城轨车辆制动系统

轮，实现车辆缓解。
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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
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目录
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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。
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三、电制动
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。
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。
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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
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二、空气制动系统
闸瓦制动
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二、空气制动系统
盘形制动
（动能
热能）
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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。
✓ （动能
电能
电网或热能）
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
常 正常运行下为调解或控制动车列车速度，包括进站停车所 用 实施的制动 制 特点是作用缓和，制动力可连续调节，载荷修正 动 当常用制动力最大时即为常用全制动。
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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。
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。
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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。
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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， 并且还可以承担部分拖车的制动力。
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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
•
制动力大小，取决制动缸内压缩空气的压力。 精品课件
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
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。
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
盘形制动
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二、空气制动系统
盘形制动
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二、空气制动系统
盘形制动
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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
。
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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。
• 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。
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二、空气制动系统
盘形制动
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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
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二、空气制动系统
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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。
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动系统的要求
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一、城轨制动基础知识
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；
山东交通职业学院
城轨车辆制动系统
董英荣 2016.10.11
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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
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一、城轨制动基础知识
• 制动是指人为地使列车减速wenku.baidu.com阻止其加速的过程。
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一、城轨制动基础知识
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二、空气制动系统
自动空气制动机的结构原理
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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。
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
快 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 速 动方式 制 电制动不起作用，仅空气制动，制动过程可以施行缓解。 动 受冲击率限制，具有防滑保护和载荷修正功能。
弹 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 簧 种制动方式。 制 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 动 于车轮踏面来形成制动力。
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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。
• 有阶段制动及一次缓解性能。
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二、空气制动系统
自动空气制动机的结构原理
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二、空气制动系统
制动位
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二、空气制动系统
缓解位
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二、空气制动系统
制动保压位
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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
• 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。
由列车运行动能转换成的电能将全部消耗在列车上的 电阻器中，转变为热能散发到大气中去。因此，电阻制动又 称为能耗制动。
车辆进行电气制动时，首先应该是再生制动，即向供 电网反馈电能。如果触网电压过高或同一供电区段无其他车 辆吸收反馈能量，则电路转为电阻制动，把能量消耗在电阻 器上。
•
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。
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二、空气制动系统
直通式空气制动的结构原理
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二、空气制动系统
•
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
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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。
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二、空气制动系统
空气制动系统的组成
• 1、供气系统
轮，实现车辆缓解。
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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。
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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
杠杆
轮
闸瓦 钢轨
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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。
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。
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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。
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三、电制动
电阻制动
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动控制方式
想一想
制动力总需求
-300 -600 -600
三节编组单元(两动一拖)
再生制动 （-500）
电阻制动 （-600）
空气制动 (-800)
-300
0
0
-500 0
0 -500
-100 -100
备注 电网满
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二、空气制动系统
•
空气制动，又称为机械制动或摩擦制动。
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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。
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一、城轨制动基础知识
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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
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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。
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。
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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。