CN102680254A - 一种智能制动系统综合试验平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能制动系统综合试验平台，包括车辆制动系统、测控系统、操纵台、网络系统。操纵台设有制动控制器、备用制动控制器、紧急按钮、停放开关以及中央控制器CCU；制动控制器输出三路信号，一路接紧急环路，一路接制动指令环路，一路经中央控制器CCU连接网络系统，均连接测控系统；停放开关的输出信号接停放制动环路其信号连接直通制动控制器；紧急按钮连接在紧急环路中，制动主管并联连接备用制动控制器以及自动制动控制装置；制动控制器BCU连接在紧急环路和制动指令环路和网络系统，一路输出连接制动控制器，另一路输出连接防滑排风阀，供风系统的输出接总风管并与制动控制器连接。用于车辆制动模拟试验。

Description

一种智能制动系统综合试验平台

技术领域

本发明属于机车车辆制动技术领域，特别涉及智能制动系统综合试验技术。

背景技术

目前，引进的200km/h～300km/h动车组，制动系统全部为引进国际先进、成熟的制动系统产品。制动系统技术引进后，需要进行消化吸收、国产化、自主创新工作，这就需要有相应的试验研究手段，而国内在这方面还属于空白。

350～380km/h高速动车组采用电气指令传输方式、微机控制直通电空制动系统模式。复合制动、动力制动优先的原则，动力制动承担大部分制动力，空气制动作为补充。空气制动多采用微机控制直通电空制动。

目前德国已在向动力分散、以动力制动为主的方向发展，法国则是依靠大功率的空气盘形制动，另外法、德高速列车或动车组还通过采用线形涡流制动、磁轨制动、高性能防滑器等来满足高速列车的制动要求。随着动力制动特别是再生制动能力的增强，高速动车组采用动力分散的优势日益明显，它能够充分发挥动力制动的能力，而且动力分散具有降低轴重、减小列车冲动等优点，所以动力分散是未来高速动车组的发展方向。当然，无论采用动力分散还是动力集中，都应充分发挥动力制动的能力，还应适应ATC控制，而在与动力制动配合方面，以及适应ATC控制等方面，微机控制直通电空制动比自动电空制动有着明显的优势，另外，在制动力控制的精确性和准确性、制动响应性等方面，微机控制直通电空制动都要优于自动电空制动，所以采用微机控制直通电空制动系统是高速动车组的发展方向。

随着轨道交通国家试验室的高速化改造的需求和380km/hEMU科技攻关项目的开展，以及快速发展的城市轨道交通车辆建设，急需建设380km/hEMU和城轨交通车辆的制动系统综合试验与研究平台，解决关键技术；通过科学研究和大量的试验工作，力争为我国高速动车组和城轨交通车辆提出科学的、具有自主知识产权的制动系统控制方案，开发和完成高速动车组和城轨交通车辆制动系统样机。弥补我国在高速动车组和城轨交通车辆制动控制技术方面的空白。

为了真实地模拟、研究CRH1型动车组/CRH2型动车组/CRH3型动车组/CRH5型动车组制动系统，在运用过程中发生的运行安全故障，所以，智能制动系统综合试验装置设计方案采用8辆编组方式。可对350～380km/h高速动车组制动系统进行深化研究，可真实的模拟CRH3 EMU运用操作，并进行故障模拟、事故原因分析，对制动系统消化吸收、自主创新具有指导意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能制动系统综合试验平台，它能有效的实现高速动车组和城轨交通车辆制动控制技术模拟试验。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种智能制动系统综合试验平台，包括车辆制动系统、测控系统、操纵台、网络系统。操纵台设有制动控制器、备用制动控制器、紧急按钮、停放开关以及中央控制器CCU；制动控制器输出三路信号，一路接紧急环路，一路接制动指令环路，一路经中央控制器CCU连接网络系统，它们均同时连接测控系统；停放开关的输出信号接停放制动环路，停放制动环路信号连接直通制动控制器；紧急按钮连接在紧急环路中，制动主管并联连接备用制动控制器、紧急按钮和紧急阀以及自动制动控制装置；制动控制器BCU连接在紧急环路和制动指令环路中，一路输出连接制动控制器，另一路输出连接防滑排风阀，供风系统的输出接总风管并与制动控制器连接，制动控制器BCU连接网络系统；总风管连接载荷模拟器和制动控制器，载荷模拟器输出管路经制动控制器连接自动制动控制装置；制动控制器的输出管路经防滑排风阀与制动风缸连接。

网络系统采用“CAN”总线方式。

试验台设有一套风源系统，包括：一台螺杆式空气压缩机，其出风口接双塔式空气干燥器和冷凝水收集器。它能够为试验台用风设备提供清洁、干燥的压缩空气。

制动控制系统包括制动控制器BCU、直通制动控制器、自动制动控制装置、防滑控制系统、停放制动控制装置。制动控制系统集成安装，每辆车设一套制动控制系统。

动车基础制动装置为每轴三台单元制动器，其中一台带停放制动缸。拖车基础制动装置为每轴二台单元制动器，其中一台带停放制动缸。

测控系统由检测、记录、模拟用计算机，打印机，控制柜等组成，可启动单车和列车的常用制动、紧急制动、停放制动、备用制动、回送模式直通制动等试验项目，并对不同试验项目的功能进行试验，试验过程中检测、记录试验结果，能够模式速度、动力制动的变化情况。

操纵台面板设有制动控制器、备用制动控制器、紧急按钮、停放开关、备用制动隔离开关、中央控制器CCU、压力表及显示器。

网络系统采用“CAN”总线方式，负责CCU、测控系统、各车BCU之间的信息传输。

本发明的有益效果为：：

(1)可以进行八辆车及以内任意编组辆数的列车制动性能试验，也可以进行一辆车或一个列车基本单元的制动系统性能试验；

(2)能够根据不同动车组的制动功能要求，进行多种200～420km/h速度等级制动系统的性能试验。

(3)可以实现微机控制直通制动和自动制动两种制动方式。

(4)可以进行不同控制模式的制动试验。既可进行动力制动和空气制动的复合制动试验，也可单独进行空气制动试验；能够进行常用制动、紧急制动、停放制动、备用制动、回送模式制动试验；能够进行速度-粘着控制模式试验；能够进行根据载荷变化自动调整制动力的试验；能够进行防滑控制功能试验；能够进行故障模拟和故障诊断处理功能试验；根据需要增加其它试验项目。

(5)制动控制可以按照单车也可按照一个列车基本单元进行控制。

(6)能够模拟车辆速度、动力制动力、车辆载荷的变化。

(7)能够实现网络信号和硬线信号的制动指令及信息通讯方式。

(8)试验台测控系统功能齐全，操作方便，试验结果可以以数据、曲线图等多种方式进行记录。

附图说明

图1本发明动车各部件管路及信号线路连接示意图

图2本发明拖车各部件管路及信号线路连接示意图

具体实施方式

下面通过附图对本发明做进一步描述：本发明包括车辆制动系统、测控系统、操纵台、网络系统。操纵台19设有制动控制器18、备用制动控制器15、紧急按钮16、停放开关1以及中央控制器CCU17；制动控制器18输出三路信号，一路接紧急环路2，一路接制动指令环路3，一路经中央控制器CCU17连接网络系统5，它们均同时连接测控系统20；停放开关1的输出信号接停放制动环路4，停放制动环路4信号连接直通制动控制器11；紧急按钮16连接在紧急环路2中，制动主管8并联连接备用制动控制器15、紧急按钮16和紧急阀7以及自动制动控制装置10；制动控制器BCU6连接在紧急环路2和制动指令环路3中，一路输出连接制动控制器11，另一路输出连接防滑排风阀12，制动控制器BCU6连接网络系统5；供风系统21的输出接总风管9并与制动控制器15连接，总风管9连接载荷模拟器14和制动控制器11，载荷模拟器14输出管路经制动控制器11连接自动制动控制装置10；制动控制器11的输出管路经防滑排风阀12与制动风缸13连接。

网络系统采用“CAN”总线方式。

所述的供风系统包括一台螺杆式空气压缩机，其出风口接双塔式空气干燥器和冷凝水收集器。

以上为动车制动系统各部件管路及信号线路连接方式，拖车制动系统各部件管路及信号线路连接方式基本一样，只是载荷模拟器14、制动控制器11和自动制动控制装置10接在制动主管8和总风管9的延长管路中，制动控制器BCU6连接在紧急环路2和制动指令环路3的延长线路中，一路输出连接制动控制器11，另一路输出连接防滑排风阀12，制动控制器BCU6连接网络系统5的延长线路中。

制动控制器18连接紧急环路2、制动指令环路3和中央控制器CCU17，常用制动输出模拟量信号，紧急制动为开关信号。

备用制动控制器15通过控制制动主管8的空气压力，来实现列车的制动和缓解。当备用制动控制器15的隔离开关“开”，总风管9压力经减压阀调整后直接向制动主管8充气；当隔离开关“关”，制动主管8通过备用制动控制器15充气。

紧急按钮16连接在紧急环路2中。按下紧急按钮16，使紧急环路2断电，同时列车管通过紧急排大气。直通制动控制器11中的紧急阀7失电产生直通紧急制动，动车制动主管8上紧急排风阀排大气产生自动紧急制动。

停放开关1设有停放制动和缓解位。停放开关置于缓解或制动位，会产生一个瞬间电脉冲信号，通过停放制动环路4，驱动停放控制阀动作，向停放缸充气或使其排大气，产生缓解或制动作用。

中央控制器CCU17负责接收制动控制器18产生的制动指令，根据每辆车的载荷计算列车单元的制动力需求值，提供给测控系统20，据此产生模拟动力制动力，同时把制动指令传给每辆车的制动控制器BCU6。CCU17再根据测控系统20反馈回来的动力制动力、每辆车的载荷，按照动力制动力不足时拖车优先补充空气制动的原则，将动力制动承担的每辆车的制动力信号传到各车的BCU6。

载荷模拟器14用于模拟车辆的当前载荷。

自动制动控制装置10与制动主管8相联接。本试验台每辆车的每根轴装有一个防滑排风阀12，安装在直通自动控制器11与制动风缸13之间。

制动控制器BCU6与紧急环路2、制动指令环路3相连接，可以根据网络系统5传来的制动指令和其它相关信息，进行制动计算、制动控制和信息通讯等。

直通制动控制器11能够接收来自制动控制器BCU6和停放制动环路4的电信号。

所有信息通过“CAN”总线传输。网络系统5采用“CAN”总线方式，负责CCU17、测控系统20、各车BCU6之间的信息传输。

风源系统21与总风管相连，能够为试验台用风设备提供清洁、干燥的压缩空气。

Claims (3)

1.一种智能制动系统综合试验平台，包括车辆制动系统、测控系统、操纵台、网络系统，其特征在于：操纵台(19)设有制动控制器(18)、备用制动控制器(15)、紧急按钮(16)、停放开关(1)以及中央控制器CCU(17)；制动控制器(18)输出三路信号，一路接紧急环路(2)，一路接制动指令环路(3)，一路经中央控制器CCU(17)连接网络系统(5)，它们均连接测控系统(20)；停放开关(1)的输出信号接停放制动环路(4)，停放制动环路(4)信号连接直通制动控制器(11)；紧急按钮(16)连接在紧急环路(2)中，制动主管(8)并联连接备用制动控制器(15)、紧急按钮(16)和紧急阀(7)以及自动制动控制装置(10)；制动控制器BCU(6)连接在紧急环路(2)和制动指令环路(3)中，一路输出连接制动控制器(11)，另一路输出连接防滑排风阀(12)，制动控制器BCU(6)连接网络系统(5)；供风系统21的输出接总风管(9)并与制动控制器(15)连接，总风管(9)连接载荷模拟器(14)和制动控制器(11)，载荷模拟器(14)输出管路经制动控制器(11)连接自动制动控制装置(10)；制动控制器(11)的输出管路经防滑排风阀(12)与制动风缸(13)连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能制动系统综合试验平台，其特征在于：网络系统采用“CAN”总线方式。

3.如权利要求1所述的一种智能制动系统综合试验平台，其特征在于：所述的供风系统包括一台螺杆式空气压缩机，其出风口接双塔式空气干燥器和冷凝水收集器。

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