动车组制动控制系统的综合设计

动车组制动控制系统的综合设计(共

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中 南 大 学

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY

本科毕业论文（设计）

论文题目 动车组制动控制系统的综合设计 学生姓名

学 院 中南大学成教学院 专业班级 电气工程及其自动化 完成时间 2011年3月10日 指导老师

摘要

该文件描述了由微型处理器控制的8辆高速联挂车的电空摩擦制动系统，主要由以下几种列车配置组成：

EC01 – TC02 – IC03 – BC04 – FC05 – IC06 – TC07 – EC08

电空摩擦制动系统由“Knorr Bremse－铁路客车制动系统”专门为高速列车而设计。

论文主要概述了CRH3型车整个制动与空气供应系统，以及推荐的接口方法。该系统专门为恶劣的铁路环境而设计，并着重考虑了以下因素：

－安全性 －可靠性 －实用性

－低使用周期成本（LCC） －便于维修及排除故障 －车辆布线及配管最少化 关键字：

CRH

制动系统

CCU

BCU

Cv引导压力

EBL紧急制动回路

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Abstract

This document describes the microprocessor controlled, electro-pneumatic friction brake system of a 8-car high speed multiple unit, consisting of the following train configuration:

EC01 – TC02 – IC03 – BC04 – FC05 – IC06 – TC07 – EC08

The electro-pneumatic friction brake system was developed by “Knorr Bremse – Brake Systems for Railway Vehicles” especially for high-speed train applications.

This section provides a general description of the complete brake and air supply system along with the interface methodology proposed. The system has been designed for application to the harsh railway environment with significant attention paid to the following factors:

- Safety - Reliability - Availability

- Low LCC (life cycle costs)

- Ease of maintenance and troubleshooting - Minimised car wiring and piping Key words:

China Railways High-speed

Control Unit Brake Control Unit

Braking system

Central

Pilot control Emergency Brake loop

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目录：

摘要 ...................................................................................................................... - 1 - Abstract ................................................................................................................ - 2 - 目录： .................................................................................................................. - 3 - 第一章 绪论 ......................................................................................................... - 4 -

制动概念及其研究意义 ............................................................................ - 4 - 国内外动车制动系统的应用情况 ............................................................ - 4 - 动车组的制动部位基本概述 .................................................................... - 4 - 第二章 制动的原理分析 ..................................................................................... - 6 -

制动功能控制原理及各主要制动实施介绍 ............................................ - 7 -

紧急制动............................................................................................. - 7 - 常用制动 .......................................................................................... - 10 - 停放制动........................................................................................... - 15 - 撒砂................................................................................................... - 17 - 压缩空气供应................................................................................... - 19 - 制动主要部件介绍：B02B60制动设备单元 ................................. - 21 -

第三章 安全环的原理分析 ............................................................................... - 25 -

紧急制动回路（EBL） ............................................................................ - 25 - 停放制动监控回路（PBML） ................................................................ - 27 - 制动缓解回路（BRL） ............................................................................ - 28 - 乘客紧急制动回路（PEBL） .................................................................. - 29 - 转向架监控回路（BML） ...................................................................... - 29 - 火灾报警回路（FAL） ............................................................................ - 29 - 第四章 火灾报警原理分析 ............................................................................... - 31 -

烟气探测控制单元的功能 ...................................................................... - 33 -

评估CAN总线信号 ......................................................................... - 33 - 自检................................................................................................... - 33 - 用软件进行状态检测....................................................................... - 34 - 无电源情况下的工作状态............................................................... - 34 - 重新启动........................................................................................... - 34 - 电源供应及短路保护....................................................................... - 35 - 单列车整列火灾报警安全回路的建立 .................................................. - 36 -

占用司机室端车：........................................................................... - 36 - 另一端的非占用司机室端车........................................................... - 38 - 单车火灾系统进入准备就绪状态................................................... - 39 - 环路建立........................................................................................... - 39 - 其他说明........................................................................................... - 39 - 单车火灾系统相关继电器状态的分析 .................................................. - 41 -

单车准备就绪状态的建立过程....................................................... - 41 -

第五章 结论及展望 ........................................................................................... - 58 -

结论 .......................................................................................................... - 58 - 展望 .......................................................................................................... - 58 - 参考文献资料 .................................................................................................... - 60 - 鸣谢 .................................................................................................................... - 61 -

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第一章 绪论

制动概念及其研究意义

运动。

制动的实质：（作用力的观点）制动装置产生与列车运行方向相反的力，是列车尽快减速或停车；（能量的观点）将列车的动能变成别的能量或转移走。

在现代高速铁路高速发展的阶段，高速动车组成为时下的宠儿。在人们一味追求速度激情的今天，为确保和保障乘客和动车组安全，我们也不断的完善着制动安全性能和人性化的融合！这里为了打造更安全、更舒适、更智能、更人性的制动系统奠定了基础。

国内外动车制动系统的应用情况

欧美日本等发达国家从二十世纪下半叶开始大规模研制并运用动车组。分别有法国的阿尔斯通；德国的西门子ICE、“欧洲之星”；日本新干线等等都是当今国际上很有实力的高速动车装备企业。其中他们很多一部分用到的安全制动系统都是Knorr 制动装备。

我国也于20世纪90年始研制动车组。无论是唐车制造的DMU型双层内燃动车组、“新曙光”号准高速双层内燃动车组、“春城”号电动车组、“先锋”号交流传动电动车组、“中原之星”交流传动电动车组还是“中华之星”高速电动车组。但是无论那一个都与那些发达国家的高速动车有所差距。直到2004年中国铁路行业开始引进吸收国外先进技术。致2008年中国已成功引进并吸收了大量国际高端动车技术。其中最为瞩目的是CRH3C型动车的成功研制。其中对牵引、制动系统这样的核心系统的研究才刚刚开始。

高速动车组高速发展的今天以德国的ICE为原型的CRH3型车起到引领同行业发展的关键作用。CRH3的重大核心技术之一的制动系统对以后高速动车组的发展起着制约作用。 动车组的制动部位基本概述

我们通常看到的电力机车和内燃机车，其动力装置都集中安装在机车上，在机车后面挂着许多没有动力装置的客车车厢。如果把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。动车组是城际和市郊铁路实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适为特点。

制动：人为的制止物体的运动，包括使其减速、阻止其运动或加速

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在此我们主要研究CRH3型车制动系统。制动系统来按536吨的质量设计。制动初速度300 km/h 时，仅有空气制动时制动距离（包括制动响应时间）：3700米作为目标值在初速度200千米/小时时最大许可的制动距离是2000 米，在初速度160 千米/小时时制动距离是1400米，这些制动距离是适用在水平平面上制动，并且全部空气摩擦制动有效。如图 为整车制动控制系统结构。

图：全面制动控制系统原理

因为在列车运行过程中会出现种种意外情况，为了保护车辆运行安全及人员生命安全，列车建立安全回路，CRH3车辆共有6个安全回路，分别为：

Emergency brake loop 紧急制动回路 (EBL)

Parking brake monitoring loop 停放制动监控回路 (PBML) Brakes released loop 制动缓解回路 (BRL)

Passenger emergency brake loop 乘客紧急制动回路 (PEBL) Bogie monitoring loop 转向架监控回路 (BML) Fire alarm loop 火灾报警回路 (FAL)

所以制动部位包括有安全环路，火灾报警的部分基本概念。

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第二章 制动的原理分析

该制动系统由微型处理器控制，提供全面的制动管理，它可以控制、管理并诊断制动过程中涉及到的所有Knorr-Bremse设备（弹簧停车制动设备只适应与指示及诊断功能），并与列车管理系统保持联系，以保证列车的高度安全性、可靠性及实用性。其在每节车厢上都有一个BCU控制机箱单元。BCU箱中主要包括：1、电子控制“ESRA”；2、电子机械部件；3、带阀门的气动控制板。

在图和图中论述的控制系统设计理念，在每车的制动控制系统中反映出来。

直接EP 制动激活常用制动，通过直接和间接EP 制动激活紧急制动，当牵引时，使用间接制动。

图 图

直接的电-空制动和从属的间接制动的主要部件包括：

制动力控制器（因为在司机室，所以在图2中没有显示出来） 在单个车中的制动控制单元(BCU)。

电气安全回路（紧急制动回路） 控制常用制动的模拟转换器或比例阀 制动管

间接制动的直接缓解分配阀 中继阀（压力中继阀）

压缩空气风源，总风管(MRP)，主风缸。

每车单个制动控制单元的制动风缸(R-pressure reservoir)。 转向架设备

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模拟转换器激活直接制动，空气控制阀激活间接制动，这两个部件通过一个小的横截面产生制动缸预控制压力。下面的双向止回阀能确保高的制动缸预控制压力（模拟变压器或间接控制阀要求产生较高的制动力）转换为制动力。

压力中继阀通过一个大的断面(C-pressure)在制动缸压力控制回路中调节制动缸压力，这个压力是通过制动缸预控制压力(Cv-pressure) 的小横断面给定。

另外为了增加制动容量，压力中继阀也起到了增加压力的作用。为了防止摩擦制动过热和防止超过允许的最大摩擦系数，根据不同的速度，紧急制动分步进行。意思是在高速运行(v > 200 km/h)时，制动力比在低速时(v < 200 km/h)的制动力要低。在紧急制动时，利用中继阀/压力中继阀的额外控制压力（T-压）实现分步。T-压的压力改变中继阀的输出压力。

控制单元、牵引控制单元、制动控制单元和有控制阀、模拟变压器，双向止回阀和中继阀（压力中继阀）的空气制动面板，在控制制动系统中都起到作用中继阀（压力中继阀)。

空气制动面板和制动控制单元应完全地组合在一起构成制动控制单元。每车只有一个制动控制单元。

制动功能控制原理及各主要制动实施介绍

制动系统能实现下列基本功能： 紧急制动 常用制动 停放制动

混合制动（带替代制动） 防滑系统 撒砂

压缩风源（用于制动和空气辅助单元）

紧急制动

紧急制动控制

通过以下任意方法均可以启动紧急制动： a) 在司机室启动紧急制动设备（手钮）； b) 制动力控制器拨到“紧急制动”位置； c) 由列车保护系统或自动警示设备启动（SIFA）；

d) 列车运行时，启动任何的停放制动，停放制动监视回路触发紧急制动，紧急制动实施直至停车。

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e) 当转向架的稳定行驶监视或轴承温度监视被触发，转向架监视回路触发紧急制动且发生的最大的常用制动已运用失败。

空气制动和电制动被用于紧急制动。当紧急制动启动，牵引逆变器控制将驱动锁死，车轮防滑系统也启动。车轮防滑功能集成在每辆车上的制动控制单元中。

图 紧急制动控制原理 f) 以下控制方法可以启动紧急制动：

g) 制动管排风：通过间接制动的分配阀启动空气制动

h) 直接制动的紧急制动阀。“安全回路状态”列车线控制安装在每辆车上的紧急制动阀。

i) 常用制动冗余。每个BCU检测“安全回路状态”列车线，使用最大常用制动（附加）。

j) 在紧急制动时，列车管通过以上所提及的方法之一向大气排风，排风通过列车端部的紧急制动阀实现。两个紧急制动阀通过紧急电制动回路启动。在正常运行时，列车管充满缓解压力，紧急制动回路闭合。所有相关的控制单元（如BCU、TCU、CCU）都联到紧急制动回路上。

k) 通过列车管排风，所有车上的控制阀都能起作用，产生制动缸预控制压力，转化为最大的制动缸压力。同时，最大的制动压力经由制动控制单元的模拟转换器设定。若控制阀不起作用，每车依次产生冗余的后退级。

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紧急制动管路控制

在紧急制动中，电力紧急制动操作系统将会开启（自动防故障装置原则），并且电磁阀（）开启，因此供风缸（B05）的空气压力通过双止回阀（）流向负荷单独阀（）及继动阀（），开始量重紧急制动操作。负荷单独阀（）根据风动负荷继动阀（）的预先控制压力。

在紧急制动过程中需要最大的制动作用力，并且制动缸压力不再继续调节。为了避免车轮滑动并保证盘式制动器更长的使用寿命，在低减速过程及高减速过程两个阶段使用压力。速度在200km/h以上时使用低减速压力，速度在200km/h以下时使用高减速压力。低减速与高减速之间的转换靠开关电磁阀（）来实现。该电磁阀通过允许或切断继动阀（）控制口的空气供应来实现预先规定的低减速压力或高减速压力，与继动阀（）的预先控制压力无关。在出现故障的情况下，电磁阀（）放气，继动阀（）释放高减速压力。它具备一个优势，即在牵引操作中，列车可以通过高减速压力来制动。

常用紧急制动通过以下方式完成：通过司机按下制动阀按钮（N03）；通过司机制动阀(C23)；通过备用制动手柄ZB11 (C02)或者通过和电磁阀相连接的紧急制动阀(N05)（安全警惕驱动阀）。(N03, N05)与电气紧急安全环相连，而司机要按下的制动阀按钮（N03）是一个常用紧急制动的驱动器。在要求紧急制动的情况下，电磁阀将被激活。

更进一步说，整个常用制动可以通过乘客紧急制动手柄(N01)来完成，常规操作如下：乘客拉下紧急制动手柄(N01)，并发出信号。此信号将传给司机，并发出蜂鸣警报。一段时间后（几秒钟）整个常用制动会自动制动。如果司机认为有必要寻找一处更合适的停车地点的话，他可以在发出警报后的那段时间内制止整个常用制动系统。作为选择，司机早识别出乘客发出的紧急制动警报（蜂鸣声）后决定是否立即实施紧急制动，例如，在司机台上按下紧急制动按钮(N03)。

在备用制动操作上，紧急制动要求通过乘客的紧急制动手柄(N01)来实施，常规操作如下：乘客拉下紧急制动手柄(N01)，并发出信号。此信号将传给司机，并发出蜂鸣警报。司机可以决定是否立即实施紧急制动，比如拉下在紧急制动位置的备用制动手柄(C02)，或者如果司机认为有必要寻找一处更合适的停车地点的话，他可以在发出警报后的那段时间内制止整个常用制动系统。

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常用制动

常用制动功能

列车正常运行时，实施常用制动。对于用制动而言，制动力设定与制动力控制器的扳动角度成比例，但是也能用列车保护系统来定义。

当乘客报警信号箱被操作时，乘客紧急制动环触发，使用最大的常用制动力。为避免列车停在不适宜的轨道段（隧道、桥），司机可以通过制动力控制器延迟制动。

为了减小磨损，首先启用电制动作为基本的常用制动。当电制动达不到要求或者电制动起动失败需要空气制动作为补充制动时，才起动空气制动。常用制动车轮防滑系统起作用。车轮防滑功能集成在每辆车制动控制单元中。

常用制动的控制

制动力控制器的制动力设定值和从列车保护系统来的设定值通过列车控制系统读取，并在制动管理范围内在可用的再生制动和电空制动之间分配。制动管理系统保证了在制动时摩擦系数不会超标导致制动力过大，也保证了列车摩擦制动与负载的匹配（即空气制动时磨耗最优化和过热时的保护）。

每辆车上制动控制单元通过”MVB”读取制动设定值，并通过控制模拟变压器来控制每辆车的制动缸压力。相关车辆的当前载荷补偿。这些所需要的信息来自以电信号传输过来空气弹簧的压力

预控制压力进入到中继阀（压力中继阀），并由中继阀将其转换成制动缸压力。

每辆车上“制动应用/缓解”状态被记录，并通过数据总线“MVB” 和“WTB”反馈给司机。

直接制动的控制

基于微型处理器的制动控制装置（Pos. B01 – BCU）执行局部制动控制功能。它用来接收解读制动指令信号以及其它列车线的信号，以控制电空直接作用制动系统。

用于摩擦制动系统的IC车压缩空气来自总风缸管（MRP – A14）。如果总风缸管中的压力不足，总风缸管（MRP）中的压力由压力传感器（，在动力车中）监测。

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压缩空气通过止回阀（B04）流向制动设备（B05）的供风缸，容积为125L。如果主风缸管的压力降低，止回阀可以保障制动控制系统风缸（B05）中摩擦制动需要的空气压力。

电空制动板（B60）负责制动控制。制动板的空气供应可以通过关闭的旋塞（ 与）来隔离。旋塞（）用于直接电空制动的隔离，而旋塞（）用于摩擦制动（直接电空制动与间接制动）的隔离。

关闭的旋塞（B06）的电信号靠制动控制元件解读。

压力调节器（）将制动控制元件（B01）的电摩擦制动指令信号调制成相称的预先控制压力。

压力调节器的信号是应用/保持/释放的信号，表示限定的冲击并且完全的混合摩擦制动信号， 相当于满足总制动指令所要求的摩擦制动部分

压力调节器配备一个充气电磁阀（）与一个通风电磁阀（）。压力传感器的信号（）显示制动板中的实际压力。如果压力变换器发出的信号与要求的压力不符，充气或通风电磁阀由制动控制原件（B01）控制，以获取控制体中正确的压力。

控制体空气流向紧急电磁阀（）。在正常工作状态下，该电磁阀断开，允许控制体空气压力从压力调节器（）通过双止回阀（）、负荷单独压力制动阀到达继动阀（）（直接制动回路）。该压力阀是用来保护转向架设备。

对于常用制动，负载修正（（压力传感器的信号）通过制动指令信号从制动控制元件传到调压阀（）。

制动器可以借助制动缸管中带有电开关的关闭旋塞（B15）来实现手动隔离，以隔离制动板并释放空气制动缸。旋塞（B15）只有在维修时才开启。此外，制动器还可以通过直接作用于充气电磁阀（）的电开关（非KB供应）来与制动板隔离。该电磁阀切断制动缸管中活塞阀（）的空气供应并释放制动缸压力（例如，在压力调节器或紧急电磁阀失灵的情况下）。指示关闭旋塞（B15）及电磁阀的电信号传递给制动控制元件及列车管理系统（TMS）。

如果不使用软管（B23，来自总风缸管的风缸贮备），整辆车可以通过带有电开关的放气旋塞（B27）来隔离。指示关闭旋塞（B27）的电信号传递给制动控制元件及列车管理系统（TMS）。

压力开关（）给列车管理系统（TMS）传递制动释放信息。压力开关（）靠制动控制元件解读。压力传感器（）指示制动缸压力。

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在驾驶室中安装双向压力计（C06），以显示总风缸管（MRP）及制动管（BP）的压力。另一个压力计（B11）显示车上动力轴及拖车轴的制动缸压力。

在视觉制动测试中，制动压力显示装置（Z22、Z24及Z26）安装在车两侧的外部。Z22（C－压力指示器）绿色标记代表释放制动，红色标记代表非释放制动。Z26（弹簧停车制动压力指示器）显示是否已经释放。Z24显示气压制动器关闭的车上的减轻的UIC标记。

由电磁阀及活塞阀组成的组件（B21）安装在变压器车（TC02/TC07）轴（轴号7）的制动缸管中。该组件有助于增强参考速度。在常用制动中，归于紧急制动回路的的B21中的电磁阀充气，并切断继动阀对特定轴上制动缸的空气供应。在紧急制动中，电磁阀放气，空气不断进入制动缸。

间接作用制动控制

如果电空直接制动（后退模式）失灵，制动管（BP）可以靠ZB11 (C02)型司机制动阀控制（依时间而定）。制动管（BP）也可以从改良机车或修复列车控制。

ZB11司机制动系统是一个制动操作装置，可以用作带有电空制动车辆的辅助控制，在该车上，如果直接电空制动发生故障，可以用间接作用制动来补救。通过ZB11司机制动系统，制动管中的压力可以在激活后调节，并且列车的间接作用制动也可以用作减速后退操作的常用制动。

直接释放分配阀（）需要6巴制动管释放压力。

在正常操作下，列车制动器的操作通过制动杠杆（C23）来完成。该操作提供电信号，这种信号通过CAN－车系统传递到头车制动控制元件。制动指令信号通过复合功能车辆总线（MVB）传递到每辆车上，用来操作直接电空制动。制动管中的压力在常用制动时保持在正常释放压力以上，只有在紧急制动时，小于正常释放压力。

在正常操作中，控制板（C01）实现以下基本功能：

在头车中，电磁阀（）意在填充制动管并将由制动控制原件控制。在正常操作模式中（通过牵引杠杆（不属于制动系统）及制动杠杆（C23），只要不要求紧急制动），电磁阀便会开启。这样，压缩空气会从减压阀（）、止回阀（）及节流阀（）流向制动管。

减压阀（）调节后退制动管控制设备的常用压力。节流阀（）流入容量，这样间接制动的自动操作仍可以得到保障。

当制动杠杆（C23）或其它紧急及自动停车设备开启紧急制动时，列车上的所有紧急制动阀都会开启，因此制动管通过N05与C25中的大通风口将空气排

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空（如果通过自动停车设备紧急制动则不会排空制动阀）。另外，保持电压靠切断电磁阀（）的供应电压来防止。因此间接制动通过电制动控制B01连同直接制动系统一起激活。因此，即使直接制动系统失灵时，列车仍可以停车。

由具有基本功能制动与释放的ZB11司机制动系统控制的间接作用制动的辅助控制只能靠列车司机的自觉操作才能激活。为了实现这一目的，在司机控制台上安排了通常关闭的旋塞（C14）及带有可移动杠杆的风动、依时间而定的操作装置ZB11 (C02)。

司机制动系统靠打开隔离旋塞（C14）或将操作杠杆插入操作装置（C02）来激活。操作装置（C02）依靠减压阀（）从总风缸管中向其提供压缩空气，并通过明活塞阀（）与制动管连接。通过打开隔离旋塞（C14），制动控制原件断开电磁阀。

ZB11司机制动系统的操作依时间而定，并且通过在操作装置（C02）上推拉杠杆来进行垂直操作。安装图纸上可以读取更多详细信息。

该操作装置（C02）具有以下位置：

完全释放 释放 空档 制动 完全制动

空档、完全释放及完全制动位置设计有凹口。释放及制动位置没有凹口，这意味着在从这些位置释放操作杠杆后，该杠杆回到空档位置。在操作装置（C02）的完全释放位置，制动管中的压力保持在由减压阀（）设置的调节常用压力。在操作装置（C02）的制动安装中，制动管中的压力根据操作的时间长短而降低。在操作杠杆的释放位置，制动管中的压力升高。在完全制动位置，制动管中的压力耗尽。在操作装置（C02）的空档位置，对制动管中的压力没有影响，制动管泄漏引起的压力变化除外。

操作装置（C02）的通风量非常有限。为了减少制动压力产生时间，间接制动系统配备了一个继动阀（）。当司机利用操作装置（C02）使用制动器时，控制管通过操作装置（C02）中通风口“3”通风。司机拥有一个显示压力计（C03），该压力计显示排障器压力并为司机指示制动需要的准确的制动管压力。根据操作时间，控制管中排障器压力（Cv）降低。继动阀按照排障器压力（Cv）降低制动管（BP）中的压力。

根据制动管（BP）中的压力，分配阀（，直接释放型）产生控制压力，该压力通过双止回阀（）及压力阀（）注入继动阀（）。继动阀（）产生必需

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的制动缸压力。

由于完全通过操作装置（C02）风动操作制动系统（后退模式），相较与电空直接制动系统，该制动压力产生时间要相应的长。因此，根据操作者说明，在后退过程中迫切需要降低操作速度。

间接制动模式的操作（后退模式）

在激活后退控制后，要根据操作者的调节再次进行制动检测。制动管中的压力通过监测压力计（C06）进行控制。紧急制动由制动杠杆（C23）或其它紧急制动设备支持。分配阀（）为直接释放型。因此它需要保证（例如靠操作者说明）制动为完全释放，即在再一次制动前，制动后的制动管压力为正常释放压力。制动不能逐渐释放并接着再次制动。再次制动前，制动管必须达到正常释放压力（6巴）。

如果分配阀（）发生任何泄漏或出现故障，必须通过启动关闭的旋塞与 ，或其它隔离装置（例如按一个次操作台上的按钮（非Knorr-Bremse供应）以启动电磁阀（）或关闭的旋塞（B15）来切断相关车辆的制动。

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停放制动

司机通过一个按钮控制弹簧承载制动，即使在列车停车时（无压缩供气）使列车安全停靠，停靠设计的最大下坡斜度为30‰ 。

在弹簧承载制动缸里，制动通过弹簧力实施无需任何空气压力。缓解弹簧承载制动，采用压缩空气来抵消机械弹簧力

为了允许弹簧承载制动的紧急缓解，在非动力转向架的两侧提供了金属绳索。通过每车的紧急缓解装置和、易控的空气截断塞门能够中断故障弹簧承载制动。

图4为停放制动缸分布图。图示了在采用烧结衬和钢制盘的情况下，弹簧承载制动机的分布，从弹簧储能制动抗溜车安全系数约为。这种情况适用于空车。

下列图表给出了列车停放制动的排布：

图 弹簧储能制动力分布

Deutsch Lokale elektrische und pneumatische Steuereinheit Federspeicher Radsatz mit 3 Wellenbremsscheiben, davon 1 mit Federspeicherzylinder English Local electric and pneumatic control unit for spring-accumulator/局部电制动和空气制动的弹簧储能 Wheel set with 3 axle-mounted brake discs, 1 of which with spring-accumulator cylinder/装有3个轴装闸盘的轮对， 1 个弹簧储能气缸 - 15 -

Radsatz mit 2 Radbremsscheiben ohne Federspeicherzylinder Wheel set with 2 wheel-mounted brake discs, without a spring-accumulator cylinder/装有2个轮装闸盘的轮对，无弹簧储能气缸 表 弹簧储能分布说明

由司机按钮产生弹簧承载制动信号，并在弹簧承载制动控制线里直接转换为信号。通过这些弹簧承载制动电气线将“应用”和“缓解”信号分配到整列车上的本地制动控制单元。

缓解弹簧制动，激活一个双稳态电磁阀（H25）为弹簧制动缸充风。实施制

动，弹簧蓄能器通过电磁阀（H25）来排风。见图。

当电源失灵时，双稳脉冲电磁阀保持最后一次设置。这就保证了列车在电源故障时停放制动不会无意中被应用或缓解。

图 弹簧承载制动控制

当空气制动和弹簧承载制动同时使用时，空气制动产生的制动缸压力通过双向止回阀H28向弹簧蓄能器缸加压。这就使得弹簧承载制动缓解到与空气制动实施的同等程度。因此可以预防转向架设备机械性负荷过载。

监测：每辆车停放制动状态可以通过压力传感器检测，再由 “MVB”和 “WTB.”报告传给司机。在列车运行期间，如果检测到应用了停放制动，为防止损坏制动盘，BCU会触发“停放制动监视回路”实施紧急制动。

当司机在停放制动状态起动列车时，“停放制动监视回路”也会被触发。如果BCU检测到“移动”（非静止）信号，在低速时就会起动紧急制动。当紧急制动起动，牵引系统也将被锁死。

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停放制动控制

总风缸管的空气压力通过止回阀（B04）、风缸（B05）流向模块停车制动器（H01）。模块停车制动器安装在拖车容器（B02）中。该模块是气动信号装置与电空信号装置的组合。为了便于维修并排除故障，将这些装置安装在面板上。模块停车制动器包括：

－减压阀（） －脉冲电磁阀（） －节流螺丝（） －检测装置（） －压力传感器（）

空气压力通过通风口（1）到达减压阀（）与节流螺丝（）及具有两个电磁体的脉冲电磁阀（）。同时脉冲阀具有一个按钮，在动力不足时，可以手动操作。弹簧式停车制动器的使用或释放（由司机或列车控制）通过单独列车线启动各个短脉冲磁体来控制。压力传感器（）的信号可用来防止车辆在动力下移动直到弹簧制动器释放。并入制动弯脚器（D03）的双止回阀可防止停车制动器产生的空气制动力与弹簧制动力的重复，以避免制动弯脚器超载。停车制动控制可以通过关闭的旋塞与靠制动控制元件（B01）解读的电开关隔离（H29）外部制动状态指示器（Z26）安装在车的两侧，并显示停车制动的释放/非释放状态及制动缸压力。

撒砂

当司机按“撒砂”按钮时撒砂开始。控制单元将接受由按钮产生的“撒砂”信号。控制装置检测（列车）行驶方向并分配相应地信号给具备相应电磁阀的本车气动控制装置。见图22。撒砂定量系统的分配见下图。

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图 撒砂定量装置的分配图 Deutsch Lokale elektrische und pneumatische Steuereinheit Sandung English Local electric and pneumatic control unit for sanding 撒砂的局部电气和气动控制装置 Angetriebener Radsatz Laufradsatz Sanddosier-und Sandtrocknungsanlage für Fahrtrichtung “links” Driven wheel set动力轮对 Trailing wheel set 非动力轮对 Sand dosing and sand drying system for “left” direction of travel （列车）行驶方向左侧的撒砂定量和砂子干燥系统 Sanddosier-und Sandtrocknungsanlage für Fahrtrichtung “rechts” Sand dosing and sand drying system for “right” direction of travel （列车）行驶方向右侧的撒砂定量和砂子干燥系统 表 撒砂装置的中英德对照说明

要优化撒砂的给砂量，撒砂定量装置将在（列车）高速时（>160km/h）被加巴的压力，而在（列车）低速时仅被加巴的压力。这将由BCU在速度的基础上激活相应的电磁阀控制。

除了撒砂的信号外，附加的干燥砂子的信号也将由制动控制单元分配给用于此目的的电磁阀。同时，撒砂信号将通过车辆总线“MVB”和列车总线“WTB”被发送。

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压缩空气供应

车辆将装备两个空气供应系统。每个空气供应系统的供风量至少在1300L/分，并包括一个主空压机。主空压机与一个双塔式空气干燥器和一个具有防冻功能的冷凝水收集箱相连。

另外，在受电弓附近有两个辅助空压机。主空压机通过车载变流器由接触网设备提供电能。辅助空压机通过于接触网的电池进行操作。

当通过接触网送电时，两个主空压机各自通过一个辅助转换单元供电。当一个车载转换器或一个空压机在正常情况下失效时，可能运行。

空压机被囊封在所谓的压缩空气供应单元中压制压缩空气并以这种方式减少噪音。

压缩空气被局部地储存在压力风缸中，即储存在每个车上。压缩空气通过具

有最大

Brake operating devicesAir pressure supplyPantographAux. compressor压力10巴的主

MRMR风管进行分配。图给出了

Main air reservoir pipeBrake pipeRPneumatic brake control* direct -acting* indirect -actingParking brake controlSandingAir springDoors &ToilettsHorn-Wiper-Wheel flange lubricator-coupler气动功能以及供给：

Bogie mounted brake equipmentCHOKE VALVE图 气动管路图

空气要求：

供风系统包括两个空气压缩机，如果一个压缩机坏了，列车仍能正常运行。列车的耗风量不是一个常量，变化的大小取决于以下因数：

空气制动应用的频率和程度 滑动（排风阀动作）频率和程度 开门的频率（气动运行） 卫生间应用的频率 烘砂和撒砂的频率

气动附加器（喇叭，转向器，弧刷） 载重变化频率（空气弹簧）

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空气泄漏程度

列车运行只有一个空气压缩机工作时，耗风量超过压缩机的供应量。为了解决这种问题，利用各种储气缸给气动设备供气。必须间歇地关断气耗设备，使其压力不超过标称值。因为储气缸提供了空气，因此气动功能不受影响。

主风缸

空气制动和停放制动缸 卫生间和门

空气弹簧（转向架部分） 喇叭 受电弓

在设计阶段，通过估计平均气流，计算耗风量。

操作过程“准备”：在操作过程中，仍没有通过接触网的电源。 主压缩机不能通过由电池提供的电力运转。因此，在主MRP风缸中现有的空气被首先用于升起受电弓。如果现有的空气不足，则所需的压缩空气由辅助空压机用自备风缸提供（图5中的U11）。基于此原因，相对于主空压机的辅助空压机，由电池提供电力。

图由辅助空压机提供的用于主开关和受电弓的压缩空气

图例： 辅助空压机 U01,过压阀 U09,止回阀 U04，U05,截止阀 U06，U16，U12,压力传感器U08,压力表 U10,辅助风缸 U11,电磁阀U22,减压阀U13，U18,压力开关U19，U14,测量插座U20，U15。

通过BCU对辅助空压机进行局部控制。为此，在辅助压缩机的气动控制电路中将设置压力获取模块。

位于同一半部列车上的控制单元（CCU）将读取风缸压力并在司机的MMI（人机界面）上显示压力值。

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制动主要部件介绍：B02B60制动设备单元

制动设备单元 (B02B60) 是制动控制模块 (B02) 的组成部分。

制动设备单元 (B02B60) 将 MR 压力（受下面所述功能的影响）转换为相应的制动缸压力 (C 压力)。

• 先导压力 Cv（受压力调节器 影响）- 司机制动阀 (C23)

• 先导压力 Cv（受制动管的压降影响）- 司机制动阀 (C02)

• 先导压力 Cv（其调整量相当于按负载变化的分量）- 制动设备单元 (B02B60) 的 T 接口

• 中继阀 上的 T 压力（其调整量相当于按速度变化的分量） - 引发紧急制动时速度超过 200 km/h 该设备是单个气动和电气动设备的组合，其功能集成于一块支承板 (a) 上。

图 制动设备单元B02B60

主要由以下各单个部件组成： • 支承板 (a)

• 压力调节器 (.02) 由以下组件组成： - 先导阀 (.02-1 和 .02-2) - 压力传感器 (.02-3) • 电磁阀 (.03) • 双向止回阀 (.04) • 限压阀 (.05) • 截断塞门 (.06) • 中继阀 (.07) • 先导阀 (.08 和 .12) • 压力开关 (.09、.11 和 .23) • 活塞阀 (.10)

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• 压力传感器 (.13、.14、.15 和 .16) • 检测套管 (.17、.18、.19、.20、.21 和 .22) • 旋入式喷嘴 (.30)

设备与车辆侧汇接板之间的气动连接通过管路建立。 本设备带有五个压缩空气接口：

• 1 - 储风缸压力 R（用于产生 C 压力）的压缩空气入口

• 2 - 储风缸压力R (R1)（用于通过 DCL1 进行先导控制）的压缩空气入口 • 3 - 分配阀的 Cv 压力的压缩空气接口 • 4 - 随负载变化的控制压力 T 的压缩空气入口 • 5 - C 压压缩空气出口

支承板 (a) 上包括了协调各单个部件所必需的所有压缩空气管道和孔。压缩空气接口装在支承板 (a) 的背面。

压力调节器 (.02) 根据制动计算器的预设值制备制动缸先导压力 Cv。 电磁阀 (.03) 用来转换到最大 R 压力（紧急制动）上

双向止回阀 (.04) 处有来自压缩空气入口 2 和 3 的压缩空气。其中压力较高的气流通过双向止回阀 (.04)。 压力较高的气流向压力较低的压缩空气接口的流动则受到抑制。双向止回阀 (.04) 的输出压力被继续导至限压阀 (.05)。

在限压阀 (.05) 内，来自双向止回阀 (.04) 的先导压力得到了调整，其调整量相当于载荷分力， 从而形成修正后的先导压力。

截断塞门 (.06) 用于闭锁压缩空气接口 4（T 压力）。 中继阀 (.07) 中形成 C 压力。

先导阀 (.08) 控制到中继阀 (.07) 的压缩空气接口 T 的供风。 先导阀 (.12) 控制到活塞阀 (.10) 的控制空气接口 A4 的供风。

通过活塞阀(.10)控制中继阀(.07)和压缩空气接口 5 之间的压缩空气连接。 通过压力开关（.09、.11 和 .23）和压力传感器（.13、.14、.15 和 .16）监控设备特定区域中的压力（见表 ）。

通过检测套管(.17、.18、.19、.20、.21 和 .22)可以在设备的指定区域检测压力（参见表 。

表 压力开关和压力传感器的检测区域 压力传感器/压力开关 .02-3 .09 .13 .14 - 22 -

可检测的压力 在压力调节器 (.02) 内形成的先导压力 Cv 中继阀 (.07) 上的 T-压力 储风缸压力 R 分配阀的先导压力 .15 .11 .16 .23 随负载变化的控制压力 T C 压力 表 检测套管的检测区域 检测套管 .17 .18 .19 .20 .21 .22 工作方式（参见图 ）

可检测的压力 在压力调节器 (.02) 内形成的直接制动先导压力 Cv 间接制动的先导压力 Cv 随负载变化的控制压力 T 根据负载而修正的先导压力 Cv 储风缸压力 R 制动缸压力 流入压缩空气接口 2的R压力在由制动计算器控制的压力调节器(.02)和电磁阀(.03)中被转换为EP制动的先导压力。电磁阀(.03)的输出压力由压力调节器 (.02)的压力传感器(.02-3)电气监控，并通过电气信号传输至制动计算器。通过压力表可以在检测套管(.17)处检测此压力。电磁阀(.03)的输出压力存在于双向止回阀(.04)的压缩空气入口 A1 处。

在双向止回阀(.04)的压缩空气入口 A3 处加有由分配阀气动生成的先导压力。该先导压力由压力传感器(.14)进行电气监控，并通过电气信号传输至制动计算器。通过压力表可以在检测套管(.18)处检测此压力。

这两股先导压力中较大的一股通过双向止回阀(.04)被导至限压阀(.05)。 随负载变化的控制压力 T 在压缩空气接口 4 处被导入设备中。T 压力在经过截断塞门(.06)和旋入式喷嘴后由压力传感器(.15)电气监控并通过电气信号传输至制动计算器。通过压力表可以在检测套管(.19)处检测此压力。T 压力存在于限压阀(.05)的控制压力接口处。被导入的先导压力在限压阀(.05)里进行修正， 其调整量相当于按负载变化的分量。通过压力表可以在检测套管(.20)处检测此压力。

随负载变化的先导压力存在于中继阀(.07)的 Cv 入口处。储风缸压力 R 通过压缩空气接口 1 被导向中继阀(.07)。R 压力由压力传感器(.13)进行电气监控，并通过电气信号传输至制动计算器。通过压力表可以在检测套管(.21)处检测此压力。同样，来自于压缩空气接口 1 的 R 压力存在于中继阀(.07)的 T 接口处。 该输入可通过先导阀(.08)中断，并由压力开关(.09)电气监控。先导阀(.08) 的磁铁未得电时，中继阀(.07)的 T 接口被排风。

以此在中继阀(.07)中形成了制动缸压力 C，该压力与施加的随负载变化的先

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导压力相符。通过压力表可以在检测套管(.22)处检测 C 压力。

C 压力被继续导向活塞阀(.10)。活塞阀(.10)上可将 C 压力阻断并同时给压缩空气接口 5 排风。 借助先导阀(.12)通过压缩空气接口 1 输入活塞阀(.10) 的控制压力。先导阀(.12)的磁铁未得电时，活塞阀(.10)切换至通路位置。活塞阀(.10)的控制空气接口被排风。

被导向压缩空气接口 5 的 C 压力由压力传感器(.16)和压力开关(.11 和 .23)电气监控。

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第三章 安全环的原理分析

作为一个原则，电动车组都设有安全回路。该安全回路提供了于列车控制系统的监测功能，使用传统的电流接触器技术实现对车辆状态的监控。

当蓄电池电源打开，110V 电源向列车回路控制线供电，列车回路控制线通过布置于整列车直到端车的监控接触器元件（回路继电器）实现，回路控制线的信息传递到位于端车的回路状态线中，该控制线按顺序将信息传递到整列车，并由回路状态评估元件（回路状态继电器）执行一个实际回路状态探测。

在回路断电时回路控制线及状态线会失电，回路状态继电器失电，各车的回路状态继电器会响应控制线及状态线的变化，对列车或单车执行的对应操作。

如果激活一个故障开关，该回路将会由于一个故障而失效，此时若激活占用司机室内的故障开关，将忽略除本车外的整列车的回路继电器，若激活一个非占用司机室内的故障开关，将忽略整列车的回路继电器。

双司机室同时操作时双端同时给110V，此时回路（控制线和状态线）断开，无法工作。

在CRH3动车组有6个安全回路，分别为：

Emergency brake loop 紧急制动回路 (EBL)

Parking brake monitoring loop 停放制动监控回路 (PBML) Brakes released loop 制动缓解回路 (BRL)

Passenger emergency brake loop 乘客紧急制动回路 (PEBL) Bogie monitoring loop 转向架监控回路 (BML) Fire alarm loop 火灾报警回路 (FAL)

下面介绍各环路的原理分析：

紧急制动回路（EBL）

紧急制动回路需要向列车内所有制动组件发送紧急制动请求，该过程不受列车控制系统的影响。通过下列控制方式实施紧急制动：激活 EC01/EC08 车内的紧急制动阀，给制动管通风（通过间接作用制动器进行制动）。激活各车的紧急制动阀，导致各车紧急制动（通过直接作用制动器进行制动）。激活冗余行车制动。各制动控制单元检测列车管路“安全回路状态”，实施最大行车制动（额外）。

通过以下有人司机室中的回路断路器可更改紧急制动回路状态： • 自动列车保护系统 • 停车制动监测回路

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• 转向架监测回路 • 自动安全装置

• “司机制动阀”(=28–S01)（处于紧急制动“EB”位置－在无人司机室也可激活）

• operating field(=操作位于次要操作区的“紧急制动阀”（=28-K02 / N03）。

紧急制动回路收集来自于自动列车保护系统、紧急手动按钮、停放制动监控回路、自动安全设施和转向架监控回路的紧急制动请求，并把该请求送到所有牵引箱（这里激活再生制动）、智能制动面板（这里激活制动控制设施），再送到CCU 和高速制动阀（这里连接主风管）。

操作员控制动作：

实施操作员控制动作时，注意以下操作元件： • 通过停车制动监测回路实施紧急制动

实施停车制动，直至列车组停车。停车前，无法解除制动。 • 通过转向架监测回路实施紧急制动

在中断转向架监测回路期间，将实施紧急制动。通过有人司机室故障开关操纵台上的故障开关“转向架检测回路”(=43–S25) 可解除紧急制动。

可以通过操作“司机制动阀”（=28-S01）至“OC”位，延迟紧急制动，以避免列车在隧道内或桥梁上停车。

• 通过自动安全装置 (ASD) 实施紧急制动

实施紧急制动，直至司机室某一自动安全装置控制元件被激活。 • 通过自动列车保护实施紧急制动

实施停车制动，直至列车组停车。停车前，无法解除制动。 • 通过司机制动阀实施紧急制动

实施紧急制动，直至动车组停车。停车前不可以缓解制动。 • 通过蘑菇形紧急按钮实施紧急制动

实施紧急制动，直至缓解位于次要操作区的操作按钮“紧急制动阀”（=28-K02/ N03）。

• 通过旅客紧急制动回路实施紧急制动

实施紧急制动，直至列车组停车。停车前，无法缓解制动。通过操作“司机制动阀”(=28–S01) 可延迟实施紧急制动，以防列车在隧道内或桥梁上停车。

EB 请求是在有人控制的司机室内，通过列车自动保护系统，停车制动监测回路，转向架监测回路，ASD， 紧急停车按钮以及制动力控制器产生的。

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相关部件：列车自动保护系统（部分通过辅助接触器），停车制动监测回路，转向架监测回路，ASD，制动力控制器（紧急制动位时，回路开通），司机室内的紧急停车按钮，通过紧急制动请求辅助接触器来中断紧急制动回路。这些部件均位于头车内，因此，在头车内可以找到处理紧急制动请求的线路部件。

表 描述了不同部件安全环中断后列车的动作模式 模式 动作 模式 列车停止前停车制动监视环一直保持开的状态 转向架监视环 ASD ATP 制动力控制器 紧急按钮 旅客紧急制动 在转向架监视环断开期间进行紧急制动 最大常用制动直到有一个ASD控制单元被激活 紧急制动直到列车停止 紧急制动直到制动力控制器从EB 位移出 紧急制动直到紧急制动按钮复位 紧急制动直到列车停止 通过制动力控制器作用可以使紧急制动延时以避免列车停止在隧道中或桥梁上 (1)、ASD 部件，转向架监视环，制动力控制器或者紧急按钮中断引起的紧急制动，不是必须停车。在这些中断被司机有意识的复位后，列车就不再进行制动。

(2)、在制动力控制器或者紧急按钮的干涉下导致列车实行紧急制动并且停止，可能当上述部件中断后列车控制单元会激活 EB 阀使列车最终停止下来

通过司机可以进行重新复位 最大常用制动的紧急制动 停车制动监视环 紧急制动直到停止 停放制动监控回路（PBML）

停放制动监控回路监控弹簧储能制动（停放制动）的状态，以确保在没有正确实施停放制动时制动盘不会过分磨损和过热。停放制动监控回路把信息传递到EBL及所有的制动控制系统和CCU中。

CCU 监控停放制动监控回路的状况。一旦列车应用停放制动，停放制动监视回路的所有状态接触器应该打开。如果列车所有的停放制动缓解了，必须重新设定停放制动监视回路状态接触器。

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蓄电池打开后环路建立。PBML：为紧急制动的必要条件，直接产生紧急制动请求，拖拽时与=28-K10相连接。

非连挂状态：=43-K18（回路供电）得电闭合，=43-K21（回路隔离）得电闭合，同时有人操控司机室内=43-K14、=43-K15（回路开始）得电闭合，=43-K16、=43-K17（回路结束）无电，故障开关=43-S24打开。另一端=43-K18（回路供电）无电断开，=43-K21（回路隔离）得电闭合，同时无人操控司机室内=43-K14、=43-K15（回路开始）无电，=43-K16、=43-K17得电闭合，停放制动状态继电器=43-K27得电，故障开关=43-S24打开，回路形成。当回路断开时=43-K27失电断开，=28-K01的X3（）脚接收PBML状态输入信号，产生制动。

拖拽模式下只有PBML环路正常工作，其他环路均不工作，工作过程分析详见拖拽模式。

制动缓解回路（BRL）

制动缓解回路监控空气制动的缓解状态，以确保在没有正确实施制动时制动盘不会过分磨损和过热。制动缓解回路把信息传递到CCU 中。如果CCU 检测到制动缓解回路是断开的，将会使制动失效。

制动缓解回路的状况由CCU 通过（KLIP 站）进行扫描。如果在运行中发现制动缓解回路断开，则CCU 不能产生驱动信号。

制动缓解回路由位于司机室 LSS 面板 （+）上的线路安全开关“停车制动监测回路、火警回路、转向架监测回路、制动缓解回路电源”(=43–F03) 供电。 触发该线路安全开关，将导致制动缓解回路（以及停车制动监测回路、火警回路、转向架监测回路）被中断。

列车一旦应用空气制动就要打开制动缓解回路所有的状态开关。如果列车的所有空气制动缓解了，就要重设制动缓解回路的状况开关。

当制动缓解回路忽略时，CCU 只利用BCU“所有的空气制动缓解”的总线信号而不利用来自制动缓解回路的信息。

将=28-K01串入系统中，当应用全制动时，断开回路。制动手柄在缓解位时，回路闭合。

以非连挂状态EC01车占用司机室为例，1车中=43-K18、=43-K22、=43-K14、=43-K15得电闭合，=43-K16、=43-K17无电，故障开关=43-S23 打开；8车中=43-K22、=43-K16、=43-K17得电闭合，=43-K18、=43-K14、=43-K15无电，故障开关=43-S23 打开，=43-K26状态继电器得电回路建立。若为连挂状态，以8车为连挂端，则1车中各继电器状态不变，而8车中=43-K22、=43-K16、=43-K17失电，=74-K17失电，列车回路并入连挂后的列车大回路中。

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乘客紧急制动回路（PEBL）

旅客紧急制动回路向司机室发出视讯旅客紧急制动请求报告，并使 EC01/EC08 头车的制动控制单元（制动管理）触发紧急制动。如有必要，在危险区域司机可（如隧道中或桥梁上）禁用制动，随后再重新起动。PEBL(旅客紧急制动回路)把状态信号送到所有端车的制动控制系统和CCU 中。

PEBL报警信号一旦启动，所有的PEBL 状态开关都必须打开。如果没有乘客紧急制动阀被激活，就必须重设（恢复）PEBL 状态开关。将司机操纵台上的“司机制动阀”(=28–S01)向前调至终端位置，在危险区域可超控旅客紧急制动（如在隧道终或桥梁上）乘客紧急制动回路忽略（非激活）是由于主司机室的“PEBL”故障开关放到“关”的位置上。结果导致车组的乘客紧急制动回路不再监控与28-K01直接相连接，监控PEBL的状态，可以直接控制制动排风，制动控制器。在OC（0ver charge）位将冲风。

回路建立过程与其他回路基本类似，其回路隔离控制继电器为=43-K23，回路状态继电器为=43-K25。

转向架监控回路（BML）

当转向架监控系统被激活时，转向架的监控回路将实施紧急制动以防止对转向架、车轴、车轮造成损伤或保证损伤能被及时发现。回路中断将导致司机室出现声音信号，此外，还将通过中断的紧急制动回路实施紧急制动。然而，只有当转向架监测系统触发的紧急制动未生效时，回路中断才会出现。转向架监测回路向EBL 和CCU 报告状况。

转向架监测系统的接触器中断头车的转向架监测回路。转向架监测系统监控轴承温度（热轴监控）和车组所有的转向架的运行稳定性（运行稳定性监控）并且当超过限值且紧急制动未生效时，打开转向架监测回路。

转向架监测回路在头车里用回路继电器断开紧急制动回路，当作用时引起那里的紧急制动要求，主风管通过EB 阀被排风。

CCU监控转向架监测回路的状况，当转向架监测信息出现时所有的转向架监测回路状态继电器断开

制动手柄28-S01缓解后，BP有6bar风压，CCU正常后接通=43-K61,环路建立.串入了由CCU控制得=43-K61继电器触点，回路断开直接产生紧急制动请求。

火灾报警回路（FAL）

火灾报警回路监控火灾报警中心。当动车组出现火灾时，火警回路将发出火

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警信号。如果通过回路报告了火警信息，司机室中将出现视讯信号，声音信号将通过各车声音发送系统传输给列车乘务员。

火警回路是一条与列车控制无关警报线，它用信号报告车组里的火情。 如果通过回路报告火警，司机可通过回路状况接触器看到信号，列车员工通过每节车厢的声音传播听到信号。还有，CCU 可读取回路状况开关的情况。通过司机的MMI 声音信号传给司机。

当列车有火灾警报发生时，火灾警报回路的所有状态开关必须断开。 各车的超控电路由位于各车LSS板（仅先头车有自动列车保护系统）上的线路安全开关“跳线 EBL、CFAS、OCS”供电。触发线路安全开关将导致无法超控相应车上的火警中心（以及紧急制动回路和自动列车保护）。

回路建立过程与其他回路基本类似，其回路供电继电器为=43-K19，隔离控制继电器为=43-K23，未连挂状态继电器为=74-K18，回路状态继电器为=43-K29。

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第四章 火灾报警原理分析

火灾/烟气检测系统对CRH3高速动车组的火灾危险区域进行监控。火灾/烟气检测系统包括一个烟气检测控制单元（SDCU）及多个光学烟气探测器（SD），其安装于列车中须进行监控的区域。此外，每个车厢中也有一个线性热探测器（LHD），用以监控变流器区域。烟气探测控制单元的型号为：SDCU9405，光学烟气探测器的型号为：SD9474，线性热探测器带有两个CAN 总线接口及一个输入/输出接口。

一节车厢中的所有烟气探测器及烟气探测控制单元通过CAN-总线信号回路连接。

每个车厢安装有一到四个烟气探测器，线性热探测器及一个烟气探测控制单元。一个车厢中的所有烟气探测器及烟气探测控制单元均通过一个CAN总线信号回路连接。

每个烟气探测器可生成一个警报信号、一个故障信号、及一个准备就绪信号。

此外，每个烟气探测器均会传送维护及诊断信号。此类信号从烟气探测器通过信号回路被传送至烟气探测控制单元上。烟气探测控制单元处理该类信号，并显示结果于其自身的显示单元及信号线上。

一节车厢中的烟气探测器及线性热探测器归在一起集中送至六个信号线上。 烟气探测控制单元在每个信号可生成一个警报信号，且在每个车箱中生成一个公共警报、故障、及准备就绪信号。

所有烟气探测器DC24V电源均由烟气探测控制单元提供。

系统结构示意图如下：

图 火灾/烟气探测系统示意图

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表组成介绍 项目 SDCU 烟气探测控制单元 烟气探测控制单元 接收来自烟气探测器 的信息，并对系统故障进行监控。依靠所检测的系统状态，信号线受到激活，并发出警告、公共警告、故障 、准备就绪信号。其对测试要求作出响应，并提供诊断授权.。烟气探测控制单元对烟气探测器提供电源 。 SD 烟气探测器 探测烟气及高温，并将此信息通过信号回路 传送至烟气探测控制单元。 （1） 110 V 直流电源。 火灾/烟气探测系统 需要的电源电压为 110 V的直流电。 （2） 烟气探测器电源： 烟气探测控制单元对对烟气探测器.提供24 V 直流电供应 。 （3） 信号回路： 烟气探测器及烟气探测控制单元通过公共通信环、信号回路彼此连接。信号回路由多个区段构成，每个与两个通信用户相连接。信号从区段上通过参与者（烟气探测器或烟气探测控制单元）传送到另一个参与者上。 （4） 线性热探测器 连接到烟气探测器的一个接口上。测量值通过信号回路传到烟气探测控制单元。 组成模块名称 / 功能 - 32 -

（5） 报警的条件： 火灾/烟气探测系统通过公共信号线将其状态报告给列车控制器公共警告，故障及准备就绪。 公共警报的触发条件为：在一个监控区域探测到烟气或高温时。 故障的触发条件为：在系统中检测到任何类型的故障时。 准备就绪的触发条件为：只要火警单元准备就绪。 局部化警报也是可以的。 从列车控制器上可发布测试要求，用以检测。 烟气探测控制单元的功能

评估CAN总线信号 1）警报信号

采集信号回路上的信息，连同烟气探测器的位置，烟气探测控制单元确定警报的状态。警报评价对每一个受监控的区域生成一个状态信息，共有两个状态：“警报”和 “非警报”。警报状态的设定及重设，通过两个对于烟气极限的滞后值以及相应的确认时间确定。

设置警报，烟气探测控制单元按照确定的警报状态激活公共警报信号线及配置警报信号线。在烟气探测器处测得的烟气浓度超过配置极限确认时间，则可触发警报。

重设警报，在烟气探测器处测得的烟气浓度低于配置极限确认时间，则无温度警报。若不再可能对一个区域进行监控，则任何对此区域所设定的警报均须重设。贮存于烟气探测控制单元中的配置表可确定区域指定情况，并参数化单个的烟气探测器。 2）故障信号

只要有至少一个故障，则烟气探测控制单元会设置故障信号线输出。任何存于火灾/烟气探测系统中的故障均会在准备就绪信号激发后的不迟于15秒的时间内进行通知。只要烟气探测控制单元本身准备就绪，则即使准备就绪信号未激活，也依然会报告一次故障。 3）操作准备就绪的检测

火灾/烟气探测系统向准备就绪信号线发送信号。发送信号的实施须在连接电源30秒后。火灾/烟气探测系统在以下情况下，不会发送准备就绪信号：电源出现故障时；烟气探测控制单元有问题时；任何烟气或热探测器报告有故障时。 自检

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火灾烟气探测系统中的所有智能元件均监控自身及各自的输入/输出通道。所得的结果诊断信息的获取可通过信号回路/诊断界面实现。 用软件进行状态检测

烟气探测控制单元的诊断界面向火灾/烟气探测系统提供使用所有智能元件的数据。

使用安装有服务软件USSW的一台个人电脑，通过烟气探测控制单元的RS232接口实现一下查询功能：

-序列号、烟气探测控制单元的软件版本； -系统状态：故障、警报、及准备就绪； -火灾烟气探测系统的配置；

-系统中所有的激活及未激活错误清单； -系统中所有激活及未激活警报信号清单； -每个安装的烟气探测器的污染水平；

-对每个安装的烟气探测器的最近测量得的烟气值； -故障输入； -警报输入。

服务软件还可用于设置： -日期 / 时间； -车厢识别； -测试要求。 无电源情况下的工作状态

在没有电源情况下，烟气探测控制单元的输出线路设置如下： -对于准备就绪的信号线：未准备就绪； -对于故障的信号线：无故障； -对于公共警报的信号线：无警报； -对警报区域的信号线：无警报。

按照[EN 50155]，电源中断时烟气探测控制单元的输出线路不会改变其状态。 重新启动

火灾/烟气探测系统中的所有元件会在电源故障时自动重启。在火警系统的输出线路电源故障之后的重启的设置情况如下：

-对于准备就绪的信号线：准备就绪； -对于故障的信号线：无故障； -对于公共警报的信号线：无警报；

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-对警报区域的信号线：无警报。 电源供应及短路保护

对烟气探测器和警告灯提供电源，并对烟气探测器及警告灯的24 V直流电源进行短路保护。（推测此短路保护包含在SDCU内部）

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单列车整列火灾报警安全回路的建立

占用司机室端车：

①一个激活的FR 模拟，代替运行方向控制开关移出“0”位

=22-S04动作使得司机室占用后，=22-S01在0位时，一个激活的FR 模拟，代替运行方向控制开关移出“0”位。

本车回路控制电源=43-F01闭合，给本列车的火灾报警安全回路的启动控制继电器提供电源。

本列回路工作电源=43-F03闭合，接通停放制动监控回路、火灾报警回路、转向架监控回路、制动缓解回路启动电源；同时接通本车的蜂鸣器控制=49-K21继电器电源。

接通本车蓄电池主接触器=32-S01， FR simulation有人司机室模拟继电器=43-K32与=43-K20得电，本车上的FR 模块将被激活，=43-K20提供SKS信号，=43-K32仅供SKS信号。

随着FR 模块被激活，即使司机室无人操纵，回路将被供电，如果回路控制线没有中断，回路继电器将被激活或保持激活状态。

=43-K20常开触点23/24闭合，给本车安全环的回路闭合继电器=43-K14和=43-K15供电；

通过回路闭合继电器=43-K14和=43-K15锁定本车回路结束继电器=43-k16和=43-K17不能得电动作；

通过回路闭合继电器=43-K14和=43-K15使得loop supply 回路供应继电器=43-K45得电，=43-K45得电后延时1秒激活delay on 延时闭合继电器=43-K18和=43-K19。

在单列车运行情况下，双稳态继电器=74-K14保持在“未连结”状态，=74-K14的触点13/14被强制闭合，no coupled status undelayed relay 未联挂状态继电器 =74-K15 动作，未联挂状态下降沿延时关断继电器=74-K16动作，最终使未联挂状态继电器=74-K17、 =74-K18动作。（如果情况不是这样，可以手动强制操作继电器 =74-K14 生成“未连结”状态。）

未联挂状态继电器=74-K15常开触点43/44闭合，未联挂状态继电器=74-K17的常开触点13/14， =43-K20常开触点13/14闭合，给本车安全环的回路隔离继电器=43-K21、=43-K22、=43-K23供电；回路隔离继电器=43-K21、=43-K22、=43-K23得电。

当端部车钩联挂状态开关=74-F14闭合，车辆处于静态，制动单元自动产生〈5KM信号，〈5KM信号=43-K30和=43-K31动作，CCU触发=的A113_06 SKS1和=的A113_07 SKS1,解编反馈信号继电器=74-K23和解编控制继电器=74-K24得

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电，解编反馈信号继电器=74-K23的常开触点43/44闭合、常开触点13/14闭合，回路隔离继电器=43-K21、=43-K22、=43-K23得电。

②运行方向控制开关移出“0”位，表示有人操纵司机室；

=22-S04动作司机室占用后，=22-S01移出0位时，司机室占用状态继电器=22-K47得电，司机室占用状态继电器=22-K47的常闭触点21/22打开，FR simulation有人司机室模拟继电器=43-K32与=43-K20失电，有人司机室模拟结束。

本车回路控制电源=43-F01闭合，给本列车的火灾报警安全回路的启动控制继电器提供电源。

本列回路工作电源=43-F03闭合，接通停放制动监控回路、火灾报警回路、转向架监控回路、制动缓解回路启动电源；同时接通本车的蜂鸣器控制=49-K21继电器电源。

司机室占用状态继电器=22-K47的常开触点43/44闭合，激活下降沿延时关断司机室占用继电器继电器=22-K45，=22-K45激活司机室占用继电器=22-K48和=22-K48。

继电器=22-K48常开触点13/14闭合，此时如果本车回路控制电源=43-F01也闭合，既可给本车安全环的回路闭合继电器=43-K14和=43-K15供电；

通过回路闭合继电器=43-K14和=43-K15锁定本车回路结束继电器=43-k16和=43-K17不能得电动作；

通过回路闭合继电器=43-K14和=43-K15使得loop supply 回路供应继电器=43-K45得电，=43-K45得电后延时1秒激活delay on 延时闭合继电器=43-K18和=43-K19。

在单列车运行情况下，双稳态继电器=74-K14保持在“未连结”状态，=74-K14的触点13/14被强制闭合，no coupled status undelayed relay 未联挂状态继电器 =74-K15 动作，未联挂状态下降沿延时关断继电器=74-K16动作，最终使未联挂状态继电器=74-K17、 =74-K18动作。（如果情况不是这样，可以手动强制操作继电器 =74-K14 生成“未连结”状态。）

未联挂状态继电器=74-K15常开触点43/44闭合，未联挂状态继电器=74-K17的常开触点13/14， =22-K48常开触点13/14闭合，给本车安全环的回路隔离继电器=43-K21、=43-K22、=43-K23供电；回路隔离继电器=43-K21、=43-K22、=43-K23得电。

当端部车钩联挂状态开关=74-F14闭合，车辆处于静态，制动单元自动产生〈5KM信号，〈5KM信号=43-K30和=43-K31动作，CCU触发=的A113_06 SKS1和=的A113_07 SKS1,解编反馈信号继电器=74-K23和解编控制继电器=74-K24得

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电，解编反馈信号继电器=74-K23的常开触点43/44闭合、常开触点13/14闭合，回路隔离继电器=43-K21、=43-K22、=43-K23得电。

③解编

当端部车钩联挂状态开关=74-F14闭合，车辆处于静态，制动单元自动产生〈5KM信号，〈5KM信号=43-K30和=43-K31动作，CCU触发=的A113_06 SKS1和=的A113_07 SKS1,解编反馈信号继电器=74-K23和解编控制继电器=74-K24得电，解编反馈信号继电器=74-K23的常开触点43/44闭合、常开触点13/14闭合，回路隔离继电器=43-K21、=43-K22、=43-K23得电。随后，单独一列车的火灾报警回路建立。

④拖拽模式

拖拽开关=43-S29动作，拖拽模式继电器=43-K42和=43-K43得电动作，六个安全回路中只有紧急制动回路、乘客紧急制动回路正常建立，其他四个回路（火灾报警回路、停放制动安全回路、制动缓解回路、转向架监控回路）均无法建立。

另一端的非占用司机室端车

另一端车司机室未占用，且不接通本车蓄电池主接触器=32-S01。

即使本车回路控制电源=43-F01闭合， FR simulation有人司机室模拟继电器=43-K32与=43-K20无法得电，有人司机室模拟状态无法建立。回路闭合继电器=43-K14和=43-K15不能得电动作，故延时闭合继电器继电器=43-K18和=43-K19不能得电动作。

在单列车运行情况下，双稳态继电器=74-K14保持在“未连结”状态，=74-K14的触点13/14被强制闭合，no coupled status undelayed relay 未联挂状态继电器 =74-K15 动作，未联挂状态下降沿延时关断继电器=74-K16动作，最终使未联挂状态继电器=74-K17、 =74-K18动作。（如果情况不是这样，可以手动强制操作继电器 =74-K14 生成“未连结”状态。）

本车回路控制电源=43-F01闭合，未联挂状态继电器=74-K18的常开触点33/34闭合，回路结束继电器=43-k16和=43-K17得电动作。

当端部车钩联挂状态开关=74-F14闭合，车辆处于静态，制动单元自动产生〈5KM信号，〈5KM信号=43-K30和=43-K31动作，CCU触发=的A113_06 SKS1和=的A113_07 SKS1，未联挂反馈信号继电器=74-K23和未联挂控制继电器=74-K24得电，未联挂反馈信号继电器=74-K23的常开触点43/44闭合，同时未联挂状态继电器=74-K15常开触点43/44闭合，未联挂状态继电器=74-K17的常开触点13/14，未联挂反馈信号继电器=74-K23的常开触点13/14闭合，回路隔离继电器=43-K21、=43-K22、=43-K23得电。

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单车火灾系统进入准备就绪状态

各车的回路继电器=49-K11为集群报警继电器，各单车的火灾系统电源开关=49-F01闭合，单车火灾报警系统准备就绪后，各单车的 =49-K11得电动作。整列的火灾报警安全环路中的=49-K11常开触点13/14闭合，至此，环路建立。 环路建立

通过以上各继电器的动作，回路状态继电器=49-K29得电动作，环路建立，汇总以上继电器的状态表如下： 占用司机室（EC08） 回路工作电源空断=43-F03 Delay on延时闭合继电器继电器=43-K19 动作 不动作 动作 非占用司机室（EC01） 动作 回路工作电源，单车火灾试验后，两端车均闭合。 本列环路开始端动作，受回路闭合继电器=43-K14和=43-K 15控制。 Saftyloop isolation回路隔离继电器=43-K23 Not couplyed status realy 未联挂继电器=74-K17 saftyloop end 回路结束继电器=43-K17 saftyloop on 回路闭合继电器=43-K15 saftyloop on 回路闭合继电器=43-K14 Towing 继电器=43-K42 不动作 不动作 拖拽开关=43-S29未动作，拖拽模式继电器=43-K42和=43-K43不得电动作。 其他说明

动作 不动作 本列环路开始端动作 动作 不动作 不动作 动作 动作 动作 动作 动作 同其他列车火灾安全环路隔离 未联挂时，未联挂继电器=74-K17和=74-K18动作。 对应开始端回路闭合继电器，本列环路结束端动作。 本列环路开始端动作 备注 - 39 -

双司机室同时操作时双端同时给110V，此时回路（控制线和状态线）断开。

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单车火灾系统相关继电器状态的分析

单车准备就绪状态的建立过程

单车试验中，手动将本车火灾报警系统的控制电源开关=49-F01接通。因回路状态继电器=49-K11常闭触点81/82闭合和单车火灾隔离继电器=49-K80常闭触点71/72闭合，司机室火灾报警=49-S11灯亮。

两种启动方式：手动启动，=49-S11为重新建立火灾报警控制回路的按钮，手动按下=49-S11，强迫使火灾报警线路继电器=49-K09得电动作，=49K-09动作使得各报警线路继电器得电，各报警线路继电器自锁。软件启动，CCU向= E123_03 SKS2和= E123_04 SKS2发出闭合信号，使得=49-K16得电，=49-K16的常开触点15/18闭合，使=49-K09得电， =49K-09动作使得各报警线路继电器得电，各报警线路继电器得电后常开触点23/24闭合自锁，同时各报警线路继电器的常闭触点61/62打开使=49-K16的触点A2/B1在2秒后失电，=49-K16的常开触点15/18再次断开。火灾报警线路继电器=49-K09的各触点对应本车不同的报警线路，各车型的报警线路各不相同。

图 时间继电器K16的控制

1）=49-K09常开触点13/14闭合，线路1PIS柜火灾报警继电器=49-K01得电。

=49-K01得电，其常开触点23/24闭合，=49-K01自锁。

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图 =49-K01的得电控制

=49-K01得电，其常开触点53/闭合，使得UIC防火箱=46-K01的-X8的3脚[+BMA（TLN2）]和4脚[-BMA（TLN2）] （=46+100/）短路， 使CCT获得DC110V电源可以正常工作。

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图 K01等触点与CCT的简单原理图

=49-K01得电，其常闭触点61/62打开使=49-K16的触点A2/B1在2秒后失电。

=49-K01得电，其常闭触点71/72打开，通过= E112_08 SKS1给CCU发出线路1PIS柜火灾报警建立的确认信号。

2）=49-K09常开触点23/24闭合，线路2主电气柜火灾报警继电器=49-K02得电。

=49-K02得电，其常开触点23/24闭合，=49-K02自锁。

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=49-K02得电，其常开触点43/44闭合，使得主电气柜的右侧冷却风机D110V

图 冷却风机的工作原理图

正线（=+100/）接通， 使右侧冷却风机可以正常工作。

=49-K02得电，其常闭触点61/62打开使=49-K16的触点A2/B1在2秒后失电。

=49-K02得电，其常闭触点71/72打开，通过= E112_09 SKS1给CCU发出线

路2主电气柜火灾报警建立的确认信号。

=49-K02得电，其常开触点83/84闭合，使得主电气柜的左侧冷却风机D11V正线（=+100/）接通， 使左侧冷却风机可以正常工作。

3）=49-K09常开触点33/34闭合，线路3WCs火灾报警继电器=49-K03得电。

=49-K03得电，其常开触点23/24闭合，=49-K03自锁。

=49-K03得电，其常闭触点61/62打开使=49-K16的触点A2/B1在2秒后失电。

=49-K03得电，其常闭触点71/72打开，通过= E212_10 SKS1给CCU发出线

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路3WCs火灾报警建立的确认信号。

4）=49-K09常开触点43/44闭合，线路4牵引箱火灾报警继电器=49-K04得电。

=49-K04得电，其常开触点23/24闭合，=49-K04自锁。

=49-K04得电，其常闭触点61/62打开使=49-K16的触点A2/B1在2秒后失电。

=49-K04得电，其常闭触点71/72打开，通过= E112_11 SKS1给CCU发出线路4牵引箱火灾报警建立的确认信号。

5）=49-K09常开触点53/闭合，线路5辅助变流器ACU火灾报警继电器=49-K05得电。

=49-K05得电，其常开触点23/24闭合，=49-K05自锁。

=49-K05得电，其常闭触点61/62打开使=49-K16的触点A2/B1在2秒后失电。

=49-K05得电，其常闭触点71/72打开，通过= E212_12 SKS1给CCU发出线路5辅助变流器ACU火灾报警建立的确认信号。

6）=49-K09常开触点53/闭合，线路6司机室火灾报警继电器=49-K06得电。

=49-K06得电，其常开触点13/14闭合，使得UIC 防火箱 =46-K01的-X8的1脚[+BMA（TLN1）]和2脚[-BMA（TLN1）] （=46+100/）短路， 使固定电话站Fixed call station获得DC110V电源可以正常工作。

=49-K06得电,其常开触点23/24闭合，=49-K06自锁。

=49-K06得电,其常开触点43/44闭合。头车的主电池接触器=32-S01（=32+100/）的各触点中，1/2连接DC110V的0V；3/4连接是打到on位时接通蓄电池内部的输出继电器，并输出DC110V电源，本车的BD供电接通；5/6连接是打到OFF位时接通蓄电池内部的关断继电器，并关断DC110V电源，本车的BD供电关断。因为=49-K06的常开触点43/44串接在关断回路的DC110V正线上，所以要关断BD电池，火灾报警回路必须处于准备就绪状态或本车隔离状态，使得=49-K06的常开触点43/44闭合，否则BD将无法关断。

=49-K06得电，其常闭触点61/62打开,使=49-K16的触点A2/B1在2秒后失电。

=49-K06得电，其常闭触点71/72打开，通过= E212_13SKS1给CCU发出线路6司机室火灾报警建立的确认信号。

7）=49-K09常闭触点61/62打开，通过= E112_14 SKS1给CCU发出环路建立的确认信号。

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8）=49-K09常开触点83/84闭合，回路继电器=49-K11得电。

回路状态继电器=49-K11得电，其常开触点13/14闭合，当各车的回路继电器=49-K11常开触点13/14均闭合，各单车的火灾系统准备就绪后，整列火灾报警安全环路才有可能建立。

=49-K11得电，其常开触点23/24闭合，=49-K11自锁。

=49-K11得电，其常开触点43/44闭合，各车的 HVAC deactivation空调惰行继电器=49-K61

图 火警影响空调系统继电器

（=49+100/）得电，本车的客室空制单元和司机室空制单元=61-K02-2X1的3脚（+BAT）、4脚（-BAT）可以在空调启动开关的控制下得电，给空调压缩机启动控制继电器等相关继电器及传感器提供电源，详见下图。所以火灾报警回路必须处于准备就绪状态或本车隔离状态，使得=49-K11的常开触点43/44

闭合或=49-K80的常开触点43/44闭合，否则空调将无法启动。

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图

图

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图

上图、、中相关空制继电器的功能如下:

-K11旁通阀继电器；-K13液路阀继电器；-K12液路阀继电器；-Q01曲柄轴箱加热继电器；-Q03曲柄轴箱加热继电器；-K4客室供风阀继电器；-K5客室供风阀继电器；-Q5冷凝风机启动继电器；-K16旁通阀继电器；-Q6冷凝风机启动继电器；-Q25司机室空调电源；-Q15紧急逆变单元继电器；-Q16废排单元风扇继电器；-Q11蒸发风机低速启动继电器；-Q12蒸发风机高低速启动继电器；-Q13蒸发风机低速启动继电器（冗余）；-Q14蒸发风机高低速启动继电器（冗余）；-K8故障控制模式继电器；-K30故障控制模式继电器（冗余）；-Q7客室加热器继电器；-Q8客室加热器继电器；-Q10废排风道加热器继电器；-Q9头等舱加热器继电器；-Q2压缩机电机1启动继电器，-Q4压缩机电机2启动继电器；-K17占用继电器；-Q17门廊加热器1；-Q19门廊加热器2；传感器电源DC110V/DC24V斩波器电源。

=49-K11得电，其常闭触点51/52打开，本车的火灾报警灯=49-P11和=49-P12灭。

=49-K11得电，其常闭触点71/72打开，通过= E112_15 SKS1给CCU发出本车集群报警建立的确认信号。

=49-K11得电，其常闭触点81/82打开，司机室火灾报警=49-S11灯灭。 9）回路状态继电器=49-K29的各个触点的变化

回路状态继电器=49-K29仅分布在两个头车上，每车一个，整列火灾报警安全环路建立后，回路状态继电器=49-K29得电动作。

=49-K29得电，其常开触点43/44（=43+100/）闭合，串入故障开关=43-S26常闭触点11/12的电源上口，通过=74-K17给回路隔离继电器供电。

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=49-K29得电，其常开触点23/24（=43+100/）、 33/34（=43+100/）闭合，给CCU发出环路建立的状态信号。

=49-K29得电，其常开触点13/14（=43+100/）闭合，连接到=的32和07连接点，给端部车钩ALTARE（Automatic Logic Testing and Recording Equipment 自动化逻辑测试及记录设备）发出信号。

=49-K29得电，其常闭触点61/62（=49+100/）打开，使火灾报警蜂鸣器抑制继电器=49-K24失电，无法动作，回路可以在有火灾时正常报警。

=49-K29得电，其常闭触点71/72（=49+100/）打开，切断蜂鸣器的控制继电器=49-K23的供电。如有报警，SDCU发出信号，使=49-K11失电，整列火灾报警环路断开，=43-K29失电，常闭触点81/82（=49+100/）恢复闭合。本列回路工作电源=43-F03闭合，接通停放制动监控回路、火灾报警回路、转向架监控回路、制动缓解回路启动电源；同时接通本车的蜂鸣器控制=49-K21继电器电源，使得整列蜂鸣器报警。

=49-K29得电，其常闭触点81/82（=49+100/）打开，司机室火警指示灯

灭。停放制动、火灾、紧急制动、制动缓解的电源开关=43-F03（=43+100/）闭合，司机室占用=22-S04和方向开关=22-S01动作使继电器=22-K47得电，继电器=22-K47使

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=22-K48得电，=22-K48的常开触点63/闭合，当发生火灾报警时，=49-K29失电，其常闭触点81/82（=49+100/）闭合，司机室火警指示灯=49-P01由灭变亮；当有火灾报警时，CCU向= SKS4发出闭合信号，作为=49-K29常闭触点81/82（=49+100/）闭合的冗余信号，确保司机室火警指示灯=49-P01由灭变亮。 （2）单车被隔离后相应各继电器的状态

当本车火灾报警系统发生故障无法启动并达到准备就绪状态，各线路继电器无法正常工作，尤其是本车的回路继电器=49-K11故障时，整列火灾报警回路将断开，同时火灾报警系统控制的本车的其他相关电器系统无法正常工作，如 CCT、固定电话站、主控制柜冷却风机、空调系统均无法正常工作，主电池接触器=32-K02无法关断本车的BD电池。

为确保当本车火灾报警系统发生故障无法启动并达到准备就绪状态时，将本车火灾报警系统隔离，并保持整列火灾报警回路继续贯通，同时保证火灾报警系统控制的本车的其他相关系统继续工作，在CRH3项目的设计中设置了手动操作的本车火灾报警系统隔离开关=49-S13。

紧急制动回路、火灾报警控制、运行控制系统开关=43-F02在单车试验后一直处于关闭状态，线号432411得电，火灾报警控制中的旋钮旁路开关=49-S13上口得电，蜂鸣器抑制的继电器=49-K24的上级控制= SKS1和= SKS2上口电。

手动操作本车火灾报警系统隔离开关=49-S13闭合，本车火灾报警系统隔离继电器=43-K80和=43-K90的得电。

=49-S13的触点21/22打开，给CCU发出本车火灾报警系统被隔离的信号。

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左图控制原理图

1）=49-K80常开触点13/14闭合

通

过

=

E113_00 SKS1给CCU发出本车本车火灾报警系统隔离继电器=49-K80动作的确认信号。

2）=49-K80常开触点23/24闭合

代替回路状态继电器=49-K11常开触点13/14闭

合，保证整列火灾报警安全环路闭合。

3）=49-K80常开触点43/44闭合

代替=49-K11的常开触点43/44闭合，各车的 HVAC deactivation空调惰行继电器=49-K61（=49+100/）保持得电，本车的客室空制单元和司机室空制单元=61-K02-2X1的3脚（+BAT）、4脚（-BAT）可以在空调启动开关的控制下得电，空调可以正常运行。

4）=49-K80常闭触点61/62打开

代替=49-K11其常闭触点51/52打开，本车的火灾报警灯=49-P11和=49-P12灭。

5）=49-K80常闭触点71/72打开

代替=49-K11常闭触点81/82打开，司机室火灾报警=49-S11灯灭。 6）=49-K90常开触点13/14闭合

通过= E126_13 SKS2给CCU发出本车本车火灾报警系统隔离继电器=49-K90动作的确认信号。

7）=49-K90常开触点23/24闭合

代替=49-K01的常开触点53/闭合，使得UIC防火箱=46-K01的-X8的3脚[+BMA（TLN2）]和4脚[-BMA（TLN2）] （=46+100/）短路， 使CCT获得

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DC110V电源可以正常工作。

8）=49-K90常开触点33/34闭合，（仅适用于EC车型）

代替=49-K06常开触点13/14闭合，使得UIC 防火箱 =46-K01的-X8的1脚[+BMA（TLN1）]和2脚[-BMA（TLN1）] （=46+100/）短路， 使固定电话站Fixed call station获得DC110V电源可以正常工作。

9）=49-K90常开触点63/闭合

代替=49-K06常开触点43/44闭合，保证可以通过=32-S01关断BD电池。 10）=49-K90常开触点73/74闭合

代替=49-K02常开触点43/44闭合，使得主电气柜的右侧冷却风机D110V正线（=+100/）接通， 使右侧冷却风机可以正常工作。

11）=49-K90常开触点83/84闭合

代替=49-K02常开触点83/84闭合，使得主电气柜的左侧冷却风机D11V正线（=+100/）接通， 使左侧冷却风机可以正常工作。

12）整列火灾报警回路没有断开，回路状态继电器=49-K29的各个触点不发生变化

（3）单车报警时各继电器的状态

当某个传感器在其监控区域内探测到烟气或高温后，火灾/烟气探测系统通过CAN总线将其状态报告给SDCU，SDCU内部进行处理后，SDCU发出信号使得本车回路继电器=49-K11和相应部位的火灾报警继电器的DC110C电源正线断开失电，本车回路继电器=49-K11和相应部位的火灾报警继电器的各常开触点闭合，常闭触点断开，并通过KLIP站向CCU发送火灾报警的信号。

集群报警继电器=49-K11 失电，整列安全环断开，两个头车的回路状态继电器=49-K29失电，向CCU发出制动请求，CCU获得火灾信号，自动进行紧急制动；并通过每列车的蜂鸣器继电器=49-K23使得整列蜂鸣器同时发出报警。

SDCU内部进行处理后，同时发信号并由对应部位的火灾报警继电器控制相应其他系统进行功能的锁闭。

详细分析如下：

1）回路状态继电器=49-K29的各个触点的变化

=49-K29失电，其常开触点23/24（=43+100/）、 33/34（=43+100/）打开，给CCU发出环路断开的状态信号。根据曾经发生的旅客在厕所吸烟导致火灾报警，并触发紧急制动的事故推测：此时CCU发出信号触发紧急制动。

=49-K29失电，其常闭触点61/62（=49+100/）闭合，在ＣＣＵ为发出蜂鸣器抑制的信号时，火灾报警蜂鸣器抑制继电器=49-K24失电，仍然无法动作，回

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路可以在有火灾时正常报警。

=49-K29失电，其常闭触点71/72（=49+100/）闭合，使得=49-K21得电，继而蜂鸣器的控制继电器=49-K23的供电接通，=49-K23的常开触点13/14（=49+100/）闭合，整列共16个蜂鸣器=49-P21 和 =49-P22 在 10 秒后持续发声 30 秒 (=49-K21为特殊延时继电器，脉冲上升沿触发后，先通30秒后断开)。

=49-K29失电，其常闭触点81/82（=49+100/）闭合，司机室火警指示灯=49-P01由灭变亮； CCU向= SKS4发出闭合信号，作为=49-K29常闭触点81/82（=49+100/）闭合的冗余信号，确保司机室火警指示灯=49-P01由灭变亮。

２）=49-K09常开触点83/84闭合，回路状态继电器=49-K11得电。 回路状态继电器=49-K11失电，其常开触点13/14打开，整列火灾报警安全环路断开。

=49-K11失电，其常开触点23/24打开，=49-K11解除自锁。

=49-K11失电，其常开触点43/44打开，各车的 HVAC deactivation空调惰行继电器=49-K61（=49+100/）失电，本车的客室空制单元和司机室空制单元=61-K02-2X1的3脚（+BAT）、4脚（-BAT）无法得电，给空制压缩机等的继电器提供电源，空调将无法正常启动。

=49-K11失电，其常闭触点51/52闭合，本车的火灾报警灯=49-P11和=49-P12由灭变亮。

=49-K11失电，其常闭触点71/72闭合，通过= E112_15 SKS1给CCU发出本车发生火灾的确认信号。

=49-K11失电，其常闭触点81/82闭合，司机室火灾报警=49-S11灯由灭变亮。

３）线路1PIS柜火灾报警继电器=49-K01失电。

=49-K01失电，其常开触点23/24打开，=49-K01解除自锁。

=49-K01失电，其常开触点53/打开，使得UIC防火箱=46-K01的-X8的3脚[+BMA（TLN2）]和4脚[-BMA（TLN2）] （=46+100/）无法短路， 使CCT无法获得DC110V电源正常工作。

=49-K01失电，其常闭触点61/62闭合，当ＣＣＵ发出本车火灾报警重新建立信号后，使=49-K16的触点A2/B1闭合。

=49-K01失电，其常闭触点71/72闭合，通过= E112_08 SKS1给CCU发出线路1PIS柜发生火灾的确认信号。

４）线路2主电气柜火灾报警继电器=49-K02失电。 =49-K02失电，其常开触点23/24打开，=49-K02解除自锁。

=49-K02失电，其常开触点43/44打开，使得主电气柜的右侧冷却风机

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D110V正线（=+100/）失电， 使右侧冷却风机不可以正常工作。

=49-K02失电，其常闭触点61/62闭合，当ＣＣＵ发出本车火灾报警重新建立信号后，使=49-K16的触点A2/B1闭合。

=49-K02失电，其常闭触点71/72闭合，通过= E112_09 SKS1给CCU发出线路2发生火灾的确认信号。

=49-K02失电，其常开触点83/84打开，使得主电气柜的左侧冷却风机D11V正线（=+100/）失电， 使左侧冷却风机不可以正常工作。

５）线路3WCs火灾报警继电器=49-K03失电。

=49-K03失电，其常开触点23/24打开，=49-K03解除自锁。

=49-K03失电，其常闭触点61/62闭合，当ＣＣＵ发出本车火灾报警重新建立信号后，使=49-K16的触点A2/B1闭合。

=49-K03失电，其常闭触点71/72闭合，通过= E212_10 SKS1给CCU发出线路3WCs发生火灾的确认信号。

６）线路4牵引箱火灾报警继电器=49-K04失电。

=49-K04失电，其常开触点23/24打开，=49-K04解除自锁。

=49-K04失电，其常闭触点61/62闭合，当ＣＣＵ发出本车火灾报警重新建立信号后，使=49-K16的触点A2/B1闭合。

=49-K04失电，其常闭触点71/72闭合，通过= E112_11 SKS1给CCU发出线路4牵引箱发生火灾的确认信号。

７）线路5辅助变流器ACU火灾报警继电器=49-K05失电。 =49-K05失电，其常开触点23/24打开，=49-K06解除自锁。

=49-K05失电，其常闭触点61/62闭合，当ＣＣＵ发出本车火灾报警重新建立信号后，使=49-K16的触点A2/B1闭合。

=49-K05失电，其常闭触点71/72打开，通过= E212_12 SKS1给CCU发出线路5辅助变流器ACU发生火灾的确认信号。

８）线路6司机室火灾报警继电器=49-K06失电。

=49-K06失电，其常开触点13/14打开，使得UIC 防火箱 =46-K01的-X8的1脚[+BMA（TLN1）]和2脚[-BMA（TLN1）] （=46+100/）无法短路， 使固定电话站Fixed call station不能获得DC110V电源正常工作。

=49-K06失电，其常开触点23/24打开，=49-K06解除自锁。 =49-K06失电，其常开触点43/44打开，本列BD将无法关断。

=49-K06失电，其常闭触点61/62闭合，当ＣＣＵ发出本车火灾报警重新建立信号后，使=49-K16的触点A2/B1闭合。

=49-K06失电，其常闭触点71/72闭合，通过= E212_13SKS1给CCU发出线

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路6司机室发生火灾的确认信号。 （4）自检开关

图火灾故障继电器的工作原理

本车自检开关=49-S12，的手动=49-S12进行报警试验，然后通过SIMIT输出信号观察报警信号。 （5）蜂鸣器控制分析 1）准备就绪

单车试验后，=43-F03（=43+100/）将保持闭合。为保证每次闭合=43-F03接通火灾报警环路电源的瞬间，蜂鸣器不立即开始报警30s，蜂鸣器旁路继电器=49-K25在闭合=43-F03的瞬间得电，=49-K25常闭触点15/16打开，将蜂鸣器暂时旁路120s，给安全环提供建立的时间。安全环建立并进入准备就绪状态后， =49-K29得电，其常闭触点71/72（=49+100/）打开，切断蜂鸣器的控制继电器=49-K23的供电，蜂鸣器不会报警。

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2）本车火灾报警隔离

如本车火灾报警系统电源不断开，=43-K29不受影响，可以响应其他车发起的蜂鸣器报警。 3）报警

如有报警，SDCU发出信号，使=49-K11失电，整列火灾报警环路断开，=43-K29失电，常闭触点81/82（=49+100/）恢复闭合。本列回路工作电源=43-F03闭合，接通停放制动监控回路、火灾报警回路、转向架监控回路、制动缓解回路启动电源；同时接通本车的蜂鸣器控制=49-K21继电器电源，整列共16个蜂鸣器=49-P21 和 =49-P22 在 10 秒后持续发声 30 秒 (=49-K21为特殊延时继电器，脉冲上升沿触发后，先通30秒后断开)。 4）蜂鸣器抑制

蜂鸣器抑制继电器=49-K24的常闭触点31/32串接到蜂鸣器控制继电器=49-K21的DC110V正线上。如=49-K24得电，=49-K24的常闭触点31/32，蜂鸣器控制继电器=49-K21无法得电，则蜂鸣器被抑制。

回路状态继电器=43-K29的常闭触点61/62串接到继电器=49-K24的DC110V正线上，整列的火灾报警环路正常建立后，=43-K29得电，=43-K29的常闭触点61/62打开，蜂鸣器抑制继电器=49-K24无法得电，蜂鸣器无法被抑制。当=43-K29失电，=43-K29的常闭触点61/62闭合，蜂鸣器可以在相关继电器等元件的控制下被抑制。EC01车的=43-K29控制EC01、TC02、IC03、BC04车的蜂鸣器是否可以被抑制；EC08车的=43-K29控制EC08、TC07、IC06、BC05车的蜂鸣器是否可以被抑制。

单车试验后，=43-F02（=43+100/）保持闭合，接通紧急制动回路、火灾报警控制、运行控制系统启动电源，线号432411得电，本车火灾报警的旁路开关=49-S13上口得电；蜂鸣器抑制的继电器=49-K24的上级控制= SKS1和= SKS2上口有电；蜂鸣器抑制的继电器=49-K24的自锁触点43/44上口得电。车辆静止时，由BCU发出〈5KM信号，=43-K30（=43-K31由2车控制得电）得电，可以使=49-K24得电，使蜂鸣器失效；列车高于5KM/H运行，无法使蜂鸣器失效；CCU控制= SKS1和= SKS2接通；

综上，蜂鸣器失效的条件为：=43-F02（=43+100/）保持闭合； simit 或CCU给= SKS1或= SKS2发出闭合信号，使= SKS1或= SKS2接通；由BCU发出〈5KM信号，=43-K30、=43-K31得电，其常开触点83/84闭合；=43-K29失电，=43-K29的常闭触点61/62闭合；最终使得=43-K24得电动作，=43-K24常闭触点31/32打开，则蜂鸣器失效。

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在单车试验中， =43-S26控制=43-K29得电、失电，=43-K29控制=43-K24，若=43-K24得电动作则蜂鸣器失效。 （6）故障开关的作用

故障开关隔离本列火灾报警安全回路。

环路建立后，故障开关不动作时：回路状态继电器=49-K29的常开触点43/44串入故障开关=43-S26常闭触点11/12的电源上口，通过=74-K17给回路隔离继电器供电。若故障开关=43-S26不动作，其常闭触点5/6、常开触点4/3、常闭触点7/8不动作，火灾报警环路处于准备就绪状态。

环路建立后，故障开关动作后：如果激活占用司机室内的故障开关，将忽略除本车外的整列车的回路状态继电器=49-K29；如果激活一个非占用司机室内的故障开关，将忽略整列车的回路继电器=49-K29。

在单车试验中=43-S26控制火灾报警回路继电器=43-K29的得电、失电状态。

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第五章 结论及展望

结论

毕业设计的准备过程中，我收集了大量的有关列车制动控制方面的资料，并温习了列车系统控制的相关知识，通过资料的阅读学习和自己对本行业知识的了解。我慢慢的开始把我所知道的东西不断总结和分析，并且在高速动车的制动系统方面有了自己独到的见解。

在做毕业设计期间，我运用所掌握的知识对需要用到的原理图进行详细的分析。此外，我利自己和Knorr工程人员经常工作交往的便利向他们的工程师学习和请教。利用自己所了解的知识或有不明白的地方向Knorr工程师求教。

随着自己对3型车的制动技术逐步深入，我的论文也是以CRH3的制动系统的原理分析为主的。这些可能并不能代表当前最先进的制动技术，但是这是我通过不断的学习和钻研来掌握的。尤其是论文涉及到很多机械的部分，对于学电气工程自动化的我更是一大挑战。我利用工作之余学习了机械与传动技术和机械动力学等。

工作和学习同等重要的今天，不断的提升自己，使自己立于不败之地的唯一方法。因此，在做论文分析是即使遇到再大的困难我都过来了。这些对很多人来说是“漠不关心”的，可是这对我来说，我作为一个高铁人所应该做的吧。

展望

根据现有国际高端动车技术平台消化吸收其优秀的设计构想理念。联合Knorr制动技术开发更适应中国自己的制动控制系统。由于个人能力的，论文中很多内部软件编程和电子逻辑控制没能详细说明，只能用相对通俗易懂的方式来表现。但总的来说，基本上完成了任务书中规定的设计任务。一下是我所期望的，也是不久的未来国人为之骄傲的，具有自主知识产权的列车制动系统。

根据350km/h及以上高速动车组制动控制系统的需求，以不低于目前引进的动车组制动控制系统硬件平台的可靠性为目标,研制具有自主知识产权的列车制动系统硬件, 形成批量生产能力；根据IEC61375和UIC556等标准，设计和实现适应350km/h及以上高速动车组需求的列车控制与制动通信协议以及相关的基础软件。

开发适应350km/h及以上高速动车组控制与制动系统相关的协议仿真软件、协议分析工具及协议测试平台。

建立我国高速动车组制动控制系统的自主硬件平台，包括硬件的设计、制造和试验检测平台。

形成我国高速动车组列车制动硬件系统技术标准体系。

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当然，这些对很多人来说可能只是期望。我还是觉得中国高铁事业会有占据世界重要角色的时候。

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参考文献资料

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TA30484/15 Schematic diagram Windscreen wipers and washing system / 雨刷及冲洗系统原理图

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[16] Nakamura Hideo. Innovation of Railway Transport and Development of Peoples Living Condition-The Japanese Experience [M] Proceedings of ICIT,China Railway Publishing House,2002.

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鸣谢

在将近三个月的毕业设计中，我得到华满香老师的悉心关怀和指导帮助，课题选定和有关课题方向方面给予我很多建议和帮助，特别是在我的论文初稿完成时，给我很多的指导性建议，使我在忙乱中把握了最终方向。在我初次选题时没有根据实际情况结合我的生活工作，结果，让我的设计寸步难行。在华老师的悉心指导和鼓励下，使我很快顺利更换课题。在学习方法和科研方法上有了一个全新的认识，这种科学认识上的进步势必影响我今后的工作和学习。同时，我还从华老师那里学到了许多做人的道理，让我受益匪浅，我想这些会对我今后的人生有巨大的帮助。

接下来我要感谢的是电气工程自动化教研室的所有老师和我的工作单位，他们在我学习试验中都给了我很大的帮助和鼓励。在制动系统调试的时候给我提供了条件，并给出了不少宝贵的意见，让我受益非浅。感谢我的指导老师华老师在我毕业设计的过程中给了我莫大的帮助！还要感谢我们单位的几位工程师，是他们在我最无助的时候对我伸出了援助之手，给了我极大的帮助。

最后，向在我做毕业设计期间给予过我鼓励、关心、帮助的各位老师、同事表示由衷的感谢和敬意！

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