EP2002制動系統(tǒng)是德國克諾爾公司生產(chǎn)的軌道車輛制動

控制系統(tǒng)，為電氣模擬指令式制動控制系統(tǒng)。其核心部件為

EP2002

閥，負(fù)責(zé)空氣制動系統(tǒng)的控制、監(jiān)控和車輛控制系統(tǒng)

的通信。EP2002制動控制系統(tǒng)與常規(guī)制動控制系統(tǒng)的最大區(qū)別

在于設(shè)計(jì)思想不同：常規(guī)的制動控制系統(tǒng)采用車控式，即一個制

動電子控制單元控制同一節(jié)車的2個轉(zhuǎn)向架；而EP2002制動控制系統(tǒng)采用架控式新概念，即1個EP2002

控制1個轉(zhuǎn)向架，這樣當(dāng)

一

個EP2002

出現(xiàn)故障時，只有1個轉(zhuǎn)向架空氣制動時失效，減

少了對車輛的影響。由于其與常規(guī)制動系統(tǒng)相比具有相對突

出的優(yōu)點(diǎn)，目前在國內(nèi)多條新建軌道交通車輛上得到廣泛應(yīng)

用。5.1

EP2002型制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和主要優(yōu)缺點(diǎn)一.系統(tǒng)特點(diǎn)第一頁，共61頁.EP2002

制動系統(tǒng)將制動控制和制動管理電子設(shè)備以及

常用制動(SB)氣動閥、緊急制動(EB)氣動閥和車輪防滑保護(hù)裝置

(WSP)

氣動閥都集成到裝在各轉(zhuǎn)向架(EP2002

網(wǎng)關(guān)閥、RIO

閥和智能閥)上的機(jī)電包中。氣

動系統(tǒng)可以通過一個中心點(diǎn)向各個EP2002

閥門供風(fēng)或

從各處向閥門供風(fēng)。EP2002

閥有完全分布式控制和半分布式控制兩種形式。完全分布式控制如圖5-1所示；半分布式控制如圖5-2所示。一

.系統(tǒng)特點(diǎn)第二頁，共61頁。圖5-

1EP2002閥完全分布式控制一

.

系統(tǒng)特點(diǎn)圖5-2EP2002

閥半分布式控制第三頁，共61頁。車控方式(集中式)制動系統(tǒng)包括集中氣動控制、集中電子控制和本車轉(zhuǎn)向架

氣動控制閥。如圖5-3所示。列車指令線列車網(wǎng)絡(luò)BCP圖5-3車控方式示意圖第四頁，共61頁。制動管理WSP制動控制停放控制

和懸掛控

制單元一.

系統(tǒng)特點(diǎn)集中式控制BP制動缸壓力土架控(分布式)制動系統(tǒng)如圖5-4所示。將制動控制和帶氣動閥的制動管理電子裝置結(jié)合在了安裝于每個轉(zhuǎn)向架上的單個機(jī)電一體化包中oEP列畢指令線列畢

網(wǎng)鉻CAN線BCP制勃管理WSP偉動控制!?？罩?/p>

和恩掛控

制元一

.

系統(tǒng)特點(diǎn)圖5-4

架控式示意圖分布武控制第五頁，共61頁.EP2002制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壽命為40年，大修周期間隔為9年，而且所有設(shè)備都有一個基于軟件的

壽命過期指示器，提示系統(tǒng)部件何時需要預(yù)防性大修。整個EP2002

制動系統(tǒng)，包括它的空氣壓縮機(jī)

、空氣干燥塔、大小儲風(fēng)缸、控制單元和檢測點(diǎn)，均采用模塊化設(shè)計(jì)。因此，它的結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕

,適用于各種不同的安裝方式，使用、維護(hù)方便。一

.

系統(tǒng)特點(diǎn)第六頁，共61頁.EP2002

制動系統(tǒng)組成示意圖如圖5-5所示。它主要由EP2002閥、制動控制模塊以及其他輔助部件組成，其中核心部件是三個機(jī)電一體化的電磁閥，即網(wǎng)關(guān)閥(Gateway

valve)、

智

能

閥(Smart

valve)和遠(yuǎn)程輸入/輸出閥(RIO

valve)。

網(wǎng)關(guān)閥和輸入輸出閥的外形如圖5-6所示，智能閥外形如圖5-7所示。EP2002

閥的安裝位置如圖5-8所示。EP2002

閥的外接線纜如圖

5-9所示。

EP2002閥各接口的功能如圖5-10所示。三個閥分別裝在

其所控制的轉(zhuǎn)向架上(每個轉(zhuǎn)向架對應(yīng)一個閥),三個閥通過一個專

用的CAN

總線連接在一起。5.1EP2002型制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和主要優(yōu)缺點(diǎn)二.系統(tǒng)組成第七頁，共61頁。Inteqrated

MechatronikUnderfloor

Mounted·All-In-One

Solution·Less

Piping,less

Wirin二

.系統(tǒng)組成圖5-5

EP2002制動系統(tǒng)組成示意圖·

ModulesEP2002第八頁，其61頁。圖5-6網(wǎng)關(guān)閥和/輸入輸出閥外形圖5-7

智能閥外形二

.系統(tǒng)組成第九頁，共61頁。圖5-8EP2002閥安裝位置

圖5-9

EP2002閥的外接線纜圖二

.

系統(tǒng)組成第十頁，共61頁。SK1-CAN/PAL總線；PL1-測速；

PL2-電源；

PL3-數(shù)字I/0;SK2-模擬I/0;PL4-MVB總線二

.

系統(tǒng)組成圖5-10EP2002型閥各接口的功能PL3

SK2

PL4SK1

PL1

PL2第十一頁，共61頁。與EP2002制動系統(tǒng)聯(lián)系最緊密的有供氣單元和基礎(chǔ)制動裝置。供

氣單元主要由空氣壓縮機(jī)、空氣干燥塔、儲風(fēng)缸及供氣壓力控制等部

件組成。它的主要功能是向列車提供壓縮空氣(風(fēng)源)。壓縮空氣不

僅是空氣制動系統(tǒng)的風(fēng)源，而且是列車上其他氣動設(shè)備，例如空氣彈

簧、升弓風(fēng)缸和刮雨器等使用的風(fēng)源。供氣單元的所有部件被集成在

一個安裝架上，既節(jié)省了安裝空間，又縮短了氣路管，減少漏泄，方

便檢修。一般空氣壓縮機(jī)配置VV120

型，空氣干燥塔配置雙塔型。基礎(chǔ)制動裝置是空氣制動系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，大多選用德國克諾爾制動

機(jī)公司的單元制動機(jī)，其中一半為帶停放制動機(jī)構(gòu)的單元制動機(jī)。在每個司機(jī)室內(nèi)設(shè)有一個雙針壓力表，用于顯示主風(fēng)缸的壓

力和第一根車軸上的單元制動機(jī)的制動缸壓力。雙針壓力表帶有

內(nèi)部照明，并有常規(guī)測試/校正接口。二

.

系

統(tǒng)

組

成第十二頁，共61頁。5.1

EP2002型制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和主要優(yōu)缺點(diǎn)三.EP2002閥的結(jié)構(gòu)一

個EP2002

閥就相當(dāng)于一般空氣制動系統(tǒng)中的微機(jī)控制

單元

(EBCU)

加上制動控制單元BCU的組合，此外，它還

具有網(wǎng)絡(luò)通信的功能。根據(jù)架控的需要，裝備了EP2002

制動控制系統(tǒng)的列車，每節(jié)車均裝有兩個EP2002

閥，并且分別安裝在其控制的轉(zhuǎn)向架附近的車體底架上。所有的

EP2002

閥上都帶有多個壓力測試口，可以方便地測量儲風(fēng)缸

壓力、制動機(jī)風(fēng)缸壓力、車輛載荷壓力以及停放制動缸壓力

等。

EP2002

閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-11所示。

EP2002閥的氣

動部件如圖5-12所示。第十三頁，共61頁。圖5-11

EP2002閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電子裝置：1-BCU卡；2-模擬卡；3-總線耦合器(“通訊”)卡；4-RBX卡；5-電源卡；PVU(

氣動閥單元)伺服控制閥包括：6-反饋傳感器；7-繼動閥；8-先導(dǎo)控制提升閥。第十四頁，共61頁。三.EP2002閥的結(jié)構(gòu)12345678三

.EP2002閥的結(jié)構(gòu)核心系統(tǒng)部件列車COMMS

接口制動管理圖5-12

EP2002

氣動閥單元第十五頁，共61頁.網(wǎng)關(guān)閥RIO

閥智

能

閥電源制動控制

氣動閥單元智能閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-13所示。智能閥是一個“機(jī)電EP”

裝置，其中包括一個電子控制段(

RBX

卡),該電子控制段

直接裝在一個稱為氣動閥單元(

PVU)的氣動伺服閥上。起控制作用的

EP2002

網(wǎng)關(guān)閥通過CAN

制動總線傳達(dá)制動要求，

每個閥門據(jù)此控制著各自轉(zhuǎn)向架上制動調(diào)節(jié)器內(nèi)的制動缸壓力(

BCP)。

本設(shè)備通過轉(zhuǎn)向架進(jìn)行常用制動和緊急制動，同時通過車軸進(jìn)行車輪防滑保護(hù)控制。閥門受軟件和硬件的

聯(lián)合控制和監(jiān)控，并可以檢測潛在的危險(xiǎn)故障。結(jié)合使用

各車軸產(chǎn)生的車軸速度數(shù)據(jù)和其他閥門通過專用CAN

制動

總線傳來的速度數(shù)據(jù)即可進(jìn)行車輪防滑保護(hù)。如圖5-14展示

了智能閥的

I/O

狀況。(

一

)智能閥第十六頁，共61頁。(一)智能閥電源板氣動閥本車制動

控制板智能閥結(jié)構(gòu)圖外罩殼圖5-13第十七頁，共61頁。(一)智能閥-智能閥界面>

儲風(fēng)缸失壓繼電器制動施加顯示本車制動控制2×速度信號：

緊急制動儲風(fēng)缸失壓：

遠(yuǎn)程控制緩解編碼輸入一雙通道CAN

總線<=

電源加熱電源四制動儲風(fēng)缸壓力：1～2個空氣簧信號

1～2個輔助信號：呼吸孔

排氣孔圖5-14智能閥的輸入輸出接口第十八頁，共61頁。制動機(jī)壓力1制動機(jī)壓力2氣動閥部分從輸入輸出關(guān)系可以看出，智能閥的主要功能有以下幾方面：1.

常用制動時根據(jù)轉(zhuǎn)向架的負(fù)載對輸出制動壓力進(jìn)行調(diào)整

并輸出制動機(jī)壓力。2.緊急制動時根據(jù)轉(zhuǎn)向架的負(fù)載對輸出制動壓力進(jìn)行調(diào)整并輸

出制動機(jī)壓力。3.

對每個輪對的滑行進(jìn)行保護(hù)(WSP控制)。4.

制動應(yīng)用顯示。5.儲風(fēng)缸失壓時向繼電器輸出斷開信號。6.

通過CAN總線向網(wǎng)關(guān)閥報(bào)告本車故障監(jiān)視情況。(一)智能閥第十九頁，共61頁。RIO

(遠(yuǎn)程輸入/輸出)閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-15

所示。它比

智能閥多了兩塊電子控制板，即制動控制單元板和模擬輸入輸出板。除了具有智能閥的所有功能外，

RIO閥還可以通過制動

控制單元板和硬線與其控制的轉(zhuǎn)向架上的牽引控制單元通信

,使電制動和空氣制動協(xié)調(diào)工作。與網(wǎng)關(guān)閥有著相同的I/O口，但并不進(jìn)行制動控制運(yùn)

算而且沒有安裝網(wǎng)絡(luò)接口卡?？删幊痰妮斎氡籖IO

閥讀取

,

然

后

通

過EP2002雙通道CAN總線傳至主網(wǎng)關(guān)閥。

RIO閥的可編程輸出狀態(tài)由主網(wǎng)關(guān)閥控制。

RIO閥的輸入輸出接

口如圖5-16所示。(二)

RIO

閥第二十頁，其61頁。模擬輸入

輸出板制動控制

單元板外罩殼(二)

RIO閥電源板氣動閥本車制動

控制板圖5-15

RIO閥結(jié)構(gòu)圖第二十一頁，共61頁。3×PWM

輸入8×可編程數(shù)字

輸人信號雙通道CAN

總線

2×速度信號緊急制動：儲風(fēng)缸失壓

遠(yuǎn)程控制緩解

編碼輸入電源

加熱電源：制動儲風(fēng)缸壓力

1～2個空氣簧信號

1～2個輔助信號3×PWM輸

出1×電流輸出4×可編程繼電器信號輸出RIO

閥界面儲風(fēng)缸失壓繼電器制動施加顯示呼吸孔

排氣孔圖5-16

RIO閥的輸入輸出接口(二)RIO閥制動機(jī)壓力1制動機(jī)壓力2遠(yuǎn)程數(shù)字電子

輸入輸出接口遠(yuǎn)程模擬電子

輸入輸出接口本車制動控制氣動閥部分第二十二頁，其61頁。網(wǎng)關(guān)閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-17所示。它比RIO閥又多了一塊電子控制板—網(wǎng)絡(luò)通信板。具有RIO閥和智能閥的所

有功能，并將常用制動壓力要求分配至所有裝在本地CAN網(wǎng)絡(luò)中的EP2002

閥門。網(wǎng)關(guān)閥也可以提供EP2002

控制系統(tǒng)與列車控制系統(tǒng)的連接。EP2002網(wǎng)關(guān)閥可以按要求定制，以連接MVB

、LON

、FIP和RS485通信網(wǎng)絡(luò)以及/或者傳統(tǒng)列車

線纜和模擬信號系統(tǒng)。(三)網(wǎng)關(guān)閥第二十三頁，共61頁。模擬輸入

輸出板制動控制

單元板外罩殼(三)網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)通信板本車制動

控制板電源板氣動閥網(wǎng)關(guān)閥結(jié)構(gòu)圖圖5-17第二十四頁，共61頁。在EP2002

系統(tǒng)中，

一個EP2002網(wǎng)關(guān)閥中的制動

要求分配功能可以將SB

制動力要求分配至列車裝有

的所有制動系統(tǒng)，以達(dá)到司機(jī)/ATO

要求的制動力

。網(wǎng)關(guān)閥的輸入輸出接口如圖5-18

所示。(三)網(wǎng)關(guān)閥第二十五頁，共61頁。列車數(shù)據(jù)總線

模擬輸入8×可編程數(shù)字

輸人信號雙通道CAN

總線

2×速度信號

緊急制動：儲風(fēng)缸失壓

遠(yuǎn)程控制緩解

編碼輸入電源

加熱電源：制動儲風(fēng)缸壓力

1～2個空氣簧信號

1～2個輔助信號呼吸孔排氣孔圖5-18

網(wǎng)關(guān)閥的輸入輸出接口第二十六頁，共61頁。4×可編程繼電器信號輸出網(wǎng)關(guān)閥界面

儲風(fēng)缸失壓繼電器制動施加顯示(三)網(wǎng)關(guān)閥模擬輸出通信接口制動機(jī)壓力1制動機(jī)壓力2本車制動控制氣動閥部分制動管理1.設(shè)備外殼：外殼為陽極氧化鋁重載擠出成型。外殼保護(hù)內(nèi)

部電子部件與外部工作環(huán)境隔離并為設(shè)備提供IP66

級密封。2.氣動閥單元(PVU):此氣動伺服單元由本地制動控制卡發(fā)出指令，用來控制進(jìn)行常用制動、緊急制動和車輪防滑保護(hù)

的各車軸上的

BCP壓力。3.供電單元(PSU)卡：供電單元卡接收所輸入的電池供電和加熱器供電。主供電經(jīng)調(diào)控后在內(nèi)部被傳送至設(shè)備內(nèi)的其他電子元

件卡上。加熱器供電則被傳輸至加熱器單元，使其可以在極低溫度

下進(jìn)行工作(如果已在原裝設(shè)備制造商處安裝)。4.本地制動控制(RBX)

卡：本地制動控制卡根據(jù)主網(wǎng)關(guān)單元通過專用CAN總線傳達(dá)的制動要求來控制PVU以進(jìn)行常用制動、緊急制動和車輪防滑保護(hù)。(四)設(shè)備結(jié)構(gòu)第二十七頁，共61頁。5.制動管理(BCU)

卡：制動管理卡僅安裝在EP2002

網(wǎng)關(guān)閥中，包括對整列列車進(jìn)行制動管理的所需功能，而且還可以支持可配置的I/O端口。如果使用主網(wǎng)關(guān)閥，則制動管理功能激活并且與所有其他的智能閥和網(wǎng)關(guān)閥通過CAN

總線建立通信。如果未使用主網(wǎng)關(guān)閥而仍使用一個普

通網(wǎng)關(guān)閥，則BCU卡將作為一個遠(yuǎn)程輸入/輸出(

RIO

)工作，可以允許直接進(jìn)入制動CAN

總線而無需直接發(fā)送線纜信號至主網(wǎng)關(guān)閥。6.可選網(wǎng)絡(luò)COMMS

卡：可選擇的網(wǎng)絡(luò)通信卡僅安裝在EP2002

網(wǎng)關(guān)閥中。此卡可以符合MVP、FIP、LON和RS485

接口標(biāo)準(zhǔn)(一個通信卡對應(yīng)一種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn))。通信連接可以用于控制和診斷數(shù)據(jù)傳輸。7.可選模擬

I/O卡：可選擇的模擬I/O

卡可安裝到各種型號的網(wǎng)關(guān)閥和

RIO

閥上以提供進(jìn)行常用制動控制所需的模擬信號。(四)

設(shè)備結(jié)構(gòu)第二十八頁，共61頁。位于各種型號的網(wǎng)關(guān)閥、智能閥和RIO

閥

中

的EP2002閥氣動段均相同，并且被視作氣動閥

單元(

PVU)

。其功能區(qū)域可分為下列組別。其氣

路如圖5-19

所示。(五)

EP2002閥的氣動結(jié)構(gòu)第二十九頁，共61頁。請注意緊急制動脈動限制特性是否包括在內(nèi)，以及排風(fēng)板是否安裝在了電磁閥的位置上。圖5-19EP2002閥的氣動結(jié)構(gòu)第三十頁，共61頁。(

五

)

EP2002

閥的氣動結(jié)構(gòu)1.

主調(diào)節(jié)器：繼動閥負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)裝置的供風(fēng)壓力并將其降低至一

個按負(fù)荷增減的緊急制動壓力的水平。繼動閥同時還負(fù)責(zé)在電子負(fù)

荷系統(tǒng)出現(xiàn)故障時提供機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生的最小緊急制動壓力。2.次級調(diào)節(jié)器：位于主調(diào)節(jié)器上游，負(fù)責(zé)將供給制動缸的壓力限定在最大緊急制動壓力。3.

負(fù)荷單元：負(fù)荷單元用于向主調(diào)節(jié)器繼動閥提供一個

按負(fù)荷增減的緊急制動控制壓力。此控制功能一直保持激活狀態(tài)并與空氣懸掛系統(tǒng)壓力成一定比例。4.BCP調(diào)

節(jié)

：BCP調(diào)節(jié)功能負(fù)責(zé)從主調(diào)節(jié)器處接收輸出壓力

并進(jìn)一步將其調(diào)節(jié)至常用制動所要求的BCP等級。在進(jìn)行車輪防滑

保護(hù)時，

BCP調(diào)節(jié)段同樣負(fù)責(zé)對制動缸壓力進(jìn)行氣動控制。(五)

EP2002閥的氣動結(jié)構(gòu)第三十一頁，共61頁。5.

連接閥：可以使BCP輸出以氣動方式匯合或分開。在常用制動或緊急制動時，兩個BCP輸出匯合以通過轉(zhuǎn)向架進(jìn)行控制。在經(jīng)車軸進(jìn)行車

輪防滑保護(hù)的系統(tǒng)上，當(dāng)WSP動作時，兩車軸互相被氣動孤

立，每個車軸上的BCP都通過BCP調(diào)節(jié)段得到獨(dú)立控制。6.遠(yuǎn)程緩解：遠(yuǎn)程緩解功能可以使用也可以不使用。作為EP2002閥功能的一個組成部分。當(dāng)遠(yuǎn)程緩解輸入得電時，供風(fēng)壓力被隔離，制動缸經(jīng)閥門的輸出被排向大氣。系統(tǒng)還具

有一個硬件互鎖，可以在出現(xiàn)緊急制動要求時防止EP2002

閥

被遠(yuǎn)程緩解。7.緊急制動脈動限制：緊急制動脈動限制可以使用也可

以不使用。如果不使用緊急制動脈動限制，將氣路中的緊急

制動脈動限制電磁閥換成一塊孔板。(五)

EP2002閥的氣動結(jié)構(gòu)第三十二頁，共61頁。5.1

EP2002型制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和主要優(yōu)缺點(diǎn)四.EP2002

制動系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)(一

)EP2002

制動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

(二

)EP2002

制動系統(tǒng)的缺點(diǎn)第三十三頁，其61頁。EP2002

制動控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾方面：1.

減小了故障情況下對列車的影響。如果一個EP2002閥出現(xiàn)故障，則只有一個轉(zhuǎn)向架的制動失效，列車只需要對此轉(zhuǎn)向架損失的制動力進(jìn)行補(bǔ)償；而一般制動控制系統(tǒng)中的制動電子控制單元ECU出現(xiàn)故障，列車需要對本節(jié)車損失的制動力進(jìn)行補(bǔ)

償。因此，使用架控方式的EP2002制動控制系統(tǒng)尤其適合于短編組的地鐵列車。2.縮短了制動響應(yīng)時間。根據(jù)克諾爾制動機(jī)公司的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，EP2002制動控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間比常規(guī)制動控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間縮短約0.2S。3.提高了制動精確度。常規(guī)制動控制系統(tǒng)的精確度約為士0.2×105Pa;而EP2002

制動控制系統(tǒng)提供給制動缸制動力的精確度可達(dá)到±0.15×105Pa。4.減少了空氣消耗量。由于EP2002閥靠近轉(zhuǎn)向架安裝，從EP2002

閥到制動缸

的管路長度減小，所以在制動時的空氣消耗量將減小，同時空氣泄漏量也將減小。(

一

)

EP2002制動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)第三十四頁，其61頁。5、節(jié)省了安裝空間。減輕重量、減少布管和布線數(shù)量。6.

提高了可靠性和可用性，降低了故障率。根據(jù)克諾爾制動機(jī)公司的計(jì)算

,EP2002

制動控制系統(tǒng)的故障率比常規(guī)制動控制系統(tǒng)的故障率降低了約50%左右。7.減少了維護(hù)工作量。EP2002制動控制系統(tǒng)部件集成化程度較高，需要維護(hù)的部件較少，大修期從常規(guī)制動系統(tǒng)規(guī)定的6年提高到9年。8.縮短了安裝和調(diào)試時間。9.降低了總體成本。EP2002制動控制系統(tǒng)的產(chǎn)品價(jià)格基本與一般制動控制系統(tǒng)價(jià)格相同；但是由于縮短了安裝和調(diào)試時間及降低了后期維護(hù)費(fèi)用等，EP2002

制動控制系統(tǒng)的總體成本將低于一般制動控制系統(tǒng)。10.

提高了控制精確度。EP2002制動控制系統(tǒng)可以根據(jù)每個轉(zhuǎn)向架的載荷壓力調(diào)整

施加在本轉(zhuǎn)向架上的制動力，比一般制動控制單元以每節(jié)車載荷壓力進(jìn)行制動力控制更加精確和優(yōu)化。(一)

EP2002制動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)第三十五頁，共61頁。EP2002

制動控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾方面：1.關(guān)鍵部件維護(hù)難度增大。由于EP2002

閥的技術(shù)含量和集成化程度提

高，萬一EP2002

閥出現(xiàn)故障，基本上都需要將整個閥送回制造廠家進(jìn)行維修

,維修周期長；而如果一般制動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，只需要有經(jīng)驗(yàn)的工作人員

直接查找并更換故障部件(如壓力傳感器、防滑閥和插件板等),就可縮短維

護(hù)周期，減少對車輛使用產(chǎn)生的影響。2.互換性差。在EP2002

制動控制系統(tǒng)中如果一個EP2002閥出現(xiàn)故障，只能夠用相同類型的閥進(jìn)行更換；而一般制動控制系統(tǒng)中的制動電子控制單元ECU

甚至ECU中單獨(dú)的插件板在所有車上都可以互換。3.無直觀的故障顯示代碼。

一般制動控制系統(tǒng)中的制動電子控制單元ECU安裝在車上電器柜內(nèi)，可以提供四位數(shù)字的故障代碼顯示，有利于檢修人員查

找故障；而EP2002制動控制系統(tǒng)沒有直觀的數(shù)字故障代碼顯示功能，檢修人員

只能通過專用軟件才能查找故障，需要的維修技能較高。(二

)

EP2002制動系統(tǒng)的缺點(diǎn)第三十六頁，共61頁。網(wǎng)關(guān)閥、智能閥、RIO

閥三個核心產(chǎn)品，可以通過多種方法安

裝在一起以滿足系統(tǒng)可用性要求和成本要求。但不管系統(tǒng)有

何要求，在構(gòu)建EP2002

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時都必須遵從下列規(guī)定。CAN

網(wǎng)

絡(luò)中必須至少有一個EP2002網(wǎng)關(guān)閥來執(zhí)行制動管理功能(主網(wǎng)

關(guān)閥)。主網(wǎng)關(guān)閥將制動信息發(fā)送至一個CAN

總線段中的EP2002智能閥，或從智能閥處獲取制動信息。CAN

總線段的

長度可為2至10個轉(zhuǎn)向架之間的任意值(1至5節(jié)車廂)。諸如

緊急制動線和遠(yuǎn)程緩解功能一類的硬連線安全輸入分別進(jìn)入

各網(wǎng)關(guān)閥、

RIO閥和智能閥。在對智能閥要求更多I/O時則使用

RIO

閥。目前，應(yīng)用較多的有以下兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。5.2EP2002制動系統(tǒng)的控制過程和作用原理—.EP2002

制動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第三十七頁，共61頁。如圖5-20是EP2002

制動系統(tǒng)半列車CAN總線示意圖，半

列車CAN總線結(jié)構(gòu)是將半列車所有的EP2002閥用CAN總線相

連，并由B車和C車上的兩個網(wǎng)關(guān)閥通過MVB總線或其他總線與列車控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5-21所示。

其中一個網(wǎng)關(guān)閥被定義為主網(wǎng)關(guān)閥，另一個網(wǎng)關(guān)閥被定義為從網(wǎng)關(guān)閥。當(dāng)主網(wǎng)關(guān)導(dǎo)閥出現(xiàn)故障時，從網(wǎng)關(guān)閥會

自動接管主網(wǎng)關(guān)閥的工作，保證系統(tǒng)的冗余性。如果MVB總線出現(xiàn)故障，網(wǎng)關(guān)閥則按默認(rèn)狀態(tài)工作。此外，CAN總線由兩對雙絞線組成，具有較好的冗余性。(

一

)半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第三十八頁，共61頁。圖5-20

典型的EP2002制動系統(tǒng)半列車CAN

總線示意圖第三十九頁，共61頁。(

一)

半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)智能閥

習(xí)能闥

智能鋼

智能閥

-智能閥

智能閥

智能闥智能閥司機(jī)/ATO控形器

制動指令制動數(shù)據(jù)總線混合信

號混合信號2個門閥牽引設(shè)備牽引設(shè)備MVB

總線或其他總線CAN

總線RIO閥

網(wǎng)關(guān)閥

RIO

閥

網(wǎng)關(guān)閥智能閥

智能閥(一)半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)C車

B車

A車圖5-21半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖第四十頁，共61頁。在B車

和C車上各設(shè)

一個RIO閥的目的是：RIO閥

可通過硬連線與其控制的轉(zhuǎn)向架上的牽引控制單元進(jìn)

行通信，使電制動和空氣制動協(xié)調(diào)工作。這種方法也

不是唯一的，

RIO閥與本轉(zhuǎn)向架牽引控制單元的通信工作也可以用網(wǎng)關(guān)閥與MVB總線或其他總線之間的通信代替，這樣B車

和C車上的RIO

閥就可以用智

能閥來代替。(一)半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第四十一頁，共61頁。(二)單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是將每節(jié)車上的兩個EP2002閥用CAN總線相連，并由每

節(jié)車上的網(wǎng)關(guān)閥通過MVB總線或其他總線與列車控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，單節(jié)車CAN總線示意圖如圖5-22所示。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5-23所示。如果MVB總線出現(xiàn)故障，網(wǎng)關(guān)閥則按默認(rèn)狀態(tài)工作。圖5-22單節(jié)車CAN總

線

示

意

圖第四十二頁，共61頁。MVB總線或其他總線CAN

總線

CAN總線網(wǎng)關(guān)閥(二)

單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖5-23單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)關(guān)閥CAN總線A本

A干C本C干第四十三頁，共61頁。B車智能知日能智河從可靠性角度分析，半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的從網(wǎng)關(guān)閥作為主網(wǎng)關(guān)閥的備份，具有較好的冗余性，如果CAN

總線在A車和

B車之間斷開，將導(dǎo)致A車的空氣制動失效。而如果單節(jié)車CAN總

線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中某節(jié)車的網(wǎng)關(guān)閥出現(xiàn)故障，則該節(jié)車的空氣制動

失效；如果某節(jié)車上的CAN總線斷開，則一個轉(zhuǎn)向架上的空氣制動失效。由此可見，半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可靠性略高于單

節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從經(jīng)濟(jì)角度分析，半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)

構(gòu)少一個網(wǎng)關(guān)閥，多一個RIO閥或智能閥。單從EP2002閥的總價(jià)來

看，單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要高，但是考慮到半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所使用的總線更長，因此兩者的成本基本相同。(二)單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第四十四頁，共61頁。(三)換用關(guān)周的個數(shù)進(jìn)行分有以下三種用絡(luò)結(jié)構(gòu)1.單個網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖5-24所示。列車總線制動總線網(wǎng)關(guān)閥

智能閥RBX4RBX4e0C

00Ce

e0Ce

0G圖5-24單個網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第四十五頁，共61頁。2.雙網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖5-25所示。列車總線制動總線網(wǎng)關(guān)閥

智能閥RBX4

RBX40000

000000o

00

圖5-25雙網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(三)換用類間的個數(shù)進(jìn)行分有以下三種用絡(luò)結(jié)構(gòu)第四十六頁，共61頁。(三)換用關(guān)周的個數(shù)進(jìn)行分有以下三種用絡(luò)結(jié)構(gòu)3.

多個網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖5-26所示。列車總線制動總線

制動總線網(wǎng)

關(guān)閥RBX4000000C圖5-26多個網(wǎng)關(guān)閥網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第四十七頁，共61頁。EP2002制動系統(tǒng)如果采用單節(jié)車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，

一般由列

車的主車輛控制單元

(VCU)

來管理制動。除了緊急制動，主VCU會控制列車電制動與空氣制動之間的制動力分配。制動力指令由列車總

線發(fā)給VCU和網(wǎng)關(guān)閥，主VCU連續(xù)循環(huán)計(jì)算列車所需制動力的大小，還

要加減車輛的負(fù)載來最終確定總制動力。主VCU根據(jù)網(wǎng)壓、電-氣制動分配特性將總制動力分配給電制動控制單元和空氣制動控制單元。同時，

主VCU和網(wǎng)關(guān)閥之間還要通過列車總線和CAN總線進(jìn)行一系列實(shí)際制動施

加值的數(shù)據(jù)交換，使列車具有負(fù)載補(bǔ)償功能和萬一制動系統(tǒng)發(fā)生故障

后的制動力合理分配，如圖5-27所示。如果EP2002

制動系統(tǒng)選用半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也由列車的主

VCU來管理制動?？梢赃x擇兩個半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)中的任何一個主網(wǎng)關(guān)閥作為整個列車的主網(wǎng)關(guān)閥，而另一個半列車CAN總線網(wǎng)絡(luò)中的主網(wǎng)關(guān)閥作為備份。(四)

EP2002制動系統(tǒng)的制動管理及工作邏輯第四十八頁，共61頁。電源正極電源負(fù)極安全回路充許牽引限制模式常用制動快速制動牽引MVB總線四

)EP200

2

制

動

系

統(tǒng)

的

制

動

管

理

及

工

作

邏

輯1軸速度

2軸速度

3軸速度

4軸速度圖5-27列車制動控制系統(tǒng)工作邏輯圖網(wǎng)關(guān)閥工作正常智能閥工作正常制動風(fēng)缸壓力過低

空氣制動狀態(tài)列車非零速信號制動風(fēng)缸

壓力過低空氣制動

狀態(tài)CAN總線網(wǎng)關(guān)閥第四十九頁，共61頁。智能閥VCUVCU(

一

)常用制動在常用制動模式下，電制動和空氣制動一般都處于激活狀態(tài)，

以便電制動和空氣制動之間的及時轉(zhuǎn)換，優(yōu)先采用電制動。常用

制動具有沖擊極限限制和防滑的功能。每個EP2002閥測量本轉(zhuǎn)向架的負(fù)載，并通過本車制動控制

板轉(zhuǎn)輸數(shù)據(jù)到CAN

總

線

。CAN

總線內(nèi)的主網(wǎng)關(guān)閥通過MVB

總

線或其他總線與列車控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，根據(jù)列車控制數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)

向架負(fù)載為本車的每個轉(zhuǎn)向架產(chǎn)生單獨(dú)的、與負(fù)載信號相關(guān)的空

氣制動指令，再通過CAN

總線將指令發(fā)給各個EP2002

閥。上述過程考慮到了每個轉(zhuǎn)向架的黏著限制情況，每個局部制動控制板通過氣動閥和氣動閥單元內(nèi)的傳感器反饋信號提供閉環(huán)空氣制動控制。5.2

EP2002制動系統(tǒng)的控制過程和作用原理二.EP2002

型制動系統(tǒng)的控制過程和作用原理第五十頁，共61頁。(二)快速制動當(dāng)司機(jī)手柄處于快速制動擋時，快速制動被觸發(fā)?？焖僦苿优c緊急制動的制動力相同，但是快速制動是可逆的(可撤銷)?？焖僦苿右彩莾?yōu)先使用電制動，當(dāng)電制動故障或不足時，由空氣制動來補(bǔ)充?？焖僦苿佑蟹阑Ｗo(hù)和沖動限制，其工作原理與常用制動時相同。(三)緊急制動緊急制動是通過列車安全回路來控制的。緊急按鈕被按下、列車超速、警惕按鈕松開、車鉤斷鉤和ATP系統(tǒng)的報(bào)警觸發(fā)信號等都會觸發(fā)列車緊急制動信號。緊急制動信號一經(jīng)觸發(fā)，列車安全

回路中斷，觸發(fā)信號傳輸給列車控制單元和牽引控制單元。牽引

控制單元中斷牽引系統(tǒng)工作。緊急制動全部由空氣制動承擔(dān)，而

且制動命令是不可自動恢復(fù)的，緊急制動有防滑保護(hù)，但不受沖

動極限限制。二

.EP2002型制動系統(tǒng)的控制過程和作用原理第五十一頁，共61頁。(四)停放制動停放制動采用帶彈簧制動器的單元制動機(jī)，利用釋放彈簧儲存的的彈性勢能來推動彈簧制動缸活塞，帶動兩級杠桿使閘瓦制動的。停放制動的緩解則需要向彈簧制動缸充氣，通過活塞移動使彈簧壓縮，從而使制動緩解。這種單元制動機(jī)還具有手動緩解停放制動的功能。EP2002

閥將實(shí)

時監(jiān)控停放制動缸的空氣壓力。二.EP2002型制動系統(tǒng)的控制過程和作用原理第五十二頁，共61頁。(五)保壓制動1.激活保壓制動的條件當(dāng)?shù)罔F列車施加制動后，速度傳感器檢測到列車速度約為0.5Km/h時(該速度值可加以調(diào)整),由EP2002

閥激活保壓制動，以防止列車溜車。保壓制動可使AW3(9人/m2)

載荷的列車停放在最大坡度線上而不產(chǎn)生溜滑。2.

緩解保壓制動的條件緩解保壓制動的條件有以下幾項(xiàng)：(1)司機(jī)將主控制器手柄放在牽引位上，每個牽引系統(tǒng)將牽引力的實(shí)際值發(fā)送給列

車

主VCU。(2)主VCU計(jì)算列車牽引力實(shí)際值的總和。(3)牽引力實(shí)際值的總和足以啟動列車(不會引起列車后溜)。

(

4

)

主VCU向EP2002

閥發(fā)出緩解保壓制動信號?？諝庵苿訝顟B(tài)信號將反饋給VCU,VCU

通過該信號確認(rèn)制動是否緩解，如果空氣制動在某

一時間內(nèi)沒有緩解，則主VCU

向各牽引系統(tǒng)發(fā)出中斷牽引指令，并再次施加保壓制動。二

.EP2002

型制動系統(tǒng)的控制過程和作用原理第五十三頁，其61頁。(六)防滑保護(hù)功能輪對防滑保護(hù)系統(tǒng)采用軸控防滑方式，包括防滑閥、測

速齒輪、速度傳感器和防滑電子控制單元，防滑電子控制單

元和防滑閥都集成在EP2002

閥內(nèi)。系統(tǒng)通過控制制動力來檢測和校正車輪滑行。安裝于每

根軸上的速度傳感器用來監(jiān)控軸速，這個信息共享于CAN

區(qū)

域內(nèi)的EP2002

閥。如果EP2002

閥檢測到滑行，它將通過控制制動缸壓

力來校正該軸上的車輪滑行，當(dāng)列車制動并且檢測到滑行存在時，車輪防滑保護(hù)控制能獨(dú)立控制每根軸制動力。以下兩種檢測車輪滑行的方法可用于確定低黏著情況

的存在：1.單一車軸的減速過量。2.車軸與車軸最高轉(zhuǎn)速之間出現(xiàn)的速度差異。二.EP2002型制動系統(tǒng)的控制過程和作用原理第五十四頁，共61頁?？焖龠B通該軸制動缸與大氣之間的通路，通過減小制動缸的壓力來消除滑行現(xiàn)象；

同時，控制系統(tǒng)將定期執(zhí)行地面速度檢測，以便更新計(jì)算真實(shí)的列車速度。輪對防

滑保護(hù)系統(tǒng)能根據(jù)軌道條件精確地控制滑行深度，這將改進(jìn)后面車輪的黏著條件，

在低黏著情況下使用最大制動力，同時確保沒有車輪擦傷。當(dāng)車輪防滑保護(hù)裝置計(jì)

算確定的黏著條件回到正常狀態(tài)，系統(tǒng)將返回到最初的狀態(tài)，地面速度檢測將結(jié)束每個車軸的減速檢測是獨(dú)立于其它車軸的，而且車軸之間補(bǔ)償也不會影響

精確性，但該軟件會使用從維護(hù)連接處輸入的實(shí)際車輪尺寸信息來對每個二

.EP2002

型

制

動

系

統(tǒng)

的

控

制

過

程

和

作

用

原

理為了確保制動在延長期內(nèi)不出現(xiàn)緩解，硬件監(jiān)視器定時器電路會在持續(xù)保持超此外，

EP2002

制動系統(tǒng)還具有空氣制動和停放制動狀態(tài)檢測功能、制動風(fēng)缸當(dāng)由上述任意一條件檢測到車輪滑行，則對應(yīng)該轉(zhuǎn)向架的EP2002

閥將壓力過低檢測功能、自測功能和故障記錄功能等。

過8s

和持續(xù)排氣超過4s內(nèi)監(jiān)測閥門的狀態(tài)。

車軸進(jìn)行準(zhǔn)確的減速檢測。

第五十五頁，其61頁。(七)低壓力制動儲風(fēng)缸(可選)EP2002閥可以防止車輪防滑保護(hù)的動作將供風(fēng)壓力消耗到低于支持啟用緊急

制動的水平。每個EP2002

閥都監(jiān)控著供風(fēng)壓力，如果壓力降至極限值以下，則EP2002

進(jìn)氣閥和排氣閥的車輪防滑保護(hù)控制都會由閥門控制器硬件進(jìn)行本地隔離，并且EP2002

閥的一個無電壓輸出口也會改變狀態(tài)。EP2002

進(jìn)氣閥和排氣閥的常用

制動控制功能仍然保持激活狀態(tài)。(八)制動指示當(dāng)壓力大于0.4bar時，無電壓繼電器輸出進(jìn)行指示。制動指示獨(dú)立于EP2002微控

制器。(九)位置編碼裝置帶有一個位置編碼插頭輸入，如圖5-28所示。裝在閥門安裝集合管上的

插頭用來依據(jù)列車位置調(diào)整緊急制動壓力控制

(ASP

與VL