2.17高速列车制动技术及标准体系
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Braking - Static brake testing
Braking systems of high speed trains – Part 1: Requirements and definitions
Braking systems of high speed trains – Part 2: Test methods
Methods for calculation of stopping and slowing distances and immobilisation braking - Part 2: Step by step calculation for train sets or single vehicles
•中国和欧洲的响应时间定义不同； •中国的响应时间指标大大短于欧洲；
EN 标准中制动系统的标准体系情况
EN 标准中制动系统的标准体系情况
列车级 /系统级:
子系统/部件级:
EN 14198:2004
EN 15179:2007 EN 13452-1:2003 EN 14531-1:2005
EN 14478:2005 EN 13452-2:2003 EN 14531-6:2009
Brake indicators – Part 1: Pneumatically operated brake indicators
Braking – Distributor valves and distributor-isolating devices
Braking – Relay valves
同步性能
直通电空制动 间接电空制动
通过BP救援 好 装置实现
满足
较好
直通+间接电空 满足
好
制动
响应时间 短
较短 短
二、世界高速铁路制动系统主要标准体系 1.EN标准体系中的制动技术； 2.UIC标准体系中的制动技术； 3.ISO标准体系中的制动技术； 4. JIS标准体系中的制动技术；
1. EN标准中的制动系统技术 TSI的有关情况 TSI的背景、目的、标准基础和范围； TSI对制动系统的要求；
Mass transit brake systems - Part 1: Performance requirements
Methods for calculation of stopping distances, slowing distances and immobilization braking - Part 1: General algorithms
Braking - Generic vocabulary
Mass transit brake systems – Part 2: Methods of test
Methods for calculation of stopping and slowing distances and immobilisation braking - Part 6: Step by step calculations for train sets or single vehicles
EN 15806:2010 EN 15734-1:2010
EN 15734-2:2009 EN 15877-1:2012 EN 15877-2:2013
Requirements for the brake system of trains hauled by a locomotive
Requirements for the brake system of coaches
Brake discs for railway rolling stock – Part 1: Brake discs pressed or shrunk onto the axle or drive shaft, dimensions and quality requirements
Brake discs for railway rolling stock - Part 2: Brake discs mounted onto the wheel, dimensions and quality requirements
prEN 15179-2 prEN 14478 rev WI 537
Braking systems of multiple unit trains - Part 1: Requirements and definitions Braking systems of multiple unit trains - Part 2: Test methods Braking - Requirements for the brake system of a train hauled by a locomotive Methods for calculation of stopping distances, slowing distances and immobilization braking - Part 1: Generic calculations
Marking on railway vehicles - Part 1: Freight wagons
Markings on railway vehicles - Part 2: External markings on coaches, motives power units, locomotives and on track machines
Braking - Brake blocks Braking - Brake pad holders Braking - Wheel slide protection Brake discs for railway rolling stock - Part 3: Brake discs, performance of the disc and the friction couple, classification Braking - Brake pads Braking - Brake block holder and brake shoe key for rail vehicles Braking - Functional and performance criteria of Electromagnetic Track Brake systems for use in railway rolling stock Braking - Brake discs for railway rolling stock - Part 1: Brake discs pressed or shrunk onto the axle or drive shaft Braking – Eddy current track brake systems Braking - Brake indicators Braking – Distributor valves and distributor-isolating devices Braking – Relay valves Braking - Braking - Brake pipe accelerator valve Braking - Empty-loaded changeover devices Braking - Automatic variable load sensing devices
Braking - Braking system of passenger coaches - Part 2: Test methods Braking - Generic vocabulary Braking – Brake performance evaluation
EN 标准中制动系统的标准体系情况
TSI对制动系统的要求 制动性能：制动距离
速度 200kph 250kph 300kph 350kph
TSI 1500m 2430m 3650mБайду номын сангаас5360m
中国 2000m 3200m 3800m 6500m
TSI对制动系统的要求 制动性能：紧急制动响应时间
TSI
≥250kph
3秒
中国铁路 1.7秒
高速列车制动技术及标准体系
杨伟君 博士 研究员
2016.02
www.rails.cn
内容 一、世界高速动车组制动系统的主要架构； 二、世界高速铁路制动系统主要标准体系；
一、世界高速动车组制动系统的主要架构
1.直通式电空制动系统 2.自动式电空制动系统 3.直通电空+自动式制动系统
一、世界高速动车组制动系统的主要架构
1.直通式电空制动系统(Direct EP)
定义：采用电气技术将总风压力调 整为目标压力并实现向制动缸充风 的制动系统。
直通式电空制动系统—单车缓解
序号 名称
1 空压机
2 总风缸
3 总风管
4 司控器
5 指令线
6 安全环
7
制动
风缸
8 止回阀
9 紧急电 磁阀
10 EBCU
11 施加电 磁阀
12 缓解电 磁阀
6 安全环
7
制动
风缸
8 止回阀
9 紧急电 磁阀
10 EBCU
11 施加电 磁阀
12 缓解电 磁阀
13 制动缸
直通式电空制动系统—列车缓解
直通式电空制动系统—列车常用制动
直通式电空制动系统—列车分离
一、世界高速动车组制动系统的主要架构
2. 自动式电空制动系统(Indirect EP)
定义：采用电气技术将总风压力调 整为列车管目标压力并实现列车管 压力控制的制动技术。
13 制动缸
直通式电空制动系统—单车常用制动
序号 名称
1 空压机
2 总风缸
3 总风管
4 司控器
5 指令线
6 安全环
7
制动
风缸
8 止回阀
9 紧急电 磁阀
10 EBCU
11 施加电 磁阀
12 缓解电 磁阀
13 制动缸
直通式电空制动系统—单车紧急制动
序号 名称
1 空压机
2 总风缸
3 总风管
4 司控器
5 指令线
Pneumatic half couplings Braking - Slack adjuster
18
EN 标准中制动系统的标准体系情况
列车级 /系统级:
prEN 16185-1 prEN 16185-2 prEN 14198 rev prEN 14531-1 rev
prEN 14531-2 rev
16
一、世界高速动车组制动系统的主要架构
3. 直通电空+自动式制动系统
安全性由UIC制动机 通过紧急制动保证； 调速和进站停车由直 通电空系统通过常用制 动来实现。 兼容性通过自动式制 动机保证 ； 欧洲新一代高速列车 均为此架构；
一、世界高速动车组制动系统的主要架构
小结：
兼容性
子系统/部件级:
prEN 16452 prEN 16451 EN 15595 rev prEN 14535-3 prEN 15328 prEN 15329 prEN 16207 prEN 14535-1 rev WI 560 EN 15220 rev EN 15355 rev EN 15611 rev EN 15612 rev EN 15624 rev EN 15625 rev
Braking - Braking - Brake pipe accelerator valve
Braking - Empty-loaded changeover devices
Braking - Wheel slide protection
Braking - Automatic variable load sensing devices
TSI的标准基础和适用范围
• 标准基础：除车钩、救援车钩、磁轨制动三 个内容引用UIC标准外，其余皆为EN标准。
见TSI 附录 J Technical specification referred to in this TSI.
TSI的标准基础和适用范围
• 地理适用范围：整个欧盟干线铁路系统！
Straight and angled end cocks for brake pipe and main reservoir pipe
Passenger alarm subsystem – Part 1: General requirements and passenger interface for the passenger emergency brake system
TSI的背景、目的、标准基础和适用范围 TSI=Technical Specification of Interoperability
• 背景：欧盟一体化在交通领域的需要； • 目的：互联互通、市场准入； • 性质：欧盟的法律！！！
互联互通 兼容性 Interoperability Compatibility
1. 分配阀 2. 制动风缸 7. 截断塞门 8. 减压阀 9. 止回阀 EPZ EP控制单元
Br 制动电磁阀 Loe 缓解电磁阀 EP EP制动控制 BP 列车管 MR 总风缸
自动式电空制动系统原理图
自动式电空制动系统—制动位
自动式电空制动系统—缓解位
18
ICE列车制动系统架构图
不同列车管系统的应用情况
EN 145351:2005
EN 145352:2011
EN 14601:2005
EN 153271:2008
EN 152201:2008 EN 15355:2008
EN 15611:2008 EN 15612:2008 EN 15624:2008 EN 15595:2009 EN 15625:2008 EN 15807:2011 EN 16241:2014
• 技术适用范围：
五大结构子系统：基础设施、牵引供电、轨 旁信号设备、机车车辆、车载信号设备。
三大功能子系统：运营和交通管理、维护、 客货运通信服务。
TSI对制动系统的要求
系统架构：除1520mm轨距车辆外，必 须采用列车管并兼容UIC自动式制动机；
制动性能：
所有制动力产生的减速度之和必须小 于2.5m/s2
Braking systems of high speed trains – Part 1: Requirements and definitions
Braking systems of high speed trains – Part 2: Test methods
Methods for calculation of stopping and slowing distances and immobilisation braking - Part 2: Step by step calculation for train sets or single vehicles
•中国和欧洲的响应时间定义不同； •中国的响应时间指标大大短于欧洲；
EN 标准中制动系统的标准体系情况
EN 标准中制动系统的标准体系情况
列车级 /系统级:
子系统/部件级:
EN 14198:2004
EN 15179:2007 EN 13452-1:2003 EN 14531-1:2005
EN 14478:2005 EN 13452-2:2003 EN 14531-6:2009
Brake indicators – Part 1: Pneumatically operated brake indicators
Braking – Distributor valves and distributor-isolating devices
Braking – Relay valves
同步性能
直通电空制动 间接电空制动
通过BP救援 好 装置实现
满足
较好
直通+间接电空 满足
好
制动
响应时间 短
较短 短
二、世界高速铁路制动系统主要标准体系 1.EN标准体系中的制动技术； 2.UIC标准体系中的制动技术； 3.ISO标准体系中的制动技术； 4. JIS标准体系中的制动技术；
1. EN标准中的制动系统技术 TSI的有关情况 TSI的背景、目的、标准基础和范围； TSI对制动系统的要求；
Mass transit brake systems - Part 1: Performance requirements
Methods for calculation of stopping distances, slowing distances and immobilization braking - Part 1: General algorithms
Braking - Generic vocabulary
Mass transit brake systems – Part 2: Methods of test
Methods for calculation of stopping and slowing distances and immobilisation braking - Part 6: Step by step calculations for train sets or single vehicles
EN 15806:2010 EN 15734-1:2010
EN 15734-2:2009 EN 15877-1:2012 EN 15877-2:2013
Requirements for the brake system of trains hauled by a locomotive
Requirements for the brake system of coaches
Brake discs for railway rolling stock – Part 1: Brake discs pressed or shrunk onto the axle or drive shaft, dimensions and quality requirements
Brake discs for railway rolling stock - Part 2: Brake discs mounted onto the wheel, dimensions and quality requirements
prEN 15179-2 prEN 14478 rev WI 537
Braking systems of multiple unit trains - Part 1: Requirements and definitions Braking systems of multiple unit trains - Part 2: Test methods Braking - Requirements for the brake system of a train hauled by a locomotive Methods for calculation of stopping distances, slowing distances and immobilization braking - Part 1: Generic calculations
Marking on railway vehicles - Part 1: Freight wagons
Markings on railway vehicles - Part 2: External markings on coaches, motives power units, locomotives and on track machines
Braking - Brake blocks Braking - Brake pad holders Braking - Wheel slide protection Brake discs for railway rolling stock - Part 3: Brake discs, performance of the disc and the friction couple, classification Braking - Brake pads Braking - Brake block holder and brake shoe key for rail vehicles Braking - Functional and performance criteria of Electromagnetic Track Brake systems for use in railway rolling stock Braking - Brake discs for railway rolling stock - Part 1: Brake discs pressed or shrunk onto the axle or drive shaft Braking – Eddy current track brake systems Braking - Brake indicators Braking – Distributor valves and distributor-isolating devices Braking – Relay valves Braking - Braking - Brake pipe accelerator valve Braking - Empty-loaded changeover devices Braking - Automatic variable load sensing devices
Braking - Braking system of passenger coaches - Part 2: Test methods Braking - Generic vocabulary Braking – Brake performance evaluation
EN 标准中制动系统的标准体系情况
TSI对制动系统的要求 制动性能：制动距离
速度 200kph 250kph 300kph 350kph
TSI 1500m 2430m 3650mБайду номын сангаас5360m
中国 2000m 3200m 3800m 6500m
TSI对制动系统的要求 制动性能：紧急制动响应时间
TSI
≥250kph
3秒
中国铁路 1.7秒
高速列车制动技术及标准体系
杨伟君 博士 研究员
2016.02
www.rails.cn
内容 一、世界高速动车组制动系统的主要架构； 二、世界高速铁路制动系统主要标准体系；
一、世界高速动车组制动系统的主要架构
1.直通式电空制动系统 2.自动式电空制动系统 3.直通电空+自动式制动系统
一、世界高速动车组制动系统的主要架构
1.直通式电空制动系统(Direct EP)
定义：采用电气技术将总风压力调 整为目标压力并实现向制动缸充风 的制动系统。
直通式电空制动系统—单车缓解
序号 名称
1 空压机
2 总风缸
3 总风管
4 司控器
5 指令线
6 安全环
7
制动
风缸
8 止回阀
9 紧急电 磁阀
10 EBCU
11 施加电 磁阀
12 缓解电 磁阀
6 安全环
7
制动
风缸
8 止回阀
9 紧急电 磁阀
10 EBCU
11 施加电 磁阀
12 缓解电 磁阀
13 制动缸
直通式电空制动系统—列车缓解
直通式电空制动系统—列车常用制动
直通式电空制动系统—列车分离
一、世界高速动车组制动系统的主要架构
2. 自动式电空制动系统(Indirect EP)
定义：采用电气技术将总风压力调 整为列车管目标压力并实现列车管 压力控制的制动技术。
13 制动缸
直通式电空制动系统—单车常用制动
序号 名称
1 空压机
2 总风缸
3 总风管
4 司控器
5 指令线
6 安全环
7
制动
风缸
8 止回阀
9 紧急电 磁阀
10 EBCU
11 施加电 磁阀
12 缓解电 磁阀
13 制动缸
直通式电空制动系统—单车紧急制动
序号 名称
1 空压机
2 总风缸
3 总风管
4 司控器
5 指令线
Pneumatic half couplings Braking - Slack adjuster
18
EN 标准中制动系统的标准体系情况
列车级 /系统级:
prEN 16185-1 prEN 16185-2 prEN 14198 rev prEN 14531-1 rev
prEN 14531-2 rev
16
一、世界高速动车组制动系统的主要架构
3. 直通电空+自动式制动系统
安全性由UIC制动机 通过紧急制动保证； 调速和进站停车由直 通电空系统通过常用制 动来实现。 兼容性通过自动式制 动机保证 ； 欧洲新一代高速列车 均为此架构；
一、世界高速动车组制动系统的主要架构
小结：
兼容性
子系统/部件级:
prEN 16452 prEN 16451 EN 15595 rev prEN 14535-3 prEN 15328 prEN 15329 prEN 16207 prEN 14535-1 rev WI 560 EN 15220 rev EN 15355 rev EN 15611 rev EN 15612 rev EN 15624 rev EN 15625 rev
Braking - Braking - Brake pipe accelerator valve
Braking - Empty-loaded changeover devices
Braking - Wheel slide protection
Braking - Automatic variable load sensing devices
TSI的标准基础和适用范围
• 标准基础：除车钩、救援车钩、磁轨制动三 个内容引用UIC标准外，其余皆为EN标准。
见TSI 附录 J Technical specification referred to in this TSI.
TSI的标准基础和适用范围
• 地理适用范围：整个欧盟干线铁路系统！
Straight and angled end cocks for brake pipe and main reservoir pipe
Passenger alarm subsystem – Part 1: General requirements and passenger interface for the passenger emergency brake system
TSI的背景、目的、标准基础和适用范围 TSI=Technical Specification of Interoperability
• 背景：欧盟一体化在交通领域的需要； • 目的：互联互通、市场准入； • 性质：欧盟的法律！！！
互联互通 兼容性 Interoperability Compatibility
1. 分配阀 2. 制动风缸 7. 截断塞门 8. 减压阀 9. 止回阀 EPZ EP控制单元
Br 制动电磁阀 Loe 缓解电磁阀 EP EP制动控制 BP 列车管 MR 总风缸
自动式电空制动系统原理图
自动式电空制动系统—制动位
自动式电空制动系统—缓解位
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ICE列车制动系统架构图
不同列车管系统的应用情况
EN 145351:2005
EN 145352:2011
EN 14601:2005
EN 153271:2008
EN 152201:2008 EN 15355:2008
EN 15611:2008 EN 15612:2008 EN 15624:2008 EN 15595:2009 EN 15625:2008 EN 15807:2011 EN 16241:2014
• 技术适用范围：
五大结构子系统：基础设施、牵引供电、轨 旁信号设备、机车车辆、车载信号设备。
三大功能子系统：运营和交通管理、维护、 客货运通信服务。
TSI对制动系统的要求
系统架构：除1520mm轨距车辆外，必 须采用列车管并兼容UIC自动式制动机；
制动性能：
所有制动力产生的减速度之和必须小 于2.5m/s2