機(jī)車制動(dòng)機(jī)平均管壓力控制原理分析

引言

重載技術(shù)是鐵路技術(shù)發(fā)展方向之一,而機(jī)車重聯(lián)是實(shí)現(xiàn)重載技術(shù)的重要環(huán)節(jié),機(jī)車重聯(lián)即兩臺(tái)或多臺(tái)機(jī)車連接在一起組成重聯(lián)機(jī)車運(yùn)用。國(guó)內(nèi)主型機(jī)車制動(dòng)機(jī)均通過(guò)設(shè)置平均管來(lái)實(shí)現(xiàn)重聯(lián)機(jī)車的制動(dòng)缸壓力控制,本務(wù)機(jī)車(以下簡(jiǎn)稱"本機(jī)")控制并輸出平均管壓力,補(bǔ)機(jī)接收平均管壓力,并根據(jù)接收的平均管壓力,通過(guò)作用閥進(jìn)行流量放大后,控制補(bǔ)機(jī)制動(dòng)缸壓力。目前,國(guó)內(nèi)主型電力機(jī)車的制動(dòng)機(jī)主要有DK-2型機(jī)車制動(dòng)機(jī)、CCBⅡ型機(jī)車制動(dòng)機(jī)和Eurotrol型機(jī)車制動(dòng)機(jī)3種,這3種制動(dòng)機(jī)的平均管壓力控制原理均不一樣,本文將對(duì)這3種制動(dòng)機(jī)的平均管壓力控制原理進(jìn)行介紹和分析,對(duì)下一代機(jī)車制動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)有著一定的啟發(fā)作用。

1DK-2型機(jī)車制動(dòng)機(jī)平均管壓力控制原理

1.1本機(jī)平均管壓力控制

如圖1所示,DK-2型機(jī)車制動(dòng)機(jī)在本機(jī)狀態(tài)下,自動(dòng)制動(dòng)時(shí),電子分配閥根據(jù)列車管減壓量計(jì)算出制動(dòng)缸的預(yù)控壓力值,輸出制動(dòng)缸預(yù)控壓力至切換閥:同時(shí),空氣分配閥也根據(jù)列車管減壓量輸出對(duì)應(yīng)的作用風(fēng)缸壓力至切換閥。

此時(shí),切換閥輸出電子分配閥的壓力至作用閥預(yù)控腔室和作用管,而作用管至重聯(lián)閥的氣路被截止,作用閥輸出與制動(dòng)缸預(yù)控壓力相等的大流量壓力,經(jīng)空電聯(lián)鎖閥后,作用閥輸出的壓力到達(dá)比較閥,比較閥輸出緊急旁路和作用閥的輸出壓力中較大的壓力至I架制動(dòng)缸、1架制動(dòng)缸以及重聯(lián)閥。此時(shí),在本機(jī)狀態(tài)下重聯(lián)閥連通制動(dòng)缸管和平均管,作用閥或緊急旁路控制輸出的壓力經(jīng)重聯(lián)閥輸出至平均管,平均管壓力與制動(dòng)缸壓力相等,平均管壓力由控制制動(dòng)缸壓力的作用閥或緊急旁路控制。

單獨(dú)制動(dòng)時(shí),由電子分配閥輸出與單獨(dú)制動(dòng)指令相對(duì)應(yīng)的制動(dòng)缸預(yù)控壓力至切換閥,切換閥輸出制動(dòng)缸預(yù)控壓力至作用閥預(yù)控腔室,作用閥輸出與制動(dòng)缸預(yù)控壓力相等的大流量壓力,經(jīng)空電聯(lián)鎖閥后,作用閥輸出的壓力到達(dá)比較閥,比較閥輸出緊急旁路和作用閥的輸出壓力中較大的壓力至Ⅱ架制動(dòng)缸、1架制動(dòng)缸以及重聯(lián)閥。此時(shí),在本機(jī)狀態(tài)下重聯(lián)閥連通制動(dòng)缸管和平均管,作用閥或緊急旁路控制輸出的壓力經(jīng)重聯(lián)閥輸出至平均管,平均管壓力與制動(dòng)缸壓力相等,平均管壓力由控制制動(dòng)缸壓力的作用閥或緊急旁路控制。

1.2補(bǔ)機(jī)平均管壓力控制

如圖2所示,DK-2型機(jī)車制動(dòng)機(jī)在補(bǔ)機(jī)狀態(tài)下,補(bǔ)機(jī)接收平均管的壓力,此時(shí)重聯(lián)閥連通平均管和作用管,制動(dòng)缸管被截止。平均管的壓力經(jīng)作用管進(jìn)入作用閥的預(yù)控腔室,作用閥輸出與平均管壓力相等的大流量壓力,經(jīng)空電聯(lián)鎖閥后,作用閥輸出的壓力到達(dá)比較閥,比較閥輸出緊急旁路和作用閥的輸出壓力中較大的壓力至I架制動(dòng)缸、Ⅱ架制動(dòng)缸以及重聯(lián)閥。此時(shí)制動(dòng)缸管被截止,補(bǔ)機(jī)輸出的I架制動(dòng)缸、Ⅱ架制動(dòng)缸壓力由平均管壓力控制。

2CCBⅡ型機(jī)車制動(dòng)機(jī)平均管壓力控制原理

2.1本機(jī)平均管壓力控制

CCBⅡ型機(jī)車制動(dòng)機(jī)是按模塊化設(shè)計(jì)的分布式網(wǎng)絡(luò)控制電空制動(dòng)機(jī),制動(dòng)機(jī)內(nèi)部有專門的20CP模塊控制平均管壓力。如圖3所示,CCBⅡ型機(jī)車制動(dòng)機(jī)在本機(jī)狀態(tài)下,20CP模塊根據(jù)列車管減壓量和/或制動(dòng)手柄的命令,控制平均管預(yù)控部件輸出平均管預(yù)控壓力至平均管作用閥,平均管作用閥根據(jù)預(yù)控壓力輸出大流量的空氣壓力,輸出的壓力經(jīng)平均管遮斷閥(本機(jī)時(shí)平均管遮斷閥為打開(kāi)狀態(tài))后,輸出至平均管[3],平均管壓力由20CP模塊獨(dú)立控制。

2.2補(bǔ)機(jī)平均管壓力控制

如圖4所示,CCBⅡ型機(jī)車制動(dòng)機(jī)在補(bǔ)機(jī)狀態(tài)下,通過(guò)平均管接收平均管的壓力,平均管壓力經(jīng)比較閥進(jìn)入作用閥預(yù)控腔室,作用閥輸出與預(yù)控腔室壓力相等的大流量壓力至I架制動(dòng)缸、Ⅱ架制動(dòng)缸,從而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)機(jī)制動(dòng)缸壓力由平均管控制的功能。

3Eurotrol型機(jī)車制動(dòng)機(jī)平均管壓力控制原理

3.1本機(jī)平均管壓力控制

如圖5所示,Eurotrol型機(jī)車制動(dòng)機(jī)在本機(jī)狀態(tài)下,自動(dòng)制動(dòng)時(shí),電子分配閥根據(jù)列車管減壓量計(jì)算出制動(dòng)缸的預(yù)控壓力值,輸出制動(dòng)缸預(yù)控壓力至切換閥:同時(shí),空氣分配閥也根據(jù)列車管減壓量輸出對(duì)應(yīng)的作用風(fēng)缸壓力至切換閥。此時(shí),切換閥輸出電子分配閥的壓力至比較閥2。由于處于本機(jī)狀態(tài),平均管切換閥不輸出平均管壓力至比較閥2,比較閥2輸出電子分配閥的壓力至作用閥和比較閥3。作用閥輸出與預(yù)控腔室壓力相等的大流量壓力至I架制動(dòng)缸、Ⅱ架制動(dòng)缸。比較閥3輸出電子分配閥和來(lái)自單獨(dú)預(yù)控部件的單獨(dú)制動(dòng)預(yù)控壓力中較大的壓力至平均管作用閥預(yù)控腔室,平均管作用閥經(jīng)平均管切換閥輸出平均管壓力。

單獨(dú)制動(dòng)時(shí),單獨(dú)預(yù)控部件直接輸出單獨(dú)制動(dòng)預(yù)控壓力至比較閥3,比較閥3輸出單獨(dú)制動(dòng)預(yù)控壓力至平均管作用閥預(yù)控腔室,平均管作用閥經(jīng)平均管切換閥輸出平均管壓力。

平均管壓力由單獨(dú)的平均管作用閥和平均管切換閥控制。

3.2補(bǔ)機(jī)平均管壓力控制

如圖6所示,Eurotrol型機(jī)車制動(dòng)機(jī)在補(bǔ)機(jī)狀態(tài)下,平均管切換閥切斷平均管作用閥輸出,導(dǎo)通平均管至比較閥2的氣路。此時(shí),平均管的壓力可輸入至比較閥2,經(jīng)比較閥2后,進(jìn)入作用閥預(yù)控腔室和比較閥3。作用閥輸出與預(yù)控腔室壓力相等的大流量壓力至I架制動(dòng)缸、I架制動(dòng)缸,實(shí)現(xiàn)補(bǔ)機(jī)制動(dòng)缸壓力由平均管控制的功能。

4各平均管壓力控制原理優(yōu)點(diǎn)總結(jié)

目前,DK-2型機(jī)車制動(dòng)機(jī)、CCBⅡ型機(jī)車制動(dòng)機(jī)和Eurotrol型機(jī)車制動(dòng)機(jī)的平均管壓力控制原理各有優(yōu)點(diǎn):

(1)DK-2型機(jī)車制動(dòng)機(jī)的平均管壓力控制直接由制動(dòng)缸完成,平均管壓力控制比較簡(jiǎn)單,參與壓力控制的部件較少,缺點(diǎn)在于重聯(lián)機(jī)車的單元增加后,由于平均管的長(zhǎng)度增加,平均管容積變大,平均管的壓力響應(yīng)將會(huì)變慢。

(2)CCBⅡ型機(jī)車制動(dòng)機(jī)的平均管壓力控制由專門的模塊控制,壓力控制較精確,且平均管壓力控制與制動(dòng)缸完全獨(dú)立,可靠性較高。此外,在多節(jié)機(jī)車重聯(lián)時(shí),平均管的壓力同步性較好。

(3)Eurotrol型機(jī)車制動(dòng)機(jī)的平均管壓力控制由專門的平均管作用閥和平均管切換閥控制,完全由氣路和閥類部件實(shí)現(xiàn),控制方面較簡(jiǎn)單。此外,由于設(shè)置了專門的平均管作用閥,在多節(jié)機(jī)車重聯(lián)時(shí),平均管的壓力同步性較好。