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1、中國南車P P T 課件標(biāo)準(zhǔn)圖示庫 2013年 11月 2 0 0 9 V 0 1 1 5 版本HXN5型 內(nèi) 燃 機 車 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 簡 介中國南車P P T 課件標(biāo)準(zhǔn)圖示庫 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 一、HXN5型內(nèi)燃機車CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 簡 介 HXN5型內(nèi)燃機車上采用CCB電空制動系統(tǒng)。電空制動系統(tǒng)可分為控制分系統(tǒng)和氣動分系統(tǒng)(控制分系統(tǒng)的框圖、氣動分系統(tǒng)的框圖見下圖)。 控制分系統(tǒng)的主要任務(wù)是使用風(fēng)源系統(tǒng)提供的壓縮空氣，按照列車司機或列車操作系統(tǒng)的指令，實施機車和車輛的制動?？刂品窒到y(tǒng)實現(xiàn)空氣制動系統(tǒng)與機車其他系統(tǒng)的電氣連接，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器發(fā)送
2、并接受“令牌數(shù)據(jù)通信網(wǎng)”（ARCNET）上的指令。 通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器，司機可用計算機屏幕設(shè)置控制分系統(tǒng)，在機車不能正常運行時，機車其它部件可通過該串口請求強迫制動?？刂品窒到y(tǒng)也將狀態(tài)信息包括壓力值及當(dāng)前配置發(fā)送給機車計算機。 風(fēng)動分系統(tǒng)包括各風(fēng)動控制元件，這些風(fēng)動控制元件使控制分系 統(tǒng)可通過控制列車管和制動缸平均管的壓力，從而控制制動缸的壓力。列車管和制動缸平均管貫通所有重聯(lián)機車，實現(xiàn)所有重聯(lián)機車制動控制。列車管貫通整列車，通過控制列車管的壓力，制動系統(tǒng)可對整列車實施制動和緩解。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 控制分系統(tǒng)框圖 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 氣動分系統(tǒng)框圖 CCB 電 空 制
3、動 系 統(tǒng) 二、 CCB的特點 CCB是NYAB（New York Air Brake）公司在1998年推出的第二代基于網(wǎng)絡(luò)的、為滿足干線貨運和客運機車需要而設(shè)計的電子空氣制動系統(tǒng)。CCB電空制動系統(tǒng)是一個基于微處理器的電空制動控制系統(tǒng)，除了緊急制動作用，其它所有邏輯都是由微機控制的。CCB制動系統(tǒng)的設(shè)計整合了Echelon公司的LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使每個線性可替換單元(LRU)之間互相連接。這些LRU互相之間持續(xù)保持著通訊狀態(tài)，實時地對制動系統(tǒng)的功能進(jìn)行控制。本務(wù)/重聯(lián)功能以及給氣閥的壓力設(shè)定等都是通過機車司機室顯示模塊（LCDM）完成的，并通過控制臺上的功能鍵來選取。帶有機車司機室顯
4、示模塊（LCDM） 的CCB制動系統(tǒng)也可以執(zhí)行一些診斷功能，比如自檢、校準(zhǔn)以及故障和事件記錄。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)三、CCB的組成1）EBV（電子制動閥） EBV是CCB制動系統(tǒng)的人-機接口,它包括自動制動閥和單獨制動閥。操作者通過EBV向微機發(fā)出指令。EBV連接在網(wǎng)絡(luò)中，它會發(fā)送手柄的位置信號來實現(xiàn)自動制動、單獨制動和緩解功能。將自動制動閥手柄置于緊急制動位還能通過一個放風(fēng)閥以機械的方式完成緊急制動功能。 自動制動閥手柄和單獨制動閥手柄都可以推到運轉(zhuǎn)位實現(xiàn)列車和機車的緩解。自動制動閥手柄可以在運轉(zhuǎn)位、最小減壓位、全制動位、抑制位、重聯(lián)位和緊急制動位之間切換。最小減壓位和全制動位之
5、間為制動區(qū)。單獨制動手柄可以在運轉(zhuǎn)位和全制動位之間切換。最小減壓位和全制動位之間為制動區(qū)。 n CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 單獨制動閥手柄有一個“單緩”手柄位，通過側(cè)壓單獨制動閥手柄實現(xiàn)。當(dāng)單獨制動手柄處于運轉(zhuǎn)位時，側(cè)壓單獨制動閥可以完全緩解自動制動閥手柄處于制動區(qū)時制動缸的壓力直至0kPa。 當(dāng)單獨制動閥手柄處于制動區(qū)時，側(cè)壓單獨制動閥手柄激活單獨緩解功能，可以快速緩解由自動制動控制閥所施加的機車制動，而由單獨制動閥控制所施加的制動仍然起作用。 EBV安裝在司機室司機操縱臺左側(cè)，為桌式（水平）布置。自動制動手柄在EBV左側(cè)，單獨制動手柄在EBV右側(cè)，圖標(biāo)在
6、中間。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 2）BIPM（集中處理器模塊） CCB制動系統(tǒng)的主控微機是一個集中處理器模塊BIPM。 BIPM的功能如下：n運行所有與機車司機室顯示模塊（LCDM）相連接的微機控制制動（CCB）信號通過高級數(shù)據(jù)連接控制（HDLC）與LCDM通訊，還能夠通過網(wǎng)絡(luò)和EPCU以及EBV通訊。n可以向機車連接輸出二進(jìn)制數(shù)據(jù)以驅(qū)動機電繼電器。 n在BIPM的前端有13個LED顯示器，這些顯示器顯示了系統(tǒng)運行狀態(tài)的反饋。對于正常的空氣制動操作，頂部的綠燈應(yīng)點亮而顯 示空氣制動故障的紅色燈應(yīng)熄滅。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n BIPM安裝在機車
7、司機室的無線電子設(shè)備柜內(nèi)，作為CCB電空制動系統(tǒng)的主處理器與機車進(jìn)行通信，通過LON 網(wǎng)絡(luò)將制動和緩解命令傳至電子空氣控制單元(EPCU)模塊。BIPM滿足機車系統(tǒng)集成（LSI）技術(shù)規(guī)范的機械要求（LSI是英文Locomotive System Integration的縮寫，機車接口工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用于將標(biāo)準(zhǔn)第三方設(shè)備連接到控制系統(tǒng)）。 BIPM主要包括系統(tǒng)電子、處理器、繼電器驅(qū)動電路及與機車處理控制器模塊（ILC）、EBV模塊及電子空氣控制單元(EPCU)的接口板。n在BIPM(集中處理器模塊)前板上還有一個便攜測試單元插接口，它可用于故障處理數(shù)據(jù)日志的訪問及新軟件的下載 n CCB 電 空 制
8、動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)3）EPCU（電子空氣控制單元） CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n電子空氣控制單元（EPCU）由一些模塊化的LRU組成，這些LRU控制著所有空氣控制壓力的變化。根據(jù)機車的實際應(yīng)用，電子空氣控制單元（EPCU）也可以加入一個制動控制模塊（BCM）。EPCU安裝在空氣制動柜內(nèi)，由安裝在閥柜或集中安裝平板上的電子空氣制動裝置組成。除風(fēng)缸安裝在閥柜的背面以外，其它裝置均安裝在閥柜的正面（總風(fēng)濾清器裝在EPCU上）。下面列出了EPCU集中安裝平板上的裝置：n列車管控制部分（BPCP）n均衡風(fēng)缸控制部分（ERCP）n DB三通閥控制部分（DBTV）n 16號管控制
9、部分（16CP）n電源接線盒（PSJB）n制動缸控制部分（BCCP） n無火回送裝置切除n 20號管控制部分（20CP）n 13號管控制部分（13CP）n總風(fēng)缸濾清器 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 這些部件裝在EPCU平板上，完成不同的功能。下面是部件的分類與說明： 1.列車管控制部分（BPCP） BPCP包含列車管中繼閥，通過BPCP完成列車管投入/切除、列車管保壓/非保壓以及緊急制動的觸發(fā)等功能。 2.均衡風(fēng)缸控制部分（ERCP） ERCP完成最初的均衡風(fēng)缸控制，通過變化均衡風(fēng)缸壓力來控制列車管壓力。ERCP還包括無動力調(diào)節(jié)閥(DER)，在機車無動力時允許列車管為機車總風(fēng)缸充風(fēng)以實現(xiàn)無火
10、回送功能。 3.DB三通閥控制部分（DBTV） DBTV完成制動缸的備用控制、在電子系統(tǒng)失效時提供氣動備份功能。 4.16號管控制部分（16CP） 16CP完成最初的制動缸控制和均衡風(fēng)缸備用控制功能。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 5.電源接線盒（PSJB） PSJB為EPCU部件提供電源和電氣接點。PSJB包括一個將機車電池74VDC變換為BIPM 所需的66VDC的DC/DC變換器。 6.13號管控制部分（13CP） 13CP的功能是機車在備用制動狀態(tài)下提供控制16CP的控制壓力。 7.制動缸控制部分（BCCP） BCCP的功能是通過雙單向止回閥DVC，選擇16管壓力或20管中最高壓力對
11、制動缸壓力進(jìn)行控制。 8.無火回送裝置切除。 9.20號管控制部分（20CP）。 20CP在機車重聯(lián)時控制制動缸平均管（20管）的壓力。 10.總風(fēng)濾清器 總風(fēng)濾清器的作用是過濾總風(fēng)缸輸送來的空氣。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)四、CCB電空制動系統(tǒng)的功能描述1）功能設(shè)置n智能顯示器安裝在司機室操縱臺正司機位右側(cè)，作為機車計算機的一部分，是司機設(shè)置制動模式的接口，同時也為司機提供各制動壓力反饋，SDIS以“kPa”為單位顯示總風(fēng)缸、均衡風(fēng)缸、列車管及制動缸的壓力，以“L/min”為單位顯示列車管流量，同時根據(jù)需要向司機顯示制動系統(tǒng)提示和信息。n.階段緩解、一次緩解控制n有兩種本務(wù)模式可供選擇
12、：客運（階段緩解）模式和貨運（一次緩解）模式?？瓦\模式允許均衡風(fēng)缸可以階段充風(fēng)，均衡風(fēng)缸的壓力由自動制動閥手柄的位置控制。貨運模式則只有自動制動閥手柄在運轉(zhuǎn)位時才可對均衡風(fēng)缸充風(fēng)。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n均衡風(fēng)缸設(shè)定壓力設(shè)置n在智能顯示器上均衡風(fēng)缸壓力設(shè)置點分菜單可設(shè)置均衡風(fēng)缸緩解壓力，從413kPa至758kPa以10kPa增量調(diào)整。n列車管保壓特性設(shè)置n列車管補風(fēng)/非補風(fēng)特性給司機在實施常用制動列車管減壓后，提供補償或不補償列車管泄漏的選擇。當(dāng)列車管補風(fēng)/非補風(fēng)設(shè)為補風(fēng)時，列車管壓力將保持在均衡風(fēng)缸目標(biāo)常用減壓量上，列車管泄漏由總風(fēng)管通過EPCU平板上的列車管控制部分（BPCP）
13、內(nèi)的列車管繼電器進(jìn)行充風(fēng)補償。這可為機車在長坡道上提供持續(xù)制動，以獲得穩(wěn)定速度。n如果制動系統(tǒng)設(shè)置為非補風(fēng)時，在常用制動保壓時列車管切除閥閉合，隔離總風(fēng)管對列車管的充風(fēng)補償。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n制動閥手柄操作及功能n自動制動閥手柄操作n自動制動閥手柄具有以下檔位，當(dāng)自動制動閥手柄在這些位置之間移動時，根據(jù)客運模式或貨運模式的不同配置狀況，會產(chǎn)生下列動作：n運轉(zhuǎn)位當(dāng)向列車充風(fēng)或緩解自動制動時，自動制動閥手柄應(yīng)置于運轉(zhuǎn)位。客運模式時，均衡風(fēng)缸充風(fēng)至600 kPa。貨運模式時，均衡風(fēng)缸將充風(fēng)至500 kPa。n初制動位（最小減壓位）當(dāng)實施常用制動時，將自動制動閥手柄移向初制動位。這個位
14、置可提供4060 kPa的減壓量（在司機顯示屏上顯示：制動缸壓力讀數(shù)85115 kPa，表明其已具有的壓力），如果需要增大減壓量，應(yīng)逐漸將手柄移至常用制動區(qū)。n全制動位最小制動到最大常用制動之間的移動范圍即常用制動區(qū)，常用制動區(qū)的最前端即為全制動位。當(dāng)自動制動閥手柄位于常用制動區(qū)時，列車管得到與手柄位置相應(yīng)的減壓指令。手柄推至全制動位， 即可實施常用全制動。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n抑制位當(dāng)手柄在抑制位或者超過抑制位時，可實施懲罰制動的復(fù)位，但該位不能改變列車管的壓力，其減壓量與常用全制動位相同。n重聯(lián)位當(dāng)制動系統(tǒng)設(shè)置為重聯(lián)模式或機車“無火”回送時，制動閥手柄位于該位置。n緊急制動位在
15、該位置，電子制動閥機械打開一根連接至EPCU21號管線，使列車管快速排風(fēng)，實施緊急制動。在操作顯示屏上的空氣制動報警對話框里會顯示黃色的文字 “司機緊急制動”或 “緊急情況緊急制動”，司機可以通過將自動制動閥手柄移至運轉(zhuǎn)位恢復(fù)。單獨制動閥操作n單獨制動閥手柄具有單獨緩解位、運轉(zhuǎn)位及全制動位。n當(dāng)自動制動閥手柄實施列車制動時，側(cè)壓單獨制動閥手柄置單獨緩解位可使機車制動緩解，但列車車輛制動仍然保持。單獨制動閥手柄在制動區(qū)側(cè)壓手柄置單緩位，可實現(xiàn)“常用制動快速緩解”功能，可快速緩解常用制動，即由自動制動閥手柄（列車管減壓）引起的制動缸 壓力緩解，而由單獨制動閥手柄引起的制動缸壓力將保持。除非緊急制動
16、，常用制動快速緩解功能不可重新施加，即釋放彈簧回復(fù)手柄，已緩解的制動缸壓力不可恢復(fù)。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)2）運行模式n模式選擇通過機車處理控制器（LPC）設(shè)置，其終端設(shè)置接口為智能顯示器（LCDM）。有三種模式：本務(wù)切除、本務(wù)切入和重聯(lián)。設(shè)置點通過LPC選擇后，由均衡風(fēng)缸響應(yīng)自動制動手柄命令及強迫制動命令。n本務(wù)切除模式n在該模式下，自動制動功能被抑制。設(shè)為本務(wù)切除模式的機車不能控制列車制動，均衡風(fēng)缸壓力受控于自動制動手柄的位置，此時列車管壓力與均衡風(fēng)缸壓力是隔離的。但單獨制動功能仍然有效。在“標(biāo)準(zhǔn)列車管泄漏試驗”中測試列車管泄漏時，系統(tǒng)模式可設(shè)為本務(wù)/切除模式。n本務(wù)投入模式n（
17、1）概述n當(dāng)選擇該模式時，均衡風(fēng)缸壓力必須等于或大于列車管壓力，如果均衡風(fēng)缸壓力低于列車管壓力，則均衡風(fēng)缸壓力在投入指令前自動充風(fēng)至列車管壓力，這可防止投入指令時引起列車自然緊急制動，一旦切入指令起作用，均衡風(fēng)缸壓力變?yōu)樵O(shè)定值。在該 模式下，將單獨制動閥手柄置單緩位，可以緩解機車制動缸壓力。n在一次緩解模式下，自動制動閥手柄由制動區(qū)移置運轉(zhuǎn)位（一次緩解）之前不會使均衡風(fēng)缸壓力升高。在該模式下，充風(fēng)中斷操作與手柄最終位置無關(guān)，只要將手柄由運轉(zhuǎn)位移向制動區(qū)，均衡風(fēng)缸充風(fēng)立即中斷。例如，將自動制動閥手柄由運轉(zhuǎn)位移置初制動位，均衡風(fēng)缸減壓將中止在手柄開始回移的位置，不會引起與初制動相關(guān)的減壓。n在階段
18、緩解模式時，自動制動閥手柄由制動區(qū)移置運轉(zhuǎn)位時，均衡風(fēng)缸會根據(jù)自動制動閥手柄的位置逐漸充風(fēng)，當(dāng)自動制動閥手柄位于運轉(zhuǎn)位時，均衡風(fēng)缸壓力升至定壓值。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n（2）懲罰制動（強迫制動）n有幾個可能的懲罰制動源，懲罰制動可能被抑制，也可能不被抑制。不被抑制的懲罰制動，與手柄位置及制動缸壓力無關(guān)，要求時即可產(chǎn)生。可抑制的懲罰制動通過將自動制動閥手柄置抑制位，或制動缸壓力大于等于172 kPa時阻止。加電、失電、和故障懲罰制動使均衡風(fēng)缸壓力以常用速率降至0。對所有懲罰制動，單緩功能有效。n懲罰制動類型：n加電這是不被抑制懲罰制動，一旦EPCU或BIPM加電即產(chǎn)生。n失電當(dāng)本務(wù)機
19、車EPCU或BIPM失電，均衡風(fēng)缸將以常用速率排風(fēng)至0。制動缸壓力由DBTV和ELV中較大輸出者控制。這是不被抑制懲罰制動。重聯(lián)機車EPCU失電不會引起懲罰制動。n空氣制動故障本務(wù)機車空氣制動故障，均衡風(fēng)缸將以常用速率放風(fēng)至0，這是不被抑制懲罰制動。當(dāng)機車設(shè)為重聯(lián)機車，空氣制動發(fā)生故障不會引起懲罰制動。n警惕器、超速、ITCS懲罰在警惕器、超速或ITCS引起懲罰制動時，如果自 動制動閥手柄置于運轉(zhuǎn)位，均衡風(fēng)缸得到最大常用減壓，貨運模式下最大減壓量為110 kPa，客運模式下最大減壓量為100 kPa。這是不被抑制懲罰制動。n懲罰制動的復(fù)位： CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n在以下所有條件為真時
20、，懲罰制動可被復(fù)位：n 懲罰制動源已被撤除；手柄置抑制位；懲罰計時器終止(懲罰制動復(fù)位需1s)，注：只有其他條件全滿足后，計時器開始計時。n（3）緊急制動n將EBV自動制動閥手柄移置至緊急制動位、拉緊急制動閥、斷鉤、拉開列車管連接軟管都可引起緊急制動。本務(wù)機車緊急制動需要復(fù)位，為了復(fù)位，自動制動閥手柄必須放置在緊急制動位。只要自動制動閥手柄保持在緊急制動位，在檢測到列車管快速減壓后60s，制動缸壓力才能緩解，機車功率切除才能復(fù)位。n重聯(lián)模式n用ILC軟件設(shè)置重聯(lián)模式，此時均衡風(fēng)缸壓力降為0kPa，在電氣上和機械上列車管均已切斷，系統(tǒng)不能為制動缸平均管（BCEP）充風(fēng)、放風(fēng)，除將自動制動手柄置緊
21、急位可引起緊急制動外，EBV手柄移動不會產(chǎn)生任何相應(yīng)動作。 n重聯(lián)機車制動缸壓力響應(yīng)本務(wù)機車制動缸平均管（BCEP）內(nèi)的壓力，常用制動時，系統(tǒng)按由本務(wù)機車傳輸過來的制動缸平均管（BCEP）壓力1：1實施制動；緊急制動時，重聯(lián)機車制動缸壓力為43015 kPa，該壓力不能被來自于本務(wù)車的“緩解”指令緩解。n重聯(lián)模式時，自動制動手柄需置重聯(lián)位，單獨制動手柄置運轉(zhuǎn)位。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)五、EPCU各模塊的氣路圖1 ER（均衡風(fēng)缸）模塊 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)n ERCP完成最初的均衡風(fēng)缸控制，通過變化均衡風(fēng)缸壓力來
22、控制列車管壓力。ERCP還包括無動力調(diào)節(jié)閥(DER)，在機車無動力時允許列車管為機車總風(fēng)缸充風(fēng)以實現(xiàn)無火回送功能。無火回送 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 2 BP（列車管）模塊 BPCP包含列車管中繼閥，通過BPCP完成列車管投入/切除、列車管保壓/非保壓以及緊急制動的觸發(fā)等功能。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) BP充風(fēng)(BC緩解) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) BP放風(fēng)(BC制動) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng)緊急制動 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 3 16模塊 16模塊完成最初的制動缸控制和均衡風(fēng)缸備用控制功能。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) C
23、CB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 4 BC模塊 BCCP的功能是通過雙單向止回閥DVC，選擇16管壓力或20管中最高壓力對制動缸壓力進(jìn)行控制。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 5 DBTV模塊 DBTV完成制動缸的備用控制、在電子系統(tǒng)失效時提供氣動備份功能。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 6 20模塊 20CP在機車重聯(lián)時控制制動缸平均管（20管）的壓力。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 713模塊 13CP的功能是機車在備用制動狀態(tài)下提供控制16CP的控制壓力。 CCB 電 空 制 動 系 統(tǒng) 2009年 中 國 南 車 工 作 會 議請 各 位 專 家 批 評 指 正 ,謝 謝 !
CCBII制動系統(tǒng)
