高速动车组相互救援不切除制动的试验研究

钱耀东

(太原铁路局 大西高速综合试验段指挥部， 山西忻州 034000)

当高速动车组线上故障无法运行时，又无法依靠自身动力独立运行，就需要由机车或其他动车组牵引进行救援回送操作。在动车组牵引模式下，如果仅由救援车承担全列所有制动力，救援车轮轨间的制动黏着利用在一定速度条件下将很快趋近黏着上限，这会直接影响救援回送时的安全和运行效率。

按照目前《中国铁路总公司CRH系列动车组相互救援暂行作业办法》(铁总运[2016]37号)要求，CRH2系列动车组被其他系列动车组救援时，须切除空气制动和停放制动；救援其他系列动车组时，被救援动车组须切除空气制动和停放制动。从动车组应急处置和救援来分析，主要存在问题是：一应急处置时间长。切除动车组全列制动，而后还要进行人工滚动试验确认，需增加用时50 min。二应急处置步骤繁琐。需关闭多个阀门、开关旋钮及手动缓解停放制动，对随车机械师素质要求较高，处置不当易发生"轴抱死"故障。三救援限速低。因被救援动车组不参与制动，需限速60 km/h，救援过程中严重影响救援效率。

目前太原局配属的动车组型号是CRH2A统型、CRH380A统型(属CRH2系列短编组)和CRH5A(属CRH5系列短编组)动车组，为验证CRH2系列短编动车组在不切除制动的情况下与其它车型动车组相互救援的可行性，我们利用CRH380A统型和CRH5A型动车组，对被救援动车组不切除空气制动和停放制动进行研究，并在大西高铁进行了相互救援线路实践验证试验。

1 试验依据及方案

1.1 技术依据

CRH2系列动车组救援其他动车组时，总风管供风，司机采取制动时，CRH2系列动车组通过救援指令器控制，将风压持续稳定总风供风转换为对应变化风压的列车管供风，通过列车管供风变化控制CRH5A型动车组制动。CRH2系列动车组被CRH5A型动车组救援时，CRH2系列动车组通过制动转换装置将列车管风压变化转换成电信号，控制列车制动。

CRH380A统型与CRH5A型动车组相互救援时，机械车钩可直接连挂，并且相互之间通过电气车钩正常连挂、网络能够正常配置、安全环路和硬线控制电路建立互通以及救援制动指令传输正确，当救援动车组能控制被救援动车组常用制动时，被救援动车组可不切除空气制动和停放制动。

1.2 试验方案

为充分验证CRH380A统型与CRH5A型动车组相互救援不切除制动的可行性，特制定了两套相互救援工况的方案：

方案1：CRH380A统型动车组救援CRH5A动车组试验，CRH5A动车组不切除空气制动和停放制动；

方案2：CRH5A动车组救援CRH380A统型动车组试验，CRH380A统型动车组不切除空气制动和停放制动。

2 试验及分析

2.1 试验概况

2017年8月11至12日在太原南至祁县东区段进行了CRH380A 2847动车组与CRH5A5084动车组连挂相互救援时不切除空气制动和停放制动的线路试验，在60,90,120 km/h不同速度等级下试验动车组相互救援的牵引制动工况及自动过分相装置的可靠性，监测连挂端车钩的运行状态。制动试验进行1个往返7次试验，对CRH380A 2847动车组1车、2车、7车、8车进行了数据采集，检测动车组总风、停放缸、制动供给风缸以及列车管压力情况，同时对CRH5A5084动车组1车、3车(拖车)、6车(拖车)、8车进行了制动缸压力数据采集，检测动车组列车管、制动缸压力情况。

2.2 试验验证及分析

2.2.1CRH380A统型动车组救援CRH5A型动车组试验

具体试验项目及内容如表1所示。

(1)试验项目为11‰下坡道60 km/h制动初速度的B7制动级位试验，数据如图1、2所示，CRH5A5084动车组制动缸压力如表2所示：

表1 CRH380A 2847动车组救援CRH5A 5084动车组试验*

*CRH380A 2847(1→8)+CRH5A5084(1→8)动车组重联，CRH380A 2847列1车主控。

图1 CRH380A 2847 1、2车数据

图2 CRH380A 2847 7、8车数据

表2 CRH5A 5084动车组制动缸压力 kPa

(2)试验项目为14.7‰下坡道90 km/h制动初速度的B7制动级位试验，数据如图3、4所示，CRH5A5084动车组制动缸压力如表3所示。

(3)试验项目为平直道120 km/h制动初速度的B7制动级位试验，数据如图5、图6所示，CRH5A5084动车组制动缸压力如表4所示。

图3 CRH380A 2847 1、2车数据

图4 CRH380A 2847 7、8车数据

表3 CRH5A 5084动车组制动缸压力 kPa

(4)试验项目为5.8‰下坡道120 km/h制动初速度的B7制动级位试验，数据如图7、8所示，CRH5A5084动车组制动缸压力如表5所示。

图5 CRH380A 2847 1、2车数据

图6 CRH380A 2847 7、8车数据

表4 CRH5A 5084动车组制动缸压力 kPa

图7 CRH380A 2847 1、2车数据

图8 CRH380A 2847 7、8车数据

表5 CRH5A 5084动车组制动缸压力 kPa

从数据图分析得知，以上4项试验在不同坡度和不同速度条件下，在试验过程中当CRH380A统型动车组司机施加B7级制动停车，停车过程中总风压力、停放制动压力保持平稳状态，制动缸压力根据制动手柄发出的制动级位进行控制，压力上升较快，BP管减压量根据制动手柄控制，减压量控制正常，减压速度较制动缸压力上升速度略慢，列车速度下降平稳，无突变现象。

对应CRH5A型动车组列车管压力均可减压约180 kPa，输出最大常用制动力。根据前方CRH380A统型救援车辆的BP管减压控制，CRH5A型动车组均可根据对应减压量逐渐施加对应级别制动，列车速度下降平稳，无突变现象，过程中未报出任何故障信息。

CRH380A统型救援CRH5A：在整个试验过程中，车辆无明显异常，但制动初期车钩有明显压缩，但无明显跳头现象，这说明：通过BP救援转换装置将电信号转换为空气信号存在一定滞后现象。

2.2.2CRH5A型动车组救援CRH380A统型动车组试验

具体试验项目及内容如表6所示。

(1)试验项目为9.5%下坡道60 km/h制动初速度的最大减压量(180 kPa)制动试验，数据如图9、图10所示，CRH5A5084动车组制动缸压力如表7所示。

表6 CRH5A 5084动车组救援CRH380A 2847动车组试验*

注：CRH380A 2847(1→8)+CRH5A5084(1→8)动车组重联，CRH5A5084列8车主控。

图9 CRH380A 2847 1、2车数据

图10 CRH380A 2847 7、8车数据

表7 CRH5A 5084动车组制动缸压力 kPa

(2)试验项目为平直道90 km/h制动初速度的最大减压量(180 kPa)制动试验，数据如图11、12所示，CRH5A5084动车组制动缸压力如表8所示。

图11 CRH380A 2847 1、2车数据

图12 CRH380A 2847 7、8车数据

表8 CRH5A 5084动车组制动缸压力 kPa

(3)试验项目为4.5‰下坡道120 km/h制动初速度的最大减压量(180 kPa)制动试验，数据如图13、14所示，CRH5A5084动车组制动缸压力如表9所示。

图13 CRH380A 2847 1、2车数据

图14 CRH380A 2847 7、8车数据

表9 CRH5A 5084动车组制动缸压力 kPa

从数据图分析得知，以上3项试验在不同坡度和不同速度条件下，试验过程中当CRH5A动车组司机拉动备用制动手柄使列车管减压约180 kPa时，施加最大常用制动力，制动停车过程中，列车速度下降平稳，无突变现象，过程中未报出任何故障信息。

对应CRH380A统型动车组均输出了B7级制动，总风压力、停放制动压力保持平稳状态，制动缸压力跟随BP管减压量来进行控制，跟随性校好，制动列车速度下降平稳，无突变现象。

CRH5A救援CRH380A统型：在整个试试过程中车辆制动较平稳，未出现冲动及跳头现象，这说明：通过救援转换装置将空气信号转换成电信号，CRH380A统型各车同时制动，无滞后现象。

3 结论及建议

3.1 试验结论

以上试验得知，CRH380A统型动车组与CRH5A型动车组相互救援功能正常，整个制动过程中列车减速平稳，仅在两列车初始制动及停车时因制动响应及减速度设定差异导致产生一定的冲击,运行过程中车钩无异常冲击、摆动及冲击的情况。通过此次试验验证，认为CRH380A统型动车组与CRH5A型动车组相互救援不切除空气制动和停放制动的方案可行，限速能提高至120 km/h,可缩短救援时间，提高救援效率，实现动车组的安全高效救援。

3.2 运用建议

CRH380A统型与CRH5A型动车组相互救援时，提出以下建议：

(1)CRH5A型动车组、CRH380A统型动车组被救援时，均不必切除空气制动和停放制动。

(2)相互救援时，前端机械车钩可直接连挂，且救援动车组能控制被救援动车组常用制动，救援限速可提高至120 km/h。

(3)救援过程中救援动车组司机应避免制动与牵引之间快速切换，做到平稳操纵，应尽量避免实施最大常用制动及紧急制动。

(4)优化CRH380A统型与CRH5A型动车组相互救援操作步骤，进一步提高动车组救援效率。