丁栋 侯继峰 王鹏举 赵玮
中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266111
摘要：制动系统与动车组行驶的安全性息密相关，其采用空电复合的制动模式，通过制动控制系统将指令传输到基础制动装置，以实现动车组的制动。本文介绍与分析了高速动车组制动系统的组成以及制动指令，对制动系统的功能进行了分类，并且对于动车组供风系统进行了描述与比较。
关键词：动车组；制动系统；供风系统
1.制动系统组成
我国高速动车组制动系统的组成包括制动控制系统，基础制动装置以及供风系统。其中制动控制系统包括制动控制装置和指令发生及传输装置。基础制动装置包含带有防滑阀的增压气缸与油压盘式制动装置。供风系统由空气压缩机、干燥器、总风管以及风缸等组成。
动车组采用空电复合的制动模式，即再生制动与空气制动。动车（M车）同时采用再生制动及空气制动模式，而拖车（T车）仅采用空气制动。动车制动时首先采用再生制动模式，当再生制动力不足时，辅助以空气制动进行补充。M车、T车均采用气压盘式基础制动装置，其中T车采用轴装制动盘，M车采用轮装制动盘。为减轻闸片的磨损，空气制动实行延迟充气控制。图1展示了动车的制动控制系统从制动指令产生到传达到基础制动装置的流程框图。
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2. 动车组制动指令介绍
动车组制动控制指令由司机制动控制器发出，经列车信息控制系统传输，被每辆车的制动控制装置接收，制动控制单元（BCU）接收指令以后依照列车行驶速度进行计算进而控制列车减速的速率，从而实施再生制动与空气制动。其中空气制动是通过电流控制电空转换阀（EP阀），将与电流相对应的压力信号传输到中继阀，中继阀将流量放大的同比率压缩空气传输到基础制动装置，由增压气缸将空气压力变成油压，最终通过制动盘液压夹钳将压力施加到制动盘上，以实现制动作用。动车组由两种发出制动指令的情形，在正常运行时，由司机制动控制器发出的指令，而当行驶异常的情形则由自动列车防护系统（ATP）或者列车运行监控记录装置（LKJ2000）发出的安全制动指令。
3.制动系统的功能
3.1 常用制动
常用制动时制动系统依据速度模式曲线对车辆进行空电复合制动控制。常用制动分为 1～7级，优先让电制动负担，电制动力超出其所需制动力时，施加空气制动，以维持动车组制动需要的制动力。具有空重车载荷功能，不同车重条件下能够维持一定的减速度。除列车自动速度控制模式（ASC）之外的常用制动请求，由制动系统来进行列车（含重联）制动力管理。列车中由电子制动控制单元（EBCU）对多功能车辆总线（MVB）网络单元的制动力管理、分配和计算，单元主控功能应该符合冗余要求。
3.2 紧急制动
动车组的紧急制动有多种情形。制动系统设备运行正常时可按速度模式曲线控制方式实施紧急制动EB。紧急制动 UB是在紧急制动安全回路失电时启动的紧急制动模式。列车运行控制系统触发列车紧急制动、列车分离、紧急制动UB安全回路断开或失电、列车失电、EB制动力不足、总风压力低、操作紧急制动按钮等情况时，制动系统应实施紧急制动 UB 控制，直至列车完全停稳才可缓解紧急制动UB。乘客紧急制动是指乘客触发乘客紧急制动设施，司机室可获取报警车辆具体位置，乘客紧急制动手柄设有电开关，拉动它将使得乘客紧急制动环路断开，同时使得列车自动触发紧急制动EB。
3.3 快速制动
快速制动与常用制动模式相同，但制动力为最大常用制动力的1.5倍，快速制动可以由司机室操纵制动手柄实现，或者通过使ATP或者LKJ2000发出响应信号实现快速制动。
3.4 停放制动
停放制动控制控制模块如图2所示，动车的停放制动施加与缓解都是由司机室的控制按钮进行控制。按钮控制双稳态电磁阀的得电情况，从而控制停放缸内压力空气的排出与充入，进而控制动车组的停放制动施加与缓解。
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3.5 辅助制动
辅助制动常在制动控制装置发生故障时使用，由司机室控制，将制动信号直接作用于电空转换阀（EP阀），从而产生制动作用。辅助制动所产生的制动力为预定值，其大小不随列车速度和列车质量而改变。
3.6 耐雪制动
耐雪制动的作用是避免雪块进入制动盘与闸片之间。为避免雪块进入制动盘与闸片的间隙，通过制动油缸会将闸片推出，将其之间的间隙消除。耐雪制动时，可通过调整制动控制单元面板上的开关来调整对应制动缸的压力值。
4.供风系统
4.1制动供风系统
制动供风系统为制动控制系统及基础制动装置提供压缩空气来源，该系统主要由主空气压缩机机组、管路、压力指示器、储风缸等组成。
供风系统的主要设备为空气压缩机，其原理大致相同，但内部机械机构存在差异，常见的两种空气压缩机，一种为往复式活塞电动空气压缩机，两级压缩；另一种采用的是螺杆式电动空气压缩机，单级压缩。活塞压缩机的结构简单工艺要求不高，维护简单，同时具有较高的压缩比，但其依靠曲轴连杆驱动活塞难以实现高转速、高频率压缩，同时容易引起排气量的波动。螺杆压缩机依靠转子单向旋转压缩空气，压缩机平衡性好、振动小，压缩机的转速较高，单级压缩容积效率高，但维修周期较长。
4.2辅助供风系统
辅助供风系统主要为受电弓升弓时供风，辅助供风系统的辅助空气压缩机，是在动车运行准备时，即总风压力不足、受电弓上升时，对真空断路器的压力空气进行供给的空气源。
[1]刘建. 动车组制动控制系统方案设计及仿真研究[D].西南交通大学,2012.
[2]蒙星宇. 高速动车组制动供风系统仿真及分析[D].西南交通大学,2015.