城市轨道交通车辆防滑原理和防滑控制
浅谈城市轨道车辆空气制动防滑控制系统
126浅谈城市轨道车辆空气制动防滑控制系统殷 雄湖北铁道运输职业学院 湖北 武汉 430070摘 要：空气制动防滑控制系统作为城市轨道车辆空气制动系统的重要组成部分，车辆的制动效率和车轮轨道的关系起着非常重要的影响。
本文的主要特点，从城市轨道车辆的空气制动防滑控制系统，工作原理和防滑控制方法。
关键词：城市轨道车辆；空气制动；防滑控制系统中图分类号：U239 文献标识码：A正文：1 引言城市轨道车辆制动模式主要包括电动制动和空气制动，两者都是附着制动，即现有城市轨道车仍依靠粘附制动和停止。
对于执行附着制动，在制动力过程中施加的制动力过大或者由于车轮与轨道之间的粘附情况改变，车轮滑动存在的必然存在的问题。
随着车速的增加，车轮与轨道之间的附着力系数下降，概率增加。
滑轮滑动的不利影响主要延长了制动距离，车轮磨损等问题。
为了尽量减少滑轨车辆配备了城市电动防滑制动装置和空气制动防滑装置。
2 空气制动防滑控制系统的特点空气制动防滑控制系统应具有以下特点：(1)采用微机控制，计算速度快，检测精度高；(2)可根据速度差、减速度和滑移率等多个判据的变化进行防滑控制；(3)具有自检和故障存储功能，自动监督速度传感器和防滑电磁阀状态及控制输出状态，同时控制单元进行自动监督；(4)能进行轮径补偿；(5)具有邻轴互补功能；(6)能充分利用轮轨黏着等。
3 空气制动防滑控制系统的组成空气制动防滑控制系统在常用制动、快速制动和紧急制动过程中都可以起作用。
空气制动防滑控制系统主要由速度传感器、防滑控制单元及防滑电磁阀组成，其中防滑控制单元是防滑控制系统的核心部分。
3.1 速度传感器用于检测列车速度和车轮速度的装置称为速度传感器，也称为速度信号发生器。
它安装在每个车轮，拖车或EMU。
其结构原理如图1所示。
速度传感器由速度齿轮，速度传感器和电缆组成。
在速度齿轮和速度传感器之间存在间隙，永磁体传感器将在磁场线的间隙中感应。
当齿轮旋转时，顶齿轮齿，交替地切断磁力线，从而产生与永磁式传感器的运行速度中的脉冲信号成比例的频率。
地铁车辆空气制动系统防滑原理及通用防滑试验方法
地铁车辆空气制动系统防滑原理及通用防滑试验方法文章介绍了地铁车辆空气制动系统的防滑控制原理，设计了一种通用防滑试验器及静态防滑试验方法，并通过动态防滑试验进一步验证了车辆的防滑性能。
标签：防滑；制动；地铁车辆；试验引言随着城市轨道交通行业的发展，地铁车辆越来越多的应用于城市公共交通中，对车辆的制动性能提出了更高的要求。
空气制动防滑系统用于防止制动力超过粘着引起的轮对滑行或抱死造成轮对踏面擦伤。
当由于制动力超过粘着使轮对踏面由滚动到出现滑动状态时，防滑系统能够检测出这种滑行并能减小滑行轮对上的制动力，以减小出现滑行轮对上的滑动程度，既能防止车轮擦伤，又能充分利用粘着，得到较短的制动距离[1][2]。
为保证车辆正常运行，必须采用合适的试验方法对车辆防滑功能进行充分的试验验证。
1 空气制动防滑控制原理1.1 防滑控制组成目前各地铁车辆的空气防滑系统虽然外观各有不同，但其基本构成类似，均由速度传感器、制动控制装置、防滑阀、基础制动装置组成。
车控制动系统防滑控制如图1所示（架控系统类似），制動控制装置中设有专用防滑控制器采集本车4个轴的速度信号，防滑控制器具有速度差、减速度值等多种滑行检测方式，能有效地检测和控制滑行。
防滑阀用于在车辆产生滑行时对单个轴的空气制动缸压力进行控制。
根据制动时的车辆状态，防滑阀具有表1所示3种工作状态。
非滑行状态：制动缸管路与制动控制装置输出相连通，防滑阀未对制动压力进行控制。
缓解状态：防滑阀不仅切断通往制动缸的压力空气，同时还将制动缸中的压力空气排出，使单个轴的空气制动力减小。
保压状态：防滑阀切断通往制动缸通路，制动缸压力保持不变。
1.2 防滑控制策略空气制动滑行控制系统主要采用速度差和减速度进行滑行检测判断[3]。
当某一轴速度低于参考速度一定程度时或某一轴减速度达到某一数值时，判定该轴处于滑行状态。
防滑系统的滑行检测和控制的典型曲线如图2所示。
当通过减速度判据检测到滑行，防滑系统就会对滑行轴的制动缸阶段排风；当通过速度差判据检测到滑行时，防滑系统就会对滑行轴的制动缸快速排风，以尽快减小滑行轴上的空气制动力。
关于城轨车辆防滑控制分析
关于城轨车辆防滑控制分析摘要城市轨道交通在我国呈现快速发展的势头，线网规模迅速扩大，产品技术不断升级，系统集成度也大幅度提高，城市轨道交通运营方式向网络化、自动化、智能化方向发展，这对城市轨道交通的安全性、可靠性提出更高的要求。
当城轨车辆轮轨关系变差，轮轨黏着系数降低，城轨车辆检测到滑行趋势，牵引、制动系统进行防滑行控制，缓解车辆滑行情况。
广州市域车辆采用D型车，具有速度等级高，载客量大，快速启停等特点，对车辆滑行控制有较高的要求。
关键词：城轨车辆黏着滑行引言随着我国城市轨道交通的快速发展，为缓解大中型城市交通压力，城轨车辆成为至关重要的交通工具，高速成为城轨车辆设计的重要方向。
而城轨车辆的运营安全与车辆的性能密不可分，因此城轨车辆的安全性越来越引起人们的重视，这就对城轨车辆牵引和制动系统的发展提出了更高的要求。
而城轨车辆空转、滑行会产生普遍的轮轨发热、轮轨表面擦伤等现象，严重时还会使线路失稳，产生胀轨等事故。
因此，根据轮轨之间的黏着特性对城轨车辆防空转和滑行控制分析具有十分重要的意义，其中最为关键的问题就是如何进一步的优化防滑控制系统的性能，使城轨车辆在制动的时候，既可以防止转向架轮对擦伤，又可以充分利用轮轨黏着。
一、滑行的产生及防滑控制当列车开始制动时，如果列车制动力过大导致超过了正常的黏着力或者车辆轮轨间的接触情况发生变化使得黏着系数减小，造成列车黏着力小于列车制动力的情况，此时列车滑行产生。
滑行会导致车辆轮对踏面与铁轨轨面之间的擦伤，同时会导致列车制动力的减小，也会导致列车制动距离增大。
当防滑系统检测到车辆发生滑行的时候，通过防滑控制使车辆制动力下降，直至黏着恢复为止。
这种防滑控制不仅能够有效抑制滑行的产生，而且还能在车辆进行制动的时候充分利用黏着，使得列车制动距离尽可能缩短。
二、系统工作原理（1）控制原理说明在交流传动城轨车辆牵引控制中，空转、滑行保护和黏着利用控制是牵引控制系统的一部分，统称黏着利用控制。
城轨车辆防滑控制—防滑控制判据
减速度判据控制
当车轮速度发生突变时，减速度值也相 应增大。
当减速度值大于预定值时，防滑装置降 低它所控制的制动缸压力；
当减速度值逐渐减小，恢复到预定值时， 防滑装置将使制动缸保压；
当减速度值进一歩恢复，小于预定值时， 防滑装置将使制动缸压力逐渐恢复。
防滑控制和制动控制系统
力开始变化的减速度都是相
同的。
伹这种判断方式对防滑系统
的要求较高，控制单元要求
3
要有较高的运算速度。
防滑控制和制动控制系统
控制制动缸压力开始变化时
2
的减速度，可以充分利用黏
着和良好的防滑作用。
（四） 滑移率判据控制
滑移率判据控制
滑移率
SLIP RATIO
是某一轴的速度与参考速度只差值和参考 速度的比值。 采用滑移率作为判据时，认为某一条轴的 滑移率达到某一定值时就会发生滑行，防 滑系统就会对改轴的制动缸压力进行控制， 其控制过程与以上几种基本相同。
这就要求在检测轮径速度差时，必须考虑此轮径差异的因素，并对轮径差异 设置校正功能。
（二） 减速度判据控制
减速度判据控制
防滑控制和制动控制系统
―辆车的某根轴滑行或四根轴以接近速度同时滑行，用速度差是判别 不到的，这时就需要采用减速度判据进行控制。
减速度的标准是相对独立的，被检测的轴与其他轴无关。由于具有 这个特点，所以绝大多数防滑控制系统（无论是机械离心式防滑器
• 延迟时间内减速度的变化快慢会不同，即减速度的微分不同 • 这就有可能造成减速度变化快的，防滑作用不良，而减速度变化慢的黏着利
用不良 • 引入减速度微分控制后，就有可能解决上述问题
减速度微分判据控制
浅谈轨道车辆制动防滑系统
浅谈轨道车辆制动防滑系统摘要：随着我国城市化进程的加快，城市交通拥堵、事故频繁、环境污染等交通问题日益成为城市发展的难题。
城市轨道交通以其大运量、高速准时、节省空间及能源等特点，已逐渐成为我国城市交通发展的主流。
关键词：轨道车辆;防滑系统;防滑控制Abstract: Along with our country city changes a course accelerate, traffic problem in the city traffic congestion, frequent accidents, environmental pollution is increasingly becoming a problem of city development. Characteristics of city rail traffic with its large capacity, high speed on time, save space and energy, it has gradually become the mainstream of city traffic development in China.Key words: rail vehicle; antiskid systems; antiskid control前言随着我国城市化进程的加快，城市交通拥堵、事故频繁、环境污染等交通问题日益成为城市发展的难题。
城市轨道交通以其大运量、高速准时、节省空间及能源等特点，已逐渐成为我国城市交通发展的主流。
在城市轨道交通系统中，跨坐式单轨交通制式因其路线占地少，可实现大坡度、小曲率线径运行，且线路构造简单、噪声小、乘坐舒适、安全性好等优点而逐渐受到关注。
一、HRA 制动系统功能描述1、可变负载功能可变负载功能即空重车调整功能。
地铁列车的乘客量波动大，乘客量对车辆总重有较大的影响。
轨道交通车辆防滑控制概述
轨道交通车辆防滑控制概述图文：小小生列车制动时，闸瓦或者制动盘产生的制动力，利用车轮与轨道间的作用力使列车减速或停车。
制动时，车轮与钢轨间有三种可能的状态：(1)纯滚动状态车轮与钢轨的接触点无相对滑动，车轮在钢轨上作纯滚动。
这时车轮与钢轨之间为静摩擦，车轮与钢轨之间可能实现的最大制动力是轮轨之间的最大静摩擦力。
这是一种难以实现的理想状态。
(2)粘着状态列车制动时车轮在钢轨上滚动，由于车辆重力的作用，车辆与钢轨的接触处为一椭圆形的小面积，此时轮轨接触处既不是静止状态也不是滑动状态，在铁路术语中称这种状态为粘着状态。
由于正压力而保持动轮与钢轨接触处相对静止的现象称为“粘着”。
粘着状态下的静摩力又称为粘着力。
依靠粘着滚动的车轮与钢轨粘着点之间的粘着力来实现车辆的制动，称为粘着制动。
列车采用粘着制动时，能够获得的最大制动力不会大于粘着力。
(3)滑行状态车轮在钢轨上滑行，这时车轮与钢轨之间的制动力为二者的动摩擦力。
由于动摩擦系数远小于静摩擦系数，因此一旦发生这种工况，制动力将大大减小，制动距离就会延长；同时，车轮在钢轨上长距离滑行，将导致车轮踏面的擦伤，危及行车安全。
这是一种须避免的事故状态。
滑行不仅会造成列车制动阻力减少，制动距离增加，还会擦伤车轮，影响列车安全平稳运行。
尤其当列车速度提高后，车轮纵向滑行的几率也相应增加。
经过分析，列车产生制动效果的必要条件是制动力小于或等于黏着力。
滑行的根本原因是列车制动过程中的制动力超过粘着力，恢复粘着的有效手段是使制动力减小，以满足“制动力小于所能实现的粘着力”这个条件。
为了提高制动效果，除了保持轮轨的清洁无油污之外，最传统的方式是撒沙。
随着车辆速度的提高，或由于某些条件限制不能撒沙时，就必须引入其它方法控制车辆滑行。
因此为了充分利用粘着力，通常在速度较高的客车上安装防滑器。
防滑器是用于防止粘着制动时因制动力过大而引起车辆滑行的装置。
防滑控制装置的功能：一旦检测到因外界因素或较大的制动力引起粘着系数下降时，就立即实施控制，尽快粘着恢复，充分提高粘着利用率。
概析地铁车辆的防滑制动系统
概析地铁车辆的防滑制动系统1 地铁车辆制动的重要性制动技术是随着路高速发展而引出的技术难题之一，地铁的制动技术则是摆在城市发展前列的技术障碍。
制动技术发展至今，其发展有限，目前依然采取轮轨粘着的方式来进行制动。
以上我们提到，地铁制动技术粘着力有限，在某些情况下其制动力不足，便会发生地铁安全事故。
统计分析，国内出现的地铁安全事故均与地铁制动有较大关系。
在提倡民生的当今社会，保障地铁安全成为民生建设的首要项目。
以安全作为地铁运营的主题，要求我们高度重视地铁高速运行时制动的有效和可靠，保证地铁运营安全，有效提升城市化进程和质量。
从这种情况来看，地铁车辆制动研究势在必行，不容忽视。
2 地铁车辆防滑制动系统国内现有地铁车辆防滑系统与已有客车防滑器一样，普遍具有以下特点：（1）采用微机控制；（2）根据速度差、减速度等多个判据的变化进行防滑控制；（3）具有自检和故障存储功能；（4）能进行轮径补偿；（5）能充分利用粘着等。
但是，由于地铁车辆采用动力制动和空气制动的混合制动方式，所以，国内现有地铁车辆在进行空气制动防滑控制的同时，还兼顾动力制动的防滑控制。
不过，无论是空气制动还是动力制动的防滑控制，在不同的制动系统中，防滑系统的结构组成和控制方法并不完全一样。
2.1空气制动的防滑控制国内现有地铁车辆空气制动防滑系统的控制原理基本相同（当然在具体的控制方法和控制参数上不会完全相同），但结构组成有较大不同。
主要有2种形式：一种是“新型地铁客车制动系统”，其空气制动防滑系统组成如图1所示。
该防滑系统主要由1台控制单元、4个速度传感器、2个防滑排风阀组成。
该系统与我国目前铁路客车使用的防滑器的最大区别是每套系统只有2个防滑排风阀，1个排风阀控制1台转向架制动缸的充排气作用，控制的精确程度要低于铁路客车防滑器。
该防滑系统采用了3个滑行判据，即速度差（轴速与车辆参考速度之差）、滑行率（速度差与参考速度之比值）和减速度。
制动时，速度传感器将测得的信号传给控制单元，控制单元计算出每根轴的速度、速度差、减速度、滑行率等，当控制单元根据上述3个判据判断出某根轴的车轮要出现滑行时，就控制该轴所在转向架的防滑排风阀的排气、保压及充气作用，从而控制该轴的制动缸压力，实现防滑目的。
城市轨道交通地铁列车空转滑行机理和控制策略研究
城市轨道交通地铁列车空转滑行机理和控制策略研究摘要：在雨水充沛、潮湿严重的南方沿海城市，地铁列车极易发生空转打滑以至于列车冲标甚至是出现紧急停车的情况，这严重影响了列车运行品质和乘客服务质量。
针对城市轨道交通日趋不断地发生空转滑行系列问题，本文旨在结合实际案例有针对性的提出空转滑行控制策略。
关键词：空转；滑行；防滑控制策略一、概念分析在牵引工况下，每出现单根车轴速度超过车辆的参考速度比例设定值，车辆判断车轮出现空转现象；在制动工况下，每出现单根车轴速度低于车辆的参考速度比例设定值,车辆判断车轮出现滑行现象。
当轮对加/减速度大小超过软件设定门槛值（初始值可根据实际工况进行调整），判定发生空转/滑行现象，同时粘着控制立即进入加/减速度保护。
车轮空转和滑行是列车运行过程中可能出现的两种现象。
车轮空转是指某一轮对或轴端在列车牵引工况下，当列车加速或转弯时，由于轮对与轨道的粘合度发生变化，使某一轮对或轴端的速度大于列车的速度。
在这种情况下，轮对转动的圆周距离比列车前进的距离要长得多，会出现轮对空转的情况。
滑行则是在列车制动工况下，某一轮对或轴端的速度由于轨道状况或轮径不一致、失圆或其他原因，使轮对与轨道的粘合度发生变化时，由于轨道条件或轮径不一致而产生的滑行。
既然如此，轮对就不只是翻滚，而是顺着轨道滑行，这叫滑行。
车轮空转和滑行都会对列车的运行安全和效率产生影响，因此需要进行相应的检测和维护，以确保列车的正常运行。
制动工况下，将滑行标志传送到制动系统，当滑行标志置位后，制动系统不会进行补气，当滑行标志持续时间超过2s后（1号线为3s），为满足制动距离要求，DCU控制单元会将出现深度滑行的车辆电制动切除，电制动被切除的车辆制动方式由电空制动转换为空气制动以接管剩余制动过程。
二、原因分析1.第一类为内因，即车辆本身的原因，具体包括：（1）车辆速度传感器工作不稳定；导致出现速度误差和信号干扰；（2）轮对失圆或轮径值变小；导致车轮在运行中出现非正常抖动，尤其是车轮的工作状况一旦在高速过弯时将更加糟糕，而此时一旦列车给出牵引力，车轮空转就非常容易被触发，因为强烈的震动会破坏正常的轮轨粘合条件。
城市轨道交通车辆防滑原理和防滑控制
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❖ 活动一：速度差判据控制
速度差是根据某一根轴的速度与列车运行速度的差值。防滑时可针对速度 差制定滑行检测标准。
速度差控制就是当一辆车的四条轮对中的一条轮对发生滑行时，该轮对轴的速度必 然低于其他没有滑行的轮对车轴的速度，将该轴速度与各轴速度进行比较并判定滑行轴 的速度与参考轴的速度的差值，当比较差值大于滑行判定标准时，该车的防滑装置动作 ，降低所控制的该轴制动缸压力，此时该轴的减速度逐渐减小；当比较差值达到某个预 定值时，防滑装置将使制动缸保压，让车轴速度逐渐恢复；当其速度差值小于滑行判定 标准时，防滑装置将使制动缸压力恢复。
C任lic务k 一to：ed车it辆M防ast滑er控ti制tle系st统yle
❖ 活动三：防滑电磁阀 4．防滑电磁阀在车辆上的安装 将防滑阀固定在车身上时须使排气口方向向下。 为了保持尽可能低的无效时间和气流损失，须注意要使通向受控的制动气缸的输入
管路要短而且不能被节流。 防滑阀（除GVl2A外）在阀门支架上有一个C管路压力的测量接口。这个测量接口在
速度差控制就是当一辆车的四条轮对中的一条轮对发生滑行时该轮对轴的速度必然低于其他没有滑行的轮对车轴的速度将该轴速度与各轴速度进行比较并判定滑行轴的速度与参考轴的速度的差值当比较差值大于滑行判定标准时该车的防滑装置动作降低所控制的该轴制动缸压力此时该轴的减速度逐渐减小
城市轨道交通车辆
防滑原理t目M描ast述er title style
❖ 现今城市轨道交通车辆正朝着安全性、高速性、环保性和舒适性的方向发 展。其高速性也在不断促进单轴牵引功率和制动功率的不断提高。
❖ 动力制动的实施等强力制动装置的采用，带来了因制动力过大而导致列车 制动滑行的倾向。
城市轨道交通车辆制动技术项目7 防滑原理和防滑控制
使检测灵敏、动作快,可以使滑行很快地被制止;但标准定得太高,会
使滑行控制的稳定性变差,以致一些微小的滑行也使滑行系统动作, 从而延长了制动距离,危及运营安全。滑行标准若定得太低,使滑行 性能不安全,同时会使滑行检测滞后时间延长。因此。制订防滑标准 是一个复杂的技术工作,要充分考虑到防滑装臵的结构及线路,使用 的速度范围以及车轮的磨耗等因素。
【活动场景】 如右图所示城轨列车在运行过程中, 在遇到紧急情况需要紧急制动,在施行紧 急制动作用时,如果司机操作不当或制动 系统防护不当将会导致车轮被闸瓦抱死 而出现滑行现象,导致轮对踏面被擦伤而 造成踏面的行车事故。 【任务要求】 1.认识列车防滑控制的必要性。
4
2.了解当防滑系统出现故障后可能会出现的后果。 3.了解防滑控制系统有哪些基本要求。
员通过观察一些典型的轮轨擦伤、路面剥离等事故,认识防滑的必要 性和重要性。
③组织学员通过多媒体课件认识一些城市轨道交通车辆和我国 铁路铁道车辆典型的轮轨事故,认识防滑的必要性和重要性。
16
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任务2
防滑控制的机理与判断。
【任务要求】
1.了解参考速度的选取原则。 2.了解滑行的判断依据都有 哪些,都有什么利弊。 【知识准备】
为城轨列车能否“快速、舒适、安全”运营的关键。 下图为某城轨轨道交通车辆一个控制单元在车辆制动滑行相关
数据的记录。由图可知5、6车为一控制单元,当5车在制动发生滑行 时,此时5、6车相关数据的变化情况。
2
【学习目标】 1.了解城市轨道交通车辆防滑技术的发展。 2.在理解的基础上了解城轨列车防滑的必要性。
2)线路质量
钢轨越软、道床下沉越大,轨面的黏着系数越小;钢轨不平或直线 地段两侧钢轨顶部在同一水平面,以及动轮所处位臵的轨面状态不
城轨车辆空气制动防滑控制方法
图6检测时间为8000ms时的数据我们以后的生产工作有很大启发，不能一味的去追求灵敏Internal Combustion Engine&Parts滑排风阀则是根据防滑控制的信号以及制动缸的压力，进行排风工作状态的调整，借此来提升整个系统的运行。
防滑排风阀的三个工作状态分别是：①充电位工作状态。
这一工作状态中，电磁阀以及缓解电磁阀均未实现供电，但是并不影响整体制动系统的正常制动和缓解作用。
②保压位工作状态。
这一工作状态中电磁阀是通电的，但是切断了在制动缸范围内的电力通路，制动缸本身是压力保持恒定的。
③排气位工作状态。
排气位工作状态，对于整个保压电磁阀以及缓解电磁阀来说，都是通电的，但是切断了自动钢方面的通电通路。
这一过程主要实现的是制动缸中的空气排出，实现防滑控制对制动缸压力的精准控制。
3空气制动防滑系统的特性空气制动防滑系统，具有多种控制特性，能够实现城轨车辆的空气制动防滑控制。
①其整体采用微型计算机，控制实现了计算精度的提升，并且保证了计算速度和计算效率。
②对于速度差异及减速等多种速度变化，控制能够进行有效的防滑计算，能够以此进行多种防滑措施的分析，实现防滑控制过程。
③空气制动防滑系统能够实现自检以及完成已有故障的存储。
对于城轨车辆运行过程的速度，能够形成监督，实现速度传感器以及排风阀状态的监控，并形成相应的输出状态。
向控制单元进行自监督的数据提供。
④对于城轨车辆不同的车轮直径，能够进行相应的速度或自动补偿。
⑤空气制动防滑系统能够实现临近轴之间的互补功能。
⑥对于车辆轮轨粘着力等应力能够实现空气制动防滑系统的充分利用，确保对于车辆的防滑制动效果。
4防滑控制方法通过建设，城轨车辆空气制动系统的防滑系统，就可以实现对汽车的其防滑控制方法应用。
防滑系统的控制方法主要是根据速度差、减速度变化进行滑行的检测。
控制过程并不是在车辆出现滑行时，再完成滑行的控制，而是提前预测车轮可能出现滑行的趋势或隐患。
轨道交通车辆防滑控制系统—防滑控制系统
2.气制动的防滑
防滑控制系统 具有优化粘着、 降低空气和电耗 、扩展故障存储 的优点。
2.气制动的防滑
在防滑系统中设置了人工的 轮径调整装置，这个装置就是 左图中的5个开关，利用这些开 关不同位置的分合将车轮直径 分成32档（3mm为一档）。
3. 防滑判据
1
防滑控制判据
σ = ωR i υ 100% υ
1.概述
地铁列车有两套相互独立的防滑子系统：电 制动时的防滑装置，空气制动时的防滑装置。
（1）牵引/传动控制单元中集成的电制动防 滑系统，该系统只在动车上存在。
（2）空气制动电子控制单元中集成的防滑 系统，该系统在拖车和动车上均存在。
电气再生制动车轮防 滑系统和空气制动车轮 防滑系统，均含有列车 速度的测速装置和车轮 防滑WSP控制模块。
轨道交通车辆制动机维护与运用
1.电制动的防空转/防滑
（1）计算出动车的蠕滑速度ΔVp。 （2）ΔVp送入电制动系统内的空转/滑行评估模块。 （3）可利用粘着系数低于70％并持续1s，停止继续增加牵引或制 动力，以防止空转/滑行现象变得更加严重。 （4）实际可利用粘着系数低于50％并持续5 s，关断DCU电制动， 由气制动接替并防滑保护，直到停车。
2.结构
防滑控制系统主要由控 制单元、速度传感器和棘轮 组成的测速装置及防滑阀三 部分组成。
其中控制单元是防滑控 制系统的核心部分。
3.MB03B板
3.MB03B板
4.测速装置
5.防滑阀
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10
11 12
20 19
18 17
16 15
14 13
防滑系统工作原理
11 12
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城轨车辆空气制动防滑控制方法
城轨车辆空气制动防滑控制方法摘要：随着我国地铁行业的蓬勃发展，为缓解交通压力，地铁成为最关键的交通工具。
而地铁的运行安全与车辆性能密不可分，因此地铁车辆的可靠性越来越引起人们的重视。
制动系统采用微机控制的直通式电空制动系统，可以使用司机控制器，对地铁列车进行制动与缓解。
关键词：城轨车辆；防滑系统；控制方法引言由于地铁相邻站点之间的距离较短且地铁列车的行驶速度较快，所以为了快速有效地制动列车，地铁列车会在传统电机制动系统的基础上加入空气制动系统来弥补列车制动力的不足。
制动设备是轨道列车中重要的组成部分，在其中有着十分重要的作用，其能有效的实现到车辆减速以及停车的执行设备。
车辆制动系统性能和轨道列车的运行之间有着直接的关联，为此应当增强对其的重视程度。
1电空混合制动原理地铁列车的动力分布和动车组列车相似，都是采用动力分散式设计，地铁列车的车厢基本可以分为拖车和动车两种类型，但是不同类型的列车会采用不同形式的车厢排布方式，其中列车的动力来源是动车部分，拖车部分则是用来装载乘客以及货物，地铁列车是采用接触网供电的方式为列车提供电能，通过受电弓和变压器为牵引电机提供驱动动力。
地铁列车在常规情况下的制动是通过牵引电机的反转提供制动力实现的，电机的反转产生的能量一部分会反馈给接触网，但是大部分的能量都变成热能被消耗，电机制动方式的最大优点是最大限度地减少机械结构的磨损并且制动效率较高，但是也存在着一些缺点，即偶尔会出现制动力不足的问题，为了解决这个问题地铁列车都会加入空气制动系统，空气制动系统大致由风源系统、控制系统、执行机构 3部分组成，其中控制系统是空气制动系统的核心，主要由微机控制单元、制动控制单元、制动控制操作系统组成，空气制动的实现过程是通过加大车轮踏面与瓦闸之间的摩擦力将列车的动能转化成热能，从而起到降低列车车速的目的，由于车轮踏面与瓦闸摩擦力的增大会导致车轮的过度磨损，所以在常规状态下是不会使用空气制动系统的，只有在电机制动系统制动力不足时才会短时间内使用空气制动系统。
关于地铁车辆的制动与防滑分析
关于地铁车辆的制动与防滑分析摘要：随着城市化进程的不断加快，城市人口数量一致呈上涨趋势，带来了严重的城市交通拥堵问题，给人民群众的日常出行造成了很多不利影响。
为了改善这种现状，确保人民群众的安全出行、便利出行，城市轨道交通逐渐成为群众出行首选，对于城市轨道交通的安全性和持续性方面的需求也逐渐增加。
制动系统的地铁车辆能够稳定运行的重要保障，而地铁车辆制动过程中的防滑控制为其安全运行起到了保护的作用。
关键词：地铁车辆；制动；防滑中图分类号：U260 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2021）04-0063-01 制动方式是指制动时动能的转移方式或制动力的获取方式，对于地铁车辆来说，其制动方式一般分成两种，分别是电制动和摩擦制动。
制动系统的稳定性是确保地铁车辆安全运行的有效手段，在地铁整体运行中发挥着重要的作用。
随着经济建设的不断进步，人们的生活水平逐渐提升，对于出行的安全性和舒适度的要求也越来越高。
为了满足人民群众的各方面，现代化的地铁车辆一般都采用多种制动方式。
1 地铁车辆制动控制系统设计1.1 制动指令设计随着地铁车辆的频繁停车，对地铁车辆停车精度的要求逐渐增加，而制动系统会根据制动指令做出相应的制动动作，因此，确保制动系统能够对自动指令做出正确的反应是非常必要的。
早期的地铁车辆采用空气制动的形式，相应的制动指令也是空气指令，通过地铁车辆中的空气管路传输。
但是，因为空气指令的传播速度比较慢，无法满足地铁车辆的使用需求，逐渐被电气指令取代[1]。
1.2 混合制动控制系统设计地铁车辆分成动车和拖车，动车在运行过程中，既包括动力制动，又包括空气制动；而拖车在运行过程中，只包括空气制动。
按照制动控制范围我们能够将制动控制分成单车辆控制、单元车组混合制动控制和全列车混合制动控制三种。
传统的地铁车辆采用的是单车辆控制的模式，随着时代的不断进步，这种控制方式无法满足群众对地铁车辆的需求，逐渐向单元车组混合制动控制和全列车混合制动控制的方式转变。
城轨车辆空气制动防滑控制策略
学术论坛 城轨车辆空气制动防滑控制策略詹文田（中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266000）摘要：现代化社会建设进程逐步推进，人们的出行和交通需求有所增长，我国在城市交通系统的建设方面加大了投入力度。
城轨车辆交通作为一种环保、先进的公共交通方式，受到了人们的普遍欢迎，其安全性和可靠性成为了社会各界密切关注的话题。
本文对城轨车辆空气制动防滑系统的组成和控制原理进行了探讨，分析了城轨车辆空气制动防滑的具体控制策略。
关键词：城轨；车辆；空气制动；防滑；控制城市轨道交通车辆是借助空气制动的作用，保证距离安全，这一制动过程中必须要合理控制制动管路系统和整体的防滑机制，保证城市轨道车辆的安全性。
车辆制动系统运行对于城轨车辆的安全防滑效果起着决定性的作用，应结合城轨车辆空气制动系统的运行原理，采取有效的控制方法，提高城轨车辆空气制动防滑的有效性，强化运行安全。
1 城轨车辆空气制动防滑系统的组成和控制原理城轨车辆防滑控制系统的基本组成大体都是相同的，分为几个不同的构成部分，包括速度传感器、自动控制装置、防滑阀以及基础制动装置。
在空气制动防滑系统中的核心是防滑控制板，通过对两个停放制动控制装置进行控制，能够达到空气制动的目的，其中应用到了速度传感器、防滑排风阀和防滑控制单元、速度传感器，能够保持信号稳定输出幅值，维护低速行进时的功能安全。
防滑控制单元的应用范围广泛，对于滑行程度能够进行控制，以免出现滑行距离过长的情况，保证运行安全。
防滑排风阀是对制动缸压力进行控制的设施，利用防滑控制单元的控制信号，实现自动控制功能，当车辆产生滑行时，防滑控制系统对某个轴的空气制动缸压力进行改变，实现防滑制动控制效果。
通常情况下，防滑排风阀的工作状态可以分为保压位、充气位和排气位三种，保压位状态下保压电磁阀得电，切断制动缸通路，保持制动缸压力，充气位状态下缓解电磁阀和保压电磁阀不得电，但是对于制动系统的制动效果不会产生影响，保证城轨车辆的正常稳定行驶，排气位状态下保压电磁阀和缓解电磁阀均得电，切断制动缸通路，排除制动缸压力[1]。
浅析城市轨道车辆制动系统防滑保护措施
浅析城市轨道车辆制动系统防滑保护措施制动系统是轨道车辆的主要系统之一，是车辆安全运行的保障，防滑功能影响着轨道车辆的制动性能。
因此防滑保护的研究就是提高轨道车辆制动能力和保证车辆安全的重要课题。
本文研究了城市轨道车辆制动系统的防滑问题。
标签：城市轨道车辆；制动系统；防滑保护；安全分析随着我国城市化进程的加快，交通拥堵、交通事故、环境污染等交通问题日益成为城市发展中的难题。
城市轨道交通以其大容量、高速度、准时、节省空间和能源等特点，逐渐成为我国城市交通发展的主流。
在城市轨道交通系统中，轨道交通车辆系统由于面积小，可实现大坡度、小曲率线，其结构简单、噪声小、乘坐舒适、安全性好等优点越来越受到人们的重视。
一、城市轨道车辆未来发展（一）为行驶车辆充电技术加拿大铁路制造商庞巴迪公司正在研究一种无线充电技术，这种技术可以让相同的基础设施在驾驶过程中为不同的电动汽车充电。
无线充电垫位于路面下方，理论上它能够使电动汽车、卡车、公共汽车和有轨电车在上面行驶。
大多数无线充电技术是为充电站设计的，但庞巴迪的研究重点是如何为行驶中的电动汽车充电。
他们有不同的大小，尤其是公共交通，都有常规行驶路线和停车模式。
车辆通过充电器，发出无线电信号确认自身，并证明自己被授权使用充电站。
（二）陆地空客为了解决交通拥堵问题，向下发展的是地铁，向上发展的是空轨，两种技术的应用已经比较成熟，那么我们可以考虑另一种地面交通方式，即陆地空客。
这项技术基于机动车道、自行车道和人行道的分流。
候车平台采用过街天桥及候车功能的天桥式候车站。
此辆车被设计成天窗式上、下车门，车辆体积大，车厢高于地面，小车辆在行驶过程中可以从车上下来。
在此之后，太阳能被用来给陆地空客不断充电。
在驾驶过程中，在交叉口使用红绿灯，以保证其“先行”问题。
二、城市轨道车辆与制动系统（一）城市轨道车辆城市轨道车辆是在固定轨道、城市公共系统、地铁和轻轨车辆上运行的车辆。
随着城市的发展，轨道交通在城市交通系统中的地位越来越重要。
防滑原理和防滑控制
当防滑控制系统发出防滑指令时，通过控制防滑阀的励磁线
圈得电使铁芯动作，拍放制动缸压力空气或恢复制动缸压力。
防滑原理和防滑控制 五、防滑控制系统
（二）防滑控制的依据
滑行控制时制动力的损失
防滑原理和防滑控制 五、防滑控制系统
（二）防滑控制的依据 1.速度差判据控制
速度差检测是用含假想轴在内的5个轴中最高速度轴（基准 轴速度）与某一轴的速度差⊿v和速度差率η来判断是否发生滑
制动距离延长较少、节约压力空气。
防滑原理和防滑控制
踏面擦伤示例
防滑原理和防滑控制 本章小结
恢复黏着的有效手段是使制动力减小比粘着力小的程度。
黏着一旦破坏，单靠轮轨系统本身是不能恢复的，必须需要外
界因素的干预。
电子防滑装置就是一种非常合适的外部干预。
防滑原理和防滑控制 五、防滑控制系统
（一）防滑系统的基本结构
防滑原理和防滑控制 五、防滑控制系统
（一）防滑系统的基本结构
典型的防滑系统主要由控制单元、速度传感器与机械部件防滑
用于检测列车速度和轮对速度的装置，由测速齿轮和速度传 感器探头以及电缆线组成。
速度传感器的输出是防滑控制中速度计算的基础，
速度传感器感应出的脉冲频率与车轮转动速度成正比例。
防滑原理和防滑控制 五、防滑控制系统
（一）防滑系统的基本结构 2.防滑阀
当防滑控制系统不发出防滑指令时，防滑阀对正常的制动和 缓解不产生影响；
滑行检测范围
防滑原理和防滑控制 五、防滑控制系统
（二）防滑控制的依据 2.减速度判据控制
减速度检测根据车轮本身转动速度减小的比例β 来判断是
否滑行；
减速度检测可以对滑行轴单独进行评价，它可以及时地检 测到滑行，特别是由摩擦制动造成滑行时，滑行可以用减速 度检测的方法有效地检测出来。
城轨车辆防滑控制—防滑系统主要组成部件的结构
11-喷所有号） 14-阀座VC 15-C 膜板 16-控制室SC C-通向制动气缸 D-通向控制阀或压力转换器 G-通向防滑开关装置
防滑电磁阀
• 防滑阀D室与控制阀或压力转换器进行 气动连接，C室与其控制的制动气缸连接。
• 与防滑电子装置的电气连接采用三芯线。
速度传感器
SPEED SENSOR
用于检测列车速度和轮对速度的装置 称为速度传感器，又称为速度信号发 生器。它在拖车和动车的每个轮对上 均有安装。
a—传感器头；b.O—形圈；c—安装螺栓；e—铭牌。
速度传感器
• 由测速齿轮和速度传感器探头以及电缆线所组成。 • 测速齿轮与速度传感器探头之间有一个空隙，永
➢ 通道板上有两个阀座（VD和VC）。 ➢ 每个阀座都能够通过PD膜板打开或关闭。 ➢ PD膜板可以接通或者断开从D室C室（到制动气缸）的连接。 ➢ PC膜板可以使C室和O（空气）相连。 ➢ 双阀用电磁铁由两个二位三通换向阀(VM1和VM2)组成。 ➢ 其线圈在一个共用的塑料外壳里。 ➢ 用于电气连接的触销被浇铸在外壳上。
磁式的传感器会在间隙中感应磁力线。 • 当车轮旋转时，齿顶、齿谷交替切割磁力线，从
而在永磁式的传感器中产生一个频率正比于运行 速度的电脉冲信号。 • 这个电脉冲信号就是送入微处理器的速度信号。
（5）
• 对列车制动时的各种参数和故障进行监 视和记录，故障记录可以在列车回库后 用便携式计算机读出各种故障信息。
防滑控制和制动控制系统
电子控制单元
电子制动控制单元
从硬件上来说只是一台微型计算机和 一些输入、输出设备，而起主要作用 的是他的控制软件。 随着制动控制软件的编制水平不断提 高，使得电子制动控制单元的功能也 越来越完美。
西安地铁一号线车辆制动电空防滑配合控制
西安地铁一号线车辆制动电空防滑配合控制摘要：车辆制动防滑控制涉及轮轨关系的轨道行业最重要的课题之一。
为了追求轮轨的高粘着化，如何从超过粘着限界后所发生的滑行状态迅速恢复到再粘着化是问题的关键。
本文主要以西安1号线地铁车辆型式试验情况为例，讲述制动电空防滑配合技术，对比其配合方案，考虑最优性。
关键词：地铁车辆；制动防滑检测；制动防滑控制；电空防滑配合概述在车辆制动过程中如果轮轨的粘着状态发生了改变，就会出现车辆速度高于轮对速度，制动力偏大，车轮打滑的现象，如果此时不能快速的恢复轮轨粘着状态，就会导致轮对抱死和车轮踏面擦伤的后果。
故车辆制动设计时需考虑具备防滑控制功能，当制动力过大使车轮出现滑行趋势时，防滑系统应起作用，快速有效的减少该轮对上的制动力，避免车轮出现抱死滑行，从而防止车轮踏面擦伤，有效保证车辆的制动距离。
1.西安地铁1号线车辆制动防滑控制设计西安地铁1号线车辆制动滑行控制分为电制动防滑控制和空气制动防滑控制两部分。
由牵引系统负责的电制动防滑控制一般针对车辆轻度滑行进行纠正。
当出现深度滑行时，则由空气制动防滑系统控制。
设计优先考虑使用电制动防滑控制，有效的降低了轮对与闸瓦的磨耗，节约了成本。
2.滑行检测及控制原理2.1 牵引系统滑行检测及控制西安1号线车辆牵引控制设计为矢量控制，通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。
车辆在制动时优先启用电制动，牵引系统对转子频率的变化率（dfr/dt）进行监测，设计当监测到dfr/dt大于11Hz/s时，则判断为车辆发生滑行。
此时，VVVF立即通过缩减扭矩电流图形Iqp，降低主电动机扭矩输出，减小车辆制动力，使之轮对重新恢复粘着。
当检测到粘着恢复后，再启动扭矩电流图形Iqp，使所产生的扭矩复原。
电制动防滑过程分两个阶段，分别为滑行阶段和再粘着阶段。
滑行阶段控制通过缩减转矩电流，来减小电制动力；再粘着阶段，则通过提升扭矩电流，来恢复电制动力。
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黏着一旦被破坏，单靠轮轨系统本身是不可能恢复的，需要借助外部机构才能 使黏着恢复。电子防滑控制装置就是帮助轮轨间恢复黏着的外部装置之一。
防滑控制装置的基本原理就是当检测到因外界因素或制动力过大引起黏着系数 下降时，就立即实施控制，尽快使黏着恢复。这种恢复应尽量接近当时条件所允许的 最佳黏着，即黏着恢复必须充分提高黏着利用率。
活动二：速度传感器 用于检测列车速度和轮对速度的装置称为
速度传感器，也称为速度信号发生器。它安装 在轮对上，其结构如图所示。
速度传感器由测速齿轮和速度传感器探头 以及电缆线所组成。测速齿轮与速度传感器探 头之间有一个空隙，永磁式的传感器会在间隙 中感应磁力线。
当车轮旋转时，齿顶、齿根交替切割磁力 线，从而在永磁式的传感器中产生一个频率正 比于运行速度的电脉冲信号。这个电脉冲信号 就是送入微处理器的速度信号。
【知识准备】 制动系统 如图所示。
牵引控制系统 （DCU）
动力制动
电气指令单元 （司机控制器/ATO）
供气系统
电子制动控制单元
（EBCU/BCE/MBCU）
空气制动控制单元 （BCU）
防滑装置
基础制动装置
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【知识准备】
防滑系统通过车轮测速装置始终监视着 同一车辆上4个轮对的转速，并控制着4个对 应的排气阀G1。
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活动一：防滑系统
1. 防滑系统作用 防滑系统用于车轮与钢轨粘着不良时，对制动力进行控制。它的作用是： ①防止轮子即将抱死。 ②避免滑行。 ③最佳地利用粘着，以获得最短的制动距离。
任C务lic一k ：to熟ed悉it空M气ast制er动ti系tle统st组yl成e
活动一：防滑系统
2. 防滑系统组成 典型的防滑控制系统主要由控制单元、速度传感器、机械部件和防滑电磁 阀组成。其中控制单元是防滑控制系统的核心部分，如图所示。
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列车制动滑行会产生普遍的轮轨发热、轮轨表面擦伤等现象，严重时还会 使线路失稳，产生所谓的胀轨等事故。因此有效地防止列车制动的滑行极 为重要。
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掌握制动过程中车轮的防滑原理和防滑控制； 学会学习方法和养成自主学习能力、搜集资料的方法和加工资料的能力； 具有求知欲、乐于探索的精神，具有一定的分析能力，善于总结经验和创
目前地铁车辆使用的电磁阀主要有GVl2A、 GVl2A-1A、GVl2-18、GVl2-2、GVl2-ESRA等。
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活动三：防滑电磁阀
1．结构 防滑阀主要由一个带有两个换向膜板的通道板、一个 双阀用电磁铁、两个将阀用电磁铁与通道板连接在一起 的侧板和一个阀门支架组成。 通道板上有两个阀座（VD和VC）。每个阀座都能够通 过PD膜板打开或关闭。PD膜板可以接通或者断开从D室C 室（到制动气缸）的连接。PC膜板可以使C室和O（空气 ）相连。 双阀用电磁铁由两个二位三通换向阀（VM1和VM2）组 成。其线圈在一个共用的塑料外壳里。用于电气连接的 触销被浇铸在外壳上。
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活动三：防滑电磁阀 防滑电磁阀（以下简称防滑阀）是轨道车辆中
电子防滑系统的主要组成部分。它是防滑控制回路 中的执行机构。
防滑阀由电子开关装置控制，借助防滑阀，制 动气缸压力C能够逐级降低或者再次升高到由控制 阀设定的数值D。
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【知识准备】
防滑系统是制动控制系统的一部分，它 可独立工作，在每根车轴上都设有一个对应 的排气阀G1，它们由防滑系统所控制。
当某一轮对上的车轮的制动力过大而使 车轮滑行时，防滑系统所控制的、与该轮对 应的排气阀G1迅速连通制动缸与大气的通路 ，使制动缸迅速排气，从而解除了该轮的滑 行现象。当滑行消失时，微处理器得到消失 后的速度信号后，重新发出指令，恢复该车 轮的制动力。
电气连接触销
双阀 电磁阀
侧板
侧板
通道板
阀门支架Βιβλιοθήκη C任lic务k 一to：ed车it辆M防ast滑er控ti制tle系st统yle
活动三：防滑电磁阀
1．结构
C任lic务k 一to：ed车it辆M防ast滑er控ti制tle系st统yle
活动三：防滑电磁阀
2．（气）通路 防滑阀D室与控制阀或压力转换器进行气动连接； C室与其控制的制动气缸连接。 电磁阀在未励磁状态下，两个电枢通过电枢弹簧的弹力 将外面的阀口密封；内部的阀口被打开，如图所示。 两个侧板中包括膜板控制室SD和SC以及通向双阀用电磁 铁的输入管路。阀门拧在阀门支架上。支架上有D和C管路 的两个连接螺纹口。阀门从支架上拆下后，喷嘴dD和dC便很 容易接近（并非所有的型号都配备喷嘴）。 与防滑电子装置的电气连接采用三芯线。在防滑阀上设 置了一个三极插头分离点。芯线Ⅱ和芯线Ⅲ是用来对排气 和进气的两个阀用电磁铁进行控制，芯线工是共用回路。
城市轨道交通车辆
防滑原理和防滑控制
许建林
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现今城市轨道交通车辆正朝着安全性、高速性、环保性和舒适性的方向发 展。其高速性也在不断促进单轴牵引功率和制动功率的不断提高。
动力制动的实施等强力制动装置的采用，带来了因制动力过大而导致列车 制动滑行的倾向。
新； 具有工作责任感，能进行自我批评的检查； 具有良好的心理素质和协作精神。
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项目 实施
任务一：车辆防滑控制系统 任务二：防滑控制
任务三：防滑系统的基本要求
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