一种基于回送装置的列车回送原理分析

2022-03-17陈阁刘东杰吴雷朋辛文朋

中国科技纵横 2022年2期

陈阁刘东杰吴雷朋辛文朋

（中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛 266000）

0.引言

城轨地铁列车生产制造合格后，可使用不同的运输方式把车辆交付给用户车辆基地，主要为海运、陆运及铁路运输，综合考虑车辆整备、运输速度、经济效益等因素，铁路回送成为国内地铁优选的回送方式[1]。地铁列车牵引供电通常为DC1500V或DC750V，而大铁路运输供电制式为AC27.5kV，不能满足地铁车辆牵引供电运行的基本条件[2]。因此，通过铁路机车、回送车牵引地铁列车回送成为研究的主要课题。

为实现车辆回送，铁路机车为地铁列车提供制动时所需风源及控制电源，通过机车发送给地铁列车的制动指令实现地铁列车与铁路机车的同步制动施加或缓解[3-4]。介绍一种基于回送装置的回送方式，分析回送装置的压力转换特性，介绍铁路机车、回送车及地铁列车的联挂回送原理。

1.回送装置简介

回送装置主要功能：通过压力传感器把铁路机车列车管内的空气压力信号转化为电压信号，然后装置内的微处理器对该电压信号进行计算处理，输出三线制动指令编码至地铁列车。

（1）车辆制动、缓解模式采用阶段制动、一次缓解模式；在回送装置里设有设置列车管最小减压量的3个位置选择开关，3个不同的位置分别对应列车管最小减压量Δr为40kPa、50kPa和60kPa；车辆一次缓解所需列车管最小增压量Δh为30kPa。

（2）在回送装置里设有改变回送模式的选择开关：通过它选择“客车位”和“货车位”。“客车位”：定压600kPa；“货车位”：定压500kPa。

（3）在回送装置里设有控制最大制动减速度输出的选择开关，通过它选择三线制动编码输出的最大输出制动级位是4N、5N或6N。

（4）在回送装置里设有数码显示功能，可以实时显示列车管压力、制动编码级位及其他相关信息。

2.压力转换特性

以回送装置设定回送模式为“客车位”，则最大有效减压量Pm为170kPa，制动后一次缓解列车管所需最大增压量Δh为“30kPa”为例，介绍回送装置压力转换特性。当制动最小减压量Δr设置为“60kPa”，输出模式设置为“6N”时，则回送装置的压力转换中制动施加和缓解特性如图1和图2所示（定压=600kPa）。

图1 压力转换制动施加特性

图2 压力转换制动缓解特性

对于图1所表示的回送装置中压力转换中制动特性详细描述如下：当输入回送装置的制动管压力从600kPa逐渐减少，回送装置对应的制动三级编码硬线输出依据压力的减少从缓解（0N）位开始变化直至6N位，各制动级位的变化方式为阶段制动。列车管压力由定压开始逐渐下降，减压量达到最小减压量Δr之前，制动指令硬线输出为000，地铁列车非制动状态。减压量一旦达到设定的最小减压量Δr，制动指令硬线输出跳变为001，地铁列车根据001指令施加制动。当列车管的压力继续降低，其值每降到一个设定的阈值，制动级位发生一级变化。当列车管有效减压量到达最大有效减压量Pm后，输出制动级位不再增加，维持最大制动级位输出。减压制动为故障导向安全模式，如遇意外情况，列车管压力卸去，此时同步施加制动。

对于图2所表示的回送装置压力转换中制动缓解特性详细描述如下：当铁路机车实施阶段制动后，如果列车管内的压力减小到某一值后，管内的压力又开始逐渐增大，则回送装置记忆该压力值（如图2中的A点），并计算出与该压力值相对应制动级位指令，以低一级制动级位指令跳变至该制动级位指令时刻相对应的压力值（如图2中的B点）为增压起点，当回送装置一旦检测到压力增大量大于Δh，就改变制动指令硬线输出，将制动指令硬线输出变为000，使铁路机车与回送地铁一次同步缓解。

3.回送原理

3.1 回送编组联挂

铁路机车、回送车与被回送地铁列车的联挂示意图，如图3所示。回送车为地铁列车提供制动时所需风源及DC110V控制电源，风源通过总风管与地铁车相连，控制电源通过车端连接器过桥线与地铁车相连。

图3 回送联挂

3.2 回送原理

回送装置布置在回送车内，DC110V电源和三线制动指令通过回送车端部连接器传输至地铁列车母线和制动控制装置EBCU，地铁列车DC110V母线电源为地铁列车制动系统提供控制电源。地铁列车司机室电气柜内闭合回送断路器QFDE及回送控制开关SKDE，列车进行回送模式，可以强制缓解整列紧急制动（KAEB得电）。制动控制装置EBCU响应图1中不同三线制动指令编码，通过电空转换中继阀（EP-CRV）控制制动缸BC压力，施加不同级位的制动。

回送车电气柜内列车管并联安装一个回送电磁阀，防止地铁车辆紧急环路意外失电施加紧急制动而铁路机车、回送车不施加紧急制动，回送电磁阀可避免意外失电（如过桥线断裂）引起的车轮擦轮或冲击损坏车钩等问题。回送原理（电气、制动原理）如图4所示。