城市轨道交通车辆制动系统
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。
城市轨道交通车辆电空制动系统技术要求
城市轨道交通车辆电空制动系统技术要求1 通用要求1.1 一般要求单节车辆采用动力转向架和非动力转向架配置或者牵引系统采用架控方式进行牵引控制的列车宜采用架控制动系统。
电空制动系统应按一列车或一个单元进行系统设计，车辆及相关系统之间接口、功能应匹配，且应避免相互干扰。
整个系统设计应具有完整性并符合故障导向安全原则。
电空制动系统应采用模块化设计，零部件应尽量集中布置，并应具有互换性，主要部件之间应留有维护空间。
电空制动系统的紧急制动的安全性应按GB/T 21562的SIL4等级进行设计，常用制动和防滑控制功能的安全性应按GB/T 21562的SIL2等级进行设计。
电空制动系统管路及其配套的管接头等部件宜采用不锈钢材质，风缸应进行防锈、防腐处理。
电空制动系统不应产生或含有对人体有毒有害的物质。
车体外部安装的制动设备，电气连接器防护等级应满足GB/T 4208—2017中IP65的要求，风源系统电机防护等级应满足IP54的要求，速度传感器防护等级应满足IP68的要求，连接器应满足IP67要求，其它部件防护等级应至少满足IP55的要求。
电空制动系统应设有与列车总线通信的多功能车辆总线（MVB）、控制器局域网（CAN）或以太网等的网络接口。
电空制动系统应能连续调节和控制制动力。
电空制动系统应具有保证运行的列车减速或停车的能力，应满足列车在规定条件下的制动减速度和制动距离要求。
电空制动系统应具有保证静止列车不溜逸的能力。
电空制动系统应能与牵引系统的电制动相互配合实现电空混合制动。
电空制动系统应能充分利用车轮与轨道之间的黏着条件，应能充分发挥制动能力。
电空制动系统应能在司机控制器、ATO或ATP等的操纵下对列车进行阶段或一次性的制动与缓解控制。
电空制动系统正常工作压力范围宜为750kPa～900kPa或800kPa～950kPa，最高工作压力不应大于1000kPa。
当电空制动系统总风管（缸）空气压力降到低于某一压力值时，列车应自动采取导向安全的措施保障列车运行安全。
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。
城市轨道交通车辆制动系统的重要作用
一 基本概念
一 基本概念
当以压力空气作为制动信号传递和制动力控制的介质时， 该制动装置称为空气制动控制（空气制动机）。
二 城市轨道交通车辆制动系统的制动模式
三、快速制动
是为了使列车尽快停车而实施的制动，其制动力高于常用 全制动(上海、广州快速制动力高于常用全制动22% )。这种制 动方式在紧急情况下、制动系统各部分作用均正常时所采取的 一种制动方式，其特点是与常用制动相同，制动过程可以施行 缓解。
受冲击率极限的限制，主控制器手柄回“0”位，可缓解， 具有防滑保护和载荷修正功能。
一 基本概念
三、制动的实质：
（1）能量的观点：将列车的动能变成别的 能量或转移走。
（2）作用力的观点：制动装置产生与列车 运行方向相反的力，使列车尽快减速或停车。
一 基本概念
四、制动机：
产生制动原动力并进行操纵和控制的部分设备。
五、制动力：
由制动装置产生的与列车运动方向相反的外力。 对轨道交通机车车辆而言，制动力是制动时由制动装置产 生作用后而引起的钢轨施加于车轮的与列车运行方向相反的力。
一 基本概念
六、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。
一 基本概念
七、 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，其综合反映列车制动装置的性 能和实际制动效果的主要技术指标。
上海地铁规定：列车在满载乘客的条件下，在任何运行初速 度下，其紧急制动距离不得超过180m。
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%）的保压制动由ECU 开始自动实施，即瞬时地将制动缸压力降低。如果由于 故障，ECU未接收到保压制动触发信号，ECU内部程序 将在8Km/h的速度时自行触发。
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。
地铁车辆制动系统关键技术分析
地铁车辆制动系统关键技术分析地铁车辆是一种城市公共交通工具，其制动系统是车辆安全运行的关键技术之一。
地铁车辆制动系统的性能和稳定性直接影响着乘客出行的安全和舒适性。
本文将对地铁车辆制动系统的关键技术进行分析，包括制动原理、制动器、制动控制系统等方面，希望能为读者对地铁车辆制动系统有更深入的了解。
一、地铁车辆制动原理地铁车辆制动原理主要包括机械制动和电气制动两种方式。
机械制动是指通过制动器施加摩擦力来减速或停止车辆的运动，而电气制动则是利用电力控制来实现车辆的制动。
机械制动包括摩擦制动和液压制动两种形式。
摩擦制动是利用制动盘和制动片之间的摩擦来产生制动力，通过制动杆和制动摩擦板的相对运动来实现车辆的制动。
液压制动则是通过液压传动系统将制动力传递到车轮上，实现车辆的制动。
电气制动主要包括再生制动和感应制动两种方式。
再生制动是指通过逆变器将车辆的动能转换为电能，再将其馈回给供电系统，以实现减速和停车的目的。
而感应制动则是通过感应电机的电磁力来实现制动。
制动器是地铁车辆制动系统的核心组成部分，主要负责产生制动力，并将其传递到车轮上。
地铁车辆制动器一般包括摩擦制动器和液压制动器两种。
摩擦制动器通常采用制动盘和制动片的摩擦方式来产生制动力，具有制动力大、响应速度快的优点。
制动盘和制动片的材料选择和制动力的分配是影响摩擦制动器性能的重要因素。
摩擦制动器还需要考虑制动热量的散热和制动噪音的控制等问题。
液压制动器则是通过液压传动系统将制动力传递到车轮上，具有制动力平稳、可调性好的特点。
液压制动器的设计需要考虑液压系统的工作稳定性、密封性以及系统的响应速度和故障诊断等方面的问题。
机械制动控制系统一般采用机械传动方式将制动信号传递到制动器，所以需要考虑传动系统的可靠性和灵敏度。
电气制动控制系统则需要考虑电气控制单元的稳定性和精度，以及电气信号的传输和转换等问题。
地铁车辆制动控制系统还需要考虑制动力的分配和调节、制动辅助系统的设计以及制动系统的故障诊断和处理等方面的问题。
城市轨道交通车辆制动系统
理论性强，抽象，如控制系统的电路 及气路的分析，具有很强的逻辑性。
与专业其他基础课联系紧密，车辆构 造，列车牵引传动等课程都有一定程 度的交叉。
加强基本概念和结构原理的理解、注重掌握熟 悉设备结构的元件组成以及控制系统的方法实 际运用。 实际教学过程中，第八、九部分为实际的应用 系统的分析讲解，适当加大课时的投入。
会使用地铁模拟驾驶台控制地铁制动系统
会设计绘制简单的制动系统电路及气路图
知识面广——通用性 针对性强——实用性 结合新技术——先进性
制动的基础理论和动力制动系统 北京地铁SD型数字式电气指令制动控制系统 上海地铁KNORR公司模拟式电器指令制动控制系 统 南京地铁KNORR公司EP2002制动系统
《城市轨道交通车辆制动技术》是机车车辆专 业一门重要专业课，是本专业支撑课程之一， 课程内容来源于科学实践和生产第一线，具有 较强的理论性、实践性和应用价值。
掌握城市轨道交通车辆制动的基本概念 掌握制动系统的各个组成部分的功能 掌握城市轨道交通车辆制动控制系统
“一主两辅三促进”
以教学讲授为主，多媒体课件观摩学习为辅， 南京地铁公司现场实习为促进” 的思路突出 实践能力的培养，培养学生的理论知识及实践 能力。
多媒体与板书相结合
对于一些电路及气路的分析须采用信息量大 多媒体课件，对概念性比较强的知识点，充分 考虑到多媒体映像模糊的缺点，运用板书的方 式来进行讲解。
对学生的考核评价采用阶段评价、过程评价和 目标评价相结合的方式。 注重学生学习能力、创新能力、动手能力以及 实践中分析问题的考核。考核成绩由平时成绩 （占50%）和期终成绩（50%）两部分组成， 其中期终成绩理论考试占50%、实作技能考试 占50%。
城市轨道交通车辆第十章 风源及电空制动系统
风 源 系 统
第二节
风 源 系 统
三、空气压缩机组及管路系统
第二节
风 源 系 统
第二节
风 源 系 统
第三节
克诺尔电空制动机
一、制动控制单元BCU（B06）
1. 制动控制单元的组成与控制关系
2. 模拟转换阀
3. 紧急阀
4. 称重阀
（1）结构 （2）作用原理
第三节
克诺尔电空制动机
第三节
5. 均衡阀
（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
3. 制动性能
第二节
风 源 系 统
一、空气压缩机
1. 活塞式空气压缩机
第二节
2. 螺杆式空气压缩机
风 源 系 统
第二节
风 源 系 统
二、空气干燥器
1. 单塔式空气干燥器
第二节
2. 双塔式干燥器
风 源 系 统
第二节
第四节
SD 型电空制动机
第四节
SD 型电空制动机
第四节
SD 型电空制动机
第四节
SD 型电空制动机
第四节
SD 型电空制动机
三、SD 型电空制动机的综合作用
1. 运转位
2. 常用制动位
3. 紧急制动位
4. 备用制动
第五节
1. 单元制动器的组成
基础制动装置
SD 型电空制动机由制动控制器、空重车调整阀、控导阀、 空电转换器、紧急电磁阀、备用电磁阀、双向阀、故障缓解 电磁阀以及各种控制线路等组成。图 10.31 为该型制动机作 用原理方框图（图中未示出故障缓解电磁阀）。
（1）结构 （2）作用原理
克诺尔电空制动机
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。
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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。
防滑装置除了电子控制部分集
成在电子控制单元内，还包括防滑阀和速度传感器。
辅助设备及管路供风部件包
括维护终端、回送装置、风缸和阀类部件等。
有轨电车、单轨车辆、磁浮车辆和自导向轨道车辆主要采用微机控制的液压（也称为电液）制动系统，部分采用空气－液压转换制动系统。
微机控制的液压
制动系统主要由制动控制及动力装置、基础制动装置等组成，部分设有防滑装置。
制动控制及动力装置主要包括电子制动控制单元、液压单元、蓄能器；基础制动
装置随车型不同结构形式差异较大，包括主动式和被动式夹钳单元、液压制动器、气－液转换制动器、制动盘、闸片等。
空气－液压转换制动系统主要应用在部分
跨座式单轨车辆、中低速磁浮车辆上，其制动控制装置与直通电空制动系统的基
本相同，基础制动装置采用液压制动方式。
有轨电车和部分其他形式的城轨车辆
还装有非黏着制动的磁轨制动装置。
大部分城轨车辆在常用制动时采用空气／液压制动与动力制动的复合制动方式，优先并充分发挥动力制动的作用，空气／液压制动只是作为补充，起到节能
环保的作用；紧急制动时采用空气／液压制动，确保列车遇到紧急情况时能够安
全停车。
动力制动由牵引系统实施，包括再生制动和电阻制动２种形式。
城轨车
辆制动系统通常也可划分为供风和制动两部分，风源装置、风缸及相关供风部件
等属于供风部分，其余设备属于制动部分。
２国内城轨交通车辆制动系统技术标准现状
近年来，为适应行业发展的需要，中国城市轨道交通协会组织制定了电空制
动系统的３项系统类和７项部件类团体标准（Ｔ／ＣＡＭＥＴ系列），于２０１７—２０１８年发布实施。
这几项标准主要用于指导电空制动系统及主要部件的
设计和试验验证，但标准数量少，覆盖面小，无法对城轨交通车辆制动技术及产
品全领域提供支持。
我国有轨电车、单轨车辆、中低速磁浮车辆及部分轻轨车辆
等采用的液压制动系统或空气－液压转换制动系统及其部件产品的标准还处于空
白状态。
面对城轨车辆制动系统技术标准缺乏对制动技术和产业发展所带来的不
利影响，从２０１８年底起，中国中车集团有限公司组织相关企业，在国内外制
动系统供应商、城轨用户的大力支持下，进行了城轨车辆制动系统技术标准体系
的建立工作，制定了２０余项电空制动系统、液压制动系统、空气－液压转换制
动系统及其主要部件产品的企业标准，并陆续发布实施。
３城轨交通车辆制动系统技术标准体系架构研究
3.1电空制动控制装置
电空制动控制装置是城轨车辆制动系统核心组件，主要应用于地铁车辆、市
域快速车辆、部分跨座式单轨车辆和大部分轻轨车辆上，由电子制动控制单元以
及气动控制部分（单元）的中继阀、空重车阀、紧急阀、电磁阀、压力传感器等
组成。
另外，电空制动控制装置中的中继阀、空重车阀、紧急阀等均为可实现某
一功能的功能件，运用于干线铁路的制动系统中同类部件均有专门标准或与之相
关的标准规范，对制动系统的简统化具有重要意义，而城轨制动系统的相应部件
缺乏统一要求，有必要通过相关标准进行规范。
3.2电空制动辅助控制装置
电空制动辅助控制装置主要负责停放制动控制、空气弹簧供风等，由停放制
动控制阀、减压阀、双向止回阀、溢流阀、压力开关、过滤器等组成，是电空制
动系统的重要组件。
早期的地铁车辆，大部分将电空制动辅助控制部件分散布置
在空气管路上，后来逐步集成到一个单元中，形成辅助控制装置。
目前越来越多
的城轨车辆将辅助控制装置与总风缸、制动风缸、空簧风缸集成到一起，形成辅
助控制模块，整体吊装到车体底架上。
国内外没有针对电空制动辅助控制装置及
其主要部件的技术标准，造成不同地铁车辆的电空制动辅助控制装置差别较大，
结构、功能不尽相同，零部件选型要求、性能参数均有一定差异，给装置统型及
使用维护带来困难。
因此，有必要制定电空制动辅助控制装置的技术标准，规范
装置及其主要部件的设计、制造和试验要求。
3.3液压制动控制装置
液压制动控制装置为液压制动系统提供液压动力，并进行液压压力的调节等，主要包括电子制动控制单元、液压单元、蓄能器、辅助缓解单元等，主要应用在
低地板有轨电车、中低速磁浮车辆、跨座式单轨车辆、悬挂式单轨车辆上。
国内
外没有液压制动控制装置的专用标准。
国外ＥＮ１３４５２－１：２００３虽然涉及了液压制动系统整体性能要求，但缺乏对液压制动控制装置的组成、功能、性能、试验检验等方面的要求。
其主要功能部件如液压单元、蓄能器、辅助缓解单元也没有相关标准。
因此，需要对液压制动控制装置及其主要功能部件制定相关的技术标准。
4结论
为更好地推进城轨交通车辆制动系统统型产品开发，提高制动系统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，应建立城轨交通车辆制动系统技术标准体系。
城轨交通车辆制动系统技术标准体系应按照通用技术标准和产品专用标准进行构建。
通用标准部分应主要列出系统级的通用技术条件、制动计算规范等，被制动系统相关标准引用的基础设计类、材料类、通用零部件类等标准不再单独列入体系中；产品专用标准部分按子系统、功能组件、功能部件划分，构建技术标准体系。
国内外既有的城轨交通车辆制动系统相关标准无法满足构建技术标准体系的需要，特别是城轨车辆制动系统产品标准缺失较多，有许多标准需要完善或制定。
参考文献：
［１］中华人民共和国住房和城乡建设部．城市轨道交通技术规范：ＧＢ５０４９０—２００９［Ｓ］．
［２］机辆技术函［２０１８］２８号，关于印发铁路客车技术标准体系（Ｖ１．０）的通知［Ｓ］．
［３］国家铁路局．铁道车辆制动系统第１部分：客车：ＴＢ／Ｔ２２３１．１—２０１７［Ｓ］．
［４］国家铁路局．铁道车辆制动系统第２部分：货车：ＴＢ／Ｔ２２３１．２—２０１８［Ｓ］．。