城市轨道交通列车牵引与操纵第三章 列车制动力
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第三章 列车制动力
一、教学重点： 1. 制动力概述：制动系统在城市轨道车辆运行中的 重要意义；电客车制动力概念；制动方式。 2. 制动力的产生过程及计算：闸瓦制动力的产生和 计算；动力制动制动力的产生和计算；制动力的传 递。 3. 闸瓦摩擦系数及其影响因素，制动滑行的原因、 危害、制动力的限制；自动防滑装置。 4. 轴制动率和停放制动
轴盘式
这两种制动是最直观的轮轨粘着制动，属 于摩擦制动。盘形制动是有数字式电控制 动系统或电子模拟式无级制动系统控制压 缩空气，对盘形制动器实施制动或缓解。
闸瓦制动
盘形制动
非粘制动简介——磁轨制动和涡流制动
磁轨制动是通过将车辆转向架上的磁铁吸附在轨道 上并使车辆在轨道上滑行产生的制动。由于磁轨制 动时，电磁铁与钢轨间的摩擦系数远远大于滚动摩 擦系数，因此，其摩擦力数倍于滚动摩擦力，其制 动效率也远大于闸瓦和闸盘。 涡流制动则是将电磁铁落至距轨面7—10 mm处， 电磁铁与钢轨间的相对运动引起电涡流作用形成制 动力。 这两种方式称为电磁制动，其最大的优点是产生的 制动力不受轮轨间的粘着条件限制。磁轨制动的不 足之处是,其制动力的产生和消失都很突然,这种制 动和缓解作用的突发性使其更适合作为辅助性紧急 制动装置。
二、列车制动力： 由列车制动装置产生的，与列车运动 方向相反，司机可以控制和调节其大小 的外力，称为列车制动力。 提问： 列车制动力与列车运行阻力有何异同？
三、制动能力与制动功率 1）制动能力：电客车的制动能力是指制动系统 能使其在规定的制动距离内安全停车的能力。 2）紧急制动距离：从司机施加紧急制动开始到 列车完全停车时止，列车所走行的全制动距离。 按照城市轨道车辆的运行规程，要求电客车在非 常情况下的制动距离（称紧急制动距离）不超过 某一规定值。例如地铁规定的紧急制动距离一般 为180m。 3）制动功率：制动系统转移动能的能力称为制 动功率。在一定的制动距离条件下，电客车的制 动功率是其速度的三次函数，即P=f(V3)。所以， 电动车组的制动功率要比驱动功率大5倍～10倍。
非粘制动简介
准高速、高速铁路及新型城市轨道车辆——采用 非粘着制动(例如：磁轨制动、轨道涡流制动等) 来作为辅助紧急制动系统。 - 只靠轮轨粘着制动达不到所要求的制动减速度；
- 在下雨下雪等恶劣天气下，紧急制动时，磁轨 制动可以改善粘着；
- 可以缓解制动盘的负荷，可以防止制动盘的热 裂。
4、制动装置 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。 制动执行系统通常为基础制动装置，有闸 瓦制动与盘形制动等。
2、再生制动 当发生常用制动时，电动机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。再生制动取决于 接触网的接收能力，亦即取决于网压高低和负载 利用能力。这种方式既能节约能源，又减少制动 时对环境的污染，并且基本上无磨耗，因此是一 种较为理想的制动方式。目前，地铁车辆普遍采 用这种制动方式。
源自文库
（3）新型的城市轨道交通车辆，应具有动力制动与摩擦 制动的联合制动能力。在正常制动过程中，优先使用动力 制动，以减少对城市环境的污染和降低运行成本。 （4）车辆应具有载荷校正能力，能根据乘客载荷的变化 自动调节制动力，使车辆制动率保持恒定，以减小列车冲 动，保证乘客乘坐的舒适性。 （5）具有紧急制动性能，遇到紧急情况时，能使电客车 在规定距离内安全停车。紧急制动作用除可由司机操纵外， 必要时还可由行车有关人员利用紧急按钮（紧急阀）进行 操纵。 （6）电客车在运行中发生诸如列车分离、制动系统故障 等危急行车安全的事故时，应能自动实施紧急制动。
四、城市轨道交通车辆的制动系统应满足的条件
城市轨道交通的站距较短，因此电客车的调速 及停车都比较频繁。为了提高运行速度，尤其是对 高架有轨交通车辆和地铁列车，必须使其启动快、 制动距离短。同时城市轨道交通车辆的旅客上下波 动较大，对车辆载重有较大的影响。针对这些特点， 城市轨道交通车辆的制动系统应满足以下条件： （1）操纵灵活，制动减速快，动作灵敏可靠，车 组前后车辆制动、缓解作用一致。 （2）具有足够的制动能力，能保证电客车在规定 的制动距离内停车。在长大下坡道上运行时，其制 动力不会衰减。
二、考核内容： 1、列车制动力的基本概念。
2、列车制动受轮轨粘着力的限制。
3、列车制动制动的操纵方式。
第一节 制动力概述 一、制动系统在城市轨道车辆运行中的重要 意义 1 、制动 制动：人为地使运动物体减速或阻止其加速 叫做制动。 2、制动的意义 是提高载重和运行速度的前提条件； 是列车运行安全和正点的重要保证。
五、制动分类 按照列车不同运行速度及制动安全的需要， 将制动系统分为两大类：空气（摩擦）制动和 电制动。 （一）空气（摩擦）制动 1、作用 1）是电制动的补充； 2）可以施加紧急制动； 3）没有电制动或电制动故障时可以满足列车 对制动力的需要。
2、空气（摩擦）制动分类 闸瓦制动 轮盘式 盘形制动
非粘制动简介——磁轨制动和涡流制动
（二） 动力制动
1、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 在制动电阻上，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）。制动电阻上的热能靠强迫通风而 散于大气中。电阻制动能提供较稳定的制动 力，能单独满足常用制动的要求。
3、 粘着与非粘着制动 粘着制动：粘着制动的制动能力来自轮轨的 粘着力，因此粘着力的大小也成为制动能 力的限制。粘着制动主要有闸瓦制动、盘 形制动和动力制动以及电空混合制动等形 式。 非粘着制动：与粘着制动的制动原理不同,是 比较新型的制动方式，制动能力不受粘着 制动力的限制，主要有涡流轨道制动、磁 轨制动以及气动力制动(翼板制动)。
一、教学重点： 1. 制动力概述：制动系统在城市轨道车辆运行中的 重要意义；电客车制动力概念；制动方式。 2. 制动力的产生过程及计算：闸瓦制动力的产生和 计算；动力制动制动力的产生和计算；制动力的传 递。 3. 闸瓦摩擦系数及其影响因素，制动滑行的原因、 危害、制动力的限制；自动防滑装置。 4. 轴制动率和停放制动
轴盘式
这两种制动是最直观的轮轨粘着制动，属 于摩擦制动。盘形制动是有数字式电控制 动系统或电子模拟式无级制动系统控制压 缩空气，对盘形制动器实施制动或缓解。
闸瓦制动
盘形制动
非粘制动简介——磁轨制动和涡流制动
磁轨制动是通过将车辆转向架上的磁铁吸附在轨道 上并使车辆在轨道上滑行产生的制动。由于磁轨制 动时，电磁铁与钢轨间的摩擦系数远远大于滚动摩 擦系数，因此，其摩擦力数倍于滚动摩擦力，其制 动效率也远大于闸瓦和闸盘。 涡流制动则是将电磁铁落至距轨面7—10 mm处， 电磁铁与钢轨间的相对运动引起电涡流作用形成制 动力。 这两种方式称为电磁制动，其最大的优点是产生的 制动力不受轮轨间的粘着条件限制。磁轨制动的不 足之处是,其制动力的产生和消失都很突然,这种制 动和缓解作用的突发性使其更适合作为辅助性紧急 制动装置。
二、列车制动力： 由列车制动装置产生的，与列车运动 方向相反，司机可以控制和调节其大小 的外力，称为列车制动力。 提问： 列车制动力与列车运行阻力有何异同？
三、制动能力与制动功率 1）制动能力：电客车的制动能力是指制动系统 能使其在规定的制动距离内安全停车的能力。 2）紧急制动距离：从司机施加紧急制动开始到 列车完全停车时止，列车所走行的全制动距离。 按照城市轨道车辆的运行规程，要求电客车在非 常情况下的制动距离（称紧急制动距离）不超过 某一规定值。例如地铁规定的紧急制动距离一般 为180m。 3）制动功率：制动系统转移动能的能力称为制 动功率。在一定的制动距离条件下，电客车的制 动功率是其速度的三次函数，即P=f(V3)。所以， 电动车组的制动功率要比驱动功率大5倍～10倍。
非粘制动简介
准高速、高速铁路及新型城市轨道车辆——采用 非粘着制动(例如：磁轨制动、轨道涡流制动等) 来作为辅助紧急制动系统。 - 只靠轮轨粘着制动达不到所要求的制动减速度；
- 在下雨下雪等恶劣天气下，紧急制动时，磁轨 制动可以改善粘着；
- 可以缓解制动盘的负荷，可以防止制动盘的热 裂。
4、制动装置 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。 制动执行系统通常为基础制动装置，有闸 瓦制动与盘形制动等。
2、再生制动 当发生常用制动时，电动机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。再生制动取决于 接触网的接收能力，亦即取决于网压高低和负载 利用能力。这种方式既能节约能源，又减少制动 时对环境的污染，并且基本上无磨耗，因此是一 种较为理想的制动方式。目前，地铁车辆普遍采 用这种制动方式。
源自文库
（3）新型的城市轨道交通车辆，应具有动力制动与摩擦 制动的联合制动能力。在正常制动过程中，优先使用动力 制动，以减少对城市环境的污染和降低运行成本。 （4）车辆应具有载荷校正能力，能根据乘客载荷的变化 自动调节制动力，使车辆制动率保持恒定，以减小列车冲 动，保证乘客乘坐的舒适性。 （5）具有紧急制动性能，遇到紧急情况时，能使电客车 在规定距离内安全停车。紧急制动作用除可由司机操纵外， 必要时还可由行车有关人员利用紧急按钮（紧急阀）进行 操纵。 （6）电客车在运行中发生诸如列车分离、制动系统故障 等危急行车安全的事故时，应能自动实施紧急制动。
四、城市轨道交通车辆的制动系统应满足的条件
城市轨道交通的站距较短，因此电客车的调速 及停车都比较频繁。为了提高运行速度，尤其是对 高架有轨交通车辆和地铁列车，必须使其启动快、 制动距离短。同时城市轨道交通车辆的旅客上下波 动较大，对车辆载重有较大的影响。针对这些特点， 城市轨道交通车辆的制动系统应满足以下条件： （1）操纵灵活，制动减速快，动作灵敏可靠，车 组前后车辆制动、缓解作用一致。 （2）具有足够的制动能力，能保证电客车在规定 的制动距离内停车。在长大下坡道上运行时，其制 动力不会衰减。
二、考核内容： 1、列车制动力的基本概念。
2、列车制动受轮轨粘着力的限制。
3、列车制动制动的操纵方式。
第一节 制动力概述 一、制动系统在城市轨道车辆运行中的重要 意义 1 、制动 制动：人为地使运动物体减速或阻止其加速 叫做制动。 2、制动的意义 是提高载重和运行速度的前提条件； 是列车运行安全和正点的重要保证。
五、制动分类 按照列车不同运行速度及制动安全的需要， 将制动系统分为两大类：空气（摩擦）制动和 电制动。 （一）空气（摩擦）制动 1、作用 1）是电制动的补充； 2）可以施加紧急制动； 3）没有电制动或电制动故障时可以满足列车 对制动力的需要。
2、空气（摩擦）制动分类 闸瓦制动 轮盘式 盘形制动
非粘制动简介——磁轨制动和涡流制动
（二） 动力制动
1、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 在制动电阻上，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）。制动电阻上的热能靠强迫通风而 散于大气中。电阻制动能提供较稳定的制动 力，能单独满足常用制动的要求。
3、 粘着与非粘着制动 粘着制动：粘着制动的制动能力来自轮轨的 粘着力，因此粘着力的大小也成为制动能 力的限制。粘着制动主要有闸瓦制动、盘 形制动和动力制动以及电空混合制动等形 式。 非粘着制动：与粘着制动的制动原理不同,是 比较新型的制动方式，制动能力不受粘着 制动力的限制，主要有涡流轨道制动、磁 轨制动以及气动力制动(翼板制动)。