初次受电弓用风需要,CRH5型动车组在装有受电弓的车上安装有辅助供风系统,该系统可在DC24V蓄电池供电下工作。
2.2 制动指令发生及传输系统
CRH5型动车组制动指令包括常用制动、紧急制动、停放制动、ATP制动指令等。不同的制动指令由不同的装置发出。正常运行时,动车组的调
速和停车都是通过常用制动实现的,常用制动的制动控制器是主要的制动指令发生装置,它同时还可以发生紧急制动指令。
CRH5型动车组的制动控制器和牵引控制器合二为一,称为司机控制器。该动车组采用微处理器控制直通电空制动系统,通过司机控制器来控制牵引和制动,二者控制角度不一样。常用制动指令通过列车网络线传输;紧急制动和停放制动指令都是开关指令,通过硬线传输;ATP制动指令根据所确定的制动方式,通过硬线进行传输。另外,CRH5型动车组还装备了一套备用自动制动机,同时增设了一个纯空气信号的备用制动控制器。
2.3 制动控制单元
CRH5型动车组直通电空制动系统的控制由微处理器控制单元和气动控制单元共同完成。微处理器控制单元将接收到的制动指令进行解码,并根据车重(实际载荷)、速度信号等对所需制动力进行计算和调整,同时根据电制动力反馈信号计算并控制空气制动力;在进行制动控制的同时,还根据速度信号的变化进行防滑控制。为保证动车组高度安全运行,每辆车都安装有2个微处理器控制单元,在一个出现故障的情况下,另一个可以接管故障单元的部分主要功能,保证整列车的制动损失*小。
气动控制单元主要由气路板、各种电磁阀及机械阀等部件组成,负责将由微处理器控制单元发出的控制指令电信号转化成空气压力信号去控制气动控制单元中的中继阀,进而实现对制动缸压力的控制,通过安装在气路板上的压力传感器来检测实际输出的压力控制信号的大小,并将实际信号反馈给微处理器控制单元,在其内对实际输出信号和控制信号进行比较、调整,从而实现了制动的闭环控制。
2.4 防滑控制装置
CRH5型动车组防滑器主要由防滑控制单元、速度传感器和防滑阀组成,采用防滑冗余控制,每辆车均设有2个控制单元用于车轮防滑保护/非转动轴检测(WSP/DNRA)控制。每轴安装2个速度传感器,其信号可被2个独立的控制单元读取。每个防滑阀控制的制动缸充风和排风均可受2个独立的控制单元控制。CRH5型动车组防滑控制功能包括轮对滚动监视功能,用于检测所监测轴的运行状态,如果轴的速度下降低于预先设定的值,该轴就会被检测出来。预先设定值的大小取决于当前参考速度,是一个变化的量。
2.5 基础制动装置
CRH5型动车组基础制动装置采用钳盘式结构。所有车轴都配备盘形制动装置,每个动轴2套,每个拖轴3套;制动盘为钢制,采用轴装形式;闸片采用烧结的粉末冶金材料,允许*高温度600%。除T2车外其他7辆车都装有2个停放制动单元,同时配有手动缓解装置。
2.6 撒砂装置
CRH5型动车组装配有一个带伴热的撒砂装置,来自总风缸的压力空气经减压阀、电磁阀至砂箱底部的撒砂器。撒砂器启动时,砂子被空气吹过砂管喷洒到轨道上,从而改善轮轨间的粘着。CRH5型动车组分前撒砂和后撒砂,根据列车运行方向自动实现相应撒砂功能。同时,该撒砂装置具有干燥砂功能,在启动撒砂单元或环境温度低于一定值时,干燥砂电磁阀就会自动得电,对砂子进行干燥。
2.7 乘客紧急制动系统
CRH5型动车组上安装有乘客紧急制动系统,在紧急情况下,通过拉动每个车上的紧急制动手柄实行紧急制动,同时给司机发送报警信号,在3s内,司机可以取消该紧急制动;若在3s内司机未进行任何操作,列车将通过乘客紧急制动装置将列车管内压缩空气快速排出,施行紧急制动。
2.8 备用制动系统
CRH5型动车组安装有一套由备用制动控制器、中继阀、风缸、直通电空制动与备用制动转换塞门等主要部件构成的备用制动系统。如果直通电空制动发生故障,司机可以通过转换塞门手动激活备用制动控制器,这时列车制动、缓解由备用制动控制器来完成,且需要列车限速在60km/h以下运行。在列车回送过程中也使用备用制动,可由采用自动式空气制动系统的既有线路机车操纵控制,列车管的额定压力为0.6MPa。
2.9 动力制动装置
CRH5型动车组动力制动包括再生制动和电阻制动。再生制动使列车动能转变成电能回馈到电网上,当电网达到饱和状态时,可以启动列车电阻制动,把多余的动能转变成热能消耗掉,显然,再生制动比电阻制动更经济环保,是现在高速动车组*优的制动方式。
3 制动方式
CRH5型动车组制动方式包括常用制动、紧急制动、停放制动、坡停制动、保持制动等。
常用制动采用电空复合制动,为连续控制,直至达到*大常用制动。常用制动时,动力制动具有优先权,根据制动力的要求,考虑到轮轨间的粘着限制,不够的制动力优先作用在拖轴上,制动过程具有防滑功能。
紧急制动为纯空气制动,紧急制动时,牵引和电制动被切断,列车管被快速彻底地排风,直通电空制动和备用空气制动冗余产生紧急制动控制压力,*终通过两个控制压力中较大的一个控制中继阀动作,使列车产生*大空气制动。
停放制动采用弹簧作用。停放制动实施可以通过司机台上停放制动开关发送指令给停放制动电磁阀来完成,或是手动操作电磁阀上按钮完成,停放制动单元上还装有机械缓解装置,以便在停放制动单元出现故障情况下进行手动缓解。停放制动能够满足列车在3%坡道上安全停放。
坡停制动为空气制动,启动坡停制动时,制动力为正常情况下司机控制器相同位置制动力的70%,且该指令旨在允许动车组在斜坡上启动。司机启动约1s后,坡停制动自动缓解,动车组能在坡上启动,而不发生退行。
当列车速度降低到10km/h左右时,保持制动开始,此时动力制动逐渐减少,空气制动以相同速率逐渐增加,以此来减少列车的冲动,当速度降到3km/h左右时,动力制动切除,完全靠空气制动实现列车的*后停车。
4 制动力分配
①CRH5型动车组的制动力由电制动和空气制动根据固定的特性混合施加。
②司机控制器发出低制动力指令时仅由电制动执行即可满足所需的制动力。如果电制动失效,由牵引控制单元控制动轴上的互锁阀失电,车辆4个轴(包括动轴和拖轴)上均被施加空气制动力以补偿电制动力的损失。
③司机控制器发出高制动力指令时由电制动和拖轴的空气制动力同时执行。拖轴的空气制动力线性增加直到*大常用制动压力。如果电制动失效,同样由牵引控制单元控制动轴上的互锁阀失电,动轴上被施加空气制动力以补偿电制动力的损失。
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