CCBII制动系统.ppt
CCB电空制动系统,一、HXN5型内燃机车CCB电空制动系统简介 HXN5型内燃机车上采用CCB电空制动系统。电空制动系统可分为控制分系统和气动分系统(控制分系统的框图、气动分系统的框图见下图)。控制分系统的主要任务是使用风源系统提供的压缩空气，按照列车司机或列车操作系统的指令，实施机车和车辆的制动。控制分系统实现空气制动系统与机车其他系统的电气连接，通过协议转换器发送并接受“令牌数据通信网”（ARCNET）上的指令。通过协议转换器，司机可用计算机屏幕设置控制分系统，在机车不能正常运行时，机车其它部件可通过该串口请求强迫制动。控制分系统也将状态信息包括压力值及当前配置发送给机车计算机。风动分系统包括各风动控制元件，这些风动控制元件使控制分系统可通过控制列车管和制动缸平均管的压力，从而控制制动缸的压力。列车管和制动缸平均管贯通所有重联机车，实现所有重联机车制动控制。列车管贯通整列车，通过控制列车管的压力，制动系统可对整列车实施制动和缓解。,CCB电空制动系统,控制分系统框图,CCB电空制动系统,气动分系统框图,CCB电空制动系统,二、CCB的特点 CCB是NYAB（New York Air Brake）公司在1998年推出的第二代基于网络的、为满足干线货运和客运机车需要而设计的电子空气制动系统。CCB电空制动系统是一个基于微处理器的电空制动控制系统，除了紧急制动作用，其它所有逻辑都是由微机控制的。CCB制动系统的设计整合了Echelon公司的LonWorks网络技术，使每个线性可替换单元(LRU)之间互相连接。这些LRU互相之间持续保持着通讯状态，实时地对制动系统的功能进行控制。本务/重联功能以及给气阀的压力设定等都是通过机车司机室显示模块（LCDM）完成的，并通过控制台上的功能键来选取。带有机车司机室显示模块（LCDM）的CCB制动系统也可以执行一些诊断功能，比如自检、校准以及故障和事件记录。,CCB电空制动系统,三、CCB的组成1）EBV（电子制动阀）EBV是CCB制动系统的人-机接口,它包括自动制动阀和单独制动阀。操作者通过EBV向微机发出指令。EBV连接在网络中，它会发送手柄的位置信号来实现自动制动、单独制动和缓解功能。将自动制动阀手柄置于紧急制动位还能通过一个放风阀以机械的方式完成紧急制动功能。自动制动阀手柄和单独制动阀手柄都可以推到运转位实现列车和机车的缓解。自动制动阀手柄可以在运转位、最小减压位、全制动位、抑制位、重联位和紧急制动位之间切换。最小减压位和全制动位之间为制动区。单独制动手柄可以在运转位和全制动位之间切换。最小减压位和全制动位之间为制动区。,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,单独制动阀手柄有一个“单缓”手柄位，通过侧压单独制动阀手柄实现。当单独制动手柄处于运转位时，侧压单独制动阀可以完全缓解自动制动阀手柄处于制动区时制动缸的压力直至0kPa。当单独制动阀手柄处于制动区时，侧压单独制动阀手柄激活单独缓解功能，可以快速缓解由自动制动控制阀所施加的机车制动，而由单独制动阀控制所施加的制动仍然起作用。EBV安装在司机室司机操纵台左侧，为桌式（水平）布置。自动制动手柄在EBV左侧，单独制动手柄在EBV右侧，图标在中间。,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,2）BIPM（集中处理器模块）CCB制动系统的主控微机是一个集中处理器模块BIPM。BIPM的功能如下：运行所有与机车司机室显示模块（LCDM）相连接的微机控制制动（CCB）信号通过高级数据连接控制（HDLC）与LCDM通讯，还能够通过网络和EPCU以及EBV通讯。可以向机车连接输出二进制数据以驱动机电继电器。在BIPM的前端有13个LED显示器，这些显示器显示了系统运行状态的反馈。对于正常的空气制动操作，顶部的绿灯应点亮而显示空气制动故障的红色灯应熄灭。,CCB电空制动系统,BIPM安装在机车司机室的无线电子设备柜内，作为CCB电空制动系统的主处理器与机车进行通信，通过LON 网络将制动和缓解命令传至电子空气控制单元(EPCU)模块。BIPM满足机车系统集成（LSI）技术规范的机械要求（LSI是英文Locomotive System Integration的缩写，机车接口工业标准，用于将标准第三方设备连接到控制系统）。BIPM主要包括系统电子、处理器、继电器驱动电路及与机车处理控制器模块（ILC）、EBV模块及电子空气控制单元(EPCU)的接口板。在BIPM(集中处理器模块)前板上还有一个便携测试单元插接口，它可用于故障处理数据日志的访问及新软件的下载,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,3）EPCU（电子空气控制单元）,CCB电空制动系统,电子空气控制单元（EPCU）由一些模块化的LRU组成，这些LRU控制着所有空气控制压力的变化。根据机车的实际应用，电子空气控制单元（EPCU）也可以加入一个制动控制模块（BCM）。EPCU安装在空气制动柜内，由安装在阀柜或集中安装平板上的电子空气制动装置组成。除风缸安装在阀柜的背面以外，其它装置均安装在阀柜的正面（总风滤清器装在EPCU上）。下面列出了EPCU集中安装平板上的装置：列车管控制部分（BPCP）均衡风缸控制部分（ERCP）DB三通阀控制部分（DBTV）16号管控制部分（16CP）电源接线盒（PSJB）制动缸控制部分（BCCP）无火回送装置切除20号管控制部分（20CP）13号管控制部分（13CP）总风缸滤清器,CCB电空制动系统,这些部件装在EPCU平板上，完成不同的功能。下面是部件的分类与说明：1.列车管控制部分（BPCP）BPCP包含列车管中继阀，通过BPCP完成列车管投入/切除、列车管保压/非保压以及紧急制动的触发等功能。2.均衡风缸控制部分（ERCP）ERCP完成最初的均衡风缸控制，通过变化均衡风缸压力来控制列车管压力。ERCP还包括无动力调节阀(DER)，在机车无动力时允许列车管为机车总风缸充风以实现无火回送功能。3.DB三通阀控制部分（DBTV）DBTV完成制动缸的备用控制、在电子系统失效时提供气动备份功能。4.16号管控制部分（16CP）16CP完成最初的制动缸控制和均衡风缸备用控制功能。,CCB电空制动系统,5.电源接线盒（PSJB）PSJB为EPCU部件提供电源和电气接点。PSJB包括一个将机车电池74VDC变换为BIPM 所需的66VDC的DC/DC变换器。6.13号管控制部分（13CP）13CP的功能是机车在备用制动状态下提供控制16CP的控制压力。7.制动缸控制部分（BCCP）BCCP的功能是通过双单向止回阀DVC，选择16管压力或20管中最高压力对制动缸压力进行控制。8.无火回送装置切除。9.20号管控制部分（20CP）。20CP在机车重联时控制制动缸平均管（20管）的压力。10.总风滤清器 总风滤清器的作用是过滤总风缸输送来的空气。,CCB电空制动系统,四、CCB电空制动系统的功能描述1）功能设置智能显示器安装在司机室操纵台正司机位右侧，作为机车计算机的一部分，是司机设置制动模式的接口，同时也为司机提供各制动压力反馈，SDIS以“kPa”为单位显示总风缸、均衡风缸、列车管及制动缸的压力，以“L/min”为单位显示列车管流量，同时根据需要向司机显示制动系统提示和信息。.阶段缓解、一次缓解控制有两种本务模式可供选择：客运（阶段缓解）模式和货运（一次缓解）模式。客运模式允许均衡风缸可以阶段充风，均衡风缸的压力由自动制动阀手柄的位置控制。货运模式则只有自动制动阀手柄在运转位时才可对均衡风缸充风。,CCB电空制动系统,均衡风缸设定压力设置在智能显示器上均衡风缸压力设置点分菜单可设置均衡风缸缓解压力，从413kPa至758kPa以10kPa增量调整。列车管保压特性设置列车管补风/非补风特性给司机在实施常用制动列车管减压后，提供补偿或不补偿列车管泄漏的选择。当列车管补风/非补风设为补风时，列车管压力将保持在均衡风缸目标常用减压量上，列车管泄漏由总风管通过EPCU平板上的列车管控制部分（BPCP）内的列车管继电器进行充风补偿。这可为机车在长坡道上提供持续制动，以获得稳定速度。如果制动系统设置为非补风时，在常用制动保压时列车管切除阀闭合，隔离总风管对列车管的充风补偿。,CCB电空制动系统,制动阀手柄操作及功能自动制动阀手柄操作自动制动阀手柄具有以下档位，当自动制动阀手柄在这些位置之间移动时，根据客运模式或货运模式的不同配置状况，会产生下列动作：运转位当向列车充风或缓解自动制动时，自动制动阀手柄应置于运转位。客运模式时，均衡风缸充风至600 kPa。货运模式时，均衡风缸将充风至500 kPa。初制动位（最小减压位）当实施常用制动时，将自动制动阀手柄移向初制动位。这个位置可提供4060 kPa的减压量（在司机显示屏上显示：制动缸压力读数85115 kPa，表明其已具有的压力），如果需要增大减压量，应逐渐将手柄移至常用制动区。全制动位最小制动到最大常用制动之间的移动范围即常用制动区，常用制动区的最前端即为全制动位。当自动制动阀手柄位于常用制动区时，列车管得到与手柄位置相应的减压指令。手柄推至全制动位，即可实施常用全制动。,CCB电空制动系统,抑制位当手柄在抑制位或者超过抑制位时，可实施惩罚制动的复位，但该位不能改变列车管的压力，其减压量与常用全制动位相同。重联位当制动系统设置为重联模式或机车“无火”回送时，制动阀手柄位于该位置。紧急制动位在该位置，电子制动阀机械打开一根连接至EPCU21号管线，使列车管快速排风，实施紧急制动。在操作显示屏上的空气制动报警对话框里会显示黄色的文字“司机紧急制动”或“紧急情况紧急制动”，司机可以通过将自动制动阀手柄移至运转位恢复。单独制动阀操作单独制动阀手柄具有单独缓解位、运转位及全制动位。当自动制动阀手柄实施列车制动时，侧压单独制动阀手柄置单独缓解位可使机车制动缓解，但列车车辆制动仍然保持。单独制动阀手柄在制动区侧压手柄置单缓位，可实现“常用制动快速缓解”功能，可快速缓解常用制动，即由自动制动阀手柄（列车管减压）引起的制动缸压力缓解，而由单独制动阀手柄引起的制动缸压力将保持。除非紧急制动，常用制动快速缓解功能不可重新施加，即释放弹簧回复手柄，已缓解的制动缸压力不可恢复。,CCB电空制动系统,2）运行模式模式选择通过机车处理控制器（LPC）设置，其终端设置接口为智能显示器（LCDM）。有三种模式：本务切除、本务切入和重联。设置点通过LPC选择后，由均衡风缸响应自动制动手柄命令及强迫制动命令。本务切除模式在该模式下，自动制动功能被抑制。设为本务切除模式的机车不能控制列车制动，均衡风缸压力受控于自动制动手柄的位置，此时列车管压力与均衡风缸压力是隔离的。但单独制动功能仍然有效。在“标准列车管泄漏试验”中测试列车管泄漏时，系统模式可设为本务/切除模式。本务投入模式（1）概述当选择该模式时，均衡风缸压力必须等于或大于列车管压力，如果均衡风缸压力低于列车管压力，则均衡风缸压力在投入指令前自动充风至列车管压力，这可防止投入指令时引起列车自然紧急制动，一旦切入指令起作用，均衡风缸压力变为设定值。在该模式下，将单独制动阀手柄置单缓位，可以缓解机车制动缸压力。在一次缓解模式下，自动制动阀手柄由制动区移置运转位（一次缓解）之前不会使均衡风缸压力升高。在该模式下，充风中断操作与手柄最终位置无关，只要将手柄由运转位移向制动区，均衡风缸充风立即中断。例如，将自动制动阀手柄由运转位移置初制动位，均衡风缸减压将中止在手柄开始回移的位置，不会引起与初制动相关的减压。在阶段缓解模式时，自动制动阀手柄由制动区移置运转位时，均衡风缸会根据自动制动阀手柄的位置逐渐充风，当自动制动阀手柄位于运转位时，均衡风缸压力升至定压值。,CCB电空制动系统,（2）惩罚制动（强迫制动）有几个可能的惩罚制动源，惩罚制动可能被抑制，也可能不被抑制。不被抑制的惩罚制动，与手柄位置及制动缸压力无关，要求时即可产生。可抑制的惩罚制动通过将自动制动阀手柄置抑制位，或制动缸压力大于等于172 kPa时阻止。加电、失电、和故障惩罚制动使均衡风缸压力以常用速率降至0。对所有惩罚制动，单缓功能有效。惩罚制动类型：加电这是不被抑制惩罚制动，一旦EPCU或BIPM加电即产生。失电当本务机车EPCU或BIPM失电，均衡风缸将以常用速率排风至0。制动缸压力由DBTV和ELV中较大输出者控制。这是不被抑制惩罚制动。重联机车EPCU失电不会引起惩罚制动。空气制动故障本务机车空气制动故障，均衡风缸将以常用速率放风至0，这是不被抑制惩罚制动。当机车设为重联机车，空气制动发生故障不会引起惩罚制动。警惕器、超速、ITCS惩罚在警惕器、超速或ITCS引起惩罚制动时，如果自动制动阀手柄置于运转位，均衡风缸得到最大常用减压，货运模式下最大减压量为110 kPa，客运模式下最大减压量为100 kPa。这是不被抑制惩罚制动。惩罚制动的复位：,CCB电空制动系统,在以下所有条件为真时，惩罚制动可被复位：惩罚制动源已被撤除；手柄置抑制位；惩罚计时器终止(惩罚制动复位需1s)，注：只有其他条件全满足后，计时器开始计时。（3）紧急制动将EBV自动制动阀手柄移置至紧急制动位、拉紧急制动阀、断钩、拉开列车管连接软管都可引起紧急制动。本务机车紧急制动需要复位，为了复位，自动制动阀手柄必须放置在紧急制动位。只要自动制动阀手柄保持在紧急制动位，在检测到列车管快速减压后60s，制动缸压力才能缓解，机车功率切除才能复位。重联模式用ILC软件设置重联模式，此时均衡风缸压力降为0kPa，在电气上和机械上列车管均已切断，系统不能为制动缸平均管（BCEP）充风、放风，除将自动制动手柄置紧急位可引起紧急制动外，EBV手柄移动不会产生任何相应动作。重联机车制动缸压力响应本务机车制动缸平均管（BCEP）内的压力，常用制动时，系统按由本务机车传输过来的制动缸平均管（BCEP）压力1：1实施制动；紧急制动时，重联机车制动缸压力为43015 kPa，该压力不能被来自于本务车的“缓解”指令缓解。重联模式时，自动制动手柄需置重联位，单独制动手柄置运转位。,CCB电空制动系统,五、EPCU各模块的气路图1 ER（均衡风缸）模块,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,ERCP完成最初的均衡风缸控制，通过变化均衡风缸压力来控制列车管压力。ERCP还包括无动力调节阀(DER)，在机车无动力时允许列车管为机车总风缸充风以实现无火回送功能。无火回送,CCB电空制动系统,2 BP（列车管）模块 BPCP包含列车管中继阀，通过BPCP完成列车管投入/切除、列车管保压/非保压以及紧急制动的触发等功能。,CCB电空制动系统,BP充风(BC缓解),CCB电空制动系统,BP放风(BC制动),CCB电空制动系统,紧急制动,CCB电空制动系统,3 16模块 16模块完成最初的制动缸控制和均衡风缸备用控制功能。,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,4 BC模块 BCCP的功能是通过双单向止回阀DVC，选择16管压力或20管中最高压力对制动缸压力进行控制。,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,5 DBTV模块 DBTV完成制动缸的备用控制、在电子系统失效时提供气动备份功能。,CCB电空制动系统,6 20模块 20CP在机车重联时控制制动缸平均管（20管）的压力。,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,CCB电空制动系统,713模块 13CP的功能是机车在备用制动状态下提供控制16CP的控制压力。,CCB电空制动系统,2009年中国南车工作会议,请各位专家批评指正,谢谢!,
