轨道车ITCS车载设备接风改造毕业设计论文.doc 0页

'兰州交通大学继续教育兰州交通大学继续教育学院毕业设计（论文）专业（班级）：指导教师：学生姓名：殷春蕾学号：设计题目：轨道车ITCS车载设备接风改造 毕业设计成绩评议学生姓名殷春蕾班级指导教师姓名职称审阅人评语审阅人：年月日答辩委员会综合评语主席：年月日论文成绩评语内容包括：（学术）思想、方案选择、设计（论文）达到的水平、设计（论证）有无错误等。 毕业设计（论文）任务书班级：学生姓名：殷春蕾指导老师：设计（论文）题目轨道车ITCS车载设备接风改造主要研究内容了解火车空气制动的过程原理、常用制动、紧急制动的区别以及如何实现轨道车ITCS系统的接风改造达到紧急制动地目的。关键环节1、确定论文题目2、搜集、整理资料3、编写提纲4、撰写初稿5、改写初稿6、定稿计划进度1、2004.3.1~3.15分析查阅资料，作好准备；2、2004.3.16~4.16制定接风改造具体计划及现场施工；3、2004.4.17~4.23修改、装订。参考资料[1]《金鹰轨道车车载设备图纸》，襄樊金鹰轨道车辆公司制作；[2]邱宽民.《JT-CZ2000型机车信号车载系统》北京：中国铁道出版社，2007.12[3]铁路职工岗位培训教材编审委员会《信号工.机车信号设备装置维修》北京：中国铁道出版社，2010.5[4]铁路职工岗位培训教材编审委员会《信号工.通用基础知识》北京：中国铁道出版社，2009.12 开题报告班级：学生姓名：殷春蕾指导老师：（签名）设计（论文）题目：轨道车ITCS车载设备接风改造一、选题理由ITCS（增强型列车控制系统）在青藏线已经运用了八年时间，NJ2型机车在设备良好运用以后就已经实现惩罚制动。但是，轨道车在安装ITCS车载设备时，由于接风条件不满足，以及安装时电路设计问题，轨道车ITCS系统的惩罚制动功能一直未实现，当轨道车冒进信号和超速惩罚以后，不能实现自动停车的安全隐患。二、选题的背景及意义青藏铁路公司电务部对轨道车接风改造一直非常关注。2012年“3.9”事故发生以后，加快了轨道车的接风改造的步伐。在2012年3月中旬格尔木车载设备车间开始进行对轨道车接风改造工程的实施。车间决定先在轨道车151202，进行尝试配线安装。三、重点研究内容对轨道车ITCS系统既有的电路进行微观系统地分析研究，找出电路中的缺陷。四、教师意见……略指导教师：年月日 中期报告班级：学生姓名：殷春蕾指导老师：设计（论文）题目轨道车ITCS车载设备接风改造一、总体设计：自接受毕业设计任务安排以来，首先对轨道车现有的设备条件进行认真分析，找出缺陷所在并根据空气制动原理在原电路的基础上对其进行改造；接着对改造好的电路进行模拟实验确保其动作良好正确；最后对照电路进行实物改造达到紧急制动的目的。二、详细设计：本研究报告分为四个部分第一部分：概述，简述任务的依据和历史背景。第二部分：研究工作的主要内容和改造意义。第三部分：对理论进行充分研究达到指导实践的目的。第四部分：根据实际情况落实施工计划与标准。三、设计完成情况此次报告对历史背景及意义分析准确到位，从理论上说填补了技术上的空白，实践中也完成了接风改造，但对此次施工过程缺少系统的部署与事后总结。四、教师意见……略教师姓名：年月日 结题验收班级:学生姓名:殷春蕾设计（论文题目）轨道车ITCS车载设备接风改造结题验收申请：根据《毕业设计任务书》要求：毕业设计（论文）已全部完成，请老师审阅。指导教师评语：论文内容完整,达到毕业设计深度要求……略指导教师评分（优、良、中、及格、不及格）：教师姓名：年月日 中文摘要在一列铁道车辆中，其制动系统起着至关重要作用。列车运行中失去牵引力等情况并不可怕，可怕的是列车制动系统不完善或制动系统出现故障。列车是通过制动系统调节其运行速度和及时准确在指定地点停车，从而确保列车的正点和安全运行，一旦列车制动系统存在缺陷或出现故障，则极有可能引发列车冒进、冒出、超速、追尾等重大铁路交通事故。鉴于此，本文主要涉及了火车空气制动原理、紧急与常用两种制动方式。针对青藏公司格拉段轨道车ITCS车载设备不能实现紧急制动这一现状进行了系统的调查研究、提出改进方案、认证实施最后按期完成了轨道车接风改造任务，给轨道车运行提供了安全保障、消除了安全隐患同时也克服了紧急制动困难填补了技术上的空白。关键词：轨道车;ITCS;接风改造、火车空气制动原理 AbstractInaseries ofrailwayvehicle, the braking systemplaysaveryimportant role. Thetrain tolosetraction, notterrible, terribleis thetrainbraking system notperfect orbrake systemfailure. Thetrainis thebrakingsystemto adjustitsrunning speedand timelyandaccurate inthe designated parking, toensure on-time and safeoperationofthetrain, oncethetrain braking systemdefects ormalfunctions, it islikelytotrigger aggressivetrain, smoke, overspeed, collision andothermajorrailwaytrafficaccident.Inviewofthis, thispaper mainly relatesto the train airbrake principle,emergency andthecommontwo brakingmodes. TheQinghaiTibet GolmudLhasasectionof railcar company ITCSvehicle equipmentcannotachieve theemergencybrake the statusofthe system ofinvestigationandresearch, putforwardtheimprovementscheme, certificationimplementation finally finishthe railcar corporation transformationtasks, for railvehiclerunning provides security,eliminatethepotentialsafetyhazard andovercomes theemergencybrake isdifficult tofillthegapsinthe technology onthe.Keywords: railcar; ITCS; welcome transformation; train airbrake principle 目录1绪论11.1列车空气制动机及工作原理11.1.1列车空气制动机（如图）12空气制动方式62.1制动方式分类62.1.1常用制动62.1.2紧急制动62.2各类机车制动压力及缓解时间的标准62.3常用制动与紧制动的比较72.3.1常用制动与紧制动的不同点72.3.2常用制动与紧制动的相同点73轨道车ITCS车载设备接风改造83.1背景介绍83.2工作原理83.2.1轨道车接风现状83.2.2存在的不足103.3接风第一次改造103.3.1取得的成果113.3.2存在的不足113.4接风第二次改造114结论145致谢156参考文献1617 1绪论当前全世界各国的交通事业飞速发展，航空、海上以及陆地运输可以说已经非常发达了。而陆地运输以铁路运输为主，因为它有运输量大，运输速度快以及安全系数高等显著特点。然而，俗话说：“火车跑得快，全靠车头带”。这说明火车头对列车运行的重要性；另外我们要知道列车运行安全与否最主要靠火车头上的制动系统。所以，重视火车制动系统是很有必要的，在原有的制动系统基础上加以改进确保列车安全高效运行是势在必行的。1.1列车空气制动机及工作原理1.1.1列车空气制动机（如图）1-副风缸；2-滑阀；3-主鞲（gou:即活塞）倍；4-三通阀；5-制动缸；6-闸瓦；7-总风缸；8-空气压缩机；9-制动阀；10-充气沟；11-制动主管；12-制动支管；13-截断塞门；14-空重车转换手把；15-降压风缸；16-安全阀。17 制动主管—安装在车底架下面，它贯通全车，是传递压缩空气的管路。  截断塞门—安装在制动支管上，用以开通或截断制动支管的空气通路。它平时总在开放位置。关门车通常把关闭了截断塞门、停止制动机的作用的车辆叫做“关门车”。远心集尘器—利用离心力的作用，将压缩空气中的灰尘、水分、铁锈等杂质，沉淀于集尘器的下部，以免进入三通阀等机件。  三通阀—是车辆制动机中最重要的部件。它连接自动支管、副风刚和制动缸，用来控制压缩空气的通路，使制动机起制动或缓解的作用。  副风缸—是贮存压缩空气的地方，制动是利用三通阀的作用将压缩空气送入制动缸起制动作用。  制动缸—当压缩空气进入制动缸后，推动制动缸鞲鞴，将空气的压力变成机械推力，然后通过制动杠杆后闸瓦紧抱车轮起制动作用。  降压风缸—它与制动缸相连，两者之间设有空重车调整装置，可满足空、重车不同制动压力的要求。  空重车调整装置—用它来控制降压风缸与制动缸的通路，可以达到调整制动力的目的。它包括空重车装换手把和空重车转换塞门。1.1.2工作原理17 火车制动就是人为地制止列车的运动，包括使它减速，不加速或停止运行。对已制动的列车或机车解除或减弱其制动作用，则称为“缓解”。为施行制动和缓解而安装在列车上的一整套设备，总称为列车“制动装置”。“制动”和“制动装置”俗称为“闸”。施行制动常简称为“上闸”或“下闸”，施行缓解则简称为“松闸”。（1）制动原理当司机将制动阀移到推动位时，制动主管内的压缩空气向大气排出一部分，这时副风缸内的空气压力相对地大于制动主管内的压力，因而推动三通阀的主活塞相左移动，截断充气沟的通路，使副风缸内的压缩空气不能回流。在三通阀主活塞移动的同时带动滑阀也向左移动，截断了通向大气的出口，使副风缸内的压缩空气进入制动缸，推动制动缸鞲鞴向右移动，通过制动杆的传动，使闸瓦紧抱车轮而制动。（2）空气制动机的特点       第一，向制动主管充气时缓解；将制动主管内的压缩空气排出（减压）时制动，所以称为“减压制动”。       减压制动—当列车分离或拉动车前阀时，由于制动主管的压缩空气向大气排出，压力突然将低，就可以自动地产生紧急制动作用，使列车立即停住，以防事故的发生或扩大。       第二，这种装置在制动过程中不是直接用总风缸的压缩空气送入制动缸，而是与先贮存在副风缸内的空气送入制动缸起制动作用，因此称为“间接制动”。       间接制动—能使列车前后车辆的制动作用不至于差别过大，使整个列车能平稳的停下来。17    空重车调整装置—当空重车转换手把放在空车位置时，一部分压缩空气进入降压风缸，使制动缸中产生较小的制动力；当转换手把放在重车位置时，降压风缸不起作用，压缩空气全部进入制动缸中产生较大的制动力。   缓解阀—为使制动着的车列缓解，可以拉动副风缸上的缓解阀，使副风缸的压缩空气经缓解阀排出，副风缸内的空气压力低于列车主管的空气压力，三通阀的主活塞就动作，滑阀随其移动，使制动缸内的空气排出大气，闸瓦离开车轮而缓解。   紧急制动阀—在每节客车上都装有紧急制动阀，货车一般只在守车上安装紧急制动阀，又称车长阀。（3）缓解原理当司机将制动阀放在缓解位置时，总风缸的压缩空气进入制动主管，经制动支管进入三通阀，推动住鞲鞴向右移动，打开充气钩，是压缩空气经充气钩进入副风缸，知道副风缸内的空气压力和制动主管内的压力相等为止。在三通阀主活塞移动的同时，和他连在一起的滑阀也跟着向右移动，使得制动缸内的压缩空气经过滑阀下的排气口排出，于是制动缸的鞲鞴被弹簧的弹力推回原位，使闸瓦离开车轮而缓解。（4）空气制动的通路制动作用：制动阀放在制动位，由制动主管向外排气（减压）副风缸→三通阀→制动缸→闸瓦（抱车轮）17 缓解作用：缓解阀放在缓解位置，向制动主管充气（增压）总风缸→制动软管→折角塞门→制动主管→制动支管→截断塞门→远心集尘器→三通阀→副风缸。制动缸→三通阀→大气17 2空气制动方式空气制动是以被压缩的压力空气作为制动的原动力，改变压力空气的压强来操纵控制。制动力大，操纵控制就灵敏便利。我国铁路习惯把压力空气简称为“风”，把空气制动机简称为“风闸”；把空气制动的动作实施叫放风。2.1制动方式分类列车制动在操纵上按用途可分为“常用制动”和“紧急制动”两种。2.1.1常用制动在正常情况下为调节或控制列车速度包括进站停车所施行的制动，称为“常用制动”，它的特点是作用比较缓和而且制动力可以调节。2.1.2紧急制动在紧急情况下为使列车尽快停住所施行的制动，称为“紧急制动”（也称为“非常制动”），它的特点是作用比较迅猛而且要把列车制动能力全部用上。2.2各类机车制动压力及缓解时间的标准目前我公司机车车型主要有NJ2、东风、和谐三类。（1）常用制动压力标准东风、和谐——110KPa至120KPa;NJ2——170KPa至180KPa（2）紧急制动压力及缓解时间标准制动压力：均由600KPa在3秒内降为0KPa缓解时间：东风车必须在45秒至60秒之间从0KPa缓解到600KPa,17 和谐车必须在45秒至80秒之间从0KPa缓解到600KPa。2.3常用制动与紧制动的比较2.3.1常用制动与紧制动的不同点常用制动：是司机或车载监控设备按照当前铁路地面信号提供的信息来控制列车运行速度时采取的一种控车方式。它的制动过程比较缓慢，其目的主要是为了控制列车实际运行速度不超过限制速度；其次就是控制列车按允许速度通过当前信号机或者按照当前信息是列车停车。常用制动是偏向过程的制动方式，司机采取制动过程的时间也是从几秒钟到几分钟不等，影响因素主要取决于当前的路况（比如长大下坡道运行）及轨道占用情况。紧急制动：是在列车运行时冒进出站信号机、冒进进站信号机以及超速时司机或车载监控设备采取的紧急停车方式。它的制动方式非常迅速，其主要目的就是在一瞬间让快速运行的列车在最短的制动距离内停下来，从而来防止两冒一超事故的发生。紧急制动是偏向结果的制动方式，其制动过程只有3秒钟；它的制动强度和级别要比常用制动高许多。2.3.2常用制动与紧制动的相同点它们都属于空气制动，都是通过排出列车管内的压缩空气产生压力差来控制列车运行与否。17 3轨道车ITCS车载设备接风改造3.1背景介绍ITCS（增强型列车控制系统）在青藏线已经运用了八年时间，NJ2型机车在设备良好运用以后就已经实现惩罚制动（即紧急制动或紧急接风）。但是，轨道车在安装ITCS车载设备时，由于接风条件不满足，以及安装时电路设计问题，轨道车ITCS系统的惩罚制动功能一直未实现，当轨道车冒进信号和超速惩罚以后，不能实现自动停车的安全隐患。青藏铁路公司电务部对轨道车接风改造一直非常关注。2012年“3.9”事故发生以后，加快了轨道车的接风改造的步伐。格尔木车载车间于2012年3月中旬，开始对轨道车进行轨道车接风改造。车间决定先在轨道车151202，进行尝试配线安装。3.2工作原理3.2.1轨道车接风现状轨道车接风改造的施工，所使用的是最初的配线图，是由襄樊金鹰轨道车辆公司提供的配线图（图1）。17 注：1、YM8为紧急放风阀，安装在轨道车机械间内,安装在列车管上；2、SK1为制动切除开关，就是正常/隔离位开关，SK1安装在设备柜柜门上；3、K1、K2均为继电器，安装在机柜内下方接线端子排上；4、20、21、23、25、2均为连接线，20接+24伏，2接-24伏；5、R、W为OBC主机J303接点，CZ8、CZ9为机柜内下方接线端子排接点。图1是ITCS系统实施惩罚制动的简易原理图，ITCS系统惩罚制动使用的是失电制动，最后起制动关键作用的紧急放风阀是得电制动。继电器K1是通过OBC主机的三路安全输出模块（TVO）板动作，再通过OBC主机J303插头的R和W送电和断电来控制。轨道车正常的行驶中，在正常接风情况下，将正常/隔离位开关SK1闭合为正常接风位。OBC主机插头J303输出一个直流24伏电压，其中R为正、W为负。继电器K1两端得电以后，通过K1的吸起接点使继电器K2落下。这样，继电器K2就切断了紧急放风阀的供电，紧急放风阀不动作，处于不排风状态。17 当轨道车冒进信号和超速行驶后，OBC主机发出一个惩罚制动指令，这时OBC主机插头J303输出电源被切断，使继电器K1落下，通过继电器K1的落下接点接通，然后使继电器K2吸起，前接点接通，后接点断开，这样直流24伏电源，就通过K2的前接点和开关SK1的闭合接点，给紧急放风阀供电。紧急放风阀得电制动，迅速排放列车管风压到0Kpa，实现轨道车快速制动停车。3.2.2存在的不足襄樊金鹰轨道车辆公司提供的是简易的原理图，配线概念模糊不清，继电器、开关等接点没有明确标识，缺乏一个完整明确的配线图。3.3接风第一次改造根据现状的不足我们在进行接线的时候，下了很大的时间和精力，通过使用万用表，分别对继电器K1、K2和开关SK1进行了接点鉴定，这样一方面可以判断继电器和开关的好坏，另一方面对继电器的前后接点和开关的通断有进一步的了解和认识。根据鉴定结果，然后做出另外一张清晰明了的新配线图（图2）。17 3.3.1取得的成果配线图2明确了继电器K1、K2前后接点号，以及正常/隔离位开关SK1的通断接点，同时对YM8紧急放风阀功能作用，进行了系统检查实验，确定了紧急放风阀的良好动作。3.3.2存在的不足根据图2进行了认真仔细地配线，配线完成以后紧接着进行接风实验。在实验过程中，新的问题马上出现了，当紧急制动阀得电以后进行排风时，轨道车的列车管风压在3秒钟内不能排放到0Kpa，同时轨道车总风管一直不停地向列车管充风，根本起不到强制停车的目的。3.4接风第二次改造在第一次改造的基础上我们，经过认真分析和多次实验，并向株洲机车研究所专家请教，发现出现新问题的原因所在。就是当紧急阀动作以后，使列车管迅速排风，但是没有切断总风管向列车管充风的通道。于是决定采用在电路中再增加新的连线和接点，重新额外增加了一个保压阀。由于加了新的电路和阀体，所以重新做出了对配线图的改造。如图317 注：1、K2(1)为继电器K2的第一组接点，K2(2)为继电器K2的第二组接点；2、SK1(1)为隔离/正常位开关SK1的第一组接点，SK1(2)为隔离/正常位开关SK1的第二组接点；3、保压阀为新安装的阀体，位于司机操作座位下面，起到切断轨道车总风管向列车管充风的通路。17 从图3中，我们可以看到，新加了一组继电器K2的接点，同时也新加了一组隔离/正常位开关SK1的接点。新加的接点和连线用于控制保压阀。由于保压阀的供电电路中，继电器K2的10和6接点接的是后接点，当继电器K2得电吸起时接通。在正常接风状态下，当ITCS实施惩罚制动时，OBC主机J303插头的R和W断电，使继电器K1落下，经过继电器K1的后接点使继电器K2得电吸起，通过闭合的继电器K2第一组接点的9和5，再通过闭合的正常/隔离位开关SK2第一组接点的3和4,使紧急放风阀YM8得电制动，快速排放轨道车列车管风压。同时通过闭合的继电器K2第二组接点的10和6，再通过闭合的正常/隔离位开关SK2第二组接点的3和4,使保压阀BYF得电动作，保压阀BYF切断轨道车总风管向列车管冲风，使列车管迅速排风到0Kpa。实现了列车制动要求。按照图3先后完成了轨道车151202和151203配线，并进行了彻底实验，然后申请了上道实验，在上道实验中分别做了冒进信号和超速行驶实验，实验非常成功，达到了各项惩罚制动要求。上道实验成功以后，然后将管内的所有轨道车进行了接风改造，消除了这个困扰六年的安全隐患，保证了轨道车的安全运行。17 4结论本文主要介绍了列车空气制动机及工作原理、空气制动方式以及轨道车ITCS车载系统的接风改造。在列车空气制动工作原理中主要涉及到了制动机的构成，列车的制动原理和缓解原理；空气制动方式中详细介绍了常用制动和紧急制动的定义、区别；轨道车ITCS车载系统的接风改造过程中，主要是在空气制动原理的基础上再结合轨道车现状对其工作电路进行分析改造，在微观电路正确工作时可以在宏观上控制列车紧急制动动作准确安全地实施。通过本次设计我对列车制动有了系统地了解充实了理论知识，对我目前工作有很大的帮助。通过理论知识的指导在工作实践中我也更轻松、更自信，对工作中涉及的问题也有了进一步的认识，有的已能融会贯通。17 5致谢本论文是在兰州交通大学XXX院（系）XXX老师的悉心指导下完成的。XXX老师作为一名优秀的、经验丰富的教师，具有丰富的知识和经验，在整个论文实验和论文写作过程中，对我进行了耐心的指导和帮助，提出严格要求，引导我不断开阔思路，为我答疑解惑，鼓励我大胆创新，使我在这一段宝贵的时光中，既增长了知识、开阔了视野、锻炼了心态，又培养了良好的实验习惯和科研精神。在此，我向我的指导老师表示最诚挚的谢意！在论文即将完成之际，我的心情久久无法平静，从开始选题到顺利论文完成，有许多可敬的师长、同学、朋友给了我无数的帮助。感谢XXX院（系）全体老师给予我丰富的专业知识和各个方面的关心和帮助，感谢合作组员的热心协助。正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个困难、解明疑惑，直至本文顺利完成，在这里请接受我诚挚的谢意！17 6参考文献[1]谢解春,刘伟.智能列车制动监控系统[J].内燃机车,1999,(6):1-5.　　[2]张娟,温建军等.机车制动系统管接头松脱、泄漏现象的分析及改进[J].电力机车与城轨车辆,2006,(4):70-71.　　[3]阮睿,王恒升.运用旅客列车空气制动系统故障分析[J].湖南工业职业技术学院学报,2003,(2):33-34.　　[4]解统奎,郭永军等.JZ-7型空气制动机和列车管故障的判断与处理[J].内燃机车,2003,(2):44-45.　　[5]《ITCS-中国西部操作手册》，美国通用电气公司（GE）制作；　　[6]张多龙.列车尾部安全装置的故障分析及改进意见[J].中国铁路,2004,(8):64-66.　　[7]《金鹰轨道车车载设备图纸》，襄樊金鹰轨道车辆公司制作；[8]邱宽民.《JT-CZ2000型机车信号车载系统》北京：中国铁道出版社，2007.12[9]铁路职工岗位培训教材编审委员会《信号工.机车信号设备装置维修》北京：中国铁道出版社，2010.5[10]铁路职工岗位培训教材编审委员会《信号工.通用基础知识》北京：中国铁道出版社，2009.1217'