城轨车辆制动系统的应用
城市轨道交通车辆制动技术项目11 EP2002制动系统
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【项目描述】 EP2002制动系统是城市轨道交通车辆制动系统中功能较先进, 应用较广的新型制动系统,本项目将学习EP2002制动系统总体结构、 特点、优点、缺点、先进性和应用情况。将重点学习EP2002制动系统 的先进控制策略、控制方式和EP2002制动系统中核心部件、网络结 构、网络接口等。 【学习目标】 1.掌握EP2002阀的结构及接口。 2.熟悉EP2002制动系统的网络结构。 3.掌握EP2002制动系统的组成。 4.掌握EP2002制动系统的作用及控制原理。 5.熟悉EP2002制动系统的优缺点。 【技能目标】
EP2002的基础制动装置布置图
3.EP2002制动系统的优点 EP2002制动系统的优点主要表现在以下几个方面: ①单点故障不会影响运营。如果一个EP2002阀出现故障,只会
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导致一个转向架制动力丢失;同时,丢失部分可以在同一制动总线单 元内重新分配,而如果采用车控方式的制动系统,单个制动控制单元 出现故障,整节车将丢失制动力,列车需要对本节车损失的制动力进 行补偿。因此,使用架控方式的EP2002制动系统尤其适合于短编组 的地铁列车。 ②系统集成度高。通过高度集成降低了产品重量,比传统产品轻 30%,系统高度集成同时可以节省安装空间、减少布管和布线数量。 ③制动响应时间缩短。EP2002制动系统的制动响应时间小于1. 5s,比常规制动系统响应时间缩短约0.2s。 ④提高制动精度。常规制动控制系统的精确度约为〒0.2bar,而 制动控制系统提供给制动缸制动力的精确度可以达到〒0.15bar。 ⑤空气消耗量减少。由于EP2002阀靠近转向架安装,从EP2002 阀到制动缸的管路长度减小,所以在制动时的空气消耗量将减小,同 时空气泄漏量也将减小。
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：1. 制动效果强劲：由于电磁吸盘可以产生很大的吸力，因此可以在紧急情况下迅速停车。
2. 制动过程突然：由于电磁吸盘制动是一种紧急制动方式，因此制动过程会比较突然。
3. 能量回收效果好：由于电磁吸盘可以将列车的动能转化为电能进行回收利用，因此具有较好的能量回收效果。
五、再生制动再生制动是城市轨道交通常用的一种能量回收方式。
城轨车辆制动基础知识—城轨车辆制动系统介绍
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。
1.2.3 电气指令式制动 控制系统
目前，制动控制系统主要有空气制动系统和电控 制系统两大类。
以电气信号来传递制动信号的制动控制系统，称 为电气指令式制动控制系统系统。
电气指令式制动控制系统系统分为两种类型：
1.数字指令式制动控制系统
2.模拟指令式制动控制系统
一、数字指令式制动控制系统
将司机控制器或ATO（列车自动驾驶） 系统传来的制动指令信号，通过代表不同 意义的信号线输出信号来划分成不同的制 动等级，控制后部车辆制动装置。
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。
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。
城轨车辆制动模式
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。
EP2002制动控制系统在地铁车辆中的应用分析
车轮防滑控制系统采用轴控式 防滑方式，防滑控制 单元和 防滑 阀集成在Ｅ Ｐ ２ ０ ０ ２ 阀内部。Ｅ Ｐ ２ ０ ０ ２ 系统通过检 测单个轴的减速度和每根轴与旋转速度最高的轴的速度 差来判断车轮是否发生了滑行，通过控制施加的制动力 来校正车轮滑行，防滑控制用于实现车轮和轮轨间较好
列车控制系统 ，由制动管理系统进行再生制动和电空制 动的复合 。制动管理系统在保证不超过摩擦系数情况下 施加最大的制动力，同时保证列车摩擦制动与实际乘客 载重匹配，依据每节车的重量分配制动力，从而使最重 的车获取最大的制动力，使各车 的减速度相 同。
２ ． ３ 快 速制 动
参考文献 ［ １ 】 段继超．地铁 车辆制动控制 系统设计［ Ｄ ］ ．成都：
轨道客车有限责任公司产品技术研究中心，硕士。
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西 南交通 大 学 ，２ ０ １ ２ ．
［ ２ ］ 中国国家标准化管理委员会．地铁ห้องสมุดไป่ตู้辆通用技术条
件 （ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ７ ９ ２ ８ ． ２ ０ ０ ３ ）［ Ｓ ］ ．北京 ：中国标准 出版
社 ，２ ０ ０ ３ ．
列 车 快速 制 动是 一种 特 殊 的制 动 方式 ，控制 方 式和 常 用制 动相 同，制 动 手柄 置 于 陕速 制 动 ”位 时触 发快 速 制动 ， 具有 和紧 急 制动 相 同 的减速 度 。快 速 制动 不是 安 全 的紧 急制 动 ，属 于可 取 消制 动 ，制 动过 程 中需 要 防
２ 制 动 系统 功能
２ ． １ 紧 急制 动
进行 补充 。 ２ ． ４ 停放 制 动
紧急制动为纯空气制动 ，紧急制动 时，牵引锁闭同 时启动 防滑保护系 统。紧急制动时 ，产生最大 的制动 力，同时达到最大 的减速度 ；紧急制动的平均减速度大
城市轨道交通车辆—制动系统
2）滑行状态。车轮在钢轨上滑行，此时车轮与钢轨之间的滑动摩擦力为列车制动力。这是一种必 须避免的事故状态，由于滑动摩擦系数远小于静摩擦系数，因此一旦发生滑行，制动力将大大减 少，制动距离会延长；同时车轮在钢轨上的长距离滑行，将导致车轮踏面的擦伤，危及行车安全。
制动类型
电制动
再生制动 (动能→ 牵引电机→电能→接触网)
1）再生制动。当车辆施加常用制动时，牵引电机变成发电机状态，将车辆的 动能转变成电能，电能经过整流后反馈至接触网，供列车所在的接触网供电 分区上其它车辆牵引和供本车其它系统（辅助系统等）使用，即再生制动。 再生制动取决于接触网的接收能力，也取决于网压的高低和载荷利用能力。
以电磁力为源动力的制动方式称为电制动；
空气（摩擦）制动
以压缩空气为源动力的制动方式称为空气制动，如踏面 制动、盘式制动等都为空气制动方式；
其他制动
还有机械制动、液压制动等方式。
制动源动力 不同
城市轨道交通车辆牵引电传动系统采用先进的调频调压交流感应电机驱 动系统，在高速时具有良好的电制动性能。
但是由于电制动的效率随着运行速度的降低而降低，所以在车速降低到 一定程度后必须采用空气制动系统。
列车制动时，将牵引电机变为发电机，动能转化为 电能。
动能转移方 式不同
制动类型
粘着制动 利用轮、轨之间的粘着力来实现制动。
制动力获取 方式不同
非粘着制动 制动力的提供不再依靠轮轨之间的粘着力，可获得超过轮轨粘着 力的制动力。
城轨车辆电制动系统—电制动和空气制动的制动力分配
三 电制动和空气制动的制动力分配方案
动力（电）制动系统
（1）全列车的电空混合过程，如下图所示。各动车电制动正常发挥，电制 动力总和正好等于全列车所需要的制动力总和，拖车及动车不补充空气制 动。
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
（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
城市轨道交通车辆的制动模式
城市轨道交通车辆的制动模式随着城市轨道交通的快速发展，轨道交通车辆的制动系统也得到了极大的改进和完善。
车辆的制动模式是指车辆在运行过程中，通过何种方式来减速和停车。
目前，常见的城市轨道交通车辆制动模式主要包括电制动、气制动和机械制动。
电制动是城市轨道交通车辆中最常见的制动模式之一。
它是通过电动机的反向工作将车辆动能转化为电能，再通过电阻器将电能转化为热能来实现减速和停车。
电制动具有制动力大、响应速度快、制动距离短等优点，是车辆制动的首选模式。
此外，电制动还可以通过调整电机的工作方式来实现不同的制动效果，如再生制动和电阻制动。
气制动是城市轨道交通车辆中另一种常见的制动模式。
它是通过压缩空气来产生制动力，实现车辆的减速和停车。
气制动主要由制动踏板、空气压缩机、储气罐和制动器组成。
当司机踩下制动踏板时，空气压缩机会将空气压缩并储存在储气罐中，当需要制动时，空气会通过制动器释放出来，产生制动力。
气制动具有制动力稳定、可靠性高等优点，适用于高速运行的轨道交通车辆。
机械制动是城市轨道交通车辆中较为传统的制动模式，主要通过摩擦力来实现减速和停车。
机械制动主要由制动盘、刹车片和刹车踏板组成。
当司机踩下刹车踏板时，刹车片会与制动盘接触并产生摩擦力，从而减速和停车。
机械制动具有结构简单、制动力稳定等优点，但相对于电制动和气制动来说，制动效果较差。
除了上述三种主要的制动模式，城市轨道交通车辆还常常采用辅助制动模式，如惯性制动、再生制动和电阻制动。
惯性制动是指利用车辆的惯性来实现减速和停车，通过调整车辆的传动装置来改变车辆的运动状态。
再生制动是指利用电动机的工作原理，将车辆动能转化为电能并回馈给电网，实现能量的回收和再利用。
电阻制动是指通过调整电阻器的工作状态，将电能转化为热能来实现制动。
城市轨道交通车辆的制动模式主要包括电制动、气制动和机械制动。
电制动具有制动力大、响应速度快的优点；气制动具有制动力稳定、可靠性高的特点；机械制动结构简单、制动力稳定。
基于AMESim的城轨车辆制动系统建模仿真与应用
基于AMESim的城轨车辆制动系统建模仿真与应用摘要：本文以轨道交通车辆架控制动系统为例，详细描述了如何运用AMESim仿真软件对架控制动系统进行建模仿真以及如何应用该仿真模型对架控制动系统进行分析和研究。
关键词：车辆架控制动系统城市轨道交通建模仿真分析1 架控制动系统概述本文参考的城轨车辆最高设计速度80km/h，列车为6辆编组，编组形式为：Tc-MP-M-M-MP-Tc，如图所示。
图1 列车编组2 建模仿真与分析的技术方案2.1 AMESim软件介绍本文对架控制动系统进行建模仿真与分析采用的工具是AMESim软件，该软件是西门子公司提供的一款商用多学科系统级建模仿真工具。
AMESim软件作为气动系统建模和仿真的首选平台，广泛地被克诺尔、法维莱、铁科院等多家轨道车辆制动系统供应商用于进行气动部件和系统的模型开发和仿真分析。
AMESim提供的标准气动库、气动元件设计库、机械库、信号控制库和控制接口等模块可以针对气动制动控制系统进行图形化建模，通过带有图标的多学科物理数学模型的相互连接形成部件和系统的仿真模型，编译后设置模型参数，定义仿真工况，计算得到关键变量的动态响应曲线，如空气悬挂设备压力的动态响应曲线。
2.2 建模方法本文的建模对象是城市轨道车辆架控制动系统的空气悬挂部分。
目的在于通过建立仿真模型深入研究架控制动系统空气悬挂系统的功能和特性，在架控制动控制逻辑开发、关键部件选型和系统功能特性测试等方面开展深入的研究。
基于以上的目的，该仿真模型需要有较高的计算效率和精确度。
在模型建立的过程中，数据来源是直接影响建模方法和模型精度的关键因素。
本文根据大量的功能描述和外特性数据，建立了计算效率和精确度均较高的仿真模型。
架控制动系统气动部分结构复杂，部件特性多表现为非线性，为了建立真实反映气动系统功能特性的模型，采用的技术方案：按原理图和关键部件将系统分解为若干主要功能模块，根据模块的技术资料描述和相关参数数据分别建立各个部件级的功能模块仿真模型，标定模型参数使之反映真实部件特性，综合各个部件级功能模块的模型形成车辆级仿真模型，运行模型进行计算并进行结果分析，确保部件级模型和车辆级模型的准确性。
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。
六、车辆控制系统城市轨道车辆的控制系统用于控制车辆的运行和停车。
常见的控制系统有自动驾驶系统和人工驾驶系统。
自动驾驶系统通过车载计算机和传感器来实现车辆的自动控制，可以实现列车的自动驾驶和自动停车。
人工驾驶系统则由驾驶员来控制车辆的运行和停车。
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。
总的来说，城轨制动是城市轨道交通车辆在运行过程中实现减速、停车和保持定速的一种操作。
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。
4.2 电子制动电子制动是通过电子设备来控制制动系统的工作。
例如，列车制动系统与列车控制系统相连，当列车控制系统检测到需要减速或停车时，它会向制动系统发送信号，制动系统便会施加制动力。
4.3 辅助制动辅助制动是指在列车制动过程中，通过其他手段来帮助制动系统减速。
城市轨道交通系统制动概述
城市轨道交通系统制动概述随着城市化的进步，城市轨道交通系统的重要性愈发突出。
制动作为城市轨道交通系统中至关重要的一部分，对保证乘客的安全和乘坐的舒适性起着至关重要的作用。
本文将就城市轨道交通系统制动的概述进行论述。
一、制动系统的概念与分类在城市轨道交通系统中，制动系统起到了控制列车速度和停车的作用。
它由制动装置、制动操纵装置和制动电气设备组成。
根据不同的工作原理，制动系统可以分为摩擦制动系统和电力制动系统。
1. 摩擦制动系统摩擦制动系统是制动系统中应用最广泛的一种。
它通过摩擦片与车轮之间的摩擦力来产生制动力，从而减速列车并将其停下来。
这种制动系统具有制动力大、反应灵敏等特点。
2. 电力制动系统电力制动系统利用电能将动能转化为热能，并通过辅助冷却系统散热。
这种制动系统具有制动效果稳定、不易受外界环境影响等特点。
二、制动原理与工作过程城市轨道交通系统的制动原理和工作过程可以简化为以下几个步骤：首先，操纵员通过制动操纵装置发出制动指令。
对于摩擦制动系统，指令将通过操作机械装置将摩擦片压紧车轮，从而产生摩擦力。
对于电力制动系统，指令将通过控制电路将电能传送到电制动单元，产生电磁力。
其次，制动装置根据指令产生的力对车轮施加制动力。
通过摩擦或电磁力的作用，制动装置将车轮逐渐减速，从而逐渐减小列车的速度。
最后，列车根据制动装置施加的制动力来减速和停车。
当制动力达到一定程度时，列车将完全停止。
同时，制动系统需要确保列车在制动过程中的稳定性和安全性，以保证乘客的安全。
三、制动系统的发展趋势随着技术的不断进步和需求的不断增长，城市轨道交通系统制动系统也在不断发展和革新。
以下是一些制动系统的发展趋势：1. 精准控制现代城市轨道交通系统制动系统需要具备精准的控制能力，以确保列车在不同情况下的减速和停车。
这包括根据列车负载的变化、不同天气条件和路面状态等因素进行制动力的调整。
2. 节能环保为了减少对环境的影响并提高能源利用效率，制动系统应朝着节能环保的方向发展。
架控制动系统及其在城轨车辆上的应用
在 每 个 网 段 上 有 两 个 控 制 单 元 具 有 网关 的 功 能 ， 称
之 为制动控 制 网关 单元 （ Ｂ Ｕ） 只有 本转 向架 制动 控 Ｇ Ｃ ， 制 功 能而 没 有 网 关 的功 能 的 Ｂ Ｕ 称 之 为 本 地制 动 控 Ｃ 制单 元或智 能 制 动 控 制 单 元 （ Ｂ Ｕ） Ｓ Ｃ 。ＧＢ Ｕ 不 仅 具 Ｃ 有与 列车 网络 控制 系统 （ Ｃ Ｔ ＭＳ 的通 信 接 口（ ） ＭＶＢ或 其他 网络 型 式 ） 同 时还 能 够 接 收 列 车 控 制 线 的 指令 。 ， ＧＢ Ｕ 通过 车辆总线 和 列车 控制 线 接 收制 动 指令 和 电 Ｃ 制动 信息 ， 要计算 出本 单元 中各个转 向架上 应施加 的 并
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正常状 态 下 ， 磁 阀 Ａ 电 失 电 ， Ｂ 阀 处 于 连 通 状
Ｂ． Ｂ 一 一 保 压 气 控 阀 ； Ｂ 一＿ 轴 保 压 气 控 阀 ； Ｂ 一连 通 气 控 阀 ； ・ Ｂ ～ 一 排 风 气 控 阀 ； 轴 Ｂ． 二 Ｂ． ｓ Ｂ ．ｓ 轴
Ｂ ． ＿轴 排 风 气 控 阀 ； １Ｂ 远 程 缓 解 排 风 气 控 阀 ； ２ 辅 助 控 制 模 块 ； ２０ ／ ４ 单 向阀 ； ２０ ／ ５ 塞 门 ； １Ｂ 一 二 Ｂ． ８ Ｂ Ｂ．１０ Ｂ．２０ Ｂ ． ４ 过 滤器 ； ！ｏ 双 脉 冲 电磁 阀 ； ２ Ｏ 双 向 阀 ； ２ ｏ 一 测 点 ；２ ｏ 压 力 开 关 ； １ 溢 流 阀 ； ２ 减压 阀 ｚＯ Ｂ ．６ Ｂ ．７ Ｂ．８ Ｂ．９ Ｉ Ｉ Ｉ 塞 门 ； 。 Ｉ 空 气 弹 簧 ； ｉＣ 盘 形 制 动 单 元 。 Ｃ 、ｚ
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。
城轨交通车辆制动系统—EP2002制动系统
四、EP2002制动系统的应用
由于EP2002制动控制系统与常规的制动系统相比有比较 突出的优点，目前已经在国内许多新建造的城轨交通车辆中获 得了广泛的应用。比如西安地铁1号线、广州地铁3号线、上海 6辆编组改8辆编组列车已采用这种制动方式，并取得了良好的 效果，其中广州地铁3号线是世界上第一个在地铁车辆上使用 EP2002制动系统的城轨车辆项目。随着EP2002制动系统技术 的不断改进，它将更广泛应用于北京、天津、南京、上海、深 圳等城市的地铁车辆上。
EP2002将制动控制和制动管理电子设备以及常用制动（SB）气 动阀、紧急制动（EB）气动阀和车轮防滑保护装置（WSP）气动阀 都集成在各转向架（EP2002网关阀、RIO阀及智能阀）的机电设备 集成包中。气动系统可以通过一个中心点向各个EP2002阀门供风或 从各处向阀门供风。
整个EP2002制动系统包括空气压缩机、空气干燥塔、大小储风 缸、控制单元和检测点，均采用模块化设计。EP2002制动系统的主 要特点可概括为结构紧凑、质量轻，安装方式多样，使用维护方便 。
图5-23广州地铁3号线地铁车辆采用 EP2002制动系统的动车气路原理
B00—制动控制模块; B10—转向架空 气制动切除塞门; P04—汽笛;
W01—解钩电磁阀; W03—截断塞门
5-23
一、EP2002制动系统的组成
如
图
5.EP2002制动系统的基础制动装置 如图5 24所示为国内某地铁车辆的 EP2002制动系统的基础制动装置的分布。 由图可知，EP2002基础制动装置由每轴3 个制动盘组成，以保证制动作用的可靠性。 图5 24国内某地铁车辆的EP2002制 动系统的基础制动装置的分布
一、EP2002制动系统的组成
轨道作业车制动系统原理
轨道作业车制动系统原理
轨道作业车的制动系统是确保车辆在行驶过程中能够安全减速
和停止的关键部件。
制动系统的原理涉及到几个重要方面，我会从
多个角度来解释。
首先，轨道作业车的制动系统通常包括空气制动和手动制动两
种类型。
空气制动是主要的制动方式，它利用空气压力来传递力量，使制动器与车轮接触并减速车辆。
手动制动则是作为备用或辅助制
动系统，通常在紧急情况下使用。
其次，空气制动系统的原理是基于空气压力的传递和释放。
当
司机踩下制动踏板时，空气制动阀打开，允许空气进入制动缸。
制
动缸内的空气压力会推动制动鼓或制动盘上的制动鞋或制动片，从
而与车轮接触并产生制动力，使车辆减速。
当释放制动踏板时，制
动缸内的空气压力被释放，制动力也随之消失，车辆恢复行驶。
此外，制动系统还包括制动盘、制动鼓、制动鞋、制动片等部件。
制动盘和制动鼓是制动器的关键部分，它们与车轮相连，通过
制动鞋或制动片与之接触产生制动力。
制动鞋和制动片通常由摩擦
材料制成，当与制动盘或制动鼓接触时，摩擦产生制动力，使车辆
减速。
最后，制动系统的原理还涉及到制动液、制动管路和制动辅助系统。
制动液在空气制动系统中起着传递压力和润滑作用，而制动管路则将压力传递到各个制动器。
制动辅助系统如制动助力器和防抱死系统则提供了额外的安全和辅助功能，确保制动系统在各种条件下都能可靠工作。
总的来说，轨道作业车的制动系统原理涉及到空气压力传递、摩擦制动原理、制动器部件和制动辅助系统等多个方面，它们共同作用确保了车辆在行驶过程中的安全减速和停止。
城轨电空制动系统工作原理
城轨电空制动系统工作原理一、概述城轨电空制动系统是城市轨道交通中常见的一种制动方式，它通过电力和气压来实现列车的制动。
该系统具有安全可靠、制动效果好等优点，因此被广泛应用于城市轨道交通中。
二、系统组成城轨电空制动系统主要由以下几部分组成：1. 制动管路：由气缸、管路和阀门等组成，负责传递气压信号。
2. 电控装置：由控制器和计算机等组成，负责控制整个制动系统的运行。
3. 制动盘和制动鞋：负责产生摩擦力，使列车减速或停车。
4. 供电装置：为整个制动系统提供电力支持。
三、工作原理城轨电空制动系统的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 列车司机踩下紧急制动按钮或自然停车按钮时，控制器会发出信号给计算机。
2. 计算机根据接收到的信号计算出列车需要施加的刹车力，并将指令发送给气压控制器。
3. 气压控制器根据计算机发送的指令，控制制动管路中的气压变化，使制动盘和制动鞋接触，产生摩擦力。
4. 列车减速或停车后，计算机会发出解除制动信号，气压控制器则会减少或消除气压信号，使制动盘和制动鞋分离。
四、具体操作流程1. 列车司机踩下紧急制动按钮或自然停车按钮时，控制器会发出信号给计算机。
2. 计算机根据接收到的信号计算出列车需要施加的刹车力，并将指令发送给气压控制器。
3. 气压控制器根据计算机发送的指令，控制主风管中的气压变化。
当需要施加刹车时，气压控制器会打开快速放空阀门，使主风管中的气体迅速排放。
当需要解除刹车时，气压控制器则会关闭快速放空阀门，并逐渐增加主风管中的气体压力。
4. 当主风管中的气体压力下降到一定程度时，进入辅助风管中的空气就会被抽入主风管。
这些空气会经过气压控制器中的电磁阀，进入制动缸中。
当空气进入制动缸时，气缸活塞就会向外推动，使制动盘和制动鞋接触，产生摩擦力。
5. 列车减速或停车后，计算机会发出解除制动信号，气压控制器则会逐渐减少或消除主风管中的气体压力。
这样一来，进入辅助风管中的空气也就不再进入制动缸了。
城轨车辆电制动系统
任务引入
图6-16为某城轨车辆制动电阻实 物图，每个动车均装有一组这样的制 动电阻。当列车施行制动时，优先使 用再生制动，若随着网压的抬高再生 电能不能反馈到电网，
制动系统开始投入电阻制动，通 过电阻将电能转化为热能，从而实现 制动。
思考：再生制动和电阻制动的工 作原理是怎样的？
城市轨道交通车辆构造
图6-16 制动电阻
3.1 再生制动
图6-17为再生制动工作原理图。当发生常用制动时，电动机以发电机状态运行，将车辆 的动能变成电能，经VVVF整流成直流电并反馈于接触网，供列车所在接触网供电区段上的 其他车辆或本车的其他系统（如辅助系统等）使用，此过程称为再生制动。再生制动取决于 接触网的接收能力，也取决于网压高低和负载利用能力。
图6-17 再生制动的工作原理
3.2 电阻制动
图6-18为电阻制动工作原理图。如果制动列车所在的接触网供电区段内无其他列车吸收 制动能量，则VVVF将能量反馈在线路电容上，使电容电压（XUD）迅速上升。当XUD达到 最大设定值1 800 V时，DCU启动能耗斩波器模块A14上的门极可关断晶闸管GTO∶V1， GTO打开制动电阻RB，制动电阻RB与电容并联，将电动机上的制动能量转变成电阻的热能 消耗掉，此过程称为电阻制动，也称为能耗制动。
图6-18 电阻制动工作原理图
任务实施
将全班学生进行分组，每5人为一组，利用本任务学到的知识，具体选定某种类型的城 轨车告进行针对性指导。
参考案例 下面以郑州地铁1号线车辆为例，认识城轨车辆的电制动系统。 郑州地铁1号线车辆的电制动系统采用再生制动和电阻制动。当制动指令发出时，优先 采用电制动。如果接触网的网压允许，则使用的主要制动模式是再生制动。如果接触网的网 压高于1 800 V，则不能再吸收反馈回来的能量，而采用电阻制动。
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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 ChinaLi 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; Application1 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。
图2 EP2002阀外形图对于EP2002的网关阀、扩展阀和智能阀，其气动部分都是相同的，称为气动阀单元。
该气动阀单元包括多个功能部，如图3所示。
(1)主调节部(Primary Regulation)，根据经载荷调整的紧急制动压力进行压力调节。
(2)次调节部(Secondary Regulator)，位于主调节部的上游装置，根据在超员状态下紧急制动压力限制制动缸的最大压力。
(3)称重部(Load Weigh)，用于向主调节部提供一个预控压力。
在常用和紧急制动时，称重部将产生与空簧压力(ASP)成比例的预控压力。
(4)制动缸压力部(BCP Regulation)，用于将主调节部的输出压力调节到要求的制动缸压力，还用于在防滑器动作时对制动缸压力进行控制。
对于每根轴，它由两个电磁阀和两个活塞阀组成。
(5)连接部(Link Valve)，用于在气路上连接或隔断制动缸的压力输出。
(6)压力传感器，用来进行内部调节和(或)外部指示(制动风缸、载荷、制动缸压力、停放制动)。
(7)远程缓解部(Remote Release)，用于当列车在隧道中遭遇严重的影响安全的风险时。
图3 EP2002阀内部气动示意图2.3 日本NABTESCO制动系统日本NABTESCO制动系统主要指NABTESCO的HRDA型电空制动系统，1992年投入应用，是一种传统的直通电空制动系统。
在我国，该电空制动系统主要应用于北京和天津的城轨项目。
HRDA型电空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，气动控制装置主要由电空中继阀、空重车调整阀和气路板等组成。
制动控制单元的原理框图如图4所示。
图4 HRDA型制动控制单元原理框图2.3.1制动电子控制装置HRDA型电空制动系统的电子控制装置整体结构采用6U标准机箱，主要芯片采用日本日立公司的H8系统微控制器。
该电子控制装置主要包括制动控制、防滑控制、通信及显示三个部分。
制动控制部可接收列车制动控制线的PWM制动指令，进行空气和电制动的混合制动计算，控制电空中继阀上电空转换(EP)阀的电流，实现对制动缸的预控压力控制；同时，电子控制装置又根据两路空气弹簧压力(AS1、AS2)对预控压力按载荷进行自动调整，通过气动控制装置实现对制动力的控制。
防滑控制部可以测定各车轴的速度，一旦检测到有车轮滑行，便控制防滑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状态。
通信及显示部用于与TMS通信及故障诊断信息的显示与存贮。
2.3.2制动气动控制装置制动气动控制装置主要由电空中继阀、空重车调整阀、压力传感器和气路板等组成。
其中电空中继阀包括电空转换(EP)阀、紧急电磁阀和中继阀。
常用制动时空气制动力是通过电空转换(EP)阀对预控压力进行控制，然后再由中继阀进行流量放大，产生与预控压力相对应的制动缸压力。
紧急制动为纯空气制动模式，当接收到紧急制动指令时将空重车调整阀调整后的紧急制动预控压力直接由紧急电磁阀进人中继阀，产生能随载荷调整的紧急制动缸压力。