对于高速动车组制动系统技术分析探讨

陈艳鑫 杨硕

摘要：通过分析CRH各车型动车组的制动系统原理及特点，对比CRH1、CRH2型、CRH3型、CRH5型动车组制动系统，提出各型动车组制动系统的相通及区别，以及一些新的制动系统发展。

关键词：高速动车组；制动系统；发展

随着我国高速动车组速度等级的不断提高，越来越高的制动系统技术也相应的显得尤为重要，研究部门及制造厂家都在制动系统技术上给出了新的制动原理和相应的结构改造。本文就是针对各动车组车型制动系统的制动系统进行研究和探讨，并提出新的技术发展方向。

1.各车型动车组制动系统技术分析和研究

1.1.CRH1型动车组

CRH1型动车组采用电气指令式制动系统，动车组各车的制动控制装置采用微机通过列车控制网络连接，制动力则由动车的电制动及各车的空气制动构成。制动系统通过列车信息与控制网络把每车的制动设备联系在一起，形成一个整体。

CRH1动车组采用的是由电气再生制动和直通式电空制动两部分组成的复合制动系统。

根据制动功能的不同，又可分为常用制动、紧急制动、停放制动、保持制动、防冰制动。司机主控器的常用制动分为1-7级，7级过后的即为紧急制动，其它制动功能都不能通过司机主控制器施加。常用制动采用空电复合制动，紧急制动可由多种方式控制施加。主控手柄施加的紧急制动也采用空电复合制动。

1.2.CRH2型动车组

CRH2型动车组采用电气制动和空气制动并用的制动系统，称为电气指令微机控制的空电复合制动，制动力由各车的电气指令电空制动和动车的再生制动组成。制动控制采用以1M1T的基本制动力控制单元，在单元内再生制动优先，实行延迟充气控制。系统对再生制动和空气制动进行协调控制，当制动控制器检测到所产生的再生制动力不足时，靠空电复合控制以空气制动进行补充。

1.3.CRH3型动车组

CRH3型动车组采用空气制动控制和电子制动控制完全集成构成的制动控制系统，在一个牵引单元内的数据交换由各车辆数据总线MVB来完成，牵引单元的通信由列车总线MTB支持。各车的空气制动部分采用电气指令微机控制的直通式电空制动，并配以自动式空气制动作为备用制动。直通式电空制动和自动式空气制动在制动控制单元中的中继阀之间结合。

1.4.CRH5型动车组

CRH5型动车组采用电气指令微机控制的空电复合制动系统，系统采用再生制动优先的控制策略。空气制动部分为电气指令微机控制直通式电空制动。备用制动采用自动式空气制动机。制动系统采用空电复合制动控制模式，电制动优先。电制动系统采用微处理器对所有制动设备进行控制、操纵和诊断等全面制动管理的制动系统，这些设备与制动程序和列车控制系统的通讯有关，保证整列车具有更高的安全性、可靠性和可用性，同时还可以提供可选的动力制动控制。空气制动系统采用空气盘型制动作为基础制动装置，制动控制部分包括电器指令微机控制直通式电空制动系统和自动式空气制动系统。

2.各车型制动系统的差异

各个车型的制动核心技术的主题及其控制原理是相同的，但因各主机厂在产品上提出具体要求不同而变化较大。以CRH1、2、5型动车组为例，其制动产品都是基于克诺尔的制动技术，但由于以下主要原因，制动系统的构成、特点、性能又有一定差异。

2.1.编组及动拖比不同

如CRH1的5M3T编组与CRH5的5M3T编组虽在动拖比基本特征上市相同的，都是由2个2M1T单元和一个1M1T单元组成，但各自的M车是由较大区别的。CRH5的M车的四根车轴只有2根是动轴（2、3轴），而两根端轴（1、4轴）是拖轴，由于采用再生制动优先、再生制动不足空气制动补充的空点制动复合制动策略，因此在同一节M车上空气制动作用是不同时的，动轴再生制动无效或是紧急制动时，动轴才有空气制动，这是与CRH1、CRH3在制动控制上最大的不同。也因如此，CRH5的M车需要两个中继阀对动轴和拖轴分别控制。

CRH2型200公里动车组由于采用4M4T编组，且恰好形成4个1M1T排列，因此在制动控制上采用1M1T作为空电复合制动控制单元，进行再生制动和直通电控制动的协调分配及转换控制。

2.2.采用不同类型的列车信息控制网络

动车组各车的各种设备有网络联成一个大的信息控制系统，而列车信息控制网络的类型不同，也给制动系统在制动指令形式、指令传输方式、空重车信号采集方式、电动空气压缩机的驱动控制、备用制动实现方式等方便带来一定区别。

3.动车组新的制动技术发展方向

现阶段动车组采用的制动方式踏面制动、盘型制动、电阻制动、再生制动均属于黏着制动，制动力的产生的先决条件就是有接触黏着系数，随着旅客列车的提速，可利用的黏着资源越来越少，自然会考虑到采用越来越多的辅助紧急制动方式。现阶段的磁轨制动，轨道涡轮制动作为辅助紧急制动已经表现些有成效。

3.1.翼板制动技术

翼板制动要产生显著可靠地空气阻力，可在各车车体上，布置一定数量的空气阻力板，直接产生作用于车体的、与列车运动方向相反的外力。是一种不受轮轨间黏着限制的制动方式。翼板制动在中高速范围能够产生足够大的制动力，可以成为其主要的制动方式。同时其也带来以下问题：

3.1.1.由于处于高速扰流夏的翼板，会产生噪声和振动，必须加强车体的减震降噪设计；

3.1.2.因强大的纵向力直接作用于车体顶部，而不得不加强车体。

3.2.储能制动技术

在干线交通系统中，高速运行的列车要求启动加速度和制动减速度大。从能量相互转换的角度看，制动过程所消耗的能量相当可观，虽然这些再生能量的20%-80%被其它相邻列车吸收利用，剩余部分仍被车辆电阻以发热的方式消耗掉。在不具备再生反馈的条件时，如果能够把这些能量暂时储存，可以在随后的加速或启动过程加以利用，这也是能量再生的一种形式，对减低允许能耗、节约运输成本是非常有意义的。

参考文献：

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[2]倪文波，王雪梅.高速列车网络与控制技术.成都：西南交通大学出版社，2008

[3]智廉清，吴培元，林台平，等.近代铁道制动技术.北京：中国铁道出版社，1993

[4]陈龙安，吴萌岭，姜靖国，等.高速电动车组制动用电气信号及传送.铁道车辆，1998，36（8）：21-23.