城轨车辆制动系统

二、空气制动系统
直通式空气制动的结构原理
• 缓解位
• 要缓解时，驾驶员将操纵手柄置于缓解位，各车辆制动缸 内的压缩空气经制动管从制动阀EX口排入大气。 • 操纵手柄在缓解位放置的时问应足够长，使制动缸内的压 缩空气排尽，压力降低至零。此时制动缸活塞借助制动缸缓 解弹簧的复原力，使活塞回到缓解位，闸瓦离开车轮，实现 车辆缓解。
并且还可以承担部分拖车的制动力。
三、电制动
电磁涡流制动
• 电磁涡流制动就是利用电磁涡流在磁场下产生洛伦兹 力，利用洛伦磁力的作用方向与物体运动的方向相反的物 理原理来设计的一种电池制动方式。 这种制动方式具有无摩擦，无噪声，体积小，制动力 大的优点。目前，轨道交通车辆利用电磁涡流制动的方式 主要有盘形涡流制动和轨道直线涡流制动。
二、空气制动系统
直通式空气制动的结构原理
• 缓解位
• 要缓解时，驾驶员将操纵手柄置于缓解位，各车辆制动缸 内的压缩空气经制动管从制动阀EX口排入大气。 • 操纵手柄在缓解位放置的时问应足够长，使制动缸内的压 缩空气排尽，压力降低至零。此时制动缸活塞借助制动缸缓 解弹簧的复原力，使活塞回到缓解位，闸瓦离开车轮，实现 车辆缓解。
二
三
二、空气制动系统
• 空气制动，又称为机械制动或摩擦制动。
•
城市轨道交通车辆常用的摩擦制动方式主要有：
闸瓦制动
盘形制动
轨道电磁制动
二、空气制动系统
空气制动系统的组成 • 城轨车辆的空气制动系统由供气设备、基础制动 装置(常见的有闸瓦制动装置、盘形制动装置)、防 滑装置和制动控制单元组成。
二、空气制动系统
闸瓦制动
• 闸瓦制动过程： • 制动缸——活塞杆——基础 制动装置——闸瓦——车轮
• 每个动车和拖车转向架上各有 4块闸瓦组成，其中两个闸瓦 块装有附加的弹簧制动器，起 停车制动的作用。
二、空气制动系统
闸瓦制动
二、空气制动系统
盘形制动
• 盘形制动分为轴盘式和轮盘式两种。 • 一般采用轴盘式盘形制动 • 当轮对中间因牵引电机等设备的安装而使 制动盘安装发生困难时，可采用轮盘式盘 形制动。
现在最多采用的是闸瓦制动，但其摩擦产生的热能在闸瓦 和车轮踏面间积聚，温度急剧升高，严重时高温可熔化闸瓦 或烧灼踏面。同时，闸瓦与车轮踏面摩擦后会产生粉尘和热 量，对环境有严重的污染，而且，频繁和过量的使用摩擦制 动，将使闸瓦更换频繁，车辆踏面的维修大量增加。 为了减少机械摩擦，应尽量采用无污染的制动方式，目前 最好的方法就是使用电制动。

（动能
电能
电网或热能）
再生制动 电阻制动
一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
常 用 制 动 正常运行下为调解或控制动车列车速度，包括进站停车所 实施的制动
特点是作用缓和，制动力可连续调节，载荷修正
当常用制动力最大时即为常用全制动。
紧急制动是在列车遇到紧急情况或发生其他意外情况时，为 紧 使列车尽快停车而实施的制动。 急 特点是作用比较迅速，而且将列车制动能力全部使用，而且 制 停车前不可缓解，不对冲击率进行具体限制。 动 紧急制动时考虑了脱弓、断钩、断电等故障情况，故只采用 空气制动。
一、城轨制动基础知识
一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动控制方式 常用制动优先原则


第一优先再生制动
第二优先电阻制动 第三优先摩擦制动
一、城轨制动基础知识
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。制动指令值同时送至所有的DCU和ECU，并由它 们分别根据车辆的载荷情况计算所需的制动力。 (2)电制动与气制动混合的控制原则 电制动和气制动之间融和(混合)应是平滑的，并满足正常运行 的冲击极限。气制动用来填补所要求的制动需求和已达到的电 制动力之间的差额。
源自文库、空气制动系统
直通式空气制动的结构原理
二、空气制动系统
直通式空气制动的结构原理
•
制动阀有缓解位、保压位和制动位3个不 同位置。
二、空气制动系统
直通式空气制动的结构原理
• 制动位
• 驾驶员要实施制动时，首先把操纵手柄放在制动位。总风 缸的压缩空气经制动阀进入制动管。制动管是一根贯通整 个列车、两端封闭的管路，压缩空气由制动管进入各个车 辆的制动缸，压缩空气推动制动缸活塞移动，并通过活塞 杆带动基础制动装置，使闸瓦压紧车轮，产生制动作用。 • 制动力大小，取决制动缸内压缩空气的压力。 • 由驾驶员操纵手柄在制动位放置时间的长短而定。
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。
一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
快 速 制 动 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 电制动不起作用，仅空气制动，制动过程可以施行缓解。 受冲击率限制，具有防滑保护和载荷修正功能。
弹 簧 制 动
停放制动是列车停车后，为使列车维持静止状态所采取的一 种制动方式。
停放制动通常是将弹簧停放制动器的弹簧压力通过闸瓦作用 于车轮踏面来形成制动力。
一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
保 压 保压制动是为防止车辆在停车前的冲动，使车辆平稳停车， 制 通过ECU内部设定的执行程序来控制。 动 第一阶段：当列车制动到速度8Km/h，触发保压制动信号。这时，电 制动逐步退出，而由气制动来替代。 第二阶段：接近停车时（列车速度0.5Km/h），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 力降低。
城轨车辆制动系统
董英荣 2016.10.11
教学目标
1.掌握城轨制动概念及要求 2.熟悉城轨制动方式及模式 3.掌握制动系统工作原理 4.了解城轨车辆制动新技术
目录
一 • 城轨制动基础知识 • 空气制动系统 • 电制动系统
二
三
一、城轨制动基础知识
• 制动是指人为地使列车减速或阻止其加速的过程。 为防止自动溜车而实行的停放制动。 防止在长大下坡道运行时自动加速； 人为地使列车减速或停止；
一、城轨制动基础知识
• 缓解：对已经施行制动的物体，解除或减弱其制 动作用，均可称之为“缓解”。
列车制动停车后起动加速前或运行途中限速制动后加速前均要解除制 动作用，即施行缓解作用。
• 使列车减速或阻止其加速的力称为制动力，而产 生并控制这个制动力的装置叫做制动机，也称制 动装置。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。
二、空气制动系统
自动空气制动机的结构原理
•
自动式空气制动机在直通式空气制动机的基础 上增加了置三个部件：
• （1）给气阀：在总风缸与制动阀之间；作用是限 定制动管定压。 • （2）三通阀：在每节车辆的制动管与制动缸之间； 作用是制动缸充气或排气的控制部件。 • （3）副风缸：在每节车辆的制动管与制动缸之间； 作用是提供压缩空气。
三、电制动
根据能量的去向，分为： 电阻制动、再生制动。 电制动按照其制动原理的不同： 动力制动、电磁涡流制动。
三、电制动
动力制动
• • 动力制动，就是列车制动时，将所有牵引电机的电动 机工况转变为发电机工况。 电动车组中既有动车又有拖车，除了拖车没有电动机 只能使用摩擦制动外，所有动车都可以进行动力制动，
目录
一 • 城轨制动基础知识 • 空气制动系统 • 电制动系统
二
三
三、电制动
• 制动系统转移动能的能力称为制动功率。一般的，在一 定的安全制动距离下，列车的制动功率是其速度的三次
函数。
• 现代化轨道交通车辆的速度都很高，列车质量也很大， 其制动功率如果仅仅以一种机械的方式实现转移是很难
达到的。
三、电制动
一、城轨制动基础知识
城轨车辆基础制动装置及作用原理
制动缸
车 轮
杠杆
闸瓦 钢轨
一、城轨制动基础知识
• 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。 • 计算制动距离：各个国家根据自己的铁路情况制 定的紧急制动的最大允许值。我国《技规》规定： 列车在任何线路坡道上的紧急制动距离为800m。
•
二、空气制动系统
自动空气制动机的结构原理
二、空气制动系统
制动位
二、空气制动系统
缓解位
二、空气制动系统
制动保压位
二、空气制动系统
空气制动的分类
• 1、闸瓦制动 • 2、盘形制动 • 3、轨道电磁制动 • 城市轨道交通车辆常用的摩擦制动方式主要 有：闸瓦制动、盘形制动和轨道电磁制动。轨 道电磁制动运用在高速列车的制动系统中。
•
三、电制动
再生制动
在制动工况时，列车停止从接触网受电，电动机改为发 电机工况，将列车运行的机械能转换为电能，反馈电网，产 生制动力，使列车减速或在下坡线路上以一定的限速度运行。
二、空气制动系统
自动空气制动机的结构原理
二、空气制动系统
自动空气制动机的结构原理 • • 制动管减压制动、增压缓解，列车分离时能自 动制动停车。 由于制动缸的风源与排气口离制动缸较近，其 制动与缓解不再通过制动阀进行，因此制动与 缓解一致性较直通制动机好，列车纵向冲动较 小，适合于较长编组的列车。 有阶段制动及一次缓解性能。
一、城轨制动基础知识
制动系统作用 • 车辆制动系统的作用是产生制动力，使列车减速 或停车。
列车与乘客 的安全
提高车辆运行 速度及线路输 送能力
一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动系统的要求
足够的制动力 制动力不衰减 操纵灵活、动作迅速，停车平稳 空重车调整能力 电制动和空气制动联合制动能力
一、城轨制动基础知识
一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动控制方式
想一想
三节编组单元(两动一拖)
制动力总需求 -300 -600 -600 再生制动 （-500） -300 -500 电阻制动 （-600） 0 0 空气制动 (-800) 0 -100 备注
0
-500
-100
电网满
目录
一 • 城轨制动基础知识 • 空气制动系统 • 电制动系统
二、空气制动系统
空气制动系统的组成 • 1、供气系统 • 主要由空气压缩机、空气干燥器、压力控制装 置和管路组成。 • 2、 防滑装置 • 用于车轮与钢轨黏着不良时，对制动力进行控 制的装置。 • 3、制动控制单元 • 是空气制动的核心部件，他接受微机制动控制 单元的指令，然后再指示制动执行部件动作。
城轨车辆制动方式
按电动车辆动能的转移方式，制动分为两类：
1、机械制动（摩擦制动/空气制动）
把动能通过摩擦的方式转变为热能后，散发到空气中； （动能 热能）
闸瓦制动
盘形制动
磁轨制动
一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动方式
• 2、电制动（动力制动）

把动能通过发电机转化为电能后、再将电能送回电网 或变成热能散发到空气中。
一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动控制方式 常用制动力分配原则
(1)电制动力的分配原则：由于车辆编组每单元为三节，假设每 单元自己提供制动力，总共需要300%的制动力，而电制动时只 有动车能提供制动力，每单元的三节车中只有两节动车，因此 每节动车承担150%的制动力。 (2)气制动力的分配原则：由A、B和C车组成的单元车则需300％ 的气制动力，每节车的 (气制动控制单元)根据本车的载荷重量 负责本车100％的制动力。
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。
二、空气制动系统
直通式空气制动的结构原理
• 保压位
• 制动阀操纵手柄放在保压位时，制动阀保持总风缸管、制 动管和EX口各部相通，可保持制动缸内压力不变 。 • 驾驶员将操纵手柄靠在制动位与保压位之间来回操纵，或 在缓解位与保压位之间来回操纵时，制础缸压力能分阶段上 升或下降，即实现阶段制动或阶段缓解。