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1、HXD3C型电力机车空气管路与制动系统,大连机车车辆有限公司 技术开发部 孙 冰,第一节 概述,风源: 螺杆式空压机、双塔干燥器等。 制动系统:CCBII 空气制动系统。 操作: 设备布置和操作方法、无火回送的操作方法、双管供风装置 的操作方法。 辅助控制:撒砂、停放制动控制、升弓控制、轮缘润滑等。,本章介绍HXD3C型电力机车:,空气管路与制动系统设备布置如图2.,空气管路与制动系统的组成如图3。,空气管路与制动系统的控制关系如图4。,CCBII制动系统控制部分及辅助功能控制部分集成在空气制动柜中,布置图如图5。,第二节 风源系统,风源系统的作用是为机车及车辆的制动系统提供符合要求的干燥、洁
2、净的压缩空气。 主要包括:空压机、双塔干燥器、 微油过滤器 、总风缸。,风源部件布置见图7、8。,1 空气压缩机组(图9),螺杆式压缩机组,其驱动电机为三相交流异步电动机。 空气压缩机组具有温度、压力控制装置,可以实现无负荷启动。 空气压缩机组的开停状态由总风压力开关进行自动控制,也可以通过手动按钮强行控制开停。,1.1技术参数,1.2 控制模式,工作模式:间歇工作、延时工作 1.2.1启停压力如下表:,1.2.3 间歇、延时工作制的转换如下表:,1.3 工作原理,阴阳两螺杆形的转子,旋转进行空气的压缩和输送,900 kPa的压缩空气一级压缩产生。,1.4 维护 1.4.1 压缩机组应定期进行
3、维护,以保证其安全可靠的运行,1.4.2 机油乳化处理 1.4.2.1机油轻微乳化及时处理,(1)压缩机静置12小时,微开排油口排出液态水。 (2)打开总风缸下方塞门,压缩机组运转60分钟以上,停机后观察机油,如恢复可继续使用。 (3)如果乳化现象减轻但没有完全恢复,再运转30分钟,观察机油,可重复进行上述操作,直至乳化消失。 注意:使用延时工作模式,运行机车压缩机组减缓机油乳化。,以下为机油轻微乳化参考图片:,2 空气干燥器(图13),2.1 技术参数 具体参数见下表:,2.2 结构,图14空气干燥器结构示意图 1-干燥塔;4-双逆止阀;12-脉冲电磁阀;44-排放阀;47-节流孔;72-消
4、音器。,A塔显示A塔进入再生状态。 B塔显示B塔进入再生状态。 A阀加热A塔排污阀进入加热状态。B阀加热B塔排污阀进入加热状态。 电源指示干燥器得电指示。 电源开关控制干燥器得失电。,2.3 工作原理 干燥:饱和压缩空 气油分离器干燥剂相对湿度35%以下 再生:由干燥的压缩空气进行吹扫,3 辅助风源 3.1 辅助压缩机,图17 辅助压缩机LP115,3.1.4 控制模式 人工控制 自动控制 1)初次升弓,或进行升弓试验时采用人工控制方式,操作时需要操作者持续按下启动按钮,并观察升弓压力表的指示值,在满足升弓压力要求后松开按钮。 2)当机车投入运用后采用自动控制方式,当辅助风缸压力低于480kP
5、a(压力开关U43.02监测)时,辅助压缩机自动投入工作;当辅助风缸压力达到735kPa时,压缩机自动停止工作。,3.2 辅助干燥器 该装置同辅助干燥器配合使用,去除辅助压缩机产生的水蒸气 3.2.2 工作原理,4 其它风源部件 4.1 总风缸 使用两个800L的总风缸直立安装在机械间内作为储风设备,设计压力为1.0MPa。 4.2安全阀 在干燥器前后各有一个安全阀。A3安全阀的开启压力为11bar,A7安全阀的开启压力为9.5bar。 4.3 总风低压保护开关 当总风压力低于50020kPa时,P50.74开关动作,机车牵引封锁,(动力制动仍可投入) 确保机车内保留有能够安全停车用的压缩空气
6、。 4.4微油过滤器 对通过干燥器后的压缩空气进行油污处理,保证通过微油过滤器后的压缩空气满足ISO8573油2级要求。该过滤器需进行定期排污处理。 4.5低压维持阀 保证干燥器内部快速建立起压力,使干燥器可以进行再生、干燥工作,开通压力为6bar。同时对两台干燥器间通道进行隔离。 4.6截断塞门(A10) 截断塞门(A10)用于机车无火回送操作。当机车进行无火操作时关闭该塞门。,第三节 制动控制系统,CCB II 包括5个主要部件: LCDM - 制动显示屏 EBV -电子制动阀 EPCU - 电空控制单元 IPM - 集成处理器模块 RIM/CJB-继电器接口模块,HXD3C型电力机车采用
7、CCBII制动系统。本制动系统除了紧急制动作用,所有逻辑是微机控制,1 制动部件介绍 1.1 制动显示屏LCDM,图22,LCDM位于司机室操纵台,是人机接口,通过它可进行本机/补机,均衡 风缸定压,列车管投入/切除,阶段缓解/一次缓解,补风/不补风,CCBII系统自检,风表值标定,故障查询等功能的选择和应用(图22),1.2 电子制动阀EBV,1.2.1自动制动手柄位置 其手柄包括运转位、初制动(最小减压位)、全制动(最大减压位)、抑制位、重联位、紧急位。初制动和全制动之间是常用制动区。手柄向前推为常用制动或紧急作用,手柄向后拉为缓解作用。在重联位时,通过插针可将手柄固定在此位置。,运转位
8、1) ERCP响应手柄位置,给均衡风缸充风到设定值 2) BPCP响应均衡风缸压力变化,列车管被充风到均衡风缸设定压力 3) 16CP响应列车管压力变化,将作用管压力排放 4) BCCP响应作用管压力变化,机车制动缸缓解;同时车辆副风缸充风,车辆制动机缓解,常用制动区 a)手柄放置在初制动位 1)ERCP响应手柄位置,均衡风缸压力将减少40kPa60kPa(定压500kPa或600kPa) 2)BPCP响应均衡风缸压力变化, 压力也减少40kPa60kPa 3)16CP 响应列车管压力, 作用管压力升到70kPa110kPa 4)BCCP响应作用管压力,机车制动缸压力上升到作用管压力 b)手柄
9、放置在全制动 1)均衡风缸压力将减少140kPa(定压500kPa)或170kPa (定压600kPa) 2) 制动缸压力将上升到360kPa(定压500kPa)或420kPa (定600kPa) c)手柄放置在初制动与全制动之间,均衡风缸将根据手柄位置的不同相应减少压力,制动缸产生相应压力,抑制位 1) 机车产生常用惩罚制动后,必须将手柄放置此位置使制动机复位后,手柄再放置运转位,机车制动作用才可缓解 2) 在抑制位,机车将产生常用全制动作用,重联位 1) 当制动机系统在补机或断电状态时,手柄应放此位置。在此位置,均衡风缸将按常用制动速率减压到0 2)闸缸压力上升到420450,紧急位 1)
10、 在此位置,自动制动阀上的机械阀动作,列车管压力排向大气,触发EPCU中BPCP及机车管路中的紧急排风阀动作,产生紧急制动作用,1.2.2单独制动手柄位置 1)其手柄包括运转位,通过制动区到达全制动位。手柄向前推为制动作用,向后拉为缓解作用 2)20CP响应手柄的不同位置,使制动缸产生作用压力为0300kPa 3)当侧压手柄时,13CP工作,可以缓解机车自动制动作用,1.3 电空控制单元EPCU,1.3.1 列车管控制部分(BPCP) 1.3.2 均衡风缸控制部分(ERCP) 1.3.3 13控制部分(13CP) 1.3.4 16控制部分(16CP) 1.3.5 20控制部分(20CP)13
11、1.3.6 制动缸控制部分(BCCP) 1.3.7 DB三通阀(DBTV)部分 1.3.8 电源接线盒(PSJB),1.3.1 列车管控制部分(BPCP) 1)响应ERCP压力-列车管压力 2)列车管的投入和切除 3)及紧急作用 4)列车管压力传感器(BPT)-LCDM,MR,BPVV,ER,BP,BP,21#,1.3.2 均衡风缸控制部分(ERCP) 1)响应自动制动手柄指令-均衡风缸压力/列车管控制压力 2)均衡(ERT)和总风(MRT)压力传感器,通过LCDM显示 3)无动力塞门和无动力调整阀也位于ERCP上,MR,ER,BP,MR,1.3.3 13控制部分(13CP) 1) 本机,侧压
12、单独制动手柄来实现单独缓解 2)ER备份,13CP与16CP配合控制ERCP产生均衡风缸压力,MR,13,1.3.4 16控制部分(16CP) 1) 本机时响应列车管的减压量来控制16号管压力 2) 失电,16CP将把16号管排大气,制动缸的控制压力由 DBTV产生 3) 16CP是ERCP的备用模块,MR,16TV,1.3.5 20控制部分(20CP) 1) 本机,响应列车管减压和单缓指令产生平均管压力 2) 本机,响应单独制动阀,产生制动缸及平均管压 力0300kPa,MR,20,1.3.6 制动缸控制部分(BCCP) 1) 响应16号管压力,机车制动缸压力的产生和缓解 2) BCCP装有
13、DBI-1型动力制动电磁阀,通过此电磁阀实现 机车动力制动和空气制动的互锁,16,MR,20,1.3.7 DB三通阀(DBTV)部分 1) 空气备份,三通阀控制16管压力 2) DBTV中的主要部件为空气部分,它一直在工作,但由于制动系统的计算机控制,其影响显现不出来,16/16TV,BO,13,AR,16/16TV,1.3.8 电源接线盒(PSJB) 1) 电源连接盒位于EPCU所有节点和IPM的连接中心 2) PSJB内置电源,为CCB II系统供电(将110V转换到24V) 3) 在外部具有多个接插件,允许EPCU, EBV, M-IPM, 和 RIM/CJB相互连接,1.5 集成处理器
14、模块IPM 1.6继电器接口模块(RIM/CJB),2 CCBII控制关系 2.1主要部件控制关系,在上图各部件中, EBV、EPCU、CJB、IPM之间通过LON网线进行通讯, IPM、LCDM之间通过RS422进行通讯, IPM、TCMS之间通过MVB数据线进行通讯, CJB、 TCMS通过开关模拟量硬线进行通讯。,2.2 气路控制关系,3系统主要部件的冗余 3.1 空气备用(16CP失效),3.2 ER备用(ERCP失效),3.3 单独制动备用(20CP失效),3.4 紧急制动的触发方式: (1) 自动制动阀置紧急位; (2) 开放车长阀触发紧急制动; (3) 按下操纵台紧急按钮触发紧急
15、制动(断主断路器); (4) IPM触发紧急制动; (5) 监控装置触发紧急制动; (6) 列车断钩分离触发紧急制动。 3.5总风缸压力低保护 当总风缸压力低于500kPa时,IPM接收到压力传感器信号,不允许机车加载牵引。,第四节 辅助管路系统,机车辅助管路系统可以改善机车的运行条件,确保机车安全。该系统包括升弓控制模块(U43),停放制动模块(B40),撒砂模块(F41),停放制动辅助控制模块(R30),鸣笛控制等部分。,1弹簧停放制动控制装置,此模块接收司机控制指令,从而控制机车走行部弹簧停车制动缸压力。当弹簧停车制动缸中的空气压力达到 480kPa 以上时,弹簧停车制动装置缓解,允许机
16、车牵引;机车停车后,将弹簧停车制动缸中的压力空气排空,弹簧停车装置动作,闸瓦压紧轮对,避免机车因重力或风力的原因溜车。 在发生供电故障的情况下,也可以使用脉冲电磁阀的手动装置对停放制动装置进行手动操作。在系统无风的情况下,可以使用停放制动单元的手动缓解装置(位于制动缸夹钳上)缓解停放制动。手动缓解后,不能再次实施停放制动。如果需要重新实施停放制动,必须使系统总风压力达到 450kPa 以上,方可实施停放制动。,2停放制动辅助装置,该装置用于在机车总风缸(A11/A15)和停放风缸(A13)均无风压情况下,可用其它机车列车管的压力来实现弹簧停车制动的快速缓解,无需在走行部的弹停风缸上进行手动缓解
17、。该装置将会提高机务段的调车作业效率,减小劳动强度。,3升弓控制装置,此模块为受电弓和主断路器提供干燥、稳定的压缩空气。机车升弓指令投入后,若升弓风缸压力低于 480kPa 时,压力开关(.02)动作发出指令,辅助压缩机自动投入工作,当升弓风缸压力高于 735kPa 时,压力开关(U84)动作发出指令,辅助压缩机自动停止工作,同时干燥风缸(U83)中的干燥空气将干燥器中的水和油污排出。如果通过按钮手动控制辅助压缩机起动,压力开关(.02、U84)将不再对压缩机的起停进行控制。,4 轮缘润滑和鸣笛控制装置,HXD3C 型机车采用油脂式轮缘润滑方式,通过电磁阀控制油脂的喷涂。机车两端均设有两个高音
18、喇叭、一个低音喇叭,由电空阀控制,电空阀由司机操纵台面板上的喇叭按钮、操纵台下的喇叭脚踏开关分别控制。喇叭控制采用高、低音单独控制方式。,5 撒砂装置,机车设有八个砂箱和撒砂装置,每个走行部上面四个砂箱,容积为 100L/个,撒砂量可在 0.51L/min 范围内调节。撒砂动作与司机脚踏开关、紧急制动、防空转、防滑行等功能配合使用,撒砂方向与机车实际运行方向一致。,第五节 空气系统的操作,1、司机室制动操作 1.1 操纵台制动部件布置及操作,1.2 司机室后墙制动部件布置及操作,1.3 司机端部制动部件布置及操作,2、机械间制动操作 2.1 制动柜内部布置,2.1.1 辅助控制模块布置,2.2
19、 制动面板操作部件说明 2.2.1 制动柜上部操作,2.2.2 制动柜中部操作,2.2.3 制动柜下部操作(EPCU),3.无火回送的操作方法,车上操作: 1.单独制动手柄置“运转”位,自动制动手柄置“重联”位。 2.制动系统断电。 3.将EPCP模块上无火回送塞门转到“投入”位。 4.关闭塞门A10(I,II风缸间) 5.排放总风缸空气至250KPa以下。 6.关闭停放制动控制塞门(B40.06),应有排风现象。,车下操作: 7. 开放端部平均管塞门。,8. 连接制动软管,缓慢开放折角塞门,等待制动管压力升至定压。,9. 确认停放指示器为红色,制动指示器为绿色,手动缓解停放制动单 元,并确认夹钳已缓解。,10.本务机车进行制动与缓解操作,并确认无火机车与本务机车制动状态一致。,4.双管供风操作方法,4.1 单机牵引客车: 客车塞门手柄与管路平行, 截断塞门手柄与管路平行; 操作台总风数显表显示 客车供风压力,4.2 牵引货车: 客车塞门手柄与管路垂直, 截断塞门手柄与管路垂直; 操作台总风数显表显示 机车重联压力,
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