HXN3型机车空气制动系统介绍 - 图文

HXN3型内燃机车空气制动系统介绍

200

齐齐哈尔机务段教育科

2008年4月

第一章空气制动系统组成及简介

空气制动系统组成?风源系统 ?柴油机启动系统

?CCB II 自动式电空制动系统 ?辅助控制用风系统

如图示：

风 源 系 统风源系统的组成：

风源系统主要由螺杆式空

气压缩机组、总风缸（第一总风缸称为辅助总风缸，第二总风缸称为空气制动风缸）、GW-994型空气干燥器、止回阀、逆流止回阀、安全阀（956kPa）、第一总风缸压力传感器、总风缸手动/自动排水阀以及空气过滤器等组成。 如左图1－1示。

（图1－1）

螺杆式空气压缩机组

2台电机驱动的螺杆式空气压缩机，每个空气压缩机的排气量为2400L/min，空气压缩机将被安装在靠近机车2端的冷却间内，底架的上平

面，在柴油机冷却水系统的下方。这两台旋转的空气压缩机是机车和列车的空气制动控制系统及所有其它辅助用风装置的供风设备。设有两台空气压缩机在某种意义上提供了冗余。旋转的螺杆式空气压缩机包括一个集成、高效的压力空气后冷却器与油冷却器。空气压缩机电机将由单独的逆变器供电， EMD CA9型辅助发电机给逆变器提供变电压、变频率的电源。空气压缩机生产的压力空气将被储存在3个安装在底架下面的总风缸中。EMD EM2000计算机控制系统控制两台由电机驱动的螺杆空气压缩机的动作。

螺杆式空气压缩机主要技术参数：

?型号：TSA-2.8A（石家庄国祥精密机械有限公司） ?类型：双螺杆式，交流电机驱动 ?额定排气压力：900kPa ?额定容积流量：≥2.4m3/min ?额定转速：2650rpm ?驱动电机功率：22kW

?电源：主回路：3AC 165V 90Hz，逆变器输出PMW供电 电加热回路：DC74V 电加热功率：200W ?排气含油率：≤6mg/m3（5ppm） ?机组噪声： ≤85dB(A)

旋转的螺杆式空气压缩机包括一个集成、高效的压力空气后冷却器与油冷却器。空气压缩机电机将由单独的逆变器供电， EMD CA9型辅助发电机

给逆变器提供变电压、变频率的电源。

总 风? 总风缸位于车体燃油箱外部两侧。 ? 总风缸的容积：2X600L

缸

? 总风缸的缸体上均匀分布有深2.39mm,直径5mm的盲孔，当总风缸锈蚀

到一定程度时，就会从这些小孔漏气，表明总风缸已经不能再使用了。如果没有这些小孔的话，每5年就要将总风缸从车上拆下进行水压试验。 ? 启动总风缸（第三总风缸）位于车体燃油箱外部与后台转向架间燃油箱侧容积：735L

第一总风缸为辅助总风缸，其容积为至少600L。第一总风缸在系统中还起着首先把压力空气中的液态冷凝物冷凝并通过直接安装在总风缸上的自动气动排水阀排出风缸之外的作用。

第二总风缸是作为制动控制的专用风缸，其容积为至少600L，并且由位于风缸进口处的止回阀保护。若由于某种原因第一总风缸的空气压力流失，以此来防止第二总风缸中的压力空气逆流流失。第二总风缸的压力空气通过最后一个空气过滤器到达Knorr-Bremse公司的CCB-2微处理器控制的空气制动系统。主要的CCB-2空气制动控制设备支架将被布置在动力制动隔间内，底架的上平面，并具有通向每个司机室的司机控制阀的管路接口。每个司机室内均设有司机空气制动控制阀用来控制机车的单独制动，列车的自动制动和紧急制动。

第三总风缸是柴油机启动专用风缸，其容积大约为735L。第三总风缸在其入口处也设有止回阀，用来防止当第一总风缸的压力空气由于某种原因流失时，第三总风缸的压力空气流回第一总风缸并流失。第三总风缸为两个空气驱动的起机马达提供压力空气。

压力空气系统的压力由一个压力传感器调节，它监视第一总风缸出口到干

燥器之前的压力。压力传感器输出的信号由EMD EM2000计算机控制系统来监控。

另外一个压力传感器监视第三总风缸的空气压力，并给EMD EM2000计算机提供反馈信号。

GW 994-501M 型空气干燥器

在第一总风缸之后紧接着是一个过压安全释放阀，然后将空气输送到使用干燥剂的空气过滤干燥器装置中。空气过滤干燥器包括一个预先的过滤部分，两个盛放干燥剂的干燥器，一个电子控制电路包括计时器与继电器，和其它不同的阀类。

空气干燥器提供第一层次的空气过滤，它能将风源系统的压缩空气的露点降低，使在干燥器之后出现液体凝结的机率降到最小，特别是在制动控制系统中这一点更重要。经过空气干燥器过滤干燥后的压力空气流入三个子系统：空气制动控制总风缸（第二总风缸）、柴油机启动风缸（第三总风缸）和其它辅助用风系统。辅助用风系统包括机车之间的总风重联（平均），柴油机曲轴箱通风喷射器，铁轨撒砂器，鸣笛，雷达面板清洁器，风动刮雨器，柴油机冷却水系统的百叶窗，燃油箱油位监视器和其它任何被认为是辅助用风的气动装置。

空气干燥器具有一个74V直流的电气控制接口，它用来使干燥塔与排水阀之间循环工作。干燥器中的加热器用来防止当操纵环境温度低于0℃时的冻结问题。在压力空气系统中所有的自动式的排水阀均设有加热装置用来避

免在寒冷季节运用中出现冻结问题。

? 工作方式：吸附式

? 干燥剂再生方式：无热、常压 ? 空气处理量： ? 控制电压：DC74V

? 工作压力：75～150psi（517kPa～1034kPa） ? 环境温度：-40℃～71℃ ? 正常进口空气温度：38 ℃

? 工作电流：当加热器关闭时：0.5A & DC74V

当加热器开启时：10A & DC74V

柴油机启动系统

? 16V265H型柴油机使用气动马达启动。柴油机具有2个气动马达。 ?柴油机启动系统包括启动总风缸（第三总风缸）、启动压力传感器、电磁阀、压力开关、作用（中继）阀、滤尘器、空气启动马达、截断塞门以及与之相连管路等组成。

图1-2 ?柴油机启动管路系统由

完全相同的两套装置组成。

?柴油机启动管路系统还有一个蓄电池供电的辅助空气压缩机。当第三风缸的压力为0时，在30min内，辅助空气压缩机可以使启动风缸 的压力达到92psi(634kpa)。如图1－2示。

柴油机的每一边均安装有一个气动马达。柴油机空气启动系统管路中包括一个电磁阀来使启动马达的小齿轮与安装在柴油机牵引主发电机连轴器上的环形大齿轮啮合。由空气作用开动的总风中继阀为启动马达提供动力，并启动柴油机。柴油机的启动顺序是由EMD EM2000计算机控制系统控制的。

柴油机启动系统工作原理

? 柴油机启动系统由EM2000微机控制。

? 启动压力传感器将启动总风缸内的压力实时传输到EM2000。 ? 如果启动风缸内的空气压力高于最小启动压力，司机按动柴油机启动按

钮时，启动按钮给EM2000发出柴油机启动信号。

? EM2000首先控制MVASAR这个电磁阀动作，使得小齿轮与大齿轮可靠

啮合，这时压力开关会给EM2000一个反馈信号。

? EM2000在收到压力开关的信号后，控制MVASER这个电磁阀动作，将

控制风充入作用阀的控制气室，使启动风缸的压缩空气经作用阀充入空气启动马达，驱动马达，使柴油机启动。

制是自保压的，在制动区保持对制动器施加与手柄设置相对应的制动力。这个手柄没有定位设置。

单独制动手柄的设置： 1、REL（缓解 RELEASE）：

（手柄处于最后点）缓解机车制动，假设自动制动手柄也处于 REL 位。

2、制动区（APPLICATION ZONE）：

（手柄介于 REL 和 FULL 之间）手柄向前移动时-朝向机车前方-通过制动区，机车空气制动力增加。

3、FULL（全制动 FULL APPLICATION）：

（手柄处于最前点）这个设置以机车提供了空气全制动力。 4、BAIL-OFF（单独缓解）：

在任何位置压下该手柄，都会导致机车制动的缓解。这个动作包括在重联机车中的任何机车上的制动。为了确保缓解完全，重联机车中每台机车的手柄应保持压下 6s。

注意：当手柄处于制动区，压下手柄单独缓解任何在机车上实施的自动制动至单独制动阀手柄设置的水平。

电空控制单元EPCU

电空控制单元EPCU：

? 电空控制单元是装有LRU（在线可更换单元）的集成气路装置。 ? EPCU包括8个LRU每一个LRU都具有与制动功能相关的空气部件，对于智能LRU,还包括与功能有关的电子硬件和软件节点。 ? EPCU包括5个节点（NODE），智能LRU(或具有节点的模块） –BP LRU：列车管控制模块 –ER LRU：均衡风缸控制模块 –16 LRU：16号管控制模块

–20 LRU：20号管控制模块（制动缸平均管） –13 LRU：13号管控制模块

EPCU包括8个LRU

一、 均衡风缸控制模块

? ER―均衡风缸LRU响应司机对自动制动手柄的操 作，均衡风缸中的压力用于控制位于BP LRU内的列 车管中继阀。

ER LRU均衡风缸控制模块

?无动力切除塞门和无动力调整器也位于ER LRU。 –无动力切除塞门位于ER LRU前面

无动力切除塞门和无动力调整器

ER-LRU（均衡风缸控制模块）的作用： 1.提供并调解均衡风缸压力。 2.提供无火回送制动限制特性。

ER-LRU（均衡风缸控制模块）的组成及各部作用： 1.REL－缓解电磁阀

－得电-将均衡风缸管排向大气。 －失电-停止均衡风缸向大气排风。 2.APP－作用电磁阀

－得电-将总风压力充向均衡风缸管。 －失电-停止总风向均衡风缸管充气。 注意：

缓解电磁阀/作用电磁阀提供了均衡风缸的最初调解。 3.MVER-均衡风缸电磁阀

均衡风缸电磁阀是均衡风缸的缺省电磁阀。 －得电-允许均衡风缸通向列车管中继阀。

－失电（失去电源）-允许均衡风缸排向大气从而产生常用制动作用。 4.DE-无火回送投入切除塞门

－切除-关闭列车管和无火调压阀之间的连接。

－投入-打开列车管和无火调压阀之间的连接，总风可以由列车管充风。 注意：

当无火时，总风能够以很慢的速度和无火调压阀限制的压力由列车管充风。 5.DER－无火调压阀

－降低列车管向总风/无火充风压力。 设定值为：248kpa 6.C2-无火回送充风缩堵

－限制列车管向总风管充风速度。 注意：一般是1/8”直径的缩堵。 7.CV-反向止回阀

－防止无火塞门没有转向切除位时高的总风压力直接充向列车管。 8.MRT－总风压力传感器

－根据总风管的压力产生对应比例的电压信号。 注意： 2#总风的压力 9.ERT-均衡风缸传感器

－根据均衡风缸管的压力产生对应比例的电压信号。 附图

均衡风缸模块均衡风缸充风略图：

均衡风缸模块均衡风缸减压略图：

均衡风缸模块无火投入略图：

二、列车管控制模块

? BP-列车管LRU控制列车管包括紧急制动。

列车管控制模块 BP-LRU（列车管控制模块）的作用：

1.供应调解列车管压力。 2.提供列车管充风切断。 3.排掉列车管的风以引起紧急。

BP-LRU（列车管控制模块）的组成及各部作用： 1. BP Relay－BPR1中继阀 ?列车管中继阀

－由总风缸管充风或者排掉列车管的风以实现与均衡风缸相同的值。 ?列车管排风阀

－1/4的限制孔限制自动常用制动时列车管减压速度。 2. BPCO-列车管遮断阀 －打开-列车管与中继阀相连通。

－关闭-列车管与中继阀断开连接。中继阀不能充风，排风或者调整列车管压力。 注意：

BPCO当列车管压力低于77kpa时关断。 3.MV-53－53#电磁阀

－失电-列车管压力驱动打开BPCO。

－得电-列车管压力通过作用侧排向大气，弹簧关闭BPCO。 4.C1（19/64）－19/64直径充风缩孔 －限制总风向列车管充风流量。

－根据总风向列车管充风量的大小产生压力降（流量）。 注意：

C1孔两侧压差用于显示单位为CMM的列车管流量。 5.PVEM-空气压力紧急排风

－列车管的快速改变将打开阀口，很快的排掉列车管内空气排向大气。 －21#管排掉（控制压力）导致PVEM动作将列车管内空气排向大气。 注意：

列车管的快速下降导致PVEM启动紧急。 6. MVEM－紧急电磁阀（74V） －失电-21#管排风关闭（正常运行）。

－得电-21#管排风，PVEM启动排出列车管压力。 注意：

这是由IPM/EPCU通过计算机驱动的紧急制动。 7.EMV－紧急电磁阀（24V） 8.MRT－总风压力传感器

－根据总风管的压力产生对应比例的电压信号。 注意：

这是IPM直接控制的硬导线控制电路。 9.BPT－列车管传感器

－根据列车管的压力产生对应比例的电压信号。 10. MRT－总风缸压力传感器

－根据充风缩堵后的总风管的压力产生对应比例的电压信号。 11.FLT－流量传感器

－根据充风缩堵后的总风管的压力产生对应比例的电压信号。

12.TP-FL－测试堵-总风管

－测试堵用于连接校正后的测试压力表。 12. TP-BP－测试堵-列车管

－测试堵用于连接校正后的测试压力表。 附图

列车管模块列车管充风略图：

列车管模块列车管减压略图：

列车管模块列车管紧急制动略图：

三、分配阀模块

? DBTV –在CCB II系统诊断使其工作于空气备份模式时，空气备用三通阀

控制16管的压力。

– 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，其影响显示不出来。

分配阀部分

TV-LRU（分配阀模块）的作用：

1.列车管升压时排出闸缸控制（16TV）压力，向副风缸充风。

2.列车管减压时根据列车管的减压量大小，将副风缸空气导向闸缸控制（16TV）。 注意：

DBTV模块在正常运行时照常动作，但其效果只能在后备或失效模式引起的PVTM关闭16控制时才体现。

TV-LRU（分配阀模块）的组成及各部作用： 1. DBTV－三通阀

－列车管升压导致16#管（闸缸控制）排向大气，辅助风缸充风。 －列车管减压导致辅助风缸导向16#管（闸缸控制）并向16TV充风。 －列车管压力稳定时关闭16TV和排风。 注意：

正常的闸缸控制需要副风缸完全充风。 2. BO－快缓阀

－DBTV当13#管压力大于173kpa时16TV排向大气。 附图

分配阀模块闸缸上闸（后备模式）略图：

分配阀模块闸缸缓解（后备模式）略图：

四、16#管控制模块

? 16 LRU-在CCB II 系统中控制16号管压力。

– 16号管压力控制位于BC LRU中的制动缸中继阀，从而控制制动缸的压力。

16控制模块

16-TV（16#管控制模块）的作用：

1. 正常－提供闸缸作用压力。 2. 后备－提供均衡风缸充风压力。 3. 提供紧急限制闸缸压力。

16-TV（16#管控制模块）的组成及各部作用： 1. REL－缓解电磁阀

－得电-使16ERBU管与大气相连接（排气）。 －失电-停止16#管向大气排气。 2. APP－作用电磁阀

－得电-允许总风压力向16ERBU管供风。 －失电-停止向16ERBU管供风。 3. ERBU－16均衡风缸后备

－普通模式-自动单独制动时向16#管充风从而产生闸缸上闸。 －后备模式-向ERBU管路输出均衡风缸控制压力。 4. MV16－MV16电磁阀 MV16是16#管的缺省电磁阀。

－正常情况下得电（计算机控制）控制16#管压力。 －空气后备时失电（DBTV）控制16#管压力。 5. PVTV－导向阀-两位三通阀

－打开-由MV16调节，是正常的自动/单独制动闸缸控制。 －关闭-当MV16调节或者后备模式。 注意：

在后备模式下， MV16将16#管的控制移交给16TV。

6. DCV2－双向止回阀2

－DCV2选择16/16TV或者ELV中压力高者向16#管容积充风。 注意：16/16TV最高压力值420～440pka。 7. PVE－紧急压力阀

－当列车管和快缓管压力都小于140pka时PVE打开，沟通ELV和DCV2。 注意：

当列车管压力低于140pka时，紧急制动超过16/16TV压力。 8. ELV－紧急限压阀

－调整总风压力到紧急限制压力值向16#管充风。 典型压力值450～480pka。 9. DCV1－双向止回阀1

－双向止回阀1选择列车管和快缓管中压力最大的来关闭PVE。 －快缓管控制16#管自动制动压力降至0。 －ELV压力必须通过PVE排出。 10.BPT－列车管压力传感器（辅助/备用） －根据列车管的压力产生对应比例的电压信号。 11.BCT－制动缸传感器

－根据制动缸管的压力产生对应比例的电压信号。 12.16T－16#管压力传感器

根据16ERBU管的压力产生对应比例的电压信号。 13.TP16－16#容积/管测试堵 －用于连接校正后的测试表。

14.TP-BC－闸缸压力测试堵 －用于连接校正后的测试表。 15.Vol－16#管容积 －60立方英寸。

?

20 LRU-在本务模式，响应制动控制阀上自动手柄和单独手柄的动作，在重联模式时， 本务机车的20 LRU直接控制重联补机的BCCP模块，从而控制制动缸压力。补机的20 LRU不工作。

附图

16#管控制模块列车管排风/16/闸缸充风略图：

16#管控制模块列车管充风/16/闸缸缓解略图：

五、20#管控制模块

?

20 LRU-在本务模式，响应单独手柄的动作，在重联模式时， 本

务机车的20 LRU直接控制重联补机的BCCP模块，从而控制制动缸压力。补机的20 LRU不工作。

20#管控制模块

20LRU（20#管控制模块）的作用：

1. 本机-响应单独制动手柄动作，建立或者缓解20#管压力。

2. 补机-不启动。

20LRU（20#管控制模块）的组成及各部作用： 1. SUPP－供风电磁阀

－得电-用总风向20#管/容积充风。 －失电-停止总风向20#管/容积充风。 2. REL－缓解电磁阀

－得电-将20#管/容积导向大气。 －失电-停止20#管/容积导向大气。 注意：

供风和缓解电磁阀提供20#管的初始压力调节。 3. MVLT－本机/补机电磁阀

－得电-允许控制压力切换 PVLT从而允许20#管中继向平均管充风。 －失电- 排掉PVLT的控制压力，停止20#管中继阀向平均管的充风。 注意：

这是一个通用模块的电磁阀和导向阀的组装。 4. PVTV－本机/补机导向阀

－处于本机位时MVLT得电，PVTV先导打开调节20#管压力。 －补机状态时MVLT失电，PVTV通过弹簧关闭。 注意：

在补机状态时，可以避免平均管的制动或缓解的损失。 5. TL－20#管压力传感器（本机） －根据20#管的压力产生相应的电压信号。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dodg.html