城轨车辆制动系统的应用
城轨车辆制动系统
二、空气制动系统
磁轨制动
•轨道电磁制动，又叫磁轨制动。 •在转向架构架侧梁4下通过升降风缸2安装有电磁铁1，电磁 铁下设有磨耗板5。以电操纵并作为动力来源。制动时，将导 电后起磁感应的电磁铁放下压紧钢轨，使它与钢轨发生摩擦 而产生制动。 •其优点是制动力不受轮轨间粘着的限制，不易使车轮滑行。 •但重量较大增加了车辆的自重。在高速旅客列车上与其他空 气制动机并用（特别是在紧急制动时），可缩短制动距离。 如北京地铁机场线由于列车运行速度较高，最高时速可达 100km/h，该车组上装有轨道电磁制动机。
接近停车时列车速度05kmh一个小于制动指令最大制动指令的70的保压制动开始自动实施即瞬时地将制动缸压力降18城轨车辆制动控制方式常用制动优先原则19城轨车辆制动控制方式常用制动混合原则1电制动无故障状态下的制动原则在dcu无故障状态情况下电制动始终起作用提供常用制动所需的制动力
城轨车辆制动系统
董英荣 2016.10.11
二、空气制动系统
盘形制动
二、空气制动系统
盘形制动
• 制动缸——活塞 杆——两根杠 杆——夹钳——闸 片——制动盘
二、空气制动系统
盘形制动
二、空气制动系统
盘形制动
二、空气制动系统
盘形制动
二、空气制动系统
磁轨制动
图1-3 磁轨制动 1-电磁铁；2-升降风缸； 3-钢轨；4-构架侧梁；5-磨耗板。
城市轨道交通车辆制动方式
城市轨道交通车辆制动方式
一、引言
城市轨道交通作为现代城市公共交通的重要组成部分，其安全性和稳定性是保证运营质量的关键因素之一。而车辆制动作为车辆控制系统中的重要组成部分，对于保证列车的安全运行起着至关重要的作用。本文将从城市轨道交通车辆制动方式入手，详细介绍城市轨道交通车辆制动方式及其特点。
二、电阻制动
电阻制动是城市轨道交通常用的一种制动方式。它是利用列车牵引系统中装有电阻器，在列车行驶过程中通过改变电路连接方式，使电能转化为热能而达到减速目的。这种制动方式具有以下特点：
1. 制动效果稳定可靠：由于电阻器可以根据列车运行状态进行调整，因此可以实现精确控制列车速度。
2. 制动过程平稳：由于电阻器可以逐渐降低输出功率，因此可以实现平滑减速。
3. 能量回收效果差：由于电能转化为热能而散失掉了大量能量，因此不能实现能量回收。
三、空气制动
空气制动是城市轨道交通常用的一种制动方式。它是利用列车牵引系
统中的压缩空气，通过控制空气压力来控制列车的制动力。这种制动方式具有以下特点：
1. 制动效果稳定可靠：由于空气制动可以实现精确控制列车速度，因此具有较高的稳定性和可靠性。
2. 制动过程平稳：由于空气制动可以逐渐降低输出压力，因此可以实现平滑减速。
3. 能量回收效果差：由于空气制动不能实现能量回收，因此在长时间停车时会浪费大量能量。
四、电磁吸盘制动
电磁吸盘制动是城市轨道交通常用的一种辅助制动方式。它是利用列车底部装有的电磁吸盘，在紧急情况下通过控制电磁吸盘工作来实现快速停车。这种制动方式具有以下特点：
城轨车辆制动基础知识—城轨车辆制动系统介绍
二、模拟指令式制动控制系统
用模拟量作为制动指令，通常是将司机控制器或ATO系统 传来的制动指令信号，经编码器后，以脉宽调制（PWM）信 号形式或直流电压方式，经列车指令控制线传到后部车辆， 脉宽调制信号以占空比的大小代表不同的制动指令。
制动指令（制动力指令值）是无级传输的。
电气指令式制动控制的主要优点：全列车制动和缓解的 一致性较好，制动和缓解时的纵向冲动小，制动距离短。
三、常用制动优先和混合原则
第一优先再生制动 第二优先电阻制动 第三优先踏面制动
把电动车辆的动能转化为电能后，供车辆的其它负载 使用或反馈回电网供给别的列车使用。
整流器 再生制动原理图
一、电制动
2.电阻制动
将发电机发出的电能加于 电阻器上，使电阻器发热，即 电能转变为热能。
制动电阻箱
电阻制动原理图
二、空气制动
当电制动力不足时，由空气制 动来补充，每节车设计有独自的空 气制动控制及部件。
对于数字式而言，控制得越精确，信号线 越多，信号传输系统越复杂，越容易发生 故障。
模拟式的信号传输系统简单，而且从 理论上讲，可以做到无级传输，有利 于精确控制。
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1.3.2 城轨车辆制动模式
城轨车辆制动模式
1.常用制动
是指在正常情况下为调节或控制列车速 度（包括进站停车）所实施的制动。
城市轨道交通车辆—制动系统
➢ 在低速范围内由车辆控制单元触发，平稳地施加空气制动取代电制动，直 至停车。
➢ 当列车发出牵引命令，牵引力上升的瞬间气制动力还是保持原来停车时的 压力，牵引力上升至制动系统收到保压制动请求信号为0时，气制动逐渐退 出并降为零，保压制动被缓解，列车被牵引。
2）电制动失效状态 当一个电制动失效时，为了满足列车正常的制动力需求，首先平均增加
各轴的气制动力至动轴不发生滑行的水平。此时，如果总制动力大小还不能 满足需求，则继续在拖车以及故障轴平均补充制动力。
制动系统（3）
气制动系统的组成及原理
5、气制动系统 （1）供风系统
由空气压缩机产生的压缩空气经过空气干燥过滤器进入主风管和主风缸。 系统组成：供风系统主要由空气压缩机、空气干燥过滤器、风缸和压力开关等组成。
6、电空联合制动及转换
（2）制动力特性及分配
制动力的分配遵循平均制动力的原则，即在每根轴上所施加的制动力的 大小是相同的。
在特殊情况下，制动力的分配又有所区别。
1）空转滑行状态 在进行正常的制动力分配时，当检测到空转滑行，制动力大的轴的制动力
就会减小且首先减小气制动，制动力首先应减小到不会发生空转滑行的水平。 这时，为了满足列车正常的制动力需求，需要的制动力在拖车补充。
5、气制动系统
城市轨道交通车辆制动系统
城市轨道交通车辆制动系统
摘要：我国城市轨道交通行业的大规模发展全面带动了装备制造业及产业链
的发展和技术升级。按照国家发改委《增强制造业核心竞争力三年行动计划》和《关于加强城市轨道交通车辆投资项目监管有关事项的通知》要求，应积极开展
城轨装备标准制修订，发展团体标准和企业标准，完善城轨装备标准规范，加快
构建中国城轨装备标准体系。作为城轨交通车辆关键核心装备的制动系统，有必
要建立技术标准体系，以更好地推进制动系统统型产品开发，提高产品的通用性
与互换性，满足制动系统产品设计、制造和运用需求。
关键词：城轨交通车辆；制动系统；标准现状；标准体系
１我国城轨交通车辆制动系统技术现状
目前地铁车辆、轻轨车辆、有轨电车在国内均已批量运用，中低速磁浮车辆、市域快速车辆、单轨车辆也逐步扩大应用。制动系统是城轨交通车辆的核心系统，组成较为复杂，以地铁列车为例，每列地铁列车制动系统通常由五六十种部件组成，且技术领域跨度大，涵盖了气动控制、计算机控制、机械驱动、摩擦材料、
密封等技术，不同的城轨交通车辆采用的制动技术也有所不同，有的甚至差异较大。绝大部分地铁车辆、轻轨车辆和市域快速车辆采
用微机控制直通电空制动系统，主要由制动控制系统（也称为制动控制装置）、基础制动装置、风源装置、防滑装置、辅助设备及管路供风部件等组成。
制动控制装置分为车控和架控２种形式，主要由电子制动控制单元、中继阀、空
重车阀、紧急阀、电磁阀、压力传感器等组成。大部分城轨车辆基础制动采用踏
面制动方式，主要包括单元制动器和闸瓦；１００ｋｍ／ｈ及以上速度等级的大
城轨车辆电制动系统—电制动和空气制动的制动力分配
Tｃ1
Mｐ１
Ｍ１
Ｍ２
Ｍｐ２ Ｔｃ２
三 电制动和空气制动的制动力分配方案
动力（电）制动系统
（3）如下图所示，若Mp1车电制动力也下降，电制动力总和不能满足全列 车的制动力需求，所需要补充的空气制动将平均分配给各车的空气制动。此 时，M2车和Mp2车制动力已达到粘着极限，不能在这两辆车上补充的空气 制动将平均分配到其他没有超过粘着极限的车上。
（5）如下图所示，若M2因电制动防滑失效，电制动力被切除，动车所需要 补充的制动力平均分配给各车。此时，Mp2车制动力已达到黏着极限，不能 在该车补充的空气制动将平均分配到其他没有超过黏着极限的车上。
粘着极限 电制动实际值 空气制动力
Tｃ1
Mｐ１
Ｍ１
Ｍ２
Ｍｐ２ Ｔｃ２
三 电制动和空气制动的制动力分配方案
粘着极限 电制动实际值 空气制动力
Tｃ1
Mｐ１
Ｍ１
Ｍ２
Ｍｐ２ Ｔｃ２
三 电制动和空气制动的制动力分配方案
动力（电）制动系统
（4）如下图所示，若M2发生电制动滑行，保持当前的空气制动力值不变。
粘着极限 电制动实际值 空气制动力
Tｃ1
Mｐ１
Ｍ１
Ｍ２
Ｍｐ２ Ｔｃ２
三 电制动和空气制动的制动力分配方案
动力（电）制动系统
Tｃ1
Mｐ１
城轨车辆制动系统的模式控制
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1.1 制动系统的制动模式及其控制
2. 保持制动 保持制动保证车辆在坡道上启动，防止车辆溜车。制 动保持压力值大于等于50%的最大常用制动力值。
3. 紧急制动 在紧急制动状态下，来自制动副风缸的压力会下降而 向制动缸供风，制动缸压力可根据空气弹簧的压力 （载荷质量）通过一系调节装置加以控制。制动缸压 力通过制动缸压力调节装置施加到车轴上。EP2002紧 急制动原理如图6-43所示。
1.2 制动系统常用制动模式的测试
2. 常用制动的功能测试 （1） 将方向手柄推到向前位，将主控手柄由零位逐 步推到最大常用制动位（图6-47），观察制动缸的压 力变化。
1.2 制动系统常用制动模式的测试
（2） 如图6-48所示，双针压力表的白色 指针指示的制动缸压力为（3.1±0.2）bar， 红色指针指示的压力为总风缸压力。
1.1 制动系统的制动模式及其控制
4. 快速制动 快速制动是一种具有较高减速率的特殊常用制动模式。快速制动 的控制方式与常用制动的控制方式相同。
5. 停放制动 为了满足车辆长时间停放的要求，停放制动采用弹簧施加、充压 缩空气缓解方式。另外，停放制动还具有手动缓解功能。EP2002 阀用来实时监控停放制动缸的空气压力。
1.1 制动系统的制动模式及其控制
实施常用制动时，制动缸压力通过一系调节装置的压力调节功能来实现。在 EP2002控制系统内部有两个制动缸压力调节器。在常用制动过程中，当没有防 滑控制时，一个制动缸压力调节器将产生常用制动的制动缸压力；如果防滑控 制产生作用，制动缸压力调节器可以通过一系调节装置将单轴的制动缸压力控 制在足够的水平上。 EP2002常用制动原理如图6-41所示，EP2002防滑控制原理如图6-42所示。
城轨车辆毕业论文
城轨车辆毕业论文
城轨车辆毕业论文
城轨交通作为现代城市交通系统的重要组成部分，其发展对于城市的经济、社
会和环境都有着深远的影响。而城轨车辆作为城轨交通的核心组成部分，其性
能和技术的发展对城轨交通系统的安全、舒适和效率都有着重要的作用。因此，对城轨车辆的研究和发展具有重要的意义。
一、城轨车辆的发展历程
城轨车辆的发展可以追溯到19世纪末的电车时代。最早的城轨车辆是由马拉动的有轨电车，随着电力技术的发展，城轨车辆逐渐实现了电动化。20世纪初，
城轨车辆开始采用直流电动机和钢轨，大大提高了运行速度和载客量。20世纪
中叶，城轨车辆开始采用交流电动机和轻量化材料，进一步提高了性能和效率。近年来，城轨车辆的发展趋势是向高速、高效、低噪音和低排放方向发展。
二、城轨车辆的技术特点
城轨车辆的技术特点主要体现在以下几个方面：
1. 动力系统：城轨车辆的动力系统通常采用电力驱动，包括直流电动机和交流
电动机。随着电力技术的发展，城轨车辆的动力系统也在不断升级，如采用无
刷电动机和变频技术，提高了能效和可靠性。
2. 制动系统：城轨车辆的制动系统主要包括电制动和机械制动。电制动通过电
阻器和牵引逆变器实现，具有能量回收和调节速度的功能。机械制动主要采用
摩擦制动和电磁制动，用于紧急制动和停车。
3. 车辆结构：城轨车辆的车辆结构通常采用铝合金和复合材料，以减轻车辆重
量和提高强度。车辆的座椅、空调和娱乐设施等也在不断改进，以提供更好的
乘坐体验。
4. 安全系统：城轨车辆的安全系统包括列车控制系统、信号系统和防护装置等。列车控制系统通过自动驾驶和列车间通信实现列车的安全运行。信号系统通过
城市轨道交通车辆制动系统的重要作用
二 城市轨道交通车辆制动系统的制动模式
三、快速制动
是为了使列车尽快停车而实施的制动，其制动力高于常用 全制动(上海、广州快速制动力高于常用全制动22% )。这种制 动方式在紧急情况下、制动系统各部分作用均正常时所采取的 一种制动方式，其特点是与常用制动相同，制动过程可以施行 缓解。
受冲击率极限的限制，主控制器手柄回“0”位，可缓解， 具有防滑保护和载荷修正功能。
一 基本概念
三、制动的实质：
（1）能量的观点：将列车的动能变成别的 能量或转移走。
（2）作用力的观点：制动装置产生与列车 运行方向相反的力，使列车尽快减速或停车。
一 基本概念
四、制动机：
产生制动原动力并进行操纵和控制的部分设备。
五、制动力：
由制动装置产生的与列车运动方向相反的外力。 对轨道交通机车车辆而言，制动力是制动时由制动装置产 生作用后而引起的钢轨施加于车轮的与列车运行方向相反的力。
一 基本概念
六、基础制动装置：
传送制动原动力并产生制动力的制动执行装置。
一 基本概念
七、 制动距离：
从司机施行制动的瞬间起（将制动手柄移至制动位），到列 车速度降为零列车所行驶的距离，其综合反映列车制动装置的性 能和实际制动效果的主要技术指标。
上海地铁规定：列车在满载乘客的条件下，在任何运行初速 度下，其紧急制动距离不得超过180m。
城轨车辆制动系统-毕业论文
摘要
为使列车能实施制动和缓解而安装于列车上的一整套装置称为制动系统。由于城市轨道交通车辆与铁路车辆的编组形式不同，一般都采用动力分散型的动车组形式，所以可以分为动车制动装置和拖动制动装置。一套列车制动装置至少包括两个部分，即制动控制部分和制动执行部分。制动控制部分由制动信号发生与传输装置以及制动控制装置组成。目前，制动控制部分主要有空气制动控制部分和电空制动控制部分两大类。制动执行部分通常称为基础制动装置,包括闸瓦制动，盘形制动，磁轨制动等不同方式.
本论文将以城市轨道交通车辆制动系统为论述对象,从基本概念和基础理论入手,解释制动系统的组成及主要零部件的功能和结构。
关键词：城轨制动系统控制原理
引言
城市轨道交通系统是城市最为重要的基础设施之一，城市内人员的流动、物质的运输依靠城市交通来完成,城市交通体系直接展示城市的面貌和活力，体现城市的承载能力,关系着城市的环境,进而影响着城市的可持续发展；而城市公共交通则是城市轨道交通系统的重要组成部分绝大多数居民的出行依靠公共交通,因此，城市公共交通是维持城市居民工作、学习和生活正常秩序的重要保障.自1863年世界上第一条地下铁路在伦敦正式运营之后,城市轨道交通系统得到了较快的发展，城市轨道交通己成为世界各主要特大城市倍受青睐的一种交通方式。目前己有43个国家和地区的320座城市修建了轨道交通，其中115座城市修建了地铁，国际上200万人口以上的超级特大城市基本上都修建了地铁,并且是城市交通的主力。我国由于经济实力和技术水平的限制，中国城市轨道交通建设起步较晚，但速度之快、规模之大。根据2013年7月5日发布的《中国城市发展报告（2012)》显示，目前我国内地已有北京、上海等17个城市开通70条轨道交通运营线路，总运营里程2064公里,其中2012年新增投运里程321公里.随着2012年众多城市地铁项目提前获批,以及今年仍有大量项目获得许可,“十二五”规划确定实现3000公里的全国城市轨道交通运营里程，有望突破上升至4000公里左右。由于站间距短、列车加速、减速及停车频繁.为了提高运行速度，增加列车密度，必须使列车起动快、制动快,制动距离短。这就要求其制动具有操作灵活.动作迅速、停车平稳准确、制动率及制动功率相对较大等特点.
城轨车辆常见制动系统—KBWB制动系统
一 空气制动单元BCU （3）称重阀结构
KBWB型制动控制系统
与紧急电磁阀相连通
一 空气制动单元BCU
（3）称重阀工作原理
➢
当空气弹簧故障无压力输出时:上膜板和
下膜板均于滑动块密贴→偏置弹簧、活动阀
片、下膜板、滑动块、上膜板、主弹簧、主
膜板和排气杆共同形成向上的作用力→排气
杆打开进排气阀→从紧急电磁阀来的压力空
气通过进气阀座口进入输出压力室并通过输
出口进入控制腔室Y→产生紧急制动
KBWB型制动控制系统
一 空气制动单元BCU
➢ 空气弹簧信号正常时：空气弹簧压力信 号(ASP)进入称重阀控制室，控制室内充满 压力空气，使上膜板和下膜板均与滑动块分 离→压力空气对下膜板和偏置弹簧产生向下 反作用力，对上膜板和排气杆产生向上作用 力,但作用力减小，并与空气弹簧压力信号 成正比→进入控制腔室Y的空气压力随空气 弹簧压力变化，产生相应的制动力。
KBW KBBW模B拟型式制统电动气控指制令系制统动系
KBWB型制动控制系统
10-2
KBWB型模拟式电气指令制动系统的作用原理
一 空气制动单元BCU
KBWB型制动控制系统
BCU的工作原理 （1）常用制动
EBCU发出充气指令，两个充气电磁阀得电、两个排气电磁阀得电和 紧急电磁阀得电。 （2）紧急制动
一 空气制动单元BCU
浅析地铁车辆制动系统故障的分析及解决措施
浅析地铁车辆制动系统故障的分析及解
决措施
摘要:地铁车辆制动系统的安全可靠是城市轨道交通运营安全的重要保证，本文介绍了城市轨道交通车辆制动系统的功能及构成，重点总结了正线车辆空气制动系统常见的故障与应急处理，并针对典型故障案例进行了深入分析，为地铁车辆运营制动系统的故障处理及分析提供参考。
关键词：地铁车辆；制动系统；常见故障；解决措施；
1制动系统功能及构成
城市轨道交通地铁车辆制动系统一般采用架控式在ATO、ATP控制以及司控器的控制下进行列车单次或阶段性制动与缓解的响应，并使用硬线和网络冗余的方式以列车为单元进行制动力管理。主要有紧急制动、常用制动和快速制动以及停放制动等制动模式，其中:常用制动主要用于在列车运行包含进站过程中控制或调节车辆速度，常用制动时优先使用电阻制动方式，当制动力不足时采用空气进行制动力补充;紧急制动是车辆快速停止而施加的制动，正常行驶中不施加，由于紧急制动采用“失电制动，得电缓解”的设计原则考虑断电、脱弓、断钩等紧急及意外情况，因此只应用空气制动;快速制动主要由司机控制器触发指令能使列车尽快停车，其所需的制动力控制方式和常用制动一样;停放制动主要在库内施加用于防止车辆长时间停放时有溜车的情况，通过司机操作台按钮控制，弹簧力作用施加停放制动，缓解则由压缩空气缓解。空气制动作为车辆制动系统的重要部分，其性能直接影响车辆正线运用情况。
2空气制动系统常见故障与应急处理
在列车制动力管理中，由制动系统计算整车所需制动力，TCMS接受来自司控器或ATC的制动指令，并将制动级位请求值实时传输给BECU。空气制动系统根据TCMS发送的电制动实际发挥值计算并分配空气制动力。在车辆正线运用过程中，
城市轨道车辆的组成
城市轨道车辆的组成
以城市轨道车辆的组成为题，我们将介绍城市轨道车辆的各个部分以及其功能。
一、车体结构
城市轨道车辆的车体通常由钢材制成，具有足够的强度和刚度来承受车辆的运行和载荷。车体外部通常采用铝合金或不锈钢面板进行装饰，以提高车辆的美观性和耐腐蚀性。车体内部则设计有座椅、扶手、车门等设施，以提供乘客的舒适感和便利性。
二、动力系统
城市轨道车辆的动力系统通常由电动机、牵引系统和能源供应系统组成。电动机负责提供车辆的动力，通常采用交流电机或直流电机。牵引系统则将电动机的动力传输到车轮上，通常采用齿轮传动或牵引电缆传动。能源供应系统则提供电能给电动机，通常通过接触网或第三轨供电。
三、制动系统
城市轨道车辆的制动系统用于控制车辆的速度和停车。常见的制动系统有机械制动、电阻制动和电子制动等。机械制动通常采用摩擦制动或电磁制动，通过摩擦力或电磁力来减速或停车。电阻制动通过将电动机的旋转能量转化为电能来减速或停车。电子制动则通过控制电动机的电流来实现减速或停车。
四、辅助设备
城市轨道车辆的辅助设备包括通信设备、监控设备、空调设备、照明设备等。通信设备用于车辆之间的通信和与控制中心的通信。监控设备用于监视车辆的运行状态和乘客的安全。空调设备用于调节车辆内部的温度和湿度，以提供乘客的舒适感。照明设备用于照亮车辆内部和外部环境。
五、安全设备
城市轨道车辆的安全设备主要包括紧急制动系统、火灾报警系统和紧急疏散设备等。紧急制动系统用于在紧急情况下迅速停车，以保证乘客的安全。火灾报警系统用于监测车辆内部的温度和烟雾，一旦发现火灾，会自动报警并采取相应的措施。紧急疏散设备包括紧急出口、灭火器等，用于在紧急情况下疏散乘客和灭火。
城轨制动的概念
城轨制动的概念
城轨制动是指城市轨道交通车辆在运行过程中，通过使用制动系统来减速、停车或保持定速的一种操作。城轨制动的实现目的主要有以下几个方面：确保乘客的乘坐安全，减少车辆运行过程中的能耗损失，保持车辆与周围环境的和谐，提高线路运输能力和运行效率等。城轨制动的概念包括制动方式、制动系统、制动效果和制动力等多个方面。
城轨制动的方式通常分为机械制动、电力制动和辅助制动。机械制动主要通过摩擦作用，利用摩擦盘或制动鞋与车轮接触，在力的作用下实现制动效果。电力制动则主要利用电机的逆变功能来实现快速制动，通过控制电机把制动能量转化为热能来实现。辅助制动主要采用减速器和电阻器来减速，通过调整电阻变化，来控制电机产生不同的制动力。
城轨制动的系统由控制系统、传动系统和制动装置三部分组成。控制系统主要控制车辆的制动力、加速度和速度等参数，将各部件进行协调一致的工作。传动系统主要是指通过减速器、传动轴和轮对等设备将制动力传递给车轮实现制动。制动装置则是指由制动盘、制动鼓、制动鞋和制动片等设备组成的部件，通过与车轮接触实现制动。
城轨制动的效果主要表现在减速和停车两个方面。减速是指车辆在行驶过程中需要减小速度的操作，可以通过调整制动力的大小来实现。停车是指车辆需要完全停止的操作，通常需要更大的制动力来保证安全，并且需要遵循相关的停车规定
和程序。城轨制动的效果直接影响乘客的乘坐舒适度和安全性，也是保证线路运输能力和运行效率的关键。
城轨制动的制动力主要取决于几个因素，包括制动盘或制动鼓的特性、制动鞋和制动片的质量、制动装置的摩擦系数、制动盘或制动鼓与车轮的接触面积等。制动力过大或过小都会对车辆的运行产生不利影响，所以需要根据具体情况来调整制动力的大小。同时，制动力的大小也会受到车辆行驶速度和制动距离的影响，车辆在高速行驶时需要更大的制动力来达到预期的制动效果。
城市轨道交通制动系统
城市轨道交通制动系统
1. 引言
城市轨道交通成为现代城市中不可或缺的交通方式之一。为了确保轨道交通的运行平安和顺畅，制动系统起到了至关重要的作用。本文将介绍城市轨道交通制动系统的根本原理、组成局部和运行方式。
2. 制动系统的根本原理
城市轨道交通的制动系统主要依靠摩擦力来减速列车。当制动系统施加力使车轮和轨道接触产生摩擦力时，列车的运动能量将会转化为热能而减速。制动系统的根本原理是通过施加摩擦力来阻滞列车的运动，并将运动能量转化为热能来减速。
3. 制动系统的组成局部
城市轨道交通的制动系统一般由以下几个主要组成局部构成：
3.1 制动盘
制动盘是由特殊材料制成的转动部件，安装在轮轴上。当制动系统
施加力时，制动盘会与制动片接触，通过摩擦产生制动力。
3.2 制动片
制动片是制动系统的主要摩擦元件，通常由高温耐磨材料制成。制
动片和制动盘之间的摩擦产生制动力，实现列车的减速和停车。
3.3 制动装置
制动装置是控制制动片与制动盘接触的装置。它由制动机构、传动
装置和控制系统组成。制动机构用于施加力使制动片与制动盘接触，
传动装置用于传递制动力，而控制系统用于控制制动力的施加和释放。
3.4 减速器
减速器是将列车的高速旋转转换为适合制动系统工作的适宜速度的装置。它通常由齿轮传动系统组成，通过传动装置将高速旋转转换为低速旋转，然后由制动系统实施制动。
4. 制动系统的运行方式
城市轨道交通的制动系统通常有以下几种运行方式：
4.1 机械制动
机械制动是通过物理力量使制动片与制动盘接触来实现制动效果。例如，手动刹车系统就是一种常见的机械制动系统，司机通过踩下踏板来使制动片与制动盘接触以减速列车。
城市轨道交通车辆制动系统原理及应用
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空 压 机是风 源装 置 中 最为重要 的 装置 一 个 部 分 空 压 机 主 要是 通过 两 个 阶 段 的作 用 将 空 气 过滤 器 吸 收 的 空 气 压 缩 和 冷 却 再 通过 双塔 干 燥 器 进 行 干燥 为 了 保证 装 置 运 行 的质 量 所 以对 空 气 的湿 度 要 有 一 定 的 控制 不 能 小 于 百 分 5 之 3 这样 才 能达 到 用 风 设备 的具 体要 求 有 时为 了 判 断 空 气 的 干燥 程 度 可 以采 用 压 力露 点 来进 行 判 断 露 点越大 气候 越 湿 润 第 二 是 常 用 制 动 施 加 从 总 风 管 和 总 风缸 出 来 的 空 气在 干燥 测 试 后 会 一 路 进 入过 滤 器 塞 门 单 向 阀 进入 制 动 风缸 而 另 一 路 会 经 过 带 电塞 门 给 EC B U 阀 供风 第三 是停止 制 动 当 地 铁 需要 停止 时 会 需要 借助 弹 簧 的 弹 力来 进 行 停车 弹 簧 的运 行 效 率 不 会 因 为受 到 时 间 的 影 响 所 以能够 满 足 地 铁 长 时 间 的 停放 状 态 的 运 行 当 地 铁 需 要 重新 启 动 时 排 除 大 量 的 空 气 对 弹 簧产 生 压 力 在 压 力 的 作 用 下 弹 簧 的 弹 力逐 渐 缩 小 第 四 是 空 气 悬挂 系 统 空 气 悬挂 装 置 由 空 气 弹 簧 过流 阀等 组成 空 气 弹 簧 所 需 要 的 压 力 主 要 是 总 风 缸通 过 高 度 阀 等 来进 行 输 送 第 五 是 防 滑 装 置 在 一 般情 况 下 当制 动 力大 于 车轮 与 钢 轨 的 粘 着力 时 车 辆 会 进 行 滑 行 而 克 诺 尔 制 动 系 统可 以 对 列 车进 行 检 测 来 达 到 减 小 制 动 缸 消 除滑 行 所 带 来 的压 力
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城轨车辆制动系统的应用
李明，丁锋，盛朝霞
（大连机车车辆有限公司城轨技术开发部制动室，大连１１６０２２） 摘要:对国内外城轨车辆制动系统进行了对比、分析，阐述了各种制动系统的特点及其发展方向，在选用城轨制动系统时，应大力提倡采用国产化制动系统。
关键词:城轨车辆；制动控制系统；电空制动；应用
Application of Brake System in China
Li Ming，Ding Feng，Sheng Zhaoxia
(51 Zhongchang Street shahekou District,Dalian 116022, China)
Abstract: Compared with the brake systems in CHINA and overseas．Elaborated each kind of braking system's characteristic and the development direction．When selects the urban rail vehicle braking system．We should promote with great effort uses the manufacture domestically braking system．
Keywords:Urban rail Vehicle; Brake Control System; Electropneumatic Brake; Application
1 前言
现如今，城轨车辆在城市交通运输中将起着越来越重要的作用。城轨车辆具有大运量、低污染、快速、准点、安全等优点，并且能充分利用地下空间，对环境不产生污染，是解决城市交通拥挤的主要手段。
本文介绍了当前我国城轨车辆主要选用的国内和国外制动系统，从组成、功能和原理上进行了剖析，以利于对城轨车辆制动系统的选用。
2 城轨车辆国内外制动系统分析
目前，我国城轨车辆制动系统主要分为国内和国外产品，国内制动系统为铁道科学研究院机车车辆研究所所研制的制动系统，国外制动系统主要包括德国KNORR制动系统、日本NABTESCO制动系统.以上均属于当今主型的模拟式直通电空制动系统，具有反应快速、操纵灵活，以及与牵引、TCMS(列车控制管理系统)和ATC等系统协调配合等特点。主要对这些制动系统的制动控制、装置组成和功能进行介绍。
2.1 国产制动系统
由铁道科学研究院机车车辆研究所所研制的国产制动系统，已成功运用于各城市的地铁车辆中，如天津滨海线所采用的制动系统。该系统采用微机控制的模拟式电－空制动系统，制动控制系统采用车控方式，即每辆车都配有一套电空制动控制装置(EBCU)，空气簧压力取自前后转向架各1点，将其平均后进行控制，EBCU内设有监控终端，具有自诊断和故障记录功能。
空气制动系统能在司机控制器、ATO 或ATP 的控制下对列车进行阶段或一次性的制动与缓解。该系统具有反应迅速、操纵灵活、能与电制动混合使用、防滑控制、紧急制动等功能。
2.1.1制动控制装置
制动控制装置主要由电子控制装置(EBCU)、电空中继阀等气动控制部件及压力传感器的气动控制单元组成。EBCU可分为制动控制、防滑控制、通信及故障诊断3个部分。EBCU的制动
控制部可以接收列车制动控制线的PWM 制动指令编码，进行空气和电制动的混合制动模式运算，控制常用制动电磁阀的电流以实现对制动缸的压力控制，并根据两路空气弹簧的压力ASl、AS2实现制动力按载重的自动调整。
EBCU的防滑控制部分可以测定各车轴的速度，一旦检测到有车轮滑行，便驱动防滑放风阀降低滑行轴的制动缸压力，使滑行车轮恢复到正常的粘着滚动状态。EBCU的通信及故障诊断部分用以列车监控装置的通信及故障诊断信息的显示与存贮。
制动控制装置还能优先响应纯空气的紧急制动，并封锁EBCU的作用，达到安全制动的目的。电空制动系统框图如图1所示。
图1 微机控制模拟直通电空制动系统框图
2.1.2 制动系统基本功能
(1) 常用制动
常用制动采用模拟电气指令方式，是由微处理器控制的直通式电空制动，它采用减速度控制模式，其制动力随输入指令大小无级控制，制动控制单元根据减速度指令和车辆实际载重来计算目标制动力，产生相应的减速度。常用制动具有冲击率限制功能，以改善乘坐的舒适性；常用制动采用空电混合制动并优先使用电制动，不足部分由空气制动补足，以尽可能减少空气制动的负荷。
(2) 快速制动
快速制动的控制模式与常用制动相同，制动减速率与紧急制动相同，同时具有空电复合的功能。
(3) 紧急制动
紧急制动采用紧急安全环路的纯空气制动，由列车线直接控制的直通式制动模式。该制动环路独立于常用制动，不受微处理器控制，它受失电紧急的两位三通紧急电磁阀控制，具有故障导向安全的功能。紧急制动发生后，在列车完全停止前不允许缓解制动(零速联锁，以防止车辆减速过程中重新起动)。
(4) 空电混合制动控制
空电混合制动是以一动一拖车辆作为一个单元进行的混合制动控制。动车的制动电子控制单元也从拖车的制动电子控制单元得到拖车的车重信号，产生编组单元内的制动请求信号，再向牵引系统请求电制动信号。根据牵引系统反馈电制动信号，进行编组单元内的制动力不足计算，动车优先响应电制动力，减少空气制动力，单元内不足的制动力则由拖车优先补充，或者编组内同时施加空气制动。
(5)检测及故障诊断
制动控制装置具有自诊断功能，可以对制动系统的关键部件和性能进行监测，及时通讯。同时根据故障情况进行分级：小故障、中等故障、重大故障，指导司机进行正确有效的处理。
2.2 德国KNORR制动系统
德国KNORR制动系统主要指KNORR的ESRA电空制动系统和EP2002电空制动系统。ESRA电空制动系统是一种标准化的制动系统，是传统的直通电空制动系统，可用于动车组和城轨等项目。该电空制动系统1993年研发，1995年投人应用。在我国，该电空制动系统主要应用于上海、广州、北京和天津等地铁项目。
2.2.1 KNORR的ESRA制动系统
KNORR的ESRA制动系统的制动控制单元包括制动电子控制装置和气动控制装置两部分：电子控制装置为贮有定制程序的标准机箱，主要由包括微处理器的主电路板、辅助电路板和通信板组成；气动控制装置主要由电空模拟转换(EP)阀、紧急电磁阀、中继阀、空重车调整阀和气路板等组成。
(1) 常用制动
常用制动时，总风压力经过电空转换模块(图5中A)转换为与电子控制装置制动指令成比例的预控压力，然后驱动KR6AA中继阀(图5中D)为制动缸充风，从而施加制动。常用制动时，输入电空转换模块的电控信号基于制动指令进行了载荷调整和冲动限制；电空转换模块输出的预控压力须通过紧急阀(图5中E)和空重车调整阀(图5中F)，然后进入中继阀。
(2) 紧急制动
紧急制动时，紧急电磁阀失电使总风不经电空转换模块直接进入空重车调整阀，产生一个经载荷调整的紧急预控压力，通过中继阀给制动缸施加紧急制动压力。
2.2.2 KNORR的EP2002电空制动系统
德国KNORR的EP2002电空制动系统主要指英国WESTINGHOUSE(现为KNORR英国子公司)的EP2002电空制动系统，是一种基于架控的城轨直通电空制动系统。该电空制动系统2000年开始研发，2005年装车应用。在我国，该电空制动系统主要应用于上海、广州、北京等地铁项目。
EP2002电空制动控制单元包括一系列高度机电—体化的制动控制阀，即网关阀(Gateway Valve)、扩展阀(RIO Valve)和智能阀(Smart Valve)。网关阀主要用于制动网络控制和本车制动控制，扩展阀主要用于本车制动控制和扩展电气连接，智能阀用于本车制动控制。EP2002阀外形如图2所示。