城轨车辆司机控制器.doc

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城轨车辆司机控制器

城市轨道交通车辆司机控制器是司机用来操纵机车运行的主令控制器，是利用控制电路的低压电器间接控制主电路的电气设备，用来控制机车的运用工况和行车速度，其外形和功能特点决定了司机室整体安装、操作舒适性及特殊功能性。

目前，在国内城市轨道交通车辆中配备的司机控制器种类较多，其外观、操作模式及功能存在较大差异，但应用范围最广、配备数量最多的为S355型、S353型及S354A型司机控制器。

本章主要针对S355E型司机控制器结构、主要参数，工作原理，以及检修方面。

S355E型司机控制器的结构

S355E型驾驶员控制室属于凸轮和辅助触头配合实现触点开闭控制的有触点电器。

该控制器由上、中、下三层组成（图2-1和图2-2），上层（面板上）由钥匙开关1、推拉式控制手柄3、方向手柄5、紧急制动按钮4和位置标牌等组成。

中层由安装面板组成。

下层主要由连锁结构、转轴凸轮结构、辅助触头盒、调速电位器和电连接器等组成。

图2-1驾驶员控制器结构（尺寸单元：

mm）

1-钥匙开关；2-钢丝绳；3-控制手柄；4-警惕开关；5-方向手柄；6-换向轴；7-换向凸轮；

8-控制轴；9-控制凸轮；10-控制辅助触头组；11-换向辅助触头组；12-电连接器；13-钥匙开关辅助触头组

图2-2司机控制器左视图和右视图

a）方向手柄；b）控制手柄

控制手柄和方向手柄各配置一套转轴、凸轮和辅助触头装置，分别称它们为控制轴机构和方向轴机构。

控制轴机构包括与控制手柄连接的控制轴8及其安装在该轴上的控制凸轮9、控制辅助触头组10等。

方向轴机构包括与方向手柄连接的换向轴6及其安装在该轴上的换向凸轮7、换向辅助触头组11等。

其中控制轴是一个实心细长轴，作内轴；换向轴是一根空心粗短轴，套在实心轴的外层，其配套凸轮分别套在两根轴上，手柄的转动便可带动相应的轴及凸轮转动，从而带动辅助触头开闭状态的变换。

1.2S355E型司机控制器的工作原理

1.2.1控制功能及机械连锁关系

图2-3司机控制器手柄位置图

如图2-3所示，控制手柄有“牵引”区、“0”位、“制动”区、“快速制动”位四个区域，用于调节列车的速度。

控制手柄在0位、牵引最大位、制动最大位、快速制动位有定位，在这些档位之间为无极调节。

左侧为方向手柄，连接换向轴，用于控制车辆的运行方式及运行方向，共有“ATC”、“向前”、“0”、“向后”四个位置，这四个位置有机械联锁装置定位。

钥匙开关有0、1两个位置，用于激活驾驶员操纵台。

为了防止可能产生的误操作，确保列车设备及运行安全，驾驶员控制室的控制手柄、幻想手柄和机械锁之间有机械联锁。

在使用时，先由钥匙开关打开机械锁，才能对控制手柄和换向手柄进行操作。

当操纵列车时，先将钥匙开关打到“1”位，再由方向手柄选定列车的行车方向，再操作控制手柄来控制列车的速度。

在行车过程中，如需要改变列车的工况时，必须先将控制手柄放回“0”位后，才可进行方向手柄的操作。

如果驾驶员需要进行异端操作时，必须将本端驾驶员控制器的控制手柄置“0”位，换向手柄“0”位，钥匙开关回“0”位，锁闭机械锁，拔出钥匙，方可进行异端操作。

在列车的惰行期间，如果方式方向手柄移动到其他位置，牵引控制单元中牵引指令将失效，将启动紧急制动。

S355E型驾驶员控制器的钥匙开关、控制手柄盒方向手柄之间的联锁关系如下。

（1）钥匙开关在“0”位时，控制手柄和方向手柄均锁定在“0”位不动；反之，只有控制手柄和方向手柄均在“0”位时，钥匙开关才可由“0”位打到“1”位。

（2）钥匙开关在“1”位，控制手柄和方向手柄可进行操作，但控制手柄和方向手柄之间还存在以下互锁关系：

①方向手柄在“0”位，控制手柄被锁在“0”位不动。

②方向手柄在“前”位时，控制手柄可在“牵引”和“制动”区域范围内活动。

③方向手柄在“后”位时，启动列车手动折返模式。

④方向手柄在“ATC”位时，启动列车自动驾驶模式。

⑤控制手柄在“牵引”区、“制动”区或“最大制动”位时，方向手柄不能进行位置转换，只有控制手柄在“0”时，方向手柄才可在“前”位、“后位”和“ATC”位之间转换。

上述机械联锁要求由机械联锁装置来实现。

1.2.2闭合表的实现

电逻辑即闭合表的要求由控制轴、换向轴、辅助触头盒及电连接来实现。

当推动控制手柄时，通过齿轮传动带动控制轴转动，轴上的凸轮随之转动，当凸轮的凸起位置转动到辅助触头盒的杠杆位置时，杠杆受到凸轮凸起部分的挤压而将与其连接的动触头顶开，此时使该触头盒的常开或常闭状态发生变化，从而使与该辅助触头盒相连接的控制线路得失电的状态发生变化；反之当凸轮凸起部分转到无凸起的地方时，由于触头盒自身恢复弹簧的作用，辅助触头盒的触点复原，从而使与该辅助触头盒相连接的控制线路得失电的状态恢复原样。

基于此原理，可根据电路原理图上驾驶员控制器各控制线路得失电的情况，在控制轴和换向轴上布置相应的凸轮凸起部分，如图2-4所示为某车型的驾驶员控制器方向轴的闭合表，图上ATC、F、O、R为方向手柄的四个位置，S10~S16为受方向轴凸轮控制的7个辅助触头，辅助触头下的长条块表示凸轮的凸起位置。

如图2-4可知，手柄在“ATC”位时，将使S10、S11、S12、S15、S16辅助触头状态发生变化；当手柄在“F”位时，将使S10、S11、S12、S15辅助触头状态发生变化；当手柄在“R”位时，将使S10、S11、S13、S14辅助触头状态发生变化。

图2-4S355E型司机控制器方向手柄闭合表

1.2.3电位器的调节

控制手柄的调速主要是通过调节电位器电阻的大小来实现的。

其工作原理参见图2-5，其中的电阻R代表的是“牵引”区域或“制动”区域的单边电阻，两边的结构以“0”位为中心对称。

两个电位器的公共端接地，另一端经限流电阻接+15V直流电源，滑动端随控制手柄转动而转动，从而改变滑动端和15V电源端之间的电压，如图1-3所示，这三点电位信号由X2-2、X2-3、X2-5输出到控制主机，控制主机根据这一电压信号判断控制手柄的几位设定值。

图2-5调速点位器原理图

1.3主要技术参数

（1）触头S826a/L额定电压

①额定电压（Ue）：

DC110V；

②约定发热电流（Ith）：

DC10A；

③额定电流（Ie）：

DC1.0A

（2）触头特点

①接点位速动型；

②密封式结构；

③接点具有自净功能，可提高用作计算机信号时的可靠性；

（3）电位器特性

①输出电位器型号为：

FSGPW702X1043Ω；

②独立线性度：

1.0%；

③输出平滑性：

≤0.1%；

④绝缘电压：

500VAC，50Hz；

⑤工作温度范围：

—55~+80℃；

⑥额定功耗：

6W（25℃）；

⑦电位器输出值。

输出电压：

15VDC；

0位：

3VDC±0.1VDC

牵引最大位：

8.3VDC±0.15VDC

制动最大位：

8VDC±0.1VDC

快速制动：

8.3VDC±0.15VDC

（4）手柄操作力

调速手柄操作力：

不大于35N

换向手柄操作力：

不大于25N

注：

调速手柄从制动最大位转到“快制”位时手柄操作力为40N±10N

（5）防护等级（污染等级3）

整机：

TP00；

触头S826a/：

IP00（接线部分）；IP40（触点部分）。

（6）寿命

机械寿命＞1×106；

电寿命＞1×105。

（7）质量

质量约10kg

1.4小结

S355E型司机控制器是出自德国的沙尔特宝公司。

上文中，我详细的介绍了它的结构、工作原理、以及主要参数。

S355E型司机控制器是由上、中、下三层组成。

它是属于凸轮和辅助触头配合实现触点开闭控制的有触点电器。

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