各车型动车组司机控制器简介

各车型动车组司机控制器简介

史宏伟,靳帅

中车唐山机车车辆有限公司

摘要：介绍各类动车组司机控制器功能、构成和工作原理、技术参数等，具有非常高的可靠性，保证动车组的安全运行。

关键词：动车组    司机控制器    工作原理

前言：

动车组司机控制器是司机用来操纵动车组运行的主令控制器。它也适用于其它机车、动车组、城市轻轨、地铁等，是司机用来发出动车组运行过程中牵引指令的主令控制设备。司机控制器分为独立式和牵引、制动、恒速一体手柄，具有结构紧凑、体积小、重量轻、高可靠、长寿命、少维修风特点。速动开关采用德国沙尔特宝公司先进的速动开关模块，自净、密封。编码器采用格雷编码器。了解司机控制器的功能和工作原理具有重要意义。

一、CR400BF型动车组司机控制器介绍

1、牵引制动手柄

司机控制器作为司机用来操作动车组运行的主令控制器，它的主要功能为：施加牵引、制动指令，确认列车操纵模式，实现车辆的启动调速等功能。司机控制器设置1个手柄向前为牵引，手柄设有0位（手柄垂直）、恒速位、紧急制动位三个位置及牵引区域、制动区域两个区域。手柄上设有防勿动按钮。牵引区域设有分2级的牵引加速区域及分2级的牵引减速区域。制动区域设有7级。手柄向前推向牵引区域时，必须按下手柄头部的按钮，向后拉到制动区域不需按按钮。其中，牵引加速区域、牵引减速区域相对于恒速位是自复的。

司机控制器手柄的转动，通过与手柄连接的两个光电格雷编码器输出牵引、制动指令，手柄转到紧急制动时，通过紧急制动开关输出紧急制动指令。

2．模式按钮

操纵模式选择按钮为白色自复位按钮，可选择“速度控制模式”或“级位控制模式”。正常位为“速度控制模式”。

二、CR300BF型动车组司机控制器介绍

1、手柄介绍

CR300BF型动车组司机控制器包括四部分：牵引控制手柄（包括控制器）、制动控制手柄（包括控制器）、恒速设定控制手柄（包括控制器）、方向模式选择开关。其中，牵引控制手柄（包括控制器）、速度设定控制手柄（包括控制器）和方向模式选择开关集成在一个模块中，整体安装。制动控制手柄及其控制器为一个整体，单独安装。

司机控制器主要功能：施加牵引、制动指令，确认车辆运行方向，设定车辆运行速度，实现车辆的启动调速等功能。牵引控制手柄可在 85°范围内活动，设有4 个级位，分别为：Pmax、Pmid、Pmin、0。手柄在每个级位能够停住。手柄顶端设有司机警惕装置按钮（与牵引手柄联动），按钮为自复位形式，通过该按钮可启动司机警惕装置。牵引手柄编码器在牵引区采用无级输出。牵引控制手柄设有阻尼器，使牵引控制手柄操作过程中通过每个级位时有明显的定位。、

制动控制手柄独立安装，可在85°范围内活动，设有9 个级位，分别为：0、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、EB，制动控制手柄设有阻尼器，使制动控制手柄操作过程中通过每个级位时有明显的定位，但是制动手柄级位间应过度灵活，不应出现手柄卡滞情况。

恒速设定控制手柄可在 85°范围内活动，由“0”至“Vmax”编码器采用无级输出进行调速。手柄采用阻尼器防止恒速设定控制手柄位置（例如由于振动等情况）发生意外变化。

方向模式选择开关可在 90°范围内活动，设三个位置：F（向前）、0（0 位）、R（向后）。

2、机械要求

司机控制器组成应满足 GB/T 21413.1-2008 及TB 1391-2007 所规定的机械性能要求。

机械寿命 整机 200 万次或在正常的使用及维修情况下30 年

前保护等级 IP 60

后保护等级 IP 00

为防止误操作，牵引控制手柄操作杆在“0”位设置机械闭锁，当手柄由“0”位向牵引力区域移动时，须按下手柄头，方可解除机械闭锁。反之，不需要机械闭锁，即由牵引区域向“0”位移动时可自由移动，无机械闭锁。手柄操作应灵活。牵引控制手柄通过耦合器连接了两个编码器B1、B2，编码器均为格雷码输出。B1、B2输出编码相同，起到冗余的作用。

制动控制手柄操作杆在由“0”位向制动区域移动时无机械锁闭。进出“EB”位（紧急制动位）时，须施加较其他级位更大的力度。手柄操作应灵活。

恒速设定控制手柄设凸轮机构，避免手柄向速度增大方向自由移动。逆时针旋转手柄时方可解锁，手柄方可向速度增大方向移动。向“0”方向移动时，无需旋转手柄即可移动。速度设定控制器通过耦合器连接了两个编码器B3、B4。编码器均为格雷码输出。B3、B4 输出编码相同，起到冗余的作用。

三、CRH3A型动车组司机控制器介绍

1、手柄介绍

CRH3A型动车组司机控制器设置有三个手柄，牵引手柄、速度设定选择手柄、方向手柄。

牵引手柄从前到后依次设有Pmax位（牵引最大位）、Pmid位（牵引中间位）、Pmin位（牵引最小位）、0位等4个位置及牵引区域。手柄在上述位置均有定位，在牵引区域为无极调节。手柄上设有警惕装置（牵引手柄头按下）。手柄向前从0位推向Pmin时，必须按下牵引手柄头的按钮，向后拉不需按，手柄在任意位置警惕装置均可按下。

速度设定选择手柄必须将手柄头部逆时针旋转后才能向前推，向后拉则不需要，松开手柄，手柄头部可以顺时针自复到初始位置。在任意位置松开手柄，手柄均能稳定的停在当前的位置。

方向手柄设有“前”、“0”“后”，三个档位，手柄在每个档位均有定位。

2、使用、操作的要求

司机控制器上有调速单元、定速单元、方向单元三种可操作机构，这三个单元之间不存在相互的机械联锁。

牵引控制手柄可在85°范围内转动，并在牵引手轮上显示当前的操作状态，分别为：0、Pmin、Pmid、Pmax。牵引控制手柄在“0”位设置机械闭锁，当手柄由“0”位向牵引区域转动时，需按下手柄头，方可解除机械闭锁。反之，不需要解锁，即由牵引力区域向“0”位移动时可自由移动，无机械闭锁。

在定速单元的定速手柄轮上标记有0和Vmax两个档位，这两个档位均有定位，同时在0和Vmax之间有均布的刻线示意手轮转角。通过推动定速手柄头，实现对机车的速度设定。定速手柄向Vmax方向的转动通过机械装置锁定，需逆时针旋转定速手柄头解锁。但向0方向的转动，无需解锁。

方向单元的旋转档位对应于司机控制台上“0”、“前进”、“倒车”，通过旋转方向旋钮实现这三个档位的切换，实现对动车行进方向的切换。

警惕按钮通过按压调速手柄头实现，可在调速手轮静止或滑动过程中灵活的压下，能够及时恢复，并驱动两个QKW3型速动开关的闭合切换，提供警惕信号。

四、CRH3型动车组司机控制器介绍

1、手柄功能介绍

CRH3型动车组司机控制器设置有三个手柄，牵引手柄、速度设定选择手柄、方向手柄。

Figure 3速度设定控制器杆可在 85°角的范围内连续偏转。该运动将传递给两个OEC2型数字编码器 OEC2。为了避免出现在 V最大方向上的不必要的杆移动，将使用一个棘齿机构。该机构将阻止杆向V最大 方向移动。为了解除该锁定，必须逆时针旋转速度设定选择器的手柄。无需旋转手柄就能进行杆在V0 方向上的移动。此外，摩擦制动器可防止预选控制杆位置（例如由于振动）而发生意外变化。组件表面上的雕刻牌向用户指示控制杆偏移的位置。

牵引力控制器通过控制杆手动进行操作。该控制杆也可在 85° 角的范围内偏转。控制盘外壳的雕刻牌上显示了当前所处的操作状态（0、EN、P0 和 P 最大）。此外，位置 0 和 EN 以及 P0 至 EN 的过渡将由凹槽机构进行检测。在连续可调牵引力区域，摩擦制动器将起作用，以防止操作杆（例如由于振动）出现不必要的移动。从 EN 位置向牵引力区域的过渡通过机械方式进行闭锁。按下手柄壳释放闭锁状态。反过来，从牵引力区域向 EN 位置转换回来时，无机械闭锁，即：转回时无需按下手柄。按下手柄还可实现自动警惕装置。

总结：

综上所述，动车组司机控制器对动车组的安全运营有着重要作用。经调试和运营考验，动车组司机控制器设计合理、性能稳定，可以满足日常运用需求。

参考文献：

[1] 王重阳,司机控制器设计指导,2017年11月15日

[2] 王淑玲,杜会谦,张晓玲等，新一代动车组司机控制器研发设计

,2013年6月25日

[3] 田林枝，高速列车司控器手柄工效学研究，2015年3月1日.