DZJ-80型地铁综合检测车空气制动系统设计

张乾宇　李博　邢佳　张媛萍

【摘  要】根据用户需求，综合检测车要同时满足在与配备JZ-7型空气制动机的内燃轨道车和配备DK-1型电空制动机的电力轨道车分别固定编组运行的工况下，两台车上都可以单独控制整列车辆的制动与缓解，且换端后保持制动操纵方式一致。经过分析，综合检测车制动系统采用了一套完整的单端操纵JZ-7型空气制动机，并在车辆Ⅰ端操纵台配备与电力轨道车相同的DK-1电空制动控制器和后备制动阀，当与电力轨道车连挂后通过两车电重联来实现在不同编组工况下两车的操作信号共享及控制。

【关键词】地铁综合检测车;JZ-7空气制动机;DK-1电空制动系统;重联

引言

随着国内各大城市地铁轨道交通的的迅速发展，地铁工程车辆的种类不断增多，作为车辆重要组成部分的各种制动系统也要适应各车辆的功能进行匹配;在地铁线路维护过程中，经常出现多工种同时操作的工况，要满足此类工况需求，不同功能的车辆就要编组运行;为了应对多种作业方式和编组工况，配置不同制动系统的两种车辆重联编组运行的新需求随之出现，所以，开发满足上述需求的制动系统重联方式势在必行。

1.设计要求及难点

1.1设计要求

DZJ-80型地铁综合检测车是为徐州地铁公司设计的一种工程车。根据用户需求，综合检测车要同时满足在与配备JZ-7型空气制动机的内燃轨道车和配备DK-1型电空制动机的电力轨道车单独固定编组运行的工况下，两台车上都可以单独控制整列车辆的制动与缓解。其编组方式如图1、图2所示。

图1内燃轨道车编组

图2电力轨道车编组

1.2设计难点及解决方案

（1）设计难点。目前的车辆，单车双端操纵都配备为JZ-7制动阀或DK-1制动控制器，此类配置无法满足我们所需要的使用要求;

单车上同时配备两套不同的制动系统，虽然可以满足使用要求，但是整车成本会大幅增加，同时会造成司机的操作困扰，容易发生因混淆操作引起的制动事故。

（2）解决方案。通过以往对地铁工程车的设计经验及用户固定编组的运行方式，结合理论分析，要实现在综合检测车和电力轨道车上都可以单独控制整列车辆的制动与缓解，两车制动系统就需要通过制动软管连接器和电重联连接器进行重联，使综合检测车具备远程控制电力轨道车的功能。要实现在综合检测车上远程控制电力轨道车DK-1型制动系统，需要在配备JZ-7制动机的综合检测车上同时具备一套DK-1型电空制动系统的控制设备及关键管路的压力表，包含一个与电力轨道车电气系统重联的制动控制器、两个双针压力表（分别接总风管与列车管、均衡风缸與制动缸）、一个后备制动阀、两个数字压力表（用于两车读取均衡风缸与制动缸的压力）、一个紧急制动按钮、一个停放制动施加按钮和一个停放制动缓解按钮。同时，为保证两车停放制动施加与缓解的同步性，在综合检测车停放制动缓解管路上设置一个压力开关来实现信号共享。

2.方案解析

综合检测车的制动系统包含了一套完整的单端操纵JZ-7型空气制动机和一套单端操纵DK-1型电空制动控制器等设备;在综合检测车两端司机台上分别是JZ-7型制动阀和DK-1型电空制动控制器，分别满足与配备JZ-7制动机的内燃轨道车和DK-1电空制动机的电力轨道车编组运行的要求。

2.1风源系统

综合检测车配置了容积为280L的总风缸，由于综合检测车不带动力且配备的发电机组功率有限，所以综合检测车不配置空气压缩机，所需风源由与之编组运行的电力轨道车或内燃轨道车上的空气压缩机通过两车连接处的总风软管来提供。这种方式既可以满足综合检测车制动用风需求，又可以减少一台空气压缩机和一台压缩空气净化单元（包含冷却器、油水分离器、干燥器），整车节省了成本，降低了整车重量，同时优化了整车空间配置。

2.2制动系统工作原理

（1）内燃轨道车与综合检测车重联编组。如图1所示，当内燃轨道车与综合检测车重联编组运行时，因两车都各自配备了一套完整的JZ-7空气制动机，且两车之间通过总风软管及列车软管重联，所以制动原理完全符合JZ-7空气制动系统，操作方式也符合JZ-7制动机的相关要求。

（2）电力轨道车与综合检测车重联编组。如图2所示，当电力轨道车与综合检测车重联编组运行时，车辆两端司机台上都是DK-1制动控制器，但由于综合检测车只是单独配置了DK-1制动控制器及后备制动阀，所以在连接两车总风管和列车管的同时还需要电重联，使综合检测车上的DK-1型制动控制器的操作信号可传导到电力轨道车上，达到共用一套DK-1制动柜的目的，综合检测车与电力轨道车空气连接原理如图3所示。

当操纵综合检测车上的DK-1制动控制器时，通过两车之间重联的电信号远程操纵电力轨道车上的DK-1制动柜，进而控制电力轨道车的列车管减压或增压;由于两车列车管是联通的，电力轨道车列车管压力变化的同时综合检测车列车管的压力也相应变化，然后通过各自的分配阀控制各自车上制动缸的充风或排风，从而同时实现两车的制动、缓解与保压;当操纵电力轨道车上的DK-1制动控制器时，车辆的制动与缓解的工作原理同上所述;在车辆启动时，为保证司机能接收到两车的停放制动完全缓解的信号，避免带闸运行造成车轮擦伤，综合检测车与电力轨道车停放模块部件有双脉冲电磁阀，调压阀，压力开关，电联锁塞门。编组运行时，电力轨道车与综合检测车的停放制动的施加与缓解应同步。电力轨道车司机台及综合检测车的司机台上各布置有2个停放控制按钮，且综合检测车上的压力开关设定值为600kPa。按下停放施加按钮，停放模块电磁阀失电，停放管到蓄能制动单元管路的压缩空气会通过电磁阀排出，此时压力值为0kPa，停放施加;此时压力开关通过电气重联输出信号给电力轨道车CCU（中央控制单元），实现牵引封锁。

按下停放缓解按钮，缓解电磁阀得电，管路畅通，蓄能制动单元管路升压，当综合检测车停放管压力大于600kPa时，停放指示灯亮，停放缓解;同时压力开关通过电气重联输出信号给电力轨道车CCU（中央控制单元），解除牵引封锁。

当DK-1电空制动系统出现异常，无法实现车辆的制动与缓解时，可操作后备制动阀控制两车列车管的压力变化，实现车辆的制动和缓解。后备制动阀及模块控制原理如右图4所示。

为提高车辆制动系统的可靠性，对制动操作方式进行冗余设计;在制动阀下操作台柜子内设置了手动紧急制动阀，在操作台面上设置了紧急制动按钮，当列车出现紧急情况，且制动控制器失效时，可拍下操作台面上的紧急制动按钮或打开柜子内的手动紧急制动阀，使列车管迅速减压实现车辆的紧急制动，保障车辆与线路安全。

3.结语

在DZJ-80型地铁综合检测车空气制动系统设计中，充分利用了JZ-7空气制动机和DK-1电空制动系统列车管减压制动的共性，减少了DK-1电空制动系统的一套制动柜;同时，满足了用户对地铁综合检测车与配备不同制动系统的内燃轨道车和电力轨道车分别编组运行的要求;而且，采用上述配置方式，整车成本降低了约20万元;更重要的是，这种制动系统的设计为以后不同系统之间的联合控制提供了新的思路。目前，该地铁综合检测车已交付使用且运行良好，后续将进一步了解开发各种不同制动系统之间联合控制的方式，以此适应不同用户日渐丰富的需求。

参考文献

[1]刘豫湘.DK-1型电空制动机与电力机车空气管路系统[M].北京：中国铁道出版社，2019.

[2]程迪.列车制动系统[M].郑州：郑州大学出版社，2006.