浅谈城轨车辆制动控制系统

少、 运量大 、 运输效率 高等诸 多特点， 成 为解决城 市及 与卫 星城 市之 间的交通拥挤 问题、 建设现代 化城 市交通 系统 的重要手段 。 制动 系统是城轨 车辆关键 系统之一， 直接关 系到列车的运行安全。即使列车在运行 中出现故障， 也要保证列 车的安全。了解和 学习其工作原理具有重要 的意义。
【 关键词 ｌ 制动控制 系统 ； 紧急制动 ； 常用制动
二位转向架两车轴的速度传感器 ． 用 于采集车轴的速度。Ｐ Ｌ ２ 接 １ Ｉ Ｏ Ｖ 制动 电源为 Ｇ阀供 电． 以及接紧急制动信号（ 信号线为 ４ ４ ３ Ｔ ） ， 启 动紧 城轨列车需要 制动停车时 ． 要 保证有足够 的制动力 ． 确保列 车能 急制动施加或缓解 Ｐ Ｉ ３ 接列车牵引制动参考信号 、 回送模式信号 、 备 够安全停车 ， 避免列车 “ 放肠” 。 在列车运行 而不希望制动时 ， 是要避免 用模式信 号 、 副风缸压 力开关 （ 只有 Ｔ Ｃ １和 Ｔ Ｃ ２车有 ） 以及 空压 机启 产生不希望的制动力 以使列车能够维持运行 ． 避免列车“ 意外制动” 。 动请求信 号（ 只有 Ｔ Ｃ １ 和Ｔ Ｃ ２ 车有 ） 。Ｐ Ｉ Ａ接 Ｔ Ｃ Ｍ Ｓ系统网络将 列车 在制动 系统故 障而列 车需要运行时 ． 制动系统缓解而使列车受控地运 制 动状态实 时传 给 Ｔ Ｃ Ｍ Ｓ系统 Ｓ Ｋ １ 用来构建 制动控制系统 的 Ｃ Ａ Ｎ 行 ．以免列 车长时停靠在站 台或线路上而影响线路正常 的运营环境 ． 总线 网络 ． 方便制动系统的维护 避免列 “ 趴 窝” 。 下面 以北京地铁四号线（ 以下简称“ 北 四” ） 为例具体 的 Ｒ Ｉ Ｏ阀与外界连接 的电气接 口有 Ｐ Ｌ １ 、 Ｐ Ｌ ２ 、 Ｐ Ｌ ３ 和Ｓ Ｋ １ 。 Ｐ Ｌ １ 接一 讲述 制动控 制系统 位转 向架 两车轴 的速度传感器 ． 用于采集车轴的速度。 Ｐ Ｌ ２ 接１ Ｉ Ｏ Ｖ电 源为 Ｒ Ｉ Ｏ阀供 电 ． 以及接 紧急制 动信 号 ， 启 动紧急制 动施加 或缓解 。 １ 北 四制动控 制系统概述 Ｐ Ｌ ３接 列车零 速线 、 制动切除 阀 Ｂ ０ ４和停放制动切 除阀 Ｂ ０ ５ 。Ｓ ＫＩ 用 北 四制动控制 系统 的核心 是 Ｇ阀和 Ｒ Ｉ Ｏ阀．主要完成列 车保 持 来 构建制动控制 系统 的 Ｃ Ａ Ｎ总线 网络 。 Ｒ Ｉ Ｏ阀没有 Ｐ Ｌ ４ 插 口， 不 能直 制动 、 常 用制动 、 紧急制动 、 防滑保护 ， 以及输 出空压机 的启动请求 ， 并 接 和 Ｔ Ｃ ＭＳ系 统 通 讯 且将列 车制动控制系统接入 Ｔ Ｃ Ｍ Ｓ 系统中 Ｔ ｃ１ 和Ｔ Ｃ ２车 Ｇ阀 Ｐ Ｌ ３口有 Ｈ和 Ｇ针 ． 其中 Ｈ针接 Ｂ Ｐ Ｃ Ｂ制动 北四采用德国 Ｋ Ｎ Ｏ ＲＲ公司的 Ｅ Ｐ ２ ０ ０ ２型［ １ ］ 制动系统 Ｇ阀和 ＲＩ Ｏ 电源 在 Ｇ阀控制空压机的情况 下 ． 当总风压力小于 ８ ｂ ａ ｒ 左右时 ， 其 阀（ 下文 同时讲到 Ｇ阀和 Ｒ Ｉ Ｏ阀时 简称为两 阀） 是整个 制动系统 的 中一个 Ｔ ｃ车 Ｇ阀 Ｐ Ｌ ３的 Ｈ和 Ｇ针接通 ． Ｇ针得电 ，向 Ｔ Ｃ Ｍ Ｓ系统 的 核心部件 ． 是制动管路系统和制动控 制系统的枢纽 Ｇ阀可以采集 总 Ｄ Ｘ ８ ７ 模块发 出空压机启动请求信号 ． 经Ｄ Ｘ ８ ７ 处理后 ． 向该车 的空压 风压 、 制 动缸风压 、 空簧风压 、 副 风缸风压 以及 回送管风压 ： Ｒ Ｉ Ｏ阀可 机控制 电路发 出空压机 启动指令 ． 启 动空压机 ； 当总风压力大 于 ９ ｂ ａ ｒ 以采集制动缸风压 、 空簧风压 、 副风缸风压 以及停放制动缸风压 。 这些 左右时 ． 该Ｔ Ｃ车 Ｇ阀 Ｐ Ｌ ３的 Ｈ和 ｃ针断开 Ｇ针不得 电， 向Ｔ Ｃ ＭＳ系 采集到的风压值对制动系统的控制起着非常重要 的作 用 Ｒ Ｉ Ｏ阀主要 统 的 Ｄ Ｘ ８ ７ 模块 发 出空 压机停 止请 求信号 ． 经Ｄ Ｘ ８ ７处理后 ， 向该 车 由气路模块和电子控制模块组成 。 电子控制模块 主要 由微控制器和电 的空压机控制 电路发 出空压机停止指令 ． 停止空压机 。如果风压降到 源 电路组成 。 Ｇ阀在 Ｒ Ｉ Ｏ阀的基础上增加 了数据管理模块。 该模块 由 ７ ． ５ ｂ ａ ｒ 左右时 ． 另一个 Ｔ ｃ车会 以同样 的方式启动本 车的空压机 ， 两台 通讯 电路和缓 冲控制器组成 。 每节 车 Ｇ阀和 Ｒ Ｉ Ｏ阀各一个 Ｇ阀是主 空压机一起工作 ． 直到总风压力为 ９ ｂ ａ ｒ 左右时停止。 控制 阀． Ｒ Ｉ Ｏ阀是从控制 阀。 为了便于系统维护 ， 每 两节车为一个单元 各 车 Ｇ阀 Ｐ Ｌ ４口 接入Ｔ Ｃ Ｍ Ｓ 系统 网络 ．将列车的制 动状态实时 （ Ｔ Ｃ ｌ 、 Ｍ１ 为一个单元 ， Ｍ ３ 、 Ｔ ３ 为一个单 元 ， Ｔ Ｃ ２ 、 Ｍ ２为一个单 元 ） ， 每 传 给 Ｔ Ｃ Ｍ Ｓ 系统 每个单 元的 四个 阀通过 Ｓ Ｋ １ １ ５ １ 连接 在一起 ，构建 个单元 的四个 阀构建 Ｃ Ａ Ｎ总线 网络 ． 相互 之间进 行通讯和数据共享 。 Ｃ Ａ Ｎ总线网络 ． 其中 Ｔ Ｃ １ 、 Ｔ ３ 和Ｔ Ｃ ２ 车上设 置维 护插座 ， 方便 Ｃ Ａ Ｎ总 另外 ． 每个车的 Ｇ阀通过 ＭＶ Ｂ总线连接到 Ｔ Ｃ Ｍ Ｓ网络中 ． 通过 Ｔ Ｃ Ｍ Ｓ 线 网络 与电脑连接 Ｂ ０ ４ 、 Ｂ ０ ５ 接人其所在车 的 Ｒ Ｉ Ｏ阀， 通过 Ｃ Ａ Ｎ总线 网络将制 动系统 的状态实 时的传给 Ｔ Ｃ ＭＳ 系统 网络和 Ｔ Ｃ Ｍ Ｓ 系统网络 ． 将其 状态输 入 Ｔ Ｃ Ｍ Ｓ 系统。 Ｔ Ｃ Ｍ Ｓ 系统网络 ． 向 Ｇ阀发 出制动指令 ． 两阀将参考空簧风压 （ 空 簧风压反 映列车重量 ） 大小 ， 通过 阀内部软件分析 ． 计算 出所需 的制动 ２ 结论 力， 然后控制 向制动缸 提供 的风压 ． 施加保持制动 保持 制动力 的大小 城轨车辆制动系统从设计 、 研制 的整个过程 中一直将故 障导向安 和空簧风压 大小有关 ． 平均有 ２ ． ４ ｂ ａ ｒ 左右 全作为重要的考核指标 、 必须从控制原 则出发 ， 通过切 实可行 的措 施 常用 制动的信 号来 源于司机手柄 。当 Ｇ阀得到常用制动信号时 ． 来保证设计理念 的实现 ． 虽然在制动 系统 的设计 中体现 了导向安全的 两 阀将参考空簧风压大 小 ． 通过阀 内部 软件分析 ． 计算 出所需 的制动 原则 ． 但是作为故 障发生后 的安全处理 同样重要 ． 处理不 当将 可能影 力， 然 后控制 向制动缸 提供 的风压 。 施加常用制动 除 了空簧 风压 ， 常 响线路的正常运行 用制动力 的大小还 与控制信号有关 ． 从 无到有 ． 但 最大不超过 紧急制 现代控制 系统 中 ． 各系统都 不再孤立工作 ， 而会通过 网络连接起 动力。 来． 相互之间进行通讯和数据共享 ． 方便系统 的集中监控和管理。 北四 紧急制动的信号来 源于紧急制动控制电路 当两阀得到紧急制动 各 系统 即通 过 ＭＶＢ总线 ．构建 了便于集 中监控 和管 理 的 Ｔ Ｃ ＭＳ系 信号时 ， 两阀将参考空簧风压大小 ， 直接通过其内部继 电器 的动作 ， 控 统） Ｔ Ｃ ＭＳ系统网络就像人 体的神经网络 ， 将各 子系统 紧密的联 系在 制向制动缸提供的风压 ， 施加紧急制动。紧急制 动力 的大小和空簧风 起． 使控制系统的结构更加紧凑 、 功能更加强大 、 设计更加灵活 。如 压大小有关 ． 但 比其他制动力大 ． 平均有 ３ ｂ ａ ｒ 左右 此全面 、 人性化 的设计 ． 确保 了列车的安全运行 ， 同时也为乘客提供 了 防滑保护的信号来源于车轮的速度差或减 速度 各车的两阀通过 个舒适的 乘车环境。 ● 安装于车轴的速度传感 器 ． 实时监测列车运行速度 在列 车运行 中施 加制动时 ， 当两 阀检 测到某轮轴速 度比标准速度 低 ． 而且速度 差超过 【 参考文献】 标准速度 的 ５ ％时（ 或 当两 阀检测 到某 轮轴的减速度大于 ４ ． ５ ｍ ／ ｓ ｚ 时） ， ［ １ ］ 姜祥禄 ， 蔡永丽 地 铁车辆 Ｅ Ｐ ２ ｏ ｏ ２ 制动 系统防护保护 ［ 】 】 电力 机车与城轨 车 两阀将参考空簧风 压大小 ， 通过 阀内部软件分析 ． 控制低速 车轮反复 辆 ． ２ ０ ０ ８ ． ３ １ （ ４ ） ： ４ ７ — ４ ９ ． 制动缓解和施加 ． 使 之速度趋 向于标准速度 ． 直到列车 因制动 而停止 ［ ２ ］ 吴新宇． 克诺 尔模拟式地铁制动系统概述ｌ Ｊ Ｉ ｌ 铁道车辆 ， ２ ０ ０ ０ ， ３ ８ （ Ｚ １ ） ． 运行 。标准速度取单元 内车轴的最大
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浅谈城轨车辆制动控制系统
施祖银 （ 南 车青 岛 四方机 车车辆 股份 有 限公 司 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ０ ０）
【 摘 要】 城市轨道 交通的发展 ， 已成为城 市交通 现代化 的重要标 志之一 ， 地铁 、 轻轨等城市轨道交通因其具有快速 、 准时、 安全 、 舒适 、 污染