城市轨道交通制动系统
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城市轨道交通是一种快速、高效的公共交通工具，其安全性是保证城市交通运行的关键。
而车辆的制动系统就是保障城市轨道交通安全的一个重要组成部分。
本文将介绍城市轨道交通车辆的制动模式。
一、电制动电制动是城市轨道交通车辆的主要制动方式之一。
电制动是通过电机逆变器控制车辆电机的电流，使车辆产生制动力，从而实现制动的过程。
在电制动中，车辆电机的电流变成负值，电机产生制动力，将车辆减速甚至停下来。
电制动具有制动平稳、制动距离短、制动效率高等优点。
二、空气制动空气制动是城市轨道交通车辆的另一种主要制动方式。
空气制动通过控制车辆的空气制动系统，将车辆制动盘与车轮接触，产生制动力从而实现制动的过程。
空气制动具有制动力大、制动效率高、制动距离短的优点。
但由于空气制动需要耗费空气制动缸内的压缩空气，因此其制动距离和制动平稳性都会受到影响。
三、再生制动再生制动是城市轨道交通车辆的一种辅助制动方式。
再生制动通过逆变器控制电机的电流，将旋转的车轮所带动的电机转换成电能，并将这些电能反馈给车辆的电源系统，从而实现制动的过程。
再生制动具有制动平稳、制动距离短、不会消耗太多能量的优点。
四、紧急制动紧急制动是城市轨道交通车辆的一种应急制动方式。
紧急制动可以通过手柄或按钮等操作，使车辆的制动系统立即切断牵引电源，同时加紧空气制动或电制动以实现制动的过程。
紧急制动具有制动力大、制动距离短、制动效率高等特点，但也容易产生车轮滑动，增加制动距离和制动平稳性的难度。
城市轨道交通车辆的制动模式有电制动、空气制动、再生制动和紧急制动等多种方式。
在实际运行中，不同的制动模式可以根据车辆的具体情况和运行状态进行选择，以保证城市轨道交通的安全、高效运行。
城市轨道交通车辆基础电子课件第七章制动与供风系统
（1）踏面制动 踏面制动又称闸瓦制动，是
指通过闸瓦与车轮踏面的机械摩 擦将列车的动能转化为热能，从 而实现列车减速停车的制动方式。
踏面制动如右图所示。
踏面制动
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（2）盘形制动 盘形制动是指制动过程中通过制动 夹钳与制动盘之间的机械摩擦产生制动 力的制动方式，如图所示。其中，制动 盘一般为铸铁圆盘，可以将制动盘单独 安装在车轴上（称轴盘式），也可以直 接在车轮的辐板侧面安装制动盘（称轮 盘式）。盘形制动可以减小车轮踏面的 磨损，从而减少车轮的维修量，延长车 轮的使用寿命。
力传感器
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1．空气压缩机单元 空气压缩机单元通过压缩空气的体积提高气体压力，是为列车提供高 压压缩空气的装置，通常由驱动电动机和机体两大部分构成。 2．空气干燥器 空气干燥器用于除去压缩空气的水分、油污、灰尘等杂质，从而延长 列车所有气路设备的使用寿命，减小维修、更换零部件的工作量。
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3．风缸 风缸的功能是储存空气压缩机产生的压缩空气，稳定供风系统 的压力。根据车辆实际运用的需求，供风系统中设置多个不同作用 的风缸，一般每节车辆设置一个主风缸、一个制动风缸、一个空气 弹簧风缸、一个门控风缸等。
的啮合面移至排气端面，此时齿间容积变为零，排气完成。 螺杆式空气压缩机具有振动小、噪声小、可靠性好、工作寿命长等优
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2．盘形制动单元制动器 盘形制动单元制动器具有结构紧凑、制动效率高、能有效地缩短 制动距离、减轻踏面磨耗及检修工作量小等优点，在新型城市轨道交 通列车上得到了广泛的应用。盘形制动单元制动器主要由制动盘、合 成闸片、盘形制动单元和杠杆等部件组成。
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PD型盘形制动单元用于城市
轨道交通电动客车制动系统的基
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二、制动的方式
城市轨道交通车辆构造与检修单元7-城市轨道交通车辆制动系统检修【可编辑全文】
任务1 城市轨道交通车辆制动系统的组成
【任务目标】 1.掌握制动系统在城市轨道交通车辆运行中的重要意义。 2.熟悉空气制动系统的组成和分类。 3.掌握风源系统的种类和主要部件的工作原理。 4.熟悉基础制动装置的组成和工作原理。 【任务分析】 通过本任务的学习,重点掌握城市轨道车辆制动系统的组成,掌握 制动的种类,本任务的难点是制动优先原则的掌握。
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图7.4 再生制动原理图
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(2)电阻制动 如果制动列车所在的接触网供电区段内无其他列车吸收该制动能 量,VVVF则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1800V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,将电机上的制动能量转变成电阻的热能消耗掉,此即电阻制动 (能耗制动),电阻制动能单独满足常用制动的要求。 电阻制动是承担电机电流中不能再生的那部分制动电流。再生制 动电流加电阻制动电流等于制动控制要求的总电流,此电流受电机电 压的限制。再生制动与电阻制动之间的转换由DCU控制,能保证它们 连续交替使用,转换平滑,变化率不能为人所感受。当高速时,动车采 用再生制动,将列车动能转换成电能;当再生制动无法再回收时(如当 网压上升到1800V时),再生制动能够平滑地过渡到电阻制动。
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(三)快速制动 当主控制器手柄移到“快速制动”位时,列车将实施减速度与紧急 制动相同的快速制动。快速制动具有以下特点: ①电制动不起作用,仅空气制动。 ②受冲击率极限的限。 ③主控制器手柄回“0”位,可缓解。 ④具有防滑保护和载荷修正功能。
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(四)常用制动 在常用制动模式下,电制动和空气(摩擦)制动一般都处于激活状 态。一般情况下[车载为定员AW2以下,速度8km/h(可调)以上],电 制动能满足车辆制动要求,当电制动不能满足制动要求时,空气制动能 够迅速、平滑地补充,实现混合制动作用。
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部分地铁车辆、轻轨车辆等采用盘形基础制动装置，主要由夹钳单元、制动盘、闸片组成，多采用铸铁制动盘和合成闸片。
风源装置分为主空压机组成和辅助空压机组成，主要包括空压机和干燥器，大部分采用活塞式或螺杆式空压机和双塔吸附式干燥器，部分采用膜式干燥器，主空压机组成为全列车用风设备提供压缩空气，辅助空压机组成为升弓设备提供压缩空气。
城市轨道交通制动系统
城市轨道交通制动系统1、制动与缓解（1）制动。
制动是指人为地通过制动装置使车辆减速或阻止其加速的过程。
从能量变化角度分析，制动过程是一个能量转移的过程，即将列车运行的动能人为控制地转化成其他形式能量的过程。
而制动力则是指使车辆减速或阻止其加速的外力，制动机是产生并控制制动力的装置。
（2）缓解。
缓解是对已经施行制动的列车，解除或减弱其制动作用。
对于运动的列车而言，列车在停车后启动加速前或列车在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。
2、制动装置与制动系统（1）制动装置。
制动装置是在车辆中产生制动力，使列车减速、停车的一套机械、电气装置，一般将机械装置称为基础制动装置，而将电气控制的部分称为制动机。
制动作用的性能对保证车辆安全和正点运行具有极其重要的作用，制动装置也是提高列车运行速度和线路输送能力的重要条件之一。
（2）制动系统。
①制动系统的组成。
制动系统由动力制动系统、空气制动系统及指令和通信网络系统组成。
动力制动系统。
动力制动系统一般与牵引系统连在一起形成主电路，包括再生反馈电路和制动电阻器，将动力制动产生的电能反馈给供电接触网或消耗在制动电阻器上。
空气制动系统。
空气制动系统由供气部分、控制部分和执行部分组成。
供气部分有空气压缩机组、空气干燥器的风缸等；控制部分有电-空转换阀、紧急阀、称重阀、中继阀等；执行部分主要是指基础制动装置，主要有闸瓦制动装置、盘形制动装置等。
指令和通信网络系统。
指令和通信网络系统是传递司机指令的通道，也是制动系统内部数据传递交换及制动系统与列车控制系统进行数据通信的总线。
②制动系统的作用。
制动系统的主要作用如下：车辆在运行过程中，司机通过制动装置使列车减速、停车或停止加速。
防止车辆在长大下坡道运行时加速。
防止城轨车辆在停车线或检修线上自动溜放而实施停放作用等。
城市轨道交通车辆构造05制动系统
直通自动空气制动机与自动空气制动机在制动机的组成上基本相同制动机的 三通阀有较大的区别。
一、空气制动系统的组成: 供气系统、基础制动装置、防滑装置和制动控制单元；
常见的基础制动装置有闸瓦制动装置与盘形制动装置。
其中，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，供气设备除了给车辆制动系统供气外，还向车辆的 空气悬挂设备、车门控制装置(气动门)、气动喇叭、刮雨器及车钩 操作气动控制设备等需要压缩空气的设备供气。
2) 制动位。 制动时，司机将制动阀操纵手柄放至制动位，制动管内的压力空 气经制动阀排气减压。三通阀活塞左侧压力下降，右侧副风缸压 力大于左侧。当两侧压差较小时，不足以推动活塞，副风缸的压 力空气有通过充气沟7逆流的现象。但由于制动管压力下降较快， 活塞两侧的压差仍继续增加。
压差达到足以克服活塞及节制阀的阻力时，活塞及活塞杆带动节制阀相 左移一间隙距离，使活塞杆与滑阀之间的间隙B置于前部，活塞遮断充气 沟，副风缸压力空气停止逆流，滑阀上的通孔上端开放，与副风缸相通 。随着制动管压力的继续下降，活塞两侧压差加大到能够克服滑阀与滑 阀座之间的摩擦力时，活塞带动滑阀左移至极端位，滑阀切断制动缸通 大气的通路，同时滑阀通孔下端与滑阀座制动缸孔r对准，形成副风缸向 制动缸的充气通路。如果三通阀一直保持这一位置，最终将使副风缸压 力与制动缸压力平衡。
1) 制动位 司机要实行制动时，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、两端封闭死的管 路，压缩空气由制动管进入各个车辆的制动缸6，压缩空气推动制动 缸活塞9移动，并通过活塞杆带动基础制动装置7，使闸瓦10压紧车 轮12，产生制动作用。制动力的大小，取决于制动缸内压缩空气的压 力，由司机操纵手柄在制动位放置时间的长短而定。
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。
城市轨道交通制动系统检修
城市轨道交通制动系统检修1. 简介城市轨道交通制动系统是确保列车安全运行的关键系统之一。
它负责列车的减速和停车，是保证列车在运行过程中能够按时停稳的关键部件。
为了保证乘客和行人的安全，城市轨道交通制动系统需要定期进行检修和维护。
2. 检修流程下面是城市轨道交通制动系统检修的一般流程：1.准备工作：检修人员需要提前准备好所需的工具和设备，确保能够顺利进行检修工作。
同时，需要了解列车的运行情况和制动系统的工作原理。
2.检查制动系统状态：首先，检修人员需要对制动系统进行外观检查，确保制动系统的各个部件没有受损或松动。
然后，使用相应的测试设备对制动系统进行功能检测，确保制动系统能够正常工作。
3.拆卸制动装置：如果发现制动装置有故障或需要更换零部件，检修人员需要将制动装置拆卸下来，清洗并检查其内部的零部件。
4.更换零部件：根据检查结果，如有需要，可以对制动系统的零部件进行更换。
检修人员需要根据制动系统的技术要求和使用手册，进行正确的零部件更换操作。
5.装配制动装置：在更换零部件之后，检修人员需要将制动装置重新组装到列车上，并确保装配的牢固和正确。
6.系统测试：组装完成后，检修人员需要对制动系统进行全面的测试。
测试时，应按照规定程序和方法进行操作，确保制动系统的各个部件能够正常配合工作。
7.调试和校准：如果在测试中发现制动系统有异常或调整不合理的情况，检修人员需要对其进行调试和校准，确保制动系统的性能达到要求。
8.清洁和维护：最后，检修人员需要对制动系统进行清洁和维护工作。
清洁可以去除制动系统上的脏污和杂质，维护可以延长制动系统的使用寿命。
3. 安全注意事项在进行城市轨道交通制动系统检修时，检修人员需要注意以下安全事项：•穿戴个人防护装备：检修人员应该穿戴好个人防护装备，如手套、护目镜、防护服等，确保自身的安全。
•断电和锁定：在检修过程中，需要断开制动系统的电源，并用合适的锁具锁定，以防止误操作造成危险。
•遵循操作规程：检修人员应该遵循操作规程和制动系统的使用手册进行操作，不得随意更改系统的工作参数。
城市轨道交通车辆--制动与供风系统
第六章 制动与供风系统
供风系统是向整个列车提供压缩空气的风源。供风系统 制造的压缩空气为用风设备的驱动提供动力，而压缩空气 的净化和干燥处理是不可或缺的，其目的是除去压缩空气 中所含有的灰尘、杂质、油滴和水分等，保证制动系统及 其他用风设备能长时间可靠地工作。为得到清洁、干燥的 压缩空气，一般供气系统主要是由空气压缩机组、空气干 燥器、二次冷却器、风缸、压力传感器、压力控制器、安 全阀等空气管路辅助元件组成的。
（ａ）
（ｂ）
（ｃ） 图1—2 盘形制动装置示意图
（ｄ）
第六章 制动与供风系统
第六章 制动与供风系统
轨道电磁制动机 轨道电磁制动，又叫磁轨制动，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。
第六章 制动与供风系统
二、制动系统特点及要求
1．城轨交通的站距很短，一般都在1-1.5km左右。要求其制动 装置具有操纵灵活、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。 2．城轨交通的客流量波动大，空载时列车重量仅为自重，而满 载时列车重量却很大。要求制动装置应具备在各种载荷工况下 车辆制动力自动调整的性能，使车辆制动率基本不变，从而实 现制动的准确性和停车的平稳性。 3．城轨车辆在部分车辆或甚至全部车辆上具有独立的牵引电动 机，具有电制动性能。需要与空气制动协调配合。 4．城轨车辆一般运行在人口稠密地区，并用于承载旅客，行车 安全非常重要。要求列车具有紧急制动性能。
第六章 制动与供风系统
一、空气压缩机
空气压缩机（简称空压机）是用来制造压缩空气（也称压力空 气）的装置。城轨车辆采用的空气压缩机要求具有噪声低、振 动小、结构紧凑、维护方便、环境实用性强的特点。目前，城 轨车辆中采用的主要有活塞式空气压缩机和螺杆式空气压缩机 两种。
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。
《城市轨道交通车辆构造》教学课件 项目6 城轨车辆制动系统
2.2 空气制动系统的工作原理
2〕自动空气制动机
〔1〕工作原理。 自动空气制动机的工作原理如图6-14所示。与其他空气制动机相比，自动空气制动 机增加了三个部件，即在总风缸与制动阀之间增加了给气阀，在每节车辆的制动管与制动 缸之间增加了三通阀和副风缸。其中，给气阀的作用是给制动管定压，即无论总风缸压力 多高，给气阀出口的压力总保持为一个设定值。
① 制动管增压制动、减压缓 解，列车别离时不能自动停车。
② 能实现阶段缓解和阶段制动。
〔2〕 根本特点
④ 制动时，全列车制动缸的压缩 空气都由总风缸供给；缓解时， 各制动缸的压缩空气都需经制动 阀排气口排入大气。因此，前后 车辆的制动一致性较差。
③ 制动力大小由驾驶员将 手柄放置在制动位的时间 长短决定，因此制动控制 不太精确。
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 轨车辆，对其制动系统进行分析，并做成分析报告交给老师。老师根据每组学生的分析报 告进行针对性指导。
参考案例 下面以沈阳地铁1号线车辆为例，认识城轨车辆的制动系统。 沈阳地铁1号线车辆采用的制动系统是德国Knorr公司生产的EP2002型微机控制的模 拟式电空制动系统。该系统具有常用制动、快速制动、停放制动及紧急制动模式。常用制 动和快速制动采用电空混合方式，优先采用电制动。停放制动采取弹簧施加制动和充气缓 解的方式，可以对停放制动进行手动缓解。该制动系统采用单元踏面制动形式，每辆车配 备8套根底制动装置，其中4套带有停放制动功能。 电空制动系统可根据载荷调节制动力的大小，使车辆减速度保持不变，并可以实现防 滑保护及状态监控功能。
1.1 制动的相关概念 2〕缓解
缓解是指对已经施行制动的列车进 行制动解除或减弱的过程。
轨道交通中的制动系统设计
轨道交通中的制动系统设计随着城市化进程的加快，公共交通系统日渐完善，其中轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分，为人们提供了快速、安全、舒适的出行方式。
而轨道交通中的制动系统设计，是保证列车安全运行的关键。
本文将从轨道交通中的制动原理入手，探讨制动系统的结构设计、制动方式、制动材料选用以及制动系统对于列车运行的影响等方面。
一、轨道交通中的制动原理轨道交通中的制动原理与汽车、飞机等其他交通工具有所不同。
列车制动一般采用电磁制动和摩擦制动相结合的方式。
具体来说，当列车刹车时，电磁制动先将发电机转换的电能转化为磁能，通过磁力作用阻止列车运动。
当列车速度降至一定程度后，由制动鞋对车轮进行摩擦制动。
摩擦制动的实现需要制动系统的配合，才能实现高效的制动效果。
二、制动系统的结构设计轨道交通列车的制动系统结构较为复杂，一般包括制动装置、制动控制系统、制动盘、制动鼓等多个部件。
其中，制动装置是实现制动的核心部件，主要包括制动鞋、制动盘、制动鼓、制动气缸、补偿机构等部件。
为保证列车在制动过程中的平稳性和安全性，制动装置设计需要考虑列车速度、列车质量、制动鞋面积、制动盘和鼓的材料等多个因素的影响。
三、制动方式的分类根据制动鞋与车轮的接触方式，列车制动可以分为机械制动、齿面制动和电磁制动等三种方式。
其中，机械制动是指直接由人力操作制动盘或齿轮来刹车；齿面制动是指依靠齿轮传递转矩和摩擦系数作用来实现制动效果；而电磁制动是由电机将机械能转化为电能，依靠电磁力产生的摩擦力来实现制动效果。
四、制动材料的选用为了保证列车制动的效果和安全性，制动材料成为了关键的考虑因素。
目前常见的制动材料有金属材料、非金属材料和复合材料等多种类型。
其中金属材料耐磨性能好，适用于高速列车制动系统；非金属材料摩擦力大，适用于城市轨道交通等低速列车；复合材料具有轻量化、高强度和防高温性能等优势，适用于高速列车等多种车型。
五、制动系统对列车运行的影响制动系统是轨道交通列车运行过程中至关重要的组成部分之一，具有直接影响列车安全、运营速度、乘客体验的重要作用。
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。
轨道交通车辆的制动系统设计与优化
轨道交通车辆的制动系统设计与优化在现代城市交通中，轨道交通系统扮演着重要的角色，它为人们提供了高效、便捷、安全的出行方式。
而轨道交通车辆的制动系统作为保障乘客安全的关键部件，其设计与优化显得尤为重要。
本文将探讨轨道交通车辆制动系统的设计原理，以及如何进行优化，以提高制动性能和乘客的乘坐舒适度。
一、轨道交通车辆制动系统的设计原理轨道交通车辆制动系统的设计目标是在车辆运行过程中保证行车的安全、可靠性和舒适性。
一个完整的制动系统一般由三个部分组成：制动装置、操纵装置和辅助装置。
制动装置：制动装置包括主要制动装置和辅助制动装置。
主要制动装置通常是通过压力传感器或踏板来控制，分为空气制动和电力制动两种方式。
空气制动是利用空气压力驱动制动系统，而电力制动则是通过电能转换为机械能来实现制动。
辅助制动装置是为了在主要制动系统失效时提供备用制动。
操纵装置：操纵装置是指用于控制制动系统的操作手柄或按钮，一般位于驾驶室内或乘客车厢内，方便司机或乘客进行制动操作。
辅助装置：辅助装置是指用于制动系统安全性和舒适性的增强装置，如制动防滞系统、牵引力控制系统和气囊减震系统等。
二、轨道交通车辆制动系统的优化在轨道交通车辆的制动系统中，性能的优化是提高乘车安全性和乘坐舒适度的关键。
以下是几种常用的优化措施：1. 制动力的精确控制：制动力的精确控制可以减少制动时的冲击力和停车距离。
通过先进的电子控制系统，可以实现对制动力的精确调节，提高制动的平稳性和减震效果。
2. 制动材料的选择与设计：轨道交通车辆制动材料的选择和设计直接影响制动性能。
合适的材料选用可以提高制动的效率和耐久性。
目前，常用的制动材料包括钢、碳陶瓷和碳纤维等，它们各自具有不同的制动性能和耐磨性。
3. 制动系统的故障检测和预警：为了保证车辆的安全运行，制动系统需要进行定期的故障检测和维护。
通过安装传感器和数据监测装置，可以实时监测制动系统的工作状态，并提前发现潜在故障，以避免事故的发生。
城市轨道交通系统制动12动车组制动系统
图12-1 制动系统组成
二.动车组制动系统的特点
（一）制动能力强、响应速度快 1、采用电、空联合制动模式，电制动优先，且普遍装有防滑器。 电制动与空气制动结合可保证列车在低速到高速的整个速度范围内都 有充足的制动力，而防滑装置的安装可使轮轨间的黏着力得到充分运 用，从而有效地缩短制动距离。 2、操纵控制采用电控、直通或微机控制电气指令式等灵敏而迅 速的系统。这些装置使制动系统的反应更为迅速，进一步缩短了制动 距离。 （二）制动力计算和分配的准确性高 1、制动作用采用微机控制，可为保证列车正点运行精确提供所 需制动力，确保列车正点运行。 2、制动系统对电制动和空气制动的分配合理，使不同的制动方 式达到最佳的组合效果。 3、制动指令传递的同步性高，各车制动的一致性好。
v轮心 相对
轮心
100%
式中——轮心速度； ——轮轨接触点相对于轮心的速度。 当λ=0时，轮对为纯滚动状态；λ=1时，轮对为完全滑行状态。
（四）、制动控制系统 1、组成 制动控制系统是制动系统中，在司机或自动控制装置的控制下，产生、 传递制动信号，并对各种制动方式进行制动力计算、分配的部分。典型结构 框图如图12-13所示。 （1）、制动信号发生装置：自动（ATC）装置和手动（司机制动控制手 柄）两种。 （2）、制动信号传输装置：即列车线，有普通电线和光缆两大类，动车 组主要采用光缆。列车线既负责将制动信号发生装置发出的制动指令传送给 列车中所有车辆，也负责将各车的信息传给司机室。 （3）、信号的类型：模拟信号和数字信号两种。模拟信号以电压、电流、 频率、脉宽等模拟量的大小表示不同的制动要求；可实现无级精确操纵。数 字信号以若干指令线不同的通、断组合表示不同的制动要求；特点反应迅速、 可靠性好。 （4）、制动控制装置 制动控制装置也称电子制动控制装置和电子制动控制单元（BCU），它 是制动控制系统中接收制动指令，并根据指令对制动力进行计算和分配的装 置。它相当于制动系统的大脑，其功能可归结为制动控制、防滑控制和辅助 控制等。
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机械摩擦制动的缺点
目前，最多采用的机械摩擦制动方式是闸瓦制 动。但是热能散发的速度与动能转化热能的速度 相比要慢得多，因而热量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。 采用踏面摩擦制动功率是有一定限制的。 闸瓦与车轮踏面摩擦后产生的粉尘和热量对环 境是有严重污染的。特别粉尘和热量在通风条件 不好的隧道内集聚，将对乘客和设备产生严重影 响。
电阻制动是承担电动机电流中不能再生 的那部分制动电流。 再生制动电流加电阻制动电流等于制动 控制要求的总电流，此电流受电动机电压 的限制。
再生制动与电阻制功之间的转换由DCU 控制，能保证它们连续交替使用，转换平 滑。
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滑行保护功能
电制动具有独立的滑行保护功能。
由于四台电动机是并联连接的．刚此当 DCU检测出任意一根轴发生滑行时，DCU 只能对四台电动机进行同步控制，同时降 低或切除四台电动机的电制动力。
（2）电制动不起作用，仅空气制动； （3）高速断路器断开，受电弓降下；
（4）不受冲击率极限的限制，在1.7s内即可达到最大制 动力的90%；
（5）紧急制动实施后是不能撤除的，列车必须减速，直 到完全停下来（零速封锁）； （6）具有防滑保护和载荷修正功能。
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快速制动
车辆制动要求，当电制动不能满足制动要求时， 气制动能够迅速、平滑地补充，实现混合制动作 用。
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保压制动
保压制动是为防止列车在停车前的冲动， 使列车平稳停车，通过ECU内部设定的执 行程序来控制。
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制动有关原则
1、(常用)制动优先原则 2、(常用)制动混合原则 3、(常用)制动力的分配原则
驾驶员将操纵手柄靠在动位与保压位之 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。
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自动式与直通式制动机的区别
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。
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（二）电阻制动
如果制动列车所在的接触网供电区段内无 其它列车吸收该制动能量，VVVF则将能量反 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1800V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，将电机上的制动能量转变成 电阻的热能消耗掉，此即电阻制动（亦称能耗 制动）。
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（二）自动空气制动机原理图
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自动空气制动机特点
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。
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二、电制动
目前最好的方法就是使用动力制动。 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(电气制 动)，并且还可以承担部分拖车的制动力。 动力制动，就是在列车制动时，将所有牵 引电机的电动机工况转变为发电机工况．
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电制动特点
（1）电制动不起作用，仅空气制动； （2）受冲击率极限的限制； （3）主控制器手柄回“0”位，可缓解； （4）具有防滑保护和载荷修正功能。
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常用制动
在常用制动模式下，电制动和空气（摩擦）制动 一般都处于激活状态。一般情况下（车载AW2以
下，速度8km/h（可调）以上），电制动能满足
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（二）自动空气制动机原理图
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三通阀工作原理
（a）充气缓解位 （b）制动位 （c）保压位
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(1）制动位城市轨道交通来自车车辆（2）缓解位城市轨道交通机车车辆
(3)保压位
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（三）直通自动空气制动机原理图
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1(常用)制动优先原则
第一优先再生制动。 第二优先电阻制动。
第三优先踏面磨擦制动(气制动)
。
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2(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(AW0～AW2)。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。
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
，
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(2)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。
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3(常用)制动力的分配原则
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。
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。
阀充向制动管，再经制动管通向各车辆的三通阀活塞上。 因此形成两条通路。
制动管的压缩空气→主活塞上侧→充气沟→主活塞下侧→ 定风缸。 制动缸的压缩空气→制动缸压力活塞上侧→排气阀口→活 塞中心口→制动缸压力活塞下侧→三通阀排气口。
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直通自动空气制动机的特点
具有阶段制动和阶段缓解。同时，制动管要充到
定压，制动缸才能完全缓解。
具有制动力不衰减性。即在制动中立位或缓解中
立位时，当制动缸压力因漏泄等原因而下降时，
三通阀能自动地给予补充压缩空气，保证制动缸 压力保持原值。
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（1）充气缓解位
将制动阀打到缓解位，总风缸的压缩空气经给气阀和制动
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制动电阻器箱
一般每个动车都安装有制动电阻器箱，里 面装有足够的制动电阻。电阻材料一般采 用合金带钢条．这种合金带钢条不仅具有 稳定的电阻率，而且有相当大的热容性。
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再生制动
当发生常用制动时，电动机M变成发电机状态 运行，将车辆的动能变成电能，经VVVF逆变器 整流成直流电反馈于接触网，供列车所在接触网 供电区段上的其它车辆牵引用和供给本车的其它 系统（如辅助系统等），此即再生制动。
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三、制动模式
1．弹簧停放制动 2．紧急制动 3．快速制动 4．常用制动 5．保压制动
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弹簧停放制动
弹簧停放制动缸充气时，停放制动缓解； 弹簧停放制动缸排气时，停放制动施加； 还附加有手动缓解的功能。
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紧急制动
（1）“失电制动，得电缓解”
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。
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(3)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 。
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《城市轨道交通机车车辆》
城市轨道交通车辆
制动系统
王勇麟
付杰
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主要学习内容 一、空气制动系统的控制方式
二、电制动
三、制动模式
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一、空气制动系统的控制方式
（一）直通式空气制动机 （二）自动空气制动机
（三）直通自动空气制动机
城市轨道交通机车车辆
（一）直通式空气制动机原理图
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（一）直通式空气制动机原理图
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制动阀
制动阀有缓解位、保压位和制动位3个不 同位置。
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（1）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
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动力制动
（1）电阻制动。将发电机发出的电能加于 电阻器中，使电阻器发热，即电能转变为 热能。电阻器上的热能靠风扇强迫通风而 散于大气中。电阻制动一般能提供较稳定 的制动力，但车辆底架下需要安装体积较 大的电阻箱。 （2）再生制动。再生制动是把电动车组的 动能通过发电机转换为电能后，再使电能 反馈回电网，进行回收使用。
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直通空气制动机特点是：
制动管增压制动、减压缓解，列车分离时不能自动停车。 能实现阶段缓解和阶段制动。 制动力大小靠司机操纵手柄在制动位放置时间长短决定， 因此控制不太精确。 制动时全列车制动缸的压缩空气都由总风缸供给；缓解时 ，各制动缸的压缩空气都须经制动阀排气口排人大气。因 此前后车辆的制动的一致性不好。