基于和谐机车制动实训平台教学有效性提升研究

关洪亮

摘要：CCBⅡ制动系统具有稳定性、可靠性、网络重联等优点，目前装车数量较多，但因其采用模块化、集成设计，且采用微机网络控制，很多设备能看见却“摸”不着，在课程实施时，成效较差。通过借助建成的和谐机车制动实训平台，同时基于现有DK-1、JZ-7制动系统的阀件，采用思维导图，有效的提升了制动类课程的效率。

关键词：和谐机车;制动实训;制动课程;有效性

0  引言

从1990年克诺尔公司承接的第一个国内地铁项目开始，至2004年与机车车辆研究所签署协议，伴随着装有CCBⅡ制动系统的HXD1、HXD3、HXN3、HXN5系列机车下线并投入运用，CCBⅡ制动系统以其稳定性、可靠性、具备微机网络重联等功能赢得了铁路行业的青睐。CCBⅡ制动系统采用微机网络控制、具有自诊断功能、模块化设计，很多气路上的电磁阀均封装在一起，故障后整套更换。因传统的DK-1、JZ-7无法实现重联操纵，且现阶段CCBⅡ制动系统装车较多，制动系统发生轻微故障后可自动备份并转换，且很多设备能看见却“摸”不着，因此机车乘务员除操作界面外其他可处理的较少，故提升学生对CCBⅡ制动系统设备的认知，使学生更好的掌握克诺尔制动系统的基本原理、控制关系、操纵方式是课堂亟待解决的问题。

1  CCBⅡ制动系统的组成及控制思路

1.1 CCBⅡ制动系统的组成

CCBⅡ制动系统主要由电子制动阀（EBV）、制动显示屏（LCDM）、电空控制单元（EPCU）、微处理器（IPM）、继电器接口模块（RIM）组成，各部分的关系见图1所示。

1.1.1 EBV

作用相当于DK-1、JZ-7制动系统的大小闸，用来输入制动指令，EBV与EPCU中的各模块实时通讯。EBV上安装有自动制动阀（大闸）和单独制动阀（小闸）;自动制动阀有运转、初制、制动区、全制、抑制、重联、緊急位;单独制动阀有运转、制动区、全制、侧缓位。EBV除自动制动阀上紧急位采用机械控制，其他均采用电子控制。

1.1.2 LCDM

制动显示屏用来显示制动系统相关参数并可进行相关参数的设定。显示的参数主要有：制动机模式、列车管压力、均衡风缸压力、制动缸压力、总风缸压力、流量、故障信息等参数。在显示屏上课进行列车管压力、制动机模式、补风/不补风、客车/货车等参数的设定，同时可对制动系统进行维护。

1.1.3 EPCU

EPCU是CCBⅡ制动系统的的核心部件，安装有各电磁阀，用来控制和检测空气制动功能，采用封装设计，其中有5各LRU是智能化的，可通过网络与EBV和IPM进行通讯。

1.1.4 IPM

IPM是CCBⅡ制动系统的的中央处理器，进行制动系统各种功能的检测、计算、控制、维护，它处理所有和LCDM相关的接口指令，并通过网络传递给EPCU。如果具有无线重联功能，其内部集成了DP软件。

1.1.5 RIM

RIM的作用是接受ATP产生的信号、司机室操纵激活信号、电气制动产生的惩罚制动和紧急制动信号，处理后输出至EPCU，使机车产生惩罚制动或紧急制动。

1.2 CCBⅡ制动系统气路控制策略

研究CCBⅡ制动系统气路控制策略见图2，其控制策略和DK-1型、JZ-7型制动机是有相似的地方。即控制全列车制动时，仍是大闸在不同位置时控制均衡风缸压力，均衡风缸将压力信号作用至BPCP（列车管压力控制模块），实现列车管压力和均衡风缸的同步，最终通过车辆分配阀和机车16CP（机车分配阀）实现全列车制动、缓解。但CCBⅡ制动系统在控制手段上实现了计算机控制闭环控制，并且控制精度更高、响应速度更快，故障后可自动备份，如16CP故障后可通过DBTV备份。

2  制动课程有效性提升策略及实践

2.1 和既有型号制动系统关联

既有型号的制动机有DK-1和JZ-7，且目前还在SS系列、DF系列内燃机车上使用，并且其控制思路简单，各阀拆装可操作性强。课程实施载体有学院采购的SS4和DF11机车各一台及大量的制动阀，通过讲授讲授及实践，学生对制动系统有了初步的认识。在学生初步掌握了制动机的基本原理之后，再开展CCBⅡ制动系统原理的讲授就相对容易，如EPCU上的ERCP（均衡风缸控制模块）和DK-1制动系中缓解电空阀、制动电空阀、初制风缸、调压阀55及JZ-7制动系统中自阀上调压阀的作用时一致的，都是控制均衡风缸的压力变化，但ERCP是智能化的，再通过讲解其气路控制关系，学生学习也相对容易的多。

2.2 基于“mind mapping”模式

制动课程前后关联性较强，学生在学习过程中对设备前后关系、气路控制较难理解，期末考试死记硬背。为了避免上述情况，运用思维导图教学理念，列出中央关键词，找出相关关联项，用一句话总结关联项和中央关键词之间的关系及作用，同时基于实训平台，进行线上实践认知。

2.3 利用好实训平台的动态功能

基于和谐机车制动实训平台采用了和真车一样的制动系统，且配有真实的压缩机、基础制动装置等，可实时操作并显示各压力仪表的变化，因此在进行机车及列车制动机试验，学生可实时操作及实践，大大提高了课堂教学效果。

3  结语

和谐机车制动实训平台投入运用以来，机车专业500余名学生及职工培训400余名学员进行了学习及实践。以既有的设备进行对比，通过思维导图的关联记忆，学生不再畏惧难以理解的制动系统，对学习也变的轻松和热带，大大调动了学生积极性，课堂效率得以有效提升。

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