動車組EP閥

• 一、引言
• 二、動車制動系統介紹
• • 1、正常運作模式
  • 2、故障或救援模式
• 制動位
• 三、EP閥介紹
• • 1、模拟式EP閥
  • 2、數字式電空閥

一、引言

動車組制動系統是保障動車組安全、高速運作的重要核心系統，目前國内動車組多采用的是電空聯合制動，而直通制動控制單元又是電空聯合制動的核心，EP閥作為直通電空控制單元的重要零部件之一，至關重要。

二、動車制動系統介紹

動車制動系統由兩種形式組成：正常運作時的制動模式、故障或救援模式。

1、正常運作模式

動車制動系統由兩種形式組成：正常運作時的制動模式，是電氣指令計算機控制直通式電空制動，供風系統由一根總風管貫穿整列車，前後司機室各有一個計算機制動控制單元。空氣壓縮機通過總風管給每節車廂的總風缸供風。然後總風缸向制動風缸充風，需要制動的時候,制動控制單元BCU計算并控制EP閥制動動作的實時，中繼閥根據EP閥的電空轉換，向基礎制動裝置的制動缸供給一定壓力的壓力空氣，壓力空氣進入制動缸後将制動缸活塞推出，起制動作用。緩解時，制動缸内的壓力從作用閥排風口排出，緩解彈簧把制動缸活塞推回原位，起緩解作用。

2、故障或救援模式

當發生故障或者救援時，啟用自動空氣制動模式，在車廂與車廂之間制動風管是以軟管的形式連接配接的，在車廂下則是硬管。這一整個系統又被稱作是—自動式空氣制動, 通過列車管、副風缸、制動風缸三者之間的壓強來達到制動的作用。

列車在出發前，要先将列車管連接配接好，然後開始充氣加壓，當壓力達到一定程度後三通閥被頂至最左端。

行車中，副風缸與列車管相連且壓強大于大氣壓，制動風缸與大氣相連壓力為大氣壓，随着加壓的不斷進行，最終三通閥會被頂至保持位，此時三者的氣壓為，列車管=副風缸＞制動風缸，且壓強不再變化。

當車輛開始制動時，列車管裡的空氣被排出，氣壓随之減小，此時列車管的壓力小于副風缸，三通閥被頂至最左側，副風缸與制動風缸相通。由于副風缸壓力大于制動風缸，空氣開始向制動風缸擠壓，來到制動位，列車制動。

當列車發生分離事故，制動軟管被拉斷時，列車管風壓急劇下降，三通閥活塞自動而迅速地移動到制動位，故列車能自動迅速制動直至停車。

電氣制動的原理是當切斷電源後，會産生一個與電機轉向相反的電磁力矩，使電機迅速停轉，這裡不做具體介紹。當速度高于某個值，制動開始時，首先進行空氣制動，當速度開始下降是緩緩切換至電力制動，當速度下降到某個值之後，重新切換至以空氣制動為主，直至速度下降為0。

三、EP閥介紹

EP閥的主要作用是将BCU的電指令轉換為空氣壓力。EP閥按照控制模式可分為：模拟式和數字式(開關式)。

1、模拟式EP閥

空氣預控制壓力随電信号變化而連續變化。具有控制精度高，控制原理簡單等優點，由電磁部控制輸出壓力，可連續無極的調節預控壓力。但是受到環境因素影響較多，存在滞後現象，同時因為加工精度高，成本較高。

工作原理：當電磁閥通過電流時，電磁閥産生向上磁力将柱塞提起，頂開供氣閥，總風缸來的高壓空氣送往中繼閥AC室，同時送往反向充氣膜闆室，當AC室空氣壓力與電磁力平衡時，供氣閥壓着排氣活塞下降直至落座，切斷總風缸至AC室的空氣，保壓後得到與電氣指令相應的AC室壓力，中繼室動作産生近似相等的制動缸壓力。當指令電流減少時，電磁力減少，排氣活塞下落，AC室的空氣通過排氣閥排向大氣，直到電磁力與大氣壓力重新平衡。

模拟式電磁閥類型：

帶閉環回報非線性顯著的電空閥：開斷需要時間的存在，是以引入一個滞後的非線性環節。為了減小穩壓誤差，多電磁閥的閉環電空閥、采用PWM方式的閉環電空閥。

多電磁閥的閉環電空閥：采用PWM方式的閉環電空閥：利用PID調節器充氣緩氣都用斬波，采用高速電磁閥，頻率在20HZ左右。

線性閉環電空閥：PID控制

模糊控制的電空閥：模糊控制理論

開環電空閥:比例電空閥(日本新幹線高速列車)，控制電流得到成比例的電磁吸力與模闆室壓力平衡。

2、數字式電空閥

通過控制電磁閥不斷開斷，控制容積室的壓力。抗污能力強，可靠性比較高，随着控制技術的進步，數字式EP閥也能夠很好滿足要求。

控制方式：根據輸入與回報的電信号之間的誤內插補點，計算出相應的制動與緩解電流（電壓），控制電磁閥動作，實作閉環實時控制，達到制動缸要求的制動力，實作電空協調配合。

當控制系統的穩态精度高，系統偏差較小時，采用PID控制器控制。

當系統出現大的偏差，非線性，大幹擾時，采用模糊控制器控制。

EP單元中電磁閥的選擇：

開斷形式電磁閥，開斷的時候會産生非線性，影響系統精度

模拟式比例電磁閥：輸出流量(電壓)，随電流(或電壓)的改變而成線性變化，根據目标壓力的大小來确定輸入電流(或電壓的大小)，從控制上說，容易實作，有很好的連續性，減少電磁閥動作次數，延長壽命。

應用：和諧号動車采用再生制動和空氣制動的複合制動方式，動車上配置再生制動和空氣制動，拖車上隻有空氣制動，列車制動時，有限采用再生電制動，不足時補充空氣制動。

制動控制系統：電氣指令直通式空制動空控制系統，以微處理機為控制中心，由制動控制單元發出電氣指令，通過EP電空單元使制動缸動作，産生空氣制動。

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