马其顿电力机车司机制动阀研制

杨智 王书静 周士华

摘要：介绍了马其顿电力机车司机制动阀的组成，对其工作原理和实现方法进行了说明。性能测试表明，该司机制动阀符合UIC标准的要求，可为今后出口机车制动系统的研制提供参考。

关键词：司机制动阀;UIC;列车管

0    引言

马其顿电力机车是中国出口欧洲市场的一款新型电力机车，机车需要通过TSI认证，符合UIC相关标准要求。马其顿电力机车制动系统以自主研发的DK-2制动系统为基础，并按照UIC标准要求进行改进，这是国产机车制动系统首次出口欧洲市场，打破了国外制动产品对欧洲市场的垄断。

1    司机制动阀的组成

马其顿电力机车司机制动阀以成熟的DK-2制动系统列车均衡控制模块为基础，结合UIC标准的要求，进行了优化改进。司机制动阀如图1所示，主要由自动制动控制器、过充按钮、制动控制单元（BCU）、中继阀、紧急阀、制动电空阀、缓解电空阀、过充电空阀、均衡风缸、过充风缸等组成。

1.1    自动制动控制器

自动制动控制器（以下简称“大闸”）采用位置闸，从远离至靠近司机侧设置位置包括：快速缓解位（FS）、运转位（RP）、1～7级制动位、全制动位（MB）、紧急位（EB），同时紧急位还具备机械排风口，能够快速排放列车管的压力空气。

1.2    中继阀

中继阀是司机制动阀的执行元件，它根据均衡风缸的压力变化来控制列车管的压力变化，从而完成列车的制动、保压、缓解和过充。

1.3    制动控制单元

制动控制单元（BCU）是司机制动阀的核心控制部件，用来实时、快速处理制动机模拟量、网络通信数据以及制动机信息化数据，实现机车制动机模拟与逻辑控制，制动机状态监控及故障检测、诊断、显示、告警，数据记录存储，网络通信等功能。

1.4    紧急阀

紧急阀采用SIFA阀，该阀由紧急电空阀、紧急隔离塞门、压力开关组成。该阀与列车管相连，当紧急电空阀失电时，紧急阀阀口打开，能迅速将列车管的压力空气排放到大气中。

2    工作原理

司机制动阀的工作原理是通过大闸、按钮等操作部件发出指令至BCU，BCU根据接收到的指令信号，使制动/缓解电空阀得失电，从而控制均衡风缸压力，中继阀根据均衡风缸的压力控制列车管的制动与缓解。列车管控制的管路原理如图2所示。

2.1    阶段制动

阶段制动时，BCU可根据大闸位置，输出固定的目标值，缓解电空阀失电，保护电空阀、制动电空阀得电，排放均衡风缸中的压力，直到均衡风缸的压力达到目标值，中继阀根据均衡风缸的压力控制列车管减压。

2.2    阶段缓解

阶段缓解时，BCU可根据大闸位置，输出固定的目标值，缓解电空阀、保护电空阀得电，制动电空阀失电，总风向均衡风缸充风，总风经11滤尘器、14总风遮断阀、16中继阀通路向列车管充风缓解。快缓电空阀失电，快缓切换阀通路关闭。

2.3    紧急制动

紧急制动采用失电紧急制动，紧急电空阀串联在外部紧急环路中，紧急环路中的任意节点断开，紧急电空阀失电，紧急阀控制口的压力排至大气，打开紧急阀排风口，加速列车管排风。当列车管压力低于3 bar时，紧急壓力开关输出紧急反馈信号，当BCU收到紧急反馈信号后，控制中立电空阀得电，总风遮断阀动作，遮断总风向列车管充风通路。

2.4    快速缓解

根据UIC 541-03要求，快速缓解是在不改变列车管定压的前提下，提高总风向列车管的充风流量，从而加速列车缓解。因此增加了一条总风向列车管充风通路，当大闸置快速缓解位时，快缓电空阀得电，快缓切换阀动作，大流量通路被打开，总风同时经过11滤尘器和12快缓切换阀两条通路向列车管充风，加速列车管缓解。两条通路都加装缩堵，可以调节缓解时间。

2.5    过充

马其顿电力机车司机制动阀采用的是低压过充，即按压过充按钮时，BCU控制过充电空阀得电，总风向过充风缸充风，中继阀过充孔通入压力，从而使列车管高于定压0.4 bar。过充电空阀和过充风缸出口设计了缩堵，可以控制过充消除满足60～75 s下降0.15 bar的要求。当大闸位于制动位时，按压过充按钮，BCU不输出过充指令，过充不允许施加。

2.6    司机制动阀隔离

处于补机模式时，可通过隔离开关使列车管遮断电空阀得电，列车管遮断阀动作，切断补机司机制动阀与列车管通路，隔离司机制动阀，避免与主控机车司机制动阀冲突。

3    性能测试

按照UIC 541-03—2015标准6.1.4，对马其顿电力机车司机制动阀进行性能测试，结果如表1所示。

测试结果表明，马其顿电力机车司机制动阀满足UIC 541-03—2015标准中规定功能要求和性能要求。

4    结语

马其顿电力机车司机制动阀是按照UIC标准要求功能和性能参数研制的，目前已完成了例行试验、型式试验，并通过了整车制动系统试验，该车已在马其顿投入使用，现场运用情况良好，司机制动阀性能稳定可靠。

[参考文献]

[1] 刘豫湘，陆缙华，潘传熙.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，2012.

[2] 制动—制动部件技术规范（司机制动阀）：UIC 541-03—2015[S].

收稿日期：2020-03-19

作者简介：杨智（1985—），男，安徽当涂人，工程师，研究方向：机车制动系统设计。