城市地铁车辆紧急制动回路改造分析

【摘 要】介绍城市地铁车辆紧急制动的方式和原理，以及研究紧急制动回路的改造。

【关键词】紧急制动；回路改造；地铁车辆

1、概述

制动系统是轨道车辆的关键设备之一，其性能直接关系到车辆运行性能和乘客安全。为了适应城市轨道车辆运行速度高、站间距离短、启动制动频繁等特点，城市轨道交通车辆制动系统一般均采用微机控制的直通式电空制动系统。目前城市地铁主流制动控制系统采用了EP2002系统，该系统由网关阀（简称G阀）和智能阀（简称S阀组成），与传统的制动控制系统相比，EP2002具有以下优点：根据单个转向架负载执行制动控制；单点故障造成的故障影响只限于一个转向架的制动；更适用于高速小编组列车；增强的故障和诊断能力，可配置的事件记录；机电集成封装，体积和重量更小；集成防滑保护功能。

2、列车紧急制动

列车设计有一个“失电制动，得电缓解”的紧急空气制动系统，贯穿整个列车的DC110V连续电源线控制制动系统的缓解，线路一旦断开，所有车即实施紧急制动。紧急制动不经过EP2002的制动控制单元BCU的控制，直接使阀内的紧急电磁阀失电产生。每个制动阀的紧急制动作用都是一样的。G阀和S阀的紧急制动压力与车重信号成正比。当要求实施紧急制动时，无论是否已经实施常用制动，必须实施紧急制动。紧急制动具有如下特点：电制动不起作用，仅空气制动；高速断路器断开；不受冲击率极限的限制；紧急制动实施后是不能撤除的，列车必须减速，直到完全停下来（零速继电器得电）；具有防滑保护和载荷修正功能。

G阀和S阀为其转向架提供独立的电子紧急制动压力控制。EP2002阀检测载荷信号，调节供给压力至相应紧急制动压力值。紧急制动压力调节一直有效，当实施紧急制动时，BCU的常用制动输出被阀控制器截断，使之只进行车轮防滑保护控制，这样与紧急制动相应的载荷补偿压力输入制动缸。

3、紧急制动回路分析

对紧急制动继电器EBR1、EBR2选型为B400 115 EG SVF SMITT，紧急制动继电器的续流二极管和继电器的线圈并联，若继电器的续流二极管对地短路被击穿后，相当于继电器的电阻为0（继电器线圈正常的阻值为4000欧姆），当通上110V电后继电器将对地短路，从而导致紧急制动回路电流瞬间异常，会造成紧急制动断路器EBCB跳闸。列车只有当紧急制动继电器EBR1、EBR2均得电缓解后，紧急制动才会缓解，列车才能进行牵引，当紧急制动继电器EBR1、EBR2出现故障后，打警惕按钮旁路，EBYSW等均不能缓解紧急制动。如果列车在正线运营时产生紧制不能缓解，需要清客救援才能够恢复线路的正常运营，对安全运营及乘客服务会造成较大的影响，因此需对制动回路进行改造研究，才能消除故障隐患。

4、紧急制动回路改造分析

在既有车辆设备的情况下，可以利用车上闲置的继电器OVR（超速继电器）以及制动环旁路开关EBYSW以及加装二极管D1进行改造，改造后的电路图如图2所示，其工作原理为：

正常情况下，EBLCOSR继电器（原来的OVR继电器）失电，紧急制动继电器EBR正常得电工作，EBR继电器通过EBLCOSR继电器的两对常闭触头5、6，7、8对地形成回路，EBR正常得电工作，牵引指令线408中的EBR1，EBR2两对常开触点闭合，牵引指令正常发出。

故障情况下，当EBR继电器TVS击穿或者线圈内部烧损等原因导致紧急制动环416线失电或者EBR自身不能正常工作，则通过EBYSW旁路开关，使得EBLCOSR继电器得电，则EBLCOSR继电器的两对常开触点1、2，3、4闭合，可将牵引指令回路中的EBR1，EBR2短接，牵引指令可以正常发出，通过常开触点9、10将EBR串入紧急制动回路的常开触点短接，EBLCOSR继电器的11、12，13、14常开触点闭合，可将故障的EBR继电器短接旁路，去除故障回路，同时其两对常闭触点5、6，7、8断开，110V通过EBLCOSR已经闭合的11、12，13、14触点以及反向二极管D1进行保持，使得紧急制动环415、416线正常得电，并且可以保证故障情况下，紧急制动可以缓解，牵引指令可以发出，列车可以升弓（升靴）。经过以上EBLCOSR继电器各触点动作后，牵引回路、紧制回路、升弓回路，都可保证正常工作，列车可以正常动车并运行至终点站退出服务。

以上改造主要基于列车原有的OVR继电器，EBYSW旁路转换开关以及加装一个二极管D1实现的。共需用到EBLCOSR继电器（原OVR继电器）5对常开触点，2对常闭触点（5、6，7、8常闭触点并联是为了增加正常情况下EBR继电器正常工作的可靠性，2对常开触点11、12，13、14串联是为了防止正常情况下，该触点故障导致EBR继电器被误旁路，同样基于可靠性考虑。另外，为了保证列车非正常情况下紧急制动，改造过程中需要用到EBYSW转换开关的另外一对触点，直接引入110V电源线203，不通过其他触点或联锁，从而可以保证不受回路中的其他部件影响，同时也保证EBYSW原有功能保留，该改造事实上也是对EBYSW紧急制动环旁路功能进行增强，可以最大限度地保证列车在非正常紧制情况动车，继续运营至终点站退出服务，不会对运营安全和客运服务造成影响。

通过以上分析，该改造方案具有可行性和可操作性，OVR继电器、EBYSW继电器均安装在司机室电器柜内，通过加装二极管D1的方式较为简单，并且二极管端子排在车上有较多使用。改造的难点在于车辆布线，由于涉及的继电器触点较多，走线、布线稍微有些困难，但是通过一定的布线工艺可以进行解决。

5、结束语

综上所述，通过采用二极管并利用相关继电器的触点对紧急制动指令线回路进行改造，可以有效解决因紧急制动继电器故障导致的车辆紧制不能缓解的故障，这对列车紧急制动继电器故障的应急处理提供了新思路，可以有效的保证列车在正线运营的安全高效，保证乘客服务的良好。