CR400BF-A型动车组保持制动分析

CR400BF-A型动车组保持制动分析

成晓宇朱卫宾郑茂新

（中国中车集团唐山机车车辆有限公司服务事业部河北唐山063035）

摘要：CR400BF-A型动车组具有保持制动功能，在列车网络通信正常的情况下，由列车制动管理者（以下简称TBM）根据设定的施加、缓解逻辑统一控制全列保持制动的施加和缓解。同时列车设计自复位手动缓解按钮、保持制动故障开关和保持制动缓解列车线，可以实现手动缓解和故障情况下的保持制动切除操作。本文对保持制动的分析主要有以下几个方面：保持制动逻辑控制，保持制动缓解列车线，BCU内部控制电路，保持制动故障处理。

关键词：CRC400BF-A型动车组保持制动原理分析故障处理

有别于CRH3系动车组，新一代时速350公里标准动车组创新性的增加了保持制动功能。CR400BF-A型动车组延续了此功能。保持制动在提升司机驾驶便捷性、旅客舒适性等方面作用突出，可有效避免动车组溜车问题的发生，同时制动与牵引联动，牵引、制动手柄简化为单手柄也就“水到渠成”。其作为标准动车组主要的创新功能之一，我们有必要对其设计概念、工作原理进行深入的分析，进而达到全面的认识，并将所学知识应用于日常动车组运用维护中。

一、保持制动概述

保持制动是自动维持动车组制动状态的一种功能。用于保持动车组坡道停车时的静止状态，防止在坡道启动初段牵引力不足导致溜车。保持制动功能的加入，简化了司机控制，有效避免了溜车事故。标准动车组已全面配置该功能，并且客户认可度高。

二、保持制动原理分析

1.总体功能设计

保持制动的保持制动力满足定员载荷状态的动车组在一定坡道上静置和起动而不溜逸的要求，其对应4级常用制动时的制动力。保持制动在动车组静止时自动施加，动车组起动后自动缓解。司机室内设置自复位形式的保持制动缓解按钮和保持制动切除开关。按下保持制动缓解按钮期间或通过保持制动切除开关切除保持制动时，保持制动缓解指令通过贯穿列车的硬线传递到各车电子制动控制单元（以下简称EBCU），各车EBCU通过硬线获取保持制动缓解指令后实施保持制动缓解。

在列车网络通信正常，制动系统在正常分配模式时，由TBM根据以下施加、缓解逻辑统一控制全列保持制动的施加和缓解：当缓解条件成立时，TBM缓解保持制动；当缓解条件不成立，但施加条件成立时，TBM施加保持制动；当缓解条件和施加条件均不成立时，TBM维持住之前保持制动状态（施加或缓解）。

TBM存在于主控车的EBCU1或EBCU2中，两者互为冗余实现热备份，且根据制动系统状态自行切换。

在动车组速度为0、紧急制动EB施加情况下，制动系统在自律模式，各车的保持制动施加缓解由单车LBCU控制。

保持制动设计原理符合《TSD045总体技术规范》的要求。

2.保持制动设计原理分析

以下所有条件同时满足时，保持制动自动施加：列车处于非牵引状态；车辆速度低于1km/h；

列车处于非自动速度控制模式（以下简称ASC模式）。

满足以下任意一个条件，保持制动自动缓解：保持制动缓解列车线高电平；中央控制单元（以下简称CCU）发送的保持制动缓解指令高电平（CCU判断牵引力和下滑力，当牵引力大于下滑力时发出保持制动缓解指令）；牵引手柄处于牵引位持续时间＞7s；车辆速度大于1.5km/h且牵引手柄处于牵引位；EBCU采集到蓄电池供电（以下简称BN供电）断开，主要用于列车被救援且关掉蓄电池供电状态时自动缓解保持制动。由于主控车的EBCU2是蓄电池BN供电的，在列车被救援且切除蓄电池BN供电状态时，EBCU2已断电，无法再执行保持制动控制功能，所以对于EBCU2而言，并不需要蓄电池BN供电断开缓解保持制动的条件。

各车EBCU1监测到保持制动施加指令，且制动缸压力＞1bar，将保持制动施加状态置为1，并通过MVB总线上报CCU用于司机屏显示。

3.保持制动电路图分析

28-F03通过BCU1X1的A3、B3给BCU内部设备提供BN供电（此供电用于判断BN供电状态，是保持制动缓解条件之一）。

司机室占用后22-K06吸合，当操作保持制动故障开关28-S11或者28-S05保持制动缓解按钮时，28-K94延时断开继电器闭合，通过其辅助触点给保持制动列车线供电，各个车的28-K93闭合。28-K93辅助触点通过BCU1X2的C10给BCU保持制动缓解信号。当28-S11保持制动故障开关恢复开位或者28-S05保持制动按钮松开后，28-K94延时三秒断开。

BCU1A7板卡XA7的Z26、B26检测28-F03BN供电。BCU1、BCU2A8板卡XA8的D6、B6通过28-K93辅助触点，检测保持制动缓解信号。

三、保持制动故障处理

1.MVB数据解析

根据保持制动的施加缓解条件，进行MVB数据分析时应提取以下信息：

紧急制动EB指令，保持制动施加指令，保持制动缓解指令，1/8、2/7、3/6、4/5车保持制动状态，1/8、2/7、3/6、4/5车制动缸压力，1=钥匙激活司机台，1=司控器处于牵引状态，1=保持制动缓解列车线得电，1=制动指令线1、2、3得电，BN电池状态，ASC激活，BCU1.1是SBM，列车速度等。

2.故障排查方法

由于保持制动缓解的优先级高于施加，所以优先按照缓解条件进行检查。如果为无法施加故障，可以先检查是否为缓解信号导致，包括司控器、紧急制动缓解列车线、速度信号、ccu缓解指令、BN检测等，判断缓解信号保持的原因，进而确定故障点；若无缓解信号，保持制动仍然不施加，则检查保持制动施加条件。如果为无法缓解故障，同样先检查缓解条件是否有任一项满足，可通过制动缓解列车线进行测试，查看是否缓解，若缓解对其它缓解条件进行检查；若无法缓解，则检查制动缓解列车线或者制动施加条件是否全部满足。施加缓解条件可以通过解析MVB数据分析，找到异常信号后，对其电路进行检查，包含端子排、接触器、插头等都要测量导通及接地。再对产生异常信号的板卡进行检查，故障板卡进行更换。

3.故障案例分析

时速350公里中国标准动车组保持制动未施加故障，无故障代码。

具体故障现象如下：动车组1车占用，施加紧急制动EB，HMI显示1车保持制动未施加。紧急制动EB缓解后，全列保持制动缓解。8车占用后，全列保持制动正常施加。下载故障时间区间MVB数据，选取数据中的相应变量进行分析。

故障时刻1车主控，BCU1.1为TBM和SBM，制动缸压力值都大于100kpa，1车保持制动未施加，2车保持制动施加。此刻列车速度为0，施加紧急制动EB，全列进入自律模式，各车的保持制动施加缓解由单车LBCU控制，其它各车都检测到保持制动施加条件满足，制动缸压力满足保持制动施加条件，上报保持制动施加成功。但1车BCU1.1的BN供电状态为0，代表无BN供电，满足缓解条件，故1车未上报保持制动施加。

之后紧急制动EB缓解，制动缸压力值都逐渐降低小于100kpa，全列进入正常分配模式，保持制动施加缓解由TBM控制。TBM通过SBM下发的保持制动指令是基于BCU1.1判断得出，因1车BCU1.1的BN供电状态为0，代表无BN供电，满足缓解条件，故TBM下发全列保持制动缓解。

8车主控，BCU8.1为TBM，列车速度为0，无紧急制动EB施加，全列进入正常分配模式，保持制动施加缓解由TBM控制。TBM通过SBM下发保持制动指令是基于BCU8.1判断得出，满足施加条件，控制全列施加保持制动。

通过MVB分析，制动系统正常分配模式，1车EBCU1为TBM时，全列保持制动异常缓解。制动系统进入自律模式时，只有1车保持制动缓解，所以故障点应该为1车EBCU1的BN状态监测故障。断电检查BN线路正常，判断为A7板卡故障，更换EBCU1的A7板卡，故障消除。

四、总结

综上所述，通过对保持制动设计逻辑、工作原理的分析，掌握到保持制动的基本概念、技术规范、施加和缓解条件、保持制动缓解列车线的控制原理、MVB故障分析的思路、具体故障查找的流程，利用这些知识可以快速的查找保持制动故障，使理论知识更好的指导实践。

参考文献：

[1]TSD045总体技术规范QG/TSGSB-SJ-001-2016V1.078~79

[2]长编组标动电路图_01-16147~166

[3]唐厂长编标准动车组制动系统电气原理TKD604H-0000-00-00DLV1.04~18

[4]时速350公里中国标准动车组保持制动未施加分析报告