复兴号动车组撒砂功能分析

　　摘要：介绍了CR400BF型复兴号动车组压差式撒砂系统基本组成及主要功能，撒砂系统工作原理，电子砂位显示控制设计原理等内容

　　关键词：动车组撒砂系统原理

　　撒砂系统是动车组制动系统的重要组成部分，可以有效改善轮轨接触面的工作环境，改善黏着系数，提高运行品质。特别是在雨、雪、霜等恶劣天气下钢轨变得很滑，车辆容易产生空转或者滑行，通过撒砂系统可以有效减少此类问题发生。本文介绍了复兴号动车组差压式撒砂系统基本部件组成及主要功能，撒砂系统工作原理，电子砂位显示控制设计原理等内容。

　　1撒砂系统组成及主要功能

　　复兴号动车组差压式撒砂系统主要由撒砂指令设备、撒砂控制模块、砂箱、撒砂单元、砂箱盖和撒砂加热器、砂位显示器组成。

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　　1.1撒砂指令设备

　　司机台中央操作区上的“撒砂”黑色球型拨键开关(自复位)，用于发出撒砂电气指令。

　　1.2撒砂控制模块

　　撒砂控制模块由截断塞门、270kpa减压阀、630kpa减压阀、低速撒砂电磁阀、高速撒砂电磁阀、干燥电磁阀，压力测试点，撒砂控制模块接收来自总风管的压力，总风管压力到达减压阀，流经电磁阀至砂箱底部的撒砂单元，电磁阀状态由制动控制单元控制，压力测试点用于调试时压力确认。

　　1.3撒砂单元

　　撒砂单元底座采用耐腐蚀合金铝板,并有足够的强度，满足1000kPa压缩空气气密性和高低温环境要求，撒砂单元是在撒砂控制模块提供的压力下正常工作。撒砂单元可以使成比例的砂子通过砂管喷洒到铁轨上，撒砂量可以进行调整。

　　撒砂单元上配备有干燥棒(电加热棒)，具有烘干功能，采用热空气烘干砂箱中保存的砂子;撒砂单元的带有自动温控装置，防止燥棒持续供电的情况下过热。加热棒电气参数(最大加热功率：75w，工作电压：110VDC)。

　　1.4撒砂加热器

　　撒砂加热器通过4个M8螺栓安装在转向架的固定支架上，撒砂加热器的金属外皮软管通过卡套接头与撒砂单元底部的出砂口相连，当列车运行中的环境温度不高于+5℃时，列车对撒砂加热器加热棒进行通电，防止砂管冻结，当环境温度大于+5℃时，列车停止对撒砂加热器加热棒进行通电。

　　1.5砂箱

　　砂箱为存砂容器，箱体采用立式结构，箱体内部表面采取喷漆防护，有效防止设备出现腐蚀和锈蚀情况，砂箱为密闭结构，满足压缩空气50kPa气密要求，砂箱注砂口下方设置了砂位观察窗，可以清晰辨别砂位。

　　1.6电子砂位显示装置

　　电子砂位显示装置由砂位显示灯盒、高砂位传感器及低砂位传感器组成，通过砂位传感器对砂位进行检测并显示。电子砂位显示器在显示的同时将高/低砂位传感器状态反馈到TCMS，在显示屏维修界面进行显示。

　　2撒砂系统工作原理

　　手动撒砂，当司机扳动“撒砂”开关时撒砂开始，中央控制单元将接收由开关发出的“撒砂”信号。中央控制单元检测(列车)行驶方向并通过列车网络发送给本车BCU，由制动控制单元控制撒砂控制模块上的电磁阀进行撒砂。自动撒砂，当制动控制单元检测到严重滑行时，将撒砂请求发送给中央控制单元，中央控制单元触发全列撒砂信号并通过列车网络发送给制动控制单元。高速时(车速大于160km/h)，撒砂装置施加630kPa的压缩空气，而在低速时(车速低于160km/h)仅施加270kPa的压缩空气。高低速撒砂控制，由制动控制单元在速度的基础上激活不同的电磁阀进行控制。当车辆总风大于800Kpa时，制动控制单元控制干燥电磁阀得电，提供给砂箱干燥风。

　　撒砂供风由撒砂供风口进入，经阻气门B调节后从底部通过烧结板进入砂箱中。

　　在砂箱中，供给的压缩空气被分为两股：撒砂气流和排风气流，撒砂气流从烧结板流入砂室并将砂子扬起，扬起的砂子进入撒砂帽，在撒砂帽顶壁的阻碍下进入撒砂管，继而进入撤砂口。排风气流流经砂箱中的砂子使它们松散，最后通过排出室高管和排出阻气门C排出。干燥供风由干燥供风口进入，经阻气门A调节后进入烧结板底部的空腔，并被干燥加热棒加热，然后通过烧结板进入砂箱中。干燥供风经过气门A调节后，风量远小于撒砂供风量，不会传送砂子。干燥气流用于松散和干燥砂箱中的砂子，最后通过高管从撒砂口排出。砂子的传输由撒砂气流和排风气流的比值决定;这由阻气门B和排出室高管的内径控制或者可选择当使用分散型的砂时在排出管中补充一个阻气门C。两股气流汇合后流向撒砂出口。最终砂子喷洒在轨道上实现撒砂功能。

　　3电子砂位显示控制设计原理

　　1.当砂位≥90%时，两砂位传感器常开触点均闭合，绿色指示灯开启;

　　2.当砂位处于90%>砂位≥50%时，高砂位传感器常开触点断开，低砂位传感器常开触点闭合，黄色指示灯点亮;

　　3.当砂位<50%时，两砂位传感器均常开触点均断开，红色指示灯点亮。

　　4结束语

　　撒砂系统是动车组制动技术的关键组成部分，是动车组特殊天气条件下安全运行的保障。本文通过对复兴号动车组压差式撒砂系统的组成部件功能及工作原理进行了详细分析，可以对学习和研究撒砂系统相关知识的人员有一定的指导意义。

　　参考文献：

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　　[2]马永靖,张笑凡,郑魏婧城际动车组压差式撒砂系统设计简介[J]铁道车辆，2017

　　[2]张永鹏机车紧急制动撒砂控制装置[J]机车电传动，2008

　　作者：张德龙韩东宁李尚宇