培训教材一、概述北京地铁5号线每列车由固定的6辆车编组而成,包括3节动车和3节拖车。
编组形式:+Tc-M-T-M-M-Tc+ (Tc:带驾驶室的拖车)如下图所示。
1节动车和1节拖车构成车辆的一个基本单元(1M1T单元)每辆车都配备了:a) 1套KBGM型直接作用式和负载控制式电-空(EP)空气制动系统。
该制动系统的制动力大小可以调节,由驾驶员通过驾驶室内的主控制器(不在Knorr公司供应范围之内)对该制动系统进行数字式控制。
在正常工作时,每节动车都采用摩擦制动和电动(ED)制动相混合的制动方法;b)每节车都用弹簧制动系统作为停放制动。
设计最大速度为80 km/h,制动设备包括动车的电制动(ED) 和在每个轴上的电-空(EP) 摩擦制动(踏面制动)。
用于电-空制动的制动控制设备和用钢框架构成的风源模块被吊装在车下的底架上。
每辆车均设有制动控制模块,在M车上另外单独设有风源模块二、制动设备分类描述车辆设备由以下系统组成:●压缩风源(A组);●带车轮打滑保护控制(B/G组)的空气制动装置;●转向架装置(C组—选配件);●空气悬挂装置(L组);●牵车装置(T组);●连接装置(W组)1、风源系统M车上安装了VV 120型压缩风源装置。
风源系统的供气量足以满足1节动车和1节拖车的需求。
每台地铁列车(6节车厢)共需要两套这样的压缩风源装置,每套装置由两个主要部件构成:1台VV120型往复式空气压缩机和1台LTZ015.1H 型双气室空气干燥装置。
为了便于安装和维护,这两个部件安装在同一个机架上。
1.1空气压缩机VV120(A01)型空气压缩机是一种风冷两级活塞式压缩机。
该压缩机由380V(50Hz)三相交流电动机驱动,其排量约为720升/分钟,转速为1450转/分钟。
两套压缩风源装置中的压缩机同时工作。
每台空气压缩机包括两个低压气缸和一个高压气缸。
空气压缩机和空气干燥器安装在同一个支撑机架上。
该机架可用螺栓直接固定在车辆底架上,压缩机和机架之间安装有大量的弹性减振元件。
VVl20型空气压缩机具有往复式压缩机应该具备的许多先进特性,如:加长型进气喷嘴、粘性连接的冷却风扇、电动机与压缩机之间的柔性连接和钢丝绳隔振器等,所有这些特性都使得压缩机的噪声控制在一个尽可能低的水平,离该压缩机4.6米处的噪声为64分贝。
空气压缩机的进气口装有空气滤清器,压缩机通过该滤清器吸入空气。
吸入的空气首先要进行第一级压缩,然后流过中间冷却器,紧接着再进行第二级压缩。
经过了两级压缩的空气随后流过一个二次冷却器,再通过耐压软管,流到双塔空气干燥装置。
空气压缩装置由压力开关(A06)控制,该压力开关设定的接通压力值为8.0巴,切断压力值为9.0巴。
根据压力开关A06的电信号对主电动接触器(非Knorr Bremse公司供应)进行控制。
1.2空气干燥器经过了两级压缩的空气在管道中继续流动,一直流到LTZ015.1H型双塔空气干燥器。
该干燥器的一个气室用于对流动着的压缩空气进行干燥处理,另一个气室则用于通过主风缸反馈来的洁净空气进行干燥剂再生。
由干燥器中的电子定时器同时对两个气室内的空气干燥和干燥剂再生进行控制,该控制只是在压缩机工作时起作用,这就保证了压缩机的两个气室能够得到均衡使用。
该双塔空气干燥器可以将压缩空气的相对湿度降低到35%以下,由于在这样的相对温度条件下不可能产生腐蚀破坏,因此延长了风缸、空气管道和制动控制装置的使用寿命。
此外,该型干燥器带有加热功能,在外温度低于5℃时会自动接通电源给干燥器加热,以避免在低温下干燥器的出口结冰。
1.3主风缸干燥处理后的压缩空气储存在主风缸MR(A03)中,为了避免过高的空气压力,风缸内设有安全阀(A02)。
主风缸中的空气压力可以用压力表(B18)测量。
每个主风缸(A03)中都设有一个排水塞门(A04)。
2、空气制动装置2.1 微机制动控制与车轮打滑保护控制(WSP)KBGM-P型(B05)微机电子制动控制装置(EBCU)提供了与牵引控制装置的接口。
牵引控制装置将电制动的实际信号传递给EBCU装置,由EBCU对制动装置的制动力进行混合、载荷补偿和冲动限制等处理。
每个EBCU装置将制动所需要的总制动力和再生制动的实际制动力进行比较,如果实际制动力小于制动所需要的总制动力,就需要同时使用摩擦制动来增大总制动力,以完全满足实际制动需要。
摩擦制动需要的制动力大小由KBGM-P型(B05)EBCU装置的CPU根据输入信号生成,并被传递到EP制动控制装置(B06)内的EP阀(B06.A)。
由电—空模拟转换器(B06.A)将需要的制动力大小转换成相应的预控制压力Cv,位于EP阀(B06.A)上的一个压力传感器为该预控制压力Cv提供了一个闭环反馈电路。
车轮打滑保护装置由位于每节车厢的微机车轮打滑电子控制器和对单轴分别进行控制的的防滑阀组成,该电子控制器集成在KBGM-P型(B05/G01)电子制动与车轮打滑控制装置EBCU之中。
只有在常用制动时,符合技术要求的摩擦制动车轮打滑保护系统才能发挥作用。
由安装在每根车轴上的速度传感器采集车轮的实际速度,并将该速度信号传递到电子制动控制装置(EBCU,B05/G01)的CPU之中。
根据车轮实际减速度大小和由CPU计算出的减速度与速度标准,可驱动防滑阀(G02)减小摩擦制动装置的制动力。
当检测到某根车轴的打滑程度超过了规定的打滑极限时,系统会启动相应的防滑阀来控制制动气缸的压力。
采用双磁铁防滑阀的好处在于它能够以较低的空气消耗量实现最小的制动距离。
当防滑阀处于启动状态的时间比预设时间(通常在5到7秒之间)长时,摩擦制动会较长时间处于缓解状态,此时制动需采用安全电路。
为便于在调试或维护期间直接检测ECU装置,该装置还设有4位字母数字显示、4个功能键和1个与PC机连接的RS232串行接口。
可以通过PC机对测试进行初始设置,对实际运行中的事件进行监测,或者对储存的所有故障数据进行分析。
KBGM-P电子控制装置可以通过多种协议(如:RS485、Lombus和FIP 等)与TMS(车辆监测系统)进行通信,5号线技术方案中采用的是RS485协议。
可通过破坏列车电气安全回路的连续性实施紧急制动。
2.2 制动控制装置制动控制装置(B06.M,B06.T)采用模块化设计方法,所有部件都安装在一块多孔板上。
采用这种设计方法的主要目的是为了便于装置的维护。
例如,该装置可以很方便地从车厢上卸下并进行更换,这样在对该装置进行维护检查或大修时车厢的可用性不会受到太大影响。
该多孔板有一个盒状板盖。
2.3 EP制动控制常用制动主风缸管道中的压缩空气通过空气滤清器(B01)、单向阀(B03)和截断塞门(B02)流入制动供给风缸(B04)中,由制动供给风缸(B04)向EP制动控制装置(B06.M/B06.T)供风。
根据由电子控制装置KBGM-P(B05)为中继阀KR6AA(B06.D)生成的所需摩擦制动力信号,由EP制动控制装置中的EP阀(B06.A)按比例生成所需的预控制压力。
与制动供给风缸直接连接的中继阀KR6AA(B06.D)具有很高的供气能力,无论是在常用制动情况下,还是在紧急制动情况下,它都能向空气制动气缸供风。
向模拟转换器中输入的电信号可以根据所需摩擦制动力占所需总制动力的比例来进行载荷调整和冲动限制,以满足总的制动力需要。
在常用制动模式下,模拟转换器的预控制压力必须经过紧急电磁阀(B06.E)和空重车调整阀(B06.F)。
在紧急制动模式下,紧急电磁阀失电,使制动供给风缸中的压缩空气直接流过空重车调整阀和中继阀。
紧急电磁阀与电子紧急制动系统(列车线紧急电路:Knorr公司不提供)直接连接。
空重车调整阀监测与空气悬挂装置中负重压力有关的预控制压力,并在紧急制动时对该压力进行限制。
紧急制动:当列车线回路的连续性被破坏时,就会出现紧急制动。
该回路包括一系列重要的电气装置,如:驾驶室内的司机警惕(死人)装置、供乘客使用的紧急装置(如已安装)、主风缸低压调节器(A19)等,并由该回路为紧急电磁阀(B06.E)供电。
断开此安全回路会导致紧急电磁阀(B06.E)失电,并使主风缸的压缩空气绕过模拟转换器而直接对KR6AA中继阀进行操作。
于是,通过空重车调整阀(B06.F),产生了与载荷成比例的紧急制动所需的制动缸压力。
主风缸管道中安装了压力调节器(A19),这是为了能够在主风缸的压力低于某个预定值时,通过破坏列车线紧急回路连续性来启动紧急制动功能。
与常用制动相比,启动紧急制动后,各个转向架上的制动缸会具有更高的空气压力。
2.4 停放制动采用弹簧制动系统除空气制动系统外,还提供了用作停放制动的弹簧制动系统。
弹簧式制动缸是PEC7踏面制动装置(C03)的一个组成部分。
每根车轴都有一个停放制动用的踏面制动装置(选配件)。
在正常工作条件下,该弹簧制动缸处于缓解状态,也就是说,主风缸的空气压力通过电磁阀(B11)、双单向阀(B12)和截断塞门(B20)作用在这部分制动装置上。
如需启动弹簧制动缸,即实施停放制动,就得使电磁阀失电(B11)。
停放制动电磁阀(B11)失电会将缓解管中的压缩空气排放到弹簧制动缸,从而使弹簧产生制动力。
需要有一个列车电路回路来同时启动列车上所有的弹簧制动缸。
为了防止正常的空气制动力和弹簧制动力出现叠加现象并进而导致制动力过大或间隙调整器/夹钳的过载,两套制动系统通过双单向阀(B12)连接。
在已经使用了空气制动的情况下,弹簧制动力会根据总制动力要求被控制在一个适当的水平。
如果没有使用空气制动,那么弹簧制动力就会得到完全启用。
可以通过压力开关(B13)来监测弹簧制动的工作状态。
当停放制动缓解制动压力时,压力调节器会向驾驶室或监测系统显示停放制动缓解情况。
当所有驾驶室不工作时,脉冲阀会自动失电并因而启动弹簧制动系统。
这样在列车调头时,列车所有车辆均处于制动状态。
如果没有压缩空气来缓解停放制动,可以用位于停放制动装置顶部的手动T字形缓解机构缓解停放制动。
3 、转向架装置本方案中的制动装置包括每根车轴上的一个弹簧式(C03)气动踏面制动装置和一个非弹簧式(C01)气动踏面制动。
弹簧式装置(C03)的气动踏面制动主要是用作停放制动传动装置,且每一个停放制动装置的顶部都设有一个机械式手动丁字形缓解机构(C03),该机械式缓解机构每次使用后都会自动复位。
4、空气悬挂系统每节车都配备了空气弹簧悬挂系统。
空气弹簧的压力和车身悬升高度由各转向架上的高度控制阀(L06)控制。
主风缸管道通过截断塞门(L01)、线上过滤器(L02)和单向阀(L03)向制动系统提供空气压力。
每个转向架上装有两个空气弹簧。
由截断塞门(L01)切断向每节车空气悬挂系统的供风。
系统根据车辆的载重情况提供相应的空气弹簧压力。