城轨车辆制动系统
城轨车辆制动基础知识—城轨车辆制动系统介绍
整流器 再生制动原理图
一、电制动
2.电阻制动
将发电机发出的电能加于 电阻器上，使电阻器发热，即 电能转变为热能。
制动电阻箱
电阻制动原理图
二、空气制动
当电制动力不足时，由空气制 动来补充，每节车设计有独自的空 气制动控制及部件。
1.2.3 电气指令式制动 控制系统
目前，制动控制系统主要有空气制动系统和电控 制系统两大类。
以电气信号来传递制动信号的制动控制系统，称 为电气指令式制动控制系统系统。
电气指令式制动控制系统系统分为两种类型：
1.数字指令式制动控制系统
2.模拟指令式制动控制系统
一、数字指令式制动控制系统
将司机控制器或ATO（列车自动驾驶） 系统传来的制动指令信号，通过代表不同 意义的信号线输出信号来划分成不同的制 动等级，控制后部车辆制动装置。
对于数字式而言，控制得越精确，信号线 越多，信号传输系统越复杂，越容易发生 故障。
模拟式的信号传输系统简单，而且从 理论上讲，可以做到无级传输，有利 于精确控制。
1.3.2 城轨车辆制动模式
城轨车辆制动模式
1.常用制动
是指在正常情况下为调节或控制列车速 度（包括进站停车）所实施的制动。
城轨车辆制动模式
二、模拟指令式制动控制系统
用模拟量作为制动指令，通常是将司机控制器或ATO系统 传来的制动指令信号，经编码器后，以脉宽调制（PWM）信 号形式或直流电压方式，经列车指令控制线传到后部车辆， 脉宽调制信号以占空比的大小代表不同的制动指令。
制动指令（制动力指令值）是无级传输的。
电气指令式制动控制的主要优点：全列车制动和缓解的 一致性较好，制动和缓解时的纵向冲动小，制动距离短。
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。
城轨车辆制动系统
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
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；
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。
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。
城市轨道交通制动系统
（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 。
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。
（一）直通式空气制动机原理图
制动阀
制动阀有缓解位、保压位和制动位3 个不同位置。
《城市轨道交通机车车辆》
制动系统
城市轨道交通车辆
王勇麟 付 杰
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
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
（一）直通式空气制动机原 理图
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。
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。
（二）自动空气制动机原理图
三通阀工作原理
（a）充气缓解位 （b）制动位 （c）保压 位
(1）制动位
（2）缓解位
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。
城轨车辆电制动系统—电制动和空气制动的制动力分配
三 电制动和空气制动的制动力分配方案
动力（电）制动系统
（1）全列车的电空混合过程，如下图所示。各动车电制动正常发挥，电制 动力总和正好等于全列车所需要的制动力总和，拖车及动车不补充空气制 动。
粘着极限 电制动实际值 空气制动力
Tｃ1
Mｐ１
Ｍ１
Ｍ２
Ｍｐ２ Ｔｃ２
三 电制动和空气制动的制动力分配方案
动力（电）制动系统
（3）如下图所示，若Mp1车电制动力也下降，电制动力总和不能满足全列 车的制动力需求，所需要补充的空气制动将平均分配给各车的空气制动。此 时，M2车和Mp2车制动力已达到粘着极限，不能在这两辆车上补充的空气 制动将平均分配到其他没有超过粘着极限的车上。
（5）如下图所示，若M2因电制动防滑失效，电制动力被切除，动车所需要 补充的制动力平均分配给各车。此时，Mp2车制动力已达到黏着极限，不能 在该车补充的空气制动将平均分配到其他没有超过黏着极限的车上。
粘着极限 电制动实际值 空气制动力
Tｃ1
Mｐ１
Ｍ１
Ｍ２
Ｍｐ２ Ｔｃ２
三 电制动和空气制动的制动力分配方案
粘着极限 电制动实际值 空气制动力
Tｃ1
Mｐ１
Ｍ１
Ｍ２
Ｍｐ２ Ｔｃ２
三 电制动和空气制动的制动力分配方案
动力（电）制动系统
（4）如下图所示，若M2发生电制动滑行，保持当前的空气制动力值不变。
粘着极限 电制动实际值 空气制动力
Tｃ1
Mｐ１
Ｍ１
Ｍ２
Ｍｐ２ Ｔｃ２
三 电制动和空气制动的制动力分配方案
动力（电）制动系统
城轨车辆制动控制系统
第六章制动控制系统制动控制系统是空气制动系统的核心，它接受司机或自动驾驶系统（ATO）的指令，并采集车上各种与制动有关的信号，将指令与各种信号进行计算，得出列车所需的制动力，再向动力制动系统和空气制动系统发出制动信号。
动力制动系统进行制动时将实际制动力的等值信号反馈给制动控制系统，制动控制系统通过运算协调动力制动和空气制动的制动量。
空气制动系统将制动系统发来的制动力信号经流量放大后使执行部件产生相应的制动力。
这就是制动控制系统的主要功能。
6.1 制动控制系统的组成如图6.1制动控制系统主要由电子制动控制单元（EBCU）、空气制动单元（BCU）和电气指令单元等组成。
图6.1制动控制系统的组成6.1.1 电子制动控制单元在电子技术和微机技术的迅猛发展下，列车的制动控制由微机综合列车运行中的所有参数，经过判断和运算，给制动系统发出精确的指令。
以微机为中心的电子控制装置被称为电子制动控制单元（EBCU）、微机制动控制单元(MBCU)或制动控制电子装置（BCE）等。
它有一下主要功能：（1）接受司机控制器或ATO的指令，与牵引控制系统协调列车的制动和缓解。
（2）将接收到的动力制动实际值经 EP转换，将电信号转换成气动信号发送给空气制动控制单元。
（3）控制供气系统中空气压缩机组的工作周期，监控主风缸输出压力等参数。
（4）在列车制动过程中始终收集列车所有轮对速度传感器发来的速度参数，对轮对在制动过程中出现的滑行进行监视。
（5）对列车制动时的各种参数和故障进行监视与记录。
6.1.2空气制动控制单元空气制动控制单元是制动系统中电气制动和空气制动的联系点，也是电子、电子信号与气动信号的转换点。
在过去论述中称为中继阀或EP。
（一）EP由电磁线圈、铁芯、顶杆和活塞等组成。
当它的电磁线圈没有励磁时，铁芯和连杆落在阀底，通路阻断或通路与大气连通。
当线圈励磁，铁芯被吸引上移，推动顶杆和活塞上移，通路与储风缸压力空气连通。
（二）中继阀它上部是给排阀，下部是腔室。
城轨车辆控制系统—EP2002制动系统的优缺点
3 无直观的故障显示代码
• 常规制动控制系统中的制动电子控制单元 BECU安装在车上电器柜内，可以提供4位 数字的故障代码显示，有利于工作人员查找 故障；
防滑控制和制动控制系统
EP2002制动控制系统的优点
防滑控制和制动控制系统
2
缩短了制动响应时间
根据克诺尔的试验数据，EP2002制 动控制系统的响应时间比常规制动 控制系统的响应时间缩短约0.2s。
3
提高了制动精确度
常规制动控制系统的精确度约为 ±0.2bar；而EP2002制动控制系统 提供给制动缸制动力的精确度可以 达到±0.15bar。
• 而EP2002制动控制系统没有直观的数字故 障代码显示功能，工作人员只能通过专用软 件才能查找故障。
防滑控制和制动控制系统
EP2002制动控制系统的优点
7
维护工作量小
EP2002制动控制系统部件集 成化程度较高，需要维护的部 件较少，大修期从常规制动控 制系统规定的6年提高到9年。
防滑控制和制动控制系统
8
缩短了安装和调试时间
EP2002制动控制系统的优点
防滑控制和制动控制系统
降低总体成本。
9
EP2002制动控制系统的产品价格基本与常规制动控制系统价格相同；但是由 于缩短了安装和调试时间以及后期维护费用降低等原因，EP2002制动控制系
统的总体成本将低于常规制动控制系统。
可以根据每个转向架的载荷压力调整施加在其控制的转向架上的制动力，比常 规制动控制单元以每节车载荷压力进行制动力控制更加精确和优化。
10
城轨交通车辆制动系统
课题一 概述
课题目标
（1）了解城轨交通车辆制动系统的发展。 （2）掌握列车制动的基本概念。 （3）理解制动系统的设计要求。
概述
城市轨道交通特点
站距较短
调速与停车较频繁
车重较大
启动、制动时间短
载荷波动较大
一、基本概念 制动的本质
从能量的角度看，制动的实质就是列车动能的耗散或转移。
列车减速或停车
一、基本概念 制动的作用
使运行的动车组能迅速减速直至停车 控制动车组在下坡道上运行的速度 避免停放的车辆因重力或风力作用而溜走
一、基本概念
制动：人为地通过制动装置使车辆减速或阻止其加速的过程。 制动力：是使车辆减速或阻止其加速的外力。 制动机：产生并控制制动力的装置。 缓解：对已经施行的列车，解除或减弱其制动作用 列车制动装置：在城轨交通车辆中产生制动力，使列车减速、 停车的一套机械、电气装置，一般将其机械装置称为基础制动 装置，而将其电气控制的部分称为制动机。
三、城轨交通车辆制动系统的发展
四个阶段：
早期的人工制动系统时代 （1881年－20世纪初期）
单一空气制动系统时代
（20世纪初期－20世纪30年代）
早期电磁空气制动系统时代 （20世纪30年代－20世纪中期）
现代微机控制电气指令式制动系统时代 （20世纪中期至今）
概述
看图思考：
甲
制动力大小对列车
速度的影响
单元导入
制动系统对城市轨道交通车辆的安全、正点起着决定性作用， 一直是车辆系统设计的关键技术和热点问题。了解和掌握制动 系统的基本构成和关键技术对制动系统的正确运用和保养维修 有着举足轻重的作用。
列车最高运行速度与什么相关？
单元导入
制动系统即为“刹车”。在遇到紧急情况时，司机通过控制手柄能使列车在 高速运行状态时停下来。“红小梦”在制动中尝试电制动能源回馈方式，把 制动产生的能量转换为电能反馈至电网中。请查询，地铁列车那么长，司机 是怎样停的又稳又准的呢？
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。
城轨车辆制动系统
第一章制动系统概述1.1 制动系统日常生活中，任何运输工具都离不开制动系统。
小到自行车，大到航天飞机，制动系统都起着保证运输安全的重要作用。
对于城轨运输来讲，列车的运行过程包括牵引、惰性和制动三个基本工况，而制动工况的顺利实施关键在于制动系统的有效、可靠地工作。
那么什么是制动系统？它包括那些部分组成呢？所谓制动是指能够人为地产生列车减速并控制这个力的大小，从而控制列车减速或阻止它加速的过程。
对于城市轨道交通车辆来说，为了使运行着的电动车组能迅速地减速或停车，必须对它实施制动；为了阻止电动车组在下坡道路上运行时由于电动车组的重力作用导致电动车组迅速增加，也需要对它实施制动；同时为避免停放的车辆因重力作用或风力吹动而溜走，亦需要对它实施停放制动。
制动过程中必须具备的两个基本条件：（1）实现能量转换。
（2）控制能量转换。
为了能实施制动，需要在城轨车辆上安装一整套零部件组成的一个完整的制动系统装置。
它包括两个部分：制动控制系统和制动执行系统。
制动控制系统由制动信号发生与传输装置和制动控制装置组成。
制动执行系统通常称为基础制动装置，有闸瓦制动和盘形制动等。
1.2 国内外的制动系统目前，我国城轨车辆制动系统主要分为国内和国外产品，国内制动系统为铁道科学研究院机车车辆研究所所研制的制动系统，国外制动系统主要包括德国的KNORR制动系统、日本NABTESCO制动系统和英国WESTINGHOUSE制动系统。
以上均属于当今主型的模拟式直通电空制动系统，具有反应快速、操纵灵活。
一、国产制动系统由铁道科学研究院机车车辆研究所所研制的国产制动系统，已成功运用于各城市的地铁车辆中，如天津滨海线所采用的制动系统。
该系统采用微机控制的模拟式电－空制动系统，制动控制系统采用车控方式，即每辆车都配有一套电空制动控制装置(EBCU)，空气簧压力取自前后转向架各1点，将其平均后进行控制，EBCU内设有监控终端，具有自诊断和故障记录功能。
城轨车辆常见制动系统—KBWB制动系统
二 列车制动力分配
KBWB型制动控制系统
上海明珠线AC03型列车采用的是“拖车空气制动滞后控制”（分散 式滞后充气制动控制）。这种控制方法是：拖车所需制动力由动车的电 制动承担，根据空电联合制动运算，不足部分也由动车的空气制动力先 补充，最后才使用拖车的空气制动。列车制动开始，首先由全部动车进 行电制动，如果动车电制动力不能满足制动减速度的要求，那么动车上 的空气制动先进行补充。但动车空气制动的补充受到该车载重的限制， 因为电制动力的设定不能超过空气制动力的黏着限制，而空气制动力的 黏着限制比电制动的期望黏着系数低得多。
KBWB型制动控制系统消磁,压
缩空气向制动缸充气,通气电 磁阀C加电励磁,阀板处于右侧, 压力空气经进气口进入通气电 磁阀C内,作用于膜板通气阀1 上,推动膜板通气阀1下移,关闭 进气口与输出口1的通路,此时, 处于保压状态。
KBWB型制动控制系统
一 空气制动单元BCU
KBWB型制动控制系统
二、称重阀
（1）作用：称重阀又称空重车调整阀，是接收来自空气弹簧的压力 (车辆载荷信号)，限制BCU的空气压力输出，是一种混合压力限制装置。
（2）动作时间：常用制动时不起作用；紧急制动时起作用。 空气弹簧破损等原因造成无压力输出时，无论车辆处于哪种工况，称 重阀均认为车辆在超载工况下，BCU控制列车施加紧急制动。
一 空气制动单元BCU
(3)排气 排气电磁阀A加电励
磁，阀板处于右侧，原先 输出口1的压力反过来克服 弹簧的向下压力，顶开排 气阀，使输出口的空气从 排气口出去。排气阀上部 压力经A排入大气。
KBWB型制动控制系统
一 空气制动单元BCU
由于通气电磁阀C 加电励磁,阀板处于右 侧，压力空气经进气口、 通气电磁阀C进入膜板 通气阀1上部，推动膜 板通气阀1下移，关闭 进气口与输出口的空气 压力。
城轨交通车辆典型制动系统介绍
典型制动系统介绍
1 EP2002制动系统
1.EP2002制动系统的组成
EP2002阀的核心部件是三个机电一体化的电磁阀，即智能阀（ smart valve）、远程输入/输出阀（RIO valve）和网关阀（gateway valve）。智能阀是机电一体化的产品，包括一个安装在气阀上的电子控 制部件。智能阀产生电控制动信号直接控制气阀，对转向架的电控制动 和车轮滑行进行控制。RIO阀除具有智能阀的所有功能外，还可以通过硬 线与其控制的转向架上的牵引控制单元进行通信，使电制动和空气制动 协调工作。网关阀除具有RIO阀的功能外，还具有制动管理的功能。
典型制动系统介绍
1 பைடு நூலகம்P2002制动系统
3.EP2002制动系统的缺点
EP2002制动系统的缺点如下： （1）关键部件维修难度大。EP2002阀的技术含量高且集成化程度高 ,出现故障时,基本上都需要将整个阀送回制造厂家进行维修,维修周期长。 （2）互换性差。阀出现故障,只能够用相同类型的阀进行更换。 （3）无直观的故障显示代码。没有直观的数字故障代码显示功能,工 作人员只能通过专用软件才能查找故障，这便加大了故障处理的难度。
典型制动系统介绍
1 EP2002制动系统
2.EP2002制动系统的优点
(9)总体成本降低。EP2002制动控制系统的产品价格基本与常 规制动控制系统的产品价格相同。但是使用EP2002制动控制系统, 电气线路、大部分分散部件及管路几乎消失。同时由于安装和调试 时间缩短、后期维护费用降低等原因,制动控制系统的总体成本将低 于一般制动控制系统的总体成本。
典型制动系统介绍
图5-9 国内某地铁车辆的EP2002制动系统的基础制动装置的分布
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安全和顺畅，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基本原理、组成部分和运行方式。
2. 制动系统的基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。
制动系统的基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. 制动系统的组成部分城市轨道交通的制动系统一般由以下几个主要组成部分构成：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合适速度的装置。
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。
城市轨道交通车辆制动系统
城市轨道交通车辆制动系统1. 背景介绍城市轨道交通作为一种重要的公共交通工具，在现代城市中扮演着至关重要的角色。
为了确保城市轨道交通的安全性和可靠性，车辆制动系统是不可或缺的重要组成部分。
本文将对城市轨道交通车辆制动系统的原理、结构和功能进行详细介绍。
2. 制动系统的原理城市轨道交通车辆制动系统的原理是通过施加力量来减速或停止车辆运动。
在制动系统中，力量通常是由制动装置产生的。
制动力可以通过以下几种方式产生：2.1 机械制动力机械制动力是通过机械装置施加力来产生的。
常见的机械制动装置有摩擦制动器和齿轮制动器。
摩擦制动器通过增加两个物体之间的摩擦力来产生制动力，而齿轮制动器则通过齿轮之间的相互作用力来产生制动力。
2.2 液压制动力液压制动力是通过液压装置施加压力来产生的。
液压制动系统由液压液、液压泵、液压缸和制动器组成。
当驾驶员踩下制动踏板时，液压泵将液压液送入液压缸中，产生压力，将制动器施加在车轮上，实现制动功能。
2.3 电子制动力电子制动力是通过电子装置生成电信号来产生的。
电子制动系统使用信号传感器来检测车辆的速度和制动需求，并将信号传输给电子控制单元。
电子控制单元根据接收到的信号来控制电动机或电磁阀产生制动力。
3. 制动系统的结构城市轨道交通车辆制动系统通常包括以下几个组件：3.1 制动器制动器是车辆制动系统的核心部件，用于产生制动力并将其传递到车轮上。
常见的制动器包括摩擦制动器、齿轮制动器和电子制动器。
3.2 控制系统控制系统用于监测车辆的制动需求，并控制制动器的工作。
控制系统可以是机械、液压或电子控制系统，具体取决于车辆制动系统的类型和设计。
3.3 辅助系统辅助系统包括供电系统、供油系统和供气系统等。
供电系统为制动器和控制系统提供所需的电力，供油系统为液压制动系统提供液压液，供气系统为空气制动系统提供压力。
3.4 监测系统监测系统用于检测车辆的制动状态和性能。
通常包括制动压力传感器、车速传感器和制动温度传感器等。
城轨交通车辆制动系统—EP2002制动系统
四、EP2002制动系统的应用
由于EP2002制动控制系统与常规的制动系统相比有比较 突出的优点，目前已经在国内许多新建造的城轨交通车辆中获 得了广泛的应用。比如西安地铁1号线、广州地铁3号线、上海 6辆编组改8辆编组列车已采用这种制动方式，并取得了良好的 效果，其中广州地铁3号线是世界上第一个在地铁车辆上使用 EP2002制动系统的城轨车辆项目。随着EP2002制动系统技术 的不断改进，它将更广泛应用于北京、天津、南京、上海、深 圳等城市的地铁车辆上。
EP2002将制动控制和制动管理电子设备以及常用制动（SB）气 动阀、紧急制动（EB）气动阀和车轮防滑保护装置（WSP）气动阀 都集成在各转向架（EP2002网关阀、RIO阀及智能阀）的机电设备 集成包中。气动系统可以通过一个中心点向各个EP2002阀门供风或 从各处向阀门供风。
整个EP2002制动系统包括空气压缩机、空气干燥塔、大小储风 缸、控制单元和检测点，均采用模块化设计。EP2002制动系统的主 要特点可概括为结构紧凑、质量轻，安装方式多样，使用维护方便 。
图5-23广州地铁3号线地铁车辆采用 EP2002制动系统的动车气路原理
B00—制动控制模块; B10—转向架空 气制动切除塞门; P04—汽笛;
W01—解钩电磁阀; W03—截断塞门
5-23
一、EP2002制动系统的组成
如
图
5.EP2002制动系统的基础制动装置 如图5 24所示为国内某地铁车辆的 EP2002制动系统的基础制动装置的分布。 由图可知，EP2002基础制动装置由每轴3 个制动盘组成，以保证制动作用的可靠性。 图5 24国内某地铁车辆的EP2002制 动系统的基础制动装置的分布
一、EP2002制动系统的组成
城市轨道交通系统制动概述ppt课件
所以，制动装置的重要作用在于：一方面使列车在任何 情况下减速或停车，确保行车安全；另一方面也是提高列 车运行速度，提高牵引重量，即提高轨道交通运输能力的 重要手段。从安全的目的出发，一般列车的制动功率要比 驱动功率大5～10倍。列车的制动能量和速度成平方关系， 时速200km/h～300k/h动车组的制动能量是普通列车的4～ 9倍，可见，能力强大的制动装置对于保证列车高速、重载、 安全运行有着至关重要的意义。衡量一个国家的轨道交通 运输水平，首先要看能制造多大牵引力的机车，但牵引与 制动是互相促进的，无先进的制动技术就没有现代化的轨 道交通运输。
6
3．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。
1.掌握制动系统的基本概念 2.掌握车辆制动系统的分类 3.了解制动系统应具有的基本要求
1
一.基本概念
1．列车制动系统和列车制动装置 为使列车能实施制动和缓解而安装于列车 上的一整套装置，总称为“列车制动装置”， 有时，“制动”与“制动装置”均简称为 “闸”，实施制动简称为“上闸”，亦可简称 为“下闸”，使制动得到缓解简称为“松闸”。 现代轨道交通车辆的制动系统是由动力制动系 统和空气制动系统及指令和通信网络系统三部 分组成的。
三是以上海3号线、5号线为代表的原英国 Westinghouse 公司的微机控制直通电空制动系统。系统 按整车模块化原则设计，集成度较高。它将微机制动控制 单元、气制动控制单元、风缸、风源等除必须安置在转向 架附近的部件外，全部在一个安装架上集成安装，方便运 用维护。该系统同样采用PWM信号传递制动指令，为模拟 式制动系统。EP转换采用4个开关电磁阀闭环控制的方法。
城轨及高速动车组制动系统介绍
汇报人：文小库
2024-01-18
CONTENTS
• 引言 • 城轨制动系统介绍 • 高速动车组制动系统介绍 • 城轨及高速动车组制动系统的
比较与展望
01
引言
城轨及高速动车组的概述
城轨
城市轨道交通系统，包括地铁、轻轨 、单轨等，具有载客量大、运行速度 快、安全可靠、环保舒适等特点，是 城市公共交通的重要组成部分。
城轨制动系统与高速动车组制动系统在 技术要求、系统结构、性能参数等方面 存在较大差异。
适用于高速铁路系统，主要在广域范围 内运行，时速较高，一般在200-350公 里/小时。
适用于城市轨道交通系统，主要在城市 区域内运行，时速较低，一般在80-120 公里/小时。
高速动车组制动系统
城轨及高速动车组制动系统的发展趋势
城轨制动系统发展趋势
提高制动系统的安全性和可靠性，采用更加智能化的控制策略，实现快速、准确的 制动控制。
高速动车组制动系统发展趋势
城轨及高速动车组制动系统的发展趋势
追求更高的制动性能和更短的制动距离，采用更加环保的制动方式，如再生制动和电空混合 制动。
未来城轨及高速动车组制动系统的展望
未来城轨及高速动车组制动系统将朝着更加智能化、高效化、环保化的方向发展，采用更加 先进的控制技术和材料，提高制动系统的性能和可靠性，为人们的出行提供更加安全、舒适 、便捷的服务。
谢谢您的聆听
THANKS
高速动车组制动系统的响应时间要短，以 确保列车在紧急情况下能够迅速停车。
高精度控制
智能化控制
高速动车组制动系统的控制精度要高，以 确保列车在制动过程中的平稳性和舒适性 。
高速动车组制动系统需要具备智能化控制 功能，能够根据列车运行状态和环境因素 自动调整制动力的输出。
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单元制动 缸气压
总风管气压
二、制动控制系统
制动控制系统接受司机或ATO/ATP给出的制动指令，产生、传递制动信号， 并对各种制动方式进行制动力分配、协调，从而控制车辆的制动和缓解。
制动控制系统包括: 电子制动控制单元（EBCU） 空气制动控制单元（BCU） 电气指令制动控制单元
二、制动控制系统
电子制动控制单元（EBCU） EBCU包括微机制动控制及车轮防滑保护电子单元，它是气制动控制系 统的核心部分。通过多功能列车总线（MVB）接收各种与制动有关的信 号（制动指令信号、电制动实际值信号、载荷信号等），由EBCU的主 板MB（相当于CPU)根据所接收的信号计算出当时所需要的制动力值， 并将其传送给气制动控制单元(BCU)。 EBCU还实时监控每个轮对的速度，所需要的轮对速度的实际值由速度 传感器获得，速度信号传至EBCU，EBCU对各轮对的速度差和减速度进 行监测。
三、基础制动装置
基础制动装置也称为制动执行装置，是指用于传送制动原动力并产生制动力 的部分。目前城市轨道交通车辆采用最为广泛的是闸瓦制动和盘形制动。
闸瓦制动装置
三、基础制动装置
车轮踏面
闸瓦
闸瓦制动装置的摩擦副为车轮踏面和闸瓦
三、基础制动装置
车轮踏面
闸瓦
制动时，闸瓦在推力作用下贴靠车轮踏面产生摩擦力
三、基础制动装置
PC7Y型单元制动缸
PC7YF型单元制动缸
三、基础制动装置
（带停放）基础制动单元
（不带停放）基础制动单元
三、基础制动装置
盘形制动装置
制动盘 闸片 制动夹钳 盘形制动装置的摩擦副为制动盘和闸片 制动时，夹钳带动闸片夹紧制动盘产生制动力
三、基础制动装置
（a） 轴盘式
（b）轮盘式
1-轮对 2-制动盘 3-单元制动缸 4-制动夹钳 5-牵引电机
三、基础制动装置
压缩空气
制动缸
车轮踏面
闸瓦
制动缸将压缩空气转变为活塞杆推力，传给闸瓦
三、基础制动装置
闸瓦间隙调整器 压缩空气
制动缸
车轮踏面
闸瓦
制动单元装置中还装有间隙调整器 自动调整闸瓦磨耗后过大的间隙，使之在规定范围内
三、基础制动装置
闸瓦间隙调整器 压缩空气
制动缸
车轮踏面
闸瓦
闸瓦间隙调整器是单作用式的 在更换闸瓦使间隙过小时，只能手动调节
三、基础制动装置
三、基础制动装置
三、基础制动装置
制动控制系统
常州地铁１号线空气制动系统采用海泰公司自主研发设计的EPCD型车控制动系统， 该系统能在司机控制器或ATO的控制下对列车进行阶段或一次性的制动与缓解。
地方链接
请认真阅读地方链接，回答以下问题：
1、常州地铁在额定载员情况下，在平直干燥的线路上，车轮半磨耗状 态，列车从最高运行速度80km/h制动到停车，平均减速度是多少？
二、制动控制系统
我国城轨车辆选用的进口制动系统，包括日本Nabtesco 制动系统、德国Knorr制动系统、英国Westinghouse制动系统 和法国SABWABCO(FAIVELEY)制动系统。
目前，我国较为先进的制动系统是我国铁道科学研究院 研制的EP09型制动系统，该制动系统采用架控方式的微机控 制模拟直通式电空制动系统，每辆车都配有两套电空制动控 制模块。
每列车有两套风源系统，安装于列 车底架，互为备用。
一、风源系统
主空气压缩机组
主空气压缩机组包括空气压缩机和驱动电机。两者通过联轴节连接。空气 压缩机有活塞式和螺杆式两种，由于螺杆式空气压缩机具有可靠性高、操 作维护方便、动力平衡好、适应性强等特点，被广泛应用于列车制动风源 系统。
一、风源系统
螺杆空气压缩机的螺杆组由两个互相啮合 的螺旋形转子（或螺杆）组成，通常把节 圆外具有凸齿的转子称为阳转子（或阳螺 杆）；把节圆内具有凹齿的转子称为阴转 子（或阴螺杆）。阴、阳转子具有非对称 的啮合型面，平行安装在一个铸铁壳体内 作回转运动。
列车制动系统
风源系统 制动控制系统 基础制动装置
制动系统的组成
风源系统提供空气 制动所需的压缩空 气；
制动控制系统接收 制动指令，控制、 协调制动的施加和 缓解；
基础制动装置动作 产生制动效果。
一、风源系统
风源系统是向列车制动系统、列车 辅助用风设备提供所需高质量、洁 净、干燥、稳定的压缩空气。风源 系统包括主空气压缩机组、空气干 燥器、风缸、安全阀等。
课题二 制动系统的组成
课题目标
（1）掌握城轨交通车辆制动系统的组成。 （2）掌握风源系统的组成。 （3）了解螺杆式空气压缩机的结构及工作原理。 （4）理解制动控制系统的作用。 （5）掌握基础制动装置的工作原理。
制动系统的组成
列车制动系统
为了能施行制动或缓解制动，在列车上安装一整套完整可 操纵并能进行控制和执行的系统。
空压机启动装置
总风管的压力通过截断塞门进入空压机启动装置。空压机启动装置内的压力 开关将压缩空气的压力信号转化为电信号，实现对空压机的控制。
安全阀
当总风压力升至950+95kPa时，安全阀阀 口应开启排风，总风压力降至950-95kPa 之前，安全阀阀口关闭。
一、风源系统
双针压力表
在司机台上安装双针压力表。双针压力表的一个指针指示总风管压缩空气压 力；另一个指针指示头车通向一位端转向架上单元制动缸的制动压力。
吸气
空气
排气
油气混合物 （通向油气分离器）
一、风源系统
螺杆空气压缩机
一、风源系统
螺杆空气压缩机
一个工作循环示意图 (a) 吸气过程 (b) 压缩过程 (c) 压缩终了 (d) 排气过程
一、风源系统
膜式空气干燥器
压缩空气在膜式 空气干燥器内进 行净化、干燥处 理，达到所要求 的空气质量。
一、风源系统
二、制动控制系统
空气制动控制单元（BCU） 空气制动控制单元是以压力空气为制动信号和制动力控制介质的制动控 制系统。司机发出的制动指令是靠制动管内的空气压力变化来传递的， 指令传递速度受空气波速的限制，也就是说其极限速度在330m/s左右。
二、制动控制系统
电气指令制动控制单元 电气指令制动控制单元是以电气信号传递制动信号的制动控制系统。 采用电气指令可以使列车制动、缓解迅速、停车平稳无冲动，缩短制动 距离。按指令方式分类，电气指令制动控制系统分为数字式电气指令制 动控制系统和模拟式电气指令制动控制系统。 城市轨道交通车辆采用脉冲宽度调制的模拟式电气指令制动控制系统， 是目前较为先进的列车制动控制系统。