我国城轨车辆制动系统介绍及选型

吕晓晖

(中国北方机车车辆工业集团,266031,青岛∥高级工程师)

摘　要　介绍了日本NABCO、德国KNORR和英国WESTIN GHOUSE制动系统控制装置的组成、工作原理及在我国各地城轨车辆上的应用。提出了选用城轨车辆制动系统需注意的几个方面:在保证安全性的同时,尽量减少制动系统的运用。应考虑制动控制系统的寿命周期成本;在选用城轨制动控制系统时,需要研究其零部件维修的可能性,而不是自始至终从国外购买整机。

关键词　城轨车辆;制动控制系统;电空制动

中图分类号　U260.352

Selection of V ehicle B rake System in China

L v Xiaohui

Abstract　Comp ared wit h t he brake systems in J ap an, Gemary and U K(NAB CO,KNO R R and Westing House), t he comp osition and f unctions of t he contemp orary urba n rail ve hicle brake system adop ted in China’s urban rail t ransit are int roduced,meanw hile suggestions and a nalysis are p rese nted on t he selection of urban rail ve hicle bra ke system.The aut her argues t hat a f easibility study on bra ke p arts mainte nance should be carried out bef ore t he p urchase of t he w hole car body f rom abroud.

K ey w ords　urba n rail ve hicle;brake cont rol syste m; elect rop neumatic bra ke

Author’s address　Chinese N ort her n L oco.a nd Car Indust rial Group,266031,Qingdao,China

城轨车辆制动系统的整体使用寿命要求20～30年,是影响城轨车辆安全性和寿命成本最重要的因素之一。本文介绍了当前我国城轨车辆主要选用的制动系统,从组成、功能和原理上进行了剖析,以便于城轨车辆制动系统的选用及维护。

1　城轨车辆制动系统介绍

目前我国城轨车辆主要选用国外进口的制动系统,主要包括日本NABCO制动系统、德国KNORR 制动系统、英国WESTIN GHOU SE制动系统和SABWABCO(FA IV EL EY)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,以及与牵引、TCMS(列车控制管理系统)和A TC等系统协调配合等特点。由于不同制动系统的风源和基础制动单元差别不大,下面主要对这些制动系统的控制系统或单元进行介绍。

1.1　日本NABCO制动系统

日本NABCO制动系统主要指NABCO的HRDA型电空制动系统,1992年投入应用,是一种传统的直通电空制动系统。在我国,该电空制动系统主要应用于北京和天津的城轨项目。

HRDA型电空制动系统的制动控制单元包括制动电子控制装置和气动控制装置两部分:电子控制装置为贮有定制程序的标准机箱,气动控制装置主要由电空中继阀、空重车调整阀和气路板等组成。制动控制单元的原理框图如图1所示。

如图2所示,制动电子控制装置和气动控制装置同装于一个制动控制箱内。制动控制箱外形尺寸为710mm×615mm×590mm,总重100kg。

1.1.1　制动电子控制装置

HRDA型电空制动系统的电子控制装置整体结构采用6U标准机箱,主要芯片采用日本日立公司的H8系统微控制器。该电子控制装置主要包括制动控制、防滑控制、通信及显示三个部分。

制动控制部可接收列车制动控制线的PWM 制动指令,进行空气和电制动的混合制动计算,控制电空中继阀上电空转换(EP)阀的电流,实现对制动缸的预控压力控制;同时,电子控制装置又根据两路空气弹簧压力(AS1、AS2)对预控压力按载荷进行自动调整,通过气动控制装置实现对制动力的控制。

防滑控制部可以测定各车轴的速度,一旦检测到有车轮滑行,便控制防滑阀降低滑行轴的制动缸压力,使滑行车轮恢复到正常的粘着状态。

通信及显示部用于与TMS通信及故障诊断信息的显示与存贮。

图1　HRDA 型制动控制单元原理框图

图2　HRDA型制动控制单元组成

1.1.2　制动气动控制装置

制动气动控制装置主要由电空中继阀、空重车调整阀、压力传感器和气路板等组成。其中电空中继阀包括电空转换(EP)阀、紧急电磁阀和中继阀。

常用制动时空气制动力是通过电空转换(EP)阀对预控压力进行控制,然后再由中继阀进行流量放大,产生与预控压力相对应的制动缸压力。

紧急制动为纯空气制动模式,当接收到紧急制动指令时将空重车调整阀调整后的紧急制动预控压力直接由紧急电磁阀进入中继阀,产生能随载荷调整的紧急制动缸压力。

整个气动控制装置采用模块化设计。各种阀安装在一块内部气路连接的集成气路板上,并与电子控制装置组装于可吊装在车体上的制动控制箱内。

1.2　德国KN ORR制动系统

德国KNORR制动系统主要指KNORR的ESRA电空制动系统。该电空制动系统是一种标准化的制动系统,是传统的直通电空制动系统,可用于机车、动车组和城轨等项目。该电空制动系统1993年研发,1995年投入应用。在我国,该电空制动系统主要应用于上海、广州、北京和天津等地铁项目。

KNORR的ESRA制动系统的制动控制单元包括制动电子控制装置和气动控制装置两部分:电子控制装置为贮有定制程序的标准机箱,主要由包括微处理器的主电路板、辅助电路板和通信板组成;气动控制装置主要由电空模拟转换(EP)阀、紧急电磁阀、中继阀、空重车调整阀和气路板等组成。其组成如图3和图4所示

。

图3　ESRA制动电子控制装置组成

ESRA的制动电子控制装置和气动控制装置可

分别安装也可集中安装,安装方式及位置根据客户要求。制动电子控制装置为3U 19″标准机箱,气动控制装置外形尺寸为360mm ×360mm ×357mm ,总重30kg 。通常须加上安装箱体(只考虑安装ESRA 的制动电子控制装置,至少约10kg ),整个制动控制单元总重约50kg

。

图4　ESRA 制动气动控制装置组成

1.2.1　常用制动工况

常用制动时,总风压力经过电空转换模块(图5中A )转换为与电子控制装置制动指令成比例的预控压力,然后驱动KR6AA 中继阀(图5中D )为制动缸充风,从而施加制动。常用制动时,输入电空转换模块的电控信号基于制动指令进行了载荷调整和冲动限制;电空转换模块输出的预控压力须通过紧急阀(图5中E )和空重车调整阀(图5中F ),

然后进入中继阀。

注:A1、A2—电空转换阀;J —电空转换压力传感器;A —电空转换模块;E —紧急制动电磁阀;F —空重车调整阀;D —中继阀;

K —载荷压力传感器;H —总风压力传感器

图5　ESRA 制动气动控制装置气路图

1.2.2　紧急制动工况

紧急制动时,紧急电磁阀失电使总风不经电空转换模块直接进入空重车调整阀,产生一个经载荷调整的紧急预控压力,通过中继阀给制动缸施加紧急制动压力。 1.3　英国WESTINGH OUSE 制动系统

英国WESTIN GHOU SE 制动系统主要指英国WESTIN GHOU SE (现为KNORR 英国子公司)的EP2002电空制动系统,是一种基于架控的城轨直通电空制动系统。该电空制动系统2000年开始研发,2005年装车应用。在我国,该电空制动系统主要应用于上海、广州、北京等地铁项目。

EP2002电空制动控制单元包括一系列高度机电一体化的制动控制阀,即网关阀(G ateway Valve )、扩展阀(RIO Valve )和智能阀(Smart Valve )。网关阀主要用于制动网络控制和本车制动控制,扩展阀主要用于本车制动控制和扩展电气连接,智能阀用于本车制动控制。以上各种EP2002制动控制阀(以下简称EP2002阀)外形和重量基本相似(如图6),一般外形尺寸325mm ×210mm ×210mm ,总重23kg (EP2002阀重19kg ,阀安装座重4kg )

。

图6　EP2002阀外形

对于EP2002的网关阀、扩展阀和智能阀,其气动部分都是相同的,称为气动阀单元。该气动阀单元包括多个功能部,如图7所示。

(1)主调节部(Primary Regulation ),根据经载荷调整的紧急制动压力进行压力调节。

(2)次调节部(Secondary Regulator ),位于主调节部的上游装置,根据在超员状态下紧急制动压

力限制制动缸的最大压力。

(3)称重部(Load Weigh ),用于向主调节部提供一个预控压力。在常用和紧急制动时,称重部将产生与空簧压力(ASP )成比例的预控压力。

(4)制动缸压力部(BCP Regulation ),用于将

主调节部的输出压力调节到要求的制动缸压力,还用于在防滑器动作时对制动缸压力进行控制。对于每根轴,它由两个电磁阀和两个活塞阀组成。

(5)连接部(Link Valve ),用于在气路上连接或隔断制动缸的压力输出。

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(6)压力传感器,用来进行内部调节和(或)外

部指示(制动风缸、载荷、制动缸压力、停放制动)。

(7)远程缓解部(Remote Release ),用于当列车在隧道中遭遇严重的影响安全的风险时。

EP2002阀与防滑阀或高度阀类似,是一个高度集成的电空控制阀,它不可能进一步分解出单个

的气路图或完整的生产部件清单。该阀体结构在部件级只能拆分成数百个具有基本结构体的单独零件(螺杆、垫片等);反之,这些零件必须装配起来才构成EP2002电空控制阀。因此,使用维修时需彻底分解,对维修条件有很高的要求。

图7　EP2002阀气动部分气路图

1.4　SABWABCO(FAIVE L E Y)的EPAC 制动系统

该制动系统包括基于架控的EPAC 电空制动系统和基于车控的EPAC Lite 电空制动系统。该电空制动系统2000年开始研发,2003年装车应用。在我国,该电空制动系统(EPAC Lite )主要应用于上海轨道交通等项目。

与电空制动系统相对应,EPAC 制动控制单元

主要分两类:一是用于架控的EPAC 制动控制单元,二是用于车控的EPAC Lite 制动控制单元。本文主要介绍用于车控的EPAC Lite 制动控制单元(如图8)。EPAC Lite 制动控制单元的外形尺寸405mm ×275mm ×285mm ,其总重为30kg (EPAC Lite 重24kg ,其安装座重6kg )

。

图8　EPAC Lite 制动控制单元

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EPAC Lite 制动控制单元衍生于基于架控的EPAC 制动控制单元,采用模块化结构,它包括了轨道车辆摩擦制动用所有标准模块。各种模块(如常

用制动控制模块、停放制动控制模块等)经有机组合后形成基于项目的不同配置。EPAC Lite 是一个高

度集成的电空制动单元,由多个标准化的小型气动元件、安装板和微机电控装置等组成,并集成在一个封闭的箱体内。制动风缸、空簧压力和停放风缸等为EPAC Lite 的输入气路,其输出气路与制动缸和停放制动缸等相连,如图9所示

。

注:AR —制动风缸;L P —空气弹簧;PR —停放风缸;DIS —安全制动控制;BP —列车管;BC1—制动缸1;BC2—制动缸2;PBA —停放制动缸

图9　EPAC L ITE 制动控制单元气路图

EPAC Lite 的微机电控装置集成在内部,不需要另加制动电子控制装置。该微机电控装置使系统能响应及处理制动指令和大量的系统外界参数。

从维护来说,EPAC Lite 是一个在线可替代单元,方便现车维护,实现了列车下线时间最小化。

常用制动时,EPAC Lite 通过列车线接收制动指令,根据空簧压力进行载荷调整,另外根据来自牵引系统的电制动信号进行空电混合,然后,EPAC Lite 由电空转换模块产生常用制动预控压力,继而控制中继阀输出制动缸压力,如图10所示。

EPAC Lite 设有紧急制动模块,如图11所示,紧急制动由列车的安全回路控制。当安全回路断开时,即施加紧急制动时,紧急制动阀失电,制动缸产生紧急制动压力。

EPAC Lite 通过读取4个轴速度和控制转向架附近的防滑阀来实现WSP 的单轴控制。由于防滑阀不设在EPAC Lite 内,所以EPAC Lite 可安装在车辆中央

。注:AR —制动风缸;TA —制动风缸传感器;M GD —减压阀;

EV F —充风电磁阀;EVSB —缓解电磁阀;EVS —排风电磁阀;Tpil —常用制动传感器;R —中继阀;BC1—制动缸;RP —制动缸

压力开关

图10　EPAC L ITE 的常用制动模块

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注:DIS —安全制动控制;L PP —载荷限压阀;TL P —载荷传感器;EVSOCC —紧急电磁阀;Tsaf —紧急制动传感器;R —中继阀

图11　EPAC L ITE 的紧急制动模块

EPAC LITE 设有停放制动模块,如图12所示。停放制动由列车线来控制,

是基于车辆的停放制动控制。

注:PR —停放风缸;MG D —减压阀;PBA —停放制动缸;PB1、

PB2—停放制动电磁阀;PB HIGH 、PBLOW —停放制动压力开关

图12　EPAC L ITE 的停放制动模块

2　城轨车辆制动系统选用分析

针对上述制动系统的组成和功能,结合一些当前新型直通电空制动系统的热点,如车控和架控制动系统等,提出了以下选用城轨车辆制动系统需注意的几个方面,在保证城轨车辆制动系统安全性的同时,尽量减少其运用风险和寿命成本。2.1　辨析车控和架控制动控制系统

实际应用证明,对城轨车辆制动系统,车控和架控制动控制系统在性能方面没有什么区别,例如制动响应时间、制动缓解灵敏度、制动缸充排风速度和

防滑控制水平等。这是由于实际上现有车控制动控制系统的性能已足够满足对制动的要求,所以制动系统的性能主要取决于制动管路的布置和状态。

另外,在制动管路的布置方面,车控和架控制动控制系统各有优缺点:对于车控系统,与架控系统相比在车辆上需布置沿车长方向的制动缸管;对于架控系统,与车控系统相比需要设置两个靠近转向架的制动控制装置;对于停放制动系统,车控和架控系统的管路布置是相同的。应该说现有的将停放制动集成在内的车控制动控制单元更具有优势。

总的来说,对于大于2辆车编组的列车,选择车控制动控制系统更加经济实用;对于1～2辆车编组的列车,可以选用架控制动控制系统,在理论上更加安全可靠。但是,空气制动系统采用车控或架控方式还应与电气传动系统采用的控制方式相协调。2.2　制动控制单元小型化趋势

由上述城轨车辆制动控制单元介绍可知,与20世纪90年代NABCO 的HRDA 制动控制单元和KNORR 的ESRA 制动控制单元相比,制动控制单元小型化已是现在以至未来制动控制单元的发展方向。制动控制单元小型化,如EP2002和EPAC 制动控制单元,使制动控制单元成为了一个可在线更换的装置,方便车辆的安装和维护,减轻了车辆的总重,减少了列车库停检修的时间。2.3　制动控制单元新解决方案的挑战

我国城轨车辆大多数制动控制单元采用传统的制动控制解决方案:即制动气动装置接受制动电子控制装置的控制,由电空转换阀产生与制动需求相一致的预控压力,然后通过中继阀进行流量放大,最终控制制动缸的压力;防滑控制由制动电子控制装置通过控制靠近转向架的防滑阀实现车轮防滑。值得注意的是,一些新的制动控制单元采用了全新的制动控制解决方案,将制动缸控制和防滑控制合并在一起。但由于制动缸控制和防滑控制不同的机械和气动特性,新的制动控制解决方案面临着较大的挑战。2.4　考虑制动控制系统的寿命成本

由于城轨交通的安全性要求较高,目前我国主要采用了国外的车辆制动控制系统。但在保证了安全性的同时,也不得不面对产品的寿命周期成本。这一大问题。面对上述我国采用的城轨制动控制系统,运用一定时期的可维修性需着重考虑。所以在选用城轨制动控制系统时,需要研究其零部件维修的可能性,而不是自始至终从国外购买整机。

(收稿日期:2008-07-24)

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城轨车辆空气制动系统

空气制动，又称为机械制动或摩擦制动。城市轨道交通车辆常用的空气制动方式有闸瓦制动和盘形制动。空气制动主要以压缩空气为动力，压缩空气由车辆的供气系统供给。一空气制动系统的组成城市轨道交通车辆的空气制动系统由供气系统、基础制动装置（常见的有闸瓦制动系统与盘形制动装置）、防滑装置和制动控制单元组成。供气系统主要由空气压缩机、空气干燥剂、压力控制装置和管路组成，供气系统除了给车辆制动系统供气外，还向车辆的空气悬架设备，车门控制装置（气动门），气动喇叭，刮水器及车钩操作气动控制设备等需要压缩空气的设备供气。防滑装置适用于车轮与钢轨黏着不良时，对制动力进行控制的装置。它的作用是：防止车轮即将抱死；避免滑动并最佳地利用粘着力，以获取最短的制动距离。制动控制单元是空气制动的核心部件，它接受微机制动控制单元（EBCU)的指令，然后再指示制动执行部件动作。其组成部分有：模拟转换阀、紧急阀、称重阀和均匀阀等。这些部件都安装在一块铝合金的气路板上，实现了集成化。这样避免用管道连接而造成容易泄露和占用空间大等问题。二、空气制动系统的控制方式空气制动系统按其作用原理的不同，可以分为直通式空气制动机，自动式空气制动机和直通自动式空气制动机。 1.直通式空气制动机直通式空气制动机的机构如图所示

空气压缩机将压缩空气储入总风缸内，经总风缸管至制动阀。制动阀有缓解位、保压位和制动位3个不同位置。在缓解位时，制动管内的压缩空气经制动阀Ex (Exhaust) 口排向大气；在保压位时，制动阀保持总风缸、制动管和Ex口各不相通；在制动位时，总风缸管压缩空气经制动阀流向制动管。（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。制动管是一根贯穿整个列车，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。制动力的大小，取决于制动缸内压缩空气的压力，由驾驶员操纵手柄在制动位放置时间长短而定。（2）缓解位要缓解时，驾驶员将操纵手柄置于缓解位，各车辆制动缸内的压缩空气经制动管从制动阀Ex口排入大气。操纵手柄在缓解位放置的时间应足够长，使制动缸内的压缩空气排尽，压力降至为零。此时制动缸活塞借助于制动缸缓解弹簧的复原力，使活塞回到缓解位，闸瓦离开车轮，实现车辆缓解。（3）保压位制动阀操纵手柄放在保压位时，可保持制动缸内压力不变。当驾驶员将操纵手柄在制动位与保压位之间来回操纵，或在缓解位与保压位之间来回操纵时，制动缸压力能分阶段上升或降下，即实现阶段制动或阶段缓解。直通式空气制动机的特点如下： 1）制动管增压制动、减压缓解，列车分离时不能自动停车。 2）能实现阶段缓解和阶段制动。 3）制动能力大小靠驾驶员操纵手柄在制动位放置时间的长短决定的，因而控制不太精确。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。因此前后车辆制动一致性不好。自动式空气制动机自动式空气制动机在直通式空气制动机的基础上增加了三个部件：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。给气阀的作用是限定制动管定压，人为规定制动管压力，即无论总风缸压力多高，给气阀出口的压力总保持在一个设定值。自动式空气制动机的制动阀同样也有缓解位、保压位和制动3个作用位置，但内部通路与直通式空气制动机的制动阀有所不同。在缓解位时它联通给气阀与制动管的通路；制动位时它使制动管与制动阀上的Ex口相通，制动管压缩空气经它排向大气；保压位时仍保持各路不通。

城轨车辆制动系统的应用

城轨车辆制动系统的应用李明，丁锋，盛朝霞（大连机车车辆有限公司城轨技术开发部制动室，大连１１６０２２）　摘要:对国内外城轨车辆制动系统进行了对比、分析，阐述了各种制动系统的特点及其发展方向，在选用城轨制动系统时，应大力提倡采用国产化制动系统。关键词:城轨车辆；制动控制系统；电空制动；应用 Application of Brake System in China Li Ming，Ding Feng，Sheng Zhaoxia (51 Zhongchang Street shahekou District,Dalian 116022, China) Abstract: Compared with the brake systems in CHINA and overseas．Elaborated each kind of braking system's characteristic and the development direction．When selects the urban rail vehicle braking system．We should promote with great effort uses the manufacture domestically braking system． Keywords:Urban rail Vehicle; Brake Control System; Electropneumatic Brake; Application 1 前言现如今，城轨车辆在城市交通运输中将起着越来越重要的作用。城轨车辆具有大运量、低污染、快速、准点、安全等优点，并且能充分利用地下空间，对环境不产生污染，是解决城市交通拥挤的主要手段。本文介绍了当前我国城轨车辆主要选用的国内和国外制动系统，从组成、功能和原理上进行了剖析，以利于对城轨车辆制动系统的选用。 2 城轨车辆国内外制动系统分析目前，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KNORR制动系统、日本NABTESCO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，以及与牵引、TCMS(列车控制管理系统)和ATC等系统协调配合等特点。主要对这些制动系统的制动控制、装置组成和功能进行介绍。 2.1 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。空气制动系统能在司机控制器、ATO 或ATP 的控制下对列车进行阶段或一次性的制动与缓解。该系统具有反应迅速、操纵灵活、能与电制动混合使用、防滑控制、紧急制动等功能。 2.1.1制动控制装置制动控制装置主要由电子控制装置(EBCU)、电空中继阀等气动控制部件及压力传感器的气动控制单元组成。EBCU可分为制动控制、防滑控制、通信及故障诊断3个部分。EBCU的制动

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城市轨道交通车辆制动技术题库 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

1. 防滑控制系统主要由、和防滑动作机械部件组成。 2. 上海地铁基础制动装置采用制动机厂生产的。 3. BCU和BECU分别是和系统的缩写。 4. 上海地铁和广州地铁使用的电气指令制动控制系统为式电气指令式制动控制系统。 5. 模拟转换阀是上海地铁车辆KNORR制动系统中使用的一个电磁阀，它由三部分组成：电磁进气阀、和组成。 6. EP阀又称阀，是SD数字式制动控制单元中的一个转换阀。 7. 空压机的驱动电机一般有电机和电机。 8. 经空气压缩机压缩输出的空气压力单位，一般用bar来表示，1bar等于MPa。 9. 空气干燥塔可以将从空气压缩机输出的高压压缩空气中的和分离出去，以达到各用气系统对压缩空气的要求。 10. 空气压缩机组一般由、、、等装置组成。 11. 上海地铁knorr公司的空气压缩机，在进行压缩空气时一般经过两级冷却，分别为冷却和冷却。 12. 除空气制动系统用气外，城市轨道列车还有以下部件需要用到压缩空气：、、、等。 13. 空气压缩机组一般采用方式进行润滑。 14. 空气干燥器一般做成塔式的，有和两种。 15. 电阻制动所采用的制动电阻，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，而且具有相当大的。 16. 再生制动失败，列车主电路会自动切断反馈电路转入制动电路。 17. 直流斩波器按列车控制单元及制动控制单元的指令，不断调节斩波器的，无级、均匀地控制，使制动力和再生制动电压持续保持恒定。 18. 电动车组中既有动车又有拖车，拖车没有电动机，只能使用制动，动车带有电动机，可以进行制动。 19. 一般列车在高速时，常用制动都先从制动开始，最后在列车10km/h 以下低速时，由制动将车停止。 20. 动轮与钢轨间切向作用力的最大值与物理学上的最大静摩擦力相比要(大or小)一些，情况要更复杂一点，其主要原因是由于的存在所导致。 21. 伴随着蠕滑产生静摩擦力，轮轨之间才能传递。 22. 一般城市轨道车辆的制动方式主要有三类：、和电磁制动。 23. 电磁制动有两种形式：和。 24. 轮对在钢轨上运行，一般承受载荷、载荷和载荷。 25. 城市轨道交通系统都有明确的车辆运行规程，对于列车制动能力，上海地铁规定，列车在满载乘客的条件下，任何运行速度时，其紧急制动距离不得超过米。 26. 现代城市轨道车辆的制动系统一般都应该具有以下组成部分：、和。 27. 城市轨道车辆制动技术正朝着、、和的目标不断前进。 28. 最近几十年来，制动技术取得了很大进展，出现使电气再生制动成为可能，使制动防滑系统更加精确完善。

城市轨道车辆制动系统原理分析

2014届毕业设计说明书课题名称：城轨车辆制动系统分析二级院校铁道牵引与动力学院班级宁波检修11级学生姓名周旺指导老师左继红完成日期 2013.12

2014届毕业设计任务书一、课题名称：城轨车辆制动系统的原理分析二、指导老师：左继红三、设计内容与要求 1.课题概要城市轨道交通运输是我国交通运输网络的重要组成部分，它的发展与城市经济的发展息息相关。目前，世界各地的主要政治、经济、文化等中心城市都兴建了不同形式的轨道交通运输网，有些还成为所在城市的重要景观和标志性建筑。我国北京、上海、广州、南京等城市的地下铁道已经开通，成为这些城市市内交通运输的支柱。另外还有许多其他的城市交通网也在筹建和建设之中。城市轨道交通运输的发展必将为我国经济的发展插上腾飞的翅膀。地铁车辆制动系统用于保证地铁车辆的运行安全，具有多种操作模式，与传统列车制动系统相比，结构和工作原理更为复杂。通过对此课题的学习和设计，使学生能更好的理解地铁车辆制动和空气管路系统的工作原理，培养学生运用所学的基础知识和专业知识的能力，提高学生利用所学基本理论和自身具备的技能来分析解决本专业相应问题的能力，使学生树立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法，完成工程技术人员必须具备的基本能力的培养和训练。 2.设计内容与要求 1、熟悉地铁制动在铁路运输中的作用。 2、简单介绍地铁车辆制动系统的组成。 3、详细分析地铁车辆及列车制动系统的工作原理和工作过程。 4分析现有制动系统存在的不足之处，利用自己所学的专业知识，提出改进设计意见和具体实施方案。四、设计参考书 1.《城市轨道交通车辆制动技术》殳企平编著水利水电出版社 2.《列车制动》侥忠主编中国铁道出版社 3.《电力机车制动机》那利和主编中国铁道出版社 4. https://www.360docs.net/doc/fb10115823.html,/ec/C356/kcms-2.htm 5 .https://www.360docs.net/doc/fb10115823.html, 6. https://www.360docs.net/doc/fb10115823.html, 7. https://www.360docs.net/doc/fb10115823.html, 五、设计说明书内容 1.封面 2.目录 3.内容摘要（200—400字左右，中英文）

新城市轨道交通车辆制动系统习题库

绪论一、判断： 1、使运动物体减速，停车或阻止其加速称为制动。（×） 2、列车制动系统也称为列车制动装置。（×） 3、地铁车辆的常用制动为电空混合制动,而紧急制动只有空气制动。（√） 4、拖车空气制动滞后补充控制是指优先采用电气制动,不足时再补拖车的气制动（×） 5、拖车动车空气制动均匀补充控制是指优先采用电气制动,不足时拖车和动车同时补充气制动（√） 6、为了保证行车安全，实行紧急制动时必须由司机按下紧急按钮来执行。（×） 7、轨道涡流制动能把列车动能转化为热能，且不受黏着限制，轮轨间没有磨耗。（√） 8、旋转涡流制动能把列车动能转化为热能，且不受黏着限制，轮轨间没有磨耗。（×） 9、快速制动一般只采用空气制动，并且可以缓解。（×） 10、制动距离和制动减速度都可以反映列车制动装置性能和实际制动效果。（√） 11、从安全的目的出发，一般列车的制动功率要比驱动功率大。（√） 12、均匀制动方法就是各节车各自承担自己需要的制动力，动车不承担拖车的制动力。（√） 13、拖车空气制动优先补足控制是先动车混合制动，不足时再拖车空气制动补充。（×） 14、紧急制动经过EBCU的控制，使BCU的紧急电磁阀得电而实现。（×）二、选择题： 1、现代城市轨道交通车辆制动系统不包括（C）。 A.动力制动系统 B.空气制动系统 C.气动门系统 D.指令和通信网络系统 2、不属于制动控制策略的是（A）。 A.再生制动 B.均匀制动方式 C.拖车空气制动滞后补足控制 D.拖车空

气制动优先补足控制 3、直通空气制动机作为一种制动控制系统（ A ）。 A.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 B.由于制动缸风源和排气口离制动缸较近，其制动和缓解不再通过制动阀进行，因此制动和缓解一致性较自动制动机好。 C.直通空气制动机在各车辆都设有制动、缓解电空阀，通过设置于驾驶室的制动控制器使电空阀得、失电 D.直通空气制动机是依靠制动管中压缩空气的压力变化来传递制动信号，制动管增压时缓解，减压则制动 4、三通阀由于它和制动管、副风缸及制动缸相通而得名（ B ） A.充气缓解时，三通阀内只形成以下一条通路：①制动管→充气沟i→滑阀室→副风缸； B.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。 C.在制动管减压到一定值后，司机将制动阀操纵手柄移至保压位，制动管停止减压。三通阀活塞左侧压力继续下降。 D.当司机将制动阀操纵手柄在制动位和保压位来回扳动时，制动管压力反复地减压——保压，三通阀则反复处于冲压位。 5、城市轨道交通在运行过程中，乘客负载发生较大变化时，一般要求制动系统（ B ） A．制动功率不变 B.制动率不变 C.制动力不变 D.制动方式不变. 6、下列不属于直通式空气制动机特点的是：（B） A．列车分离时不能自动停车B．制动管增压缓解，减压制动 C．前后车辆的制动一致性不好D．制动力大小控制不精确 7、下列制动方式中，不属于黏着制动的是：（C） A．空气制动B．电阻制动C．轨道涡流制动D．旋转涡流制动 8、下列制动方式中，属于摩擦制动的是：（A ） A．磁轨制动B．电阻制动C．再生制动D．轨道涡流制动三、填空题：

地铁车辆制动系统浅析

毕业论文(设计)任务书题目城轨车辆制动系统浅析学生姓名李星燃学号 11022315 班级： 110223 专业：城市轨道交通车辆分院：工程技术分院指导教师：王洋 2013 年 11 月 1 日

城轨车辆制动系统浅析 0、引言为适应车辆运行速度高、站间距离短、起动制动频繁等要求，轻轨车辆采用了Knorr公司的微机控制电空制动系统，该系统具有反应迅速、制动距离短、部件集成化程度高、可以实现平稳停车等特点。车辆在制动过程中电制动优先，然后施加空气摩擦制动。车辆正常状态下使用的空气制动是常用制动，紧急制动是在紧急情况下由司机触发或列车紧急制动环线失电而自动施加的，停放制动是制动系统自动施加的弹簧制动。列车在运行过程中，当速度在电制动零速点（ v=3km/h）与淡出点之间时，通过编码器输出“电制动力达到多大值”信号，使得电制动和空气摩擦制动混合施加。当列车运行在恒电制动力最高速度和电制动淡出点之间时，仅使用电制动，当列车运行速度超过恒电制动力最高速度时，电制动和空气摩擦制动又混合施加（图1）。

下面分别介绍这几种制动方式的制动原理及应用方式。 1、电制动城市轨道车辆电制动采用再生制动与电阻制动。当“制动列车线”激活发出制动指令时，优先采用电制动。如果“运行系统网络”允许，使用的主要制动模式是再生制动，当接触网网压高于750 V时，不能够吸收再生制动反馈回来的能量，则采用牵引控制单元控制的电阻制动。（1）再生制动。在变频调速系统中，电机降速和停机是通过逐渐减小定子给定频率来实现的，由于惯性原因，电机的转子仍旧处于被动的运行状态，当同步转速ω1小于转子ω时，转子电流相位几乎改变了180°，电机从电动机状态变为发电机状态；与此同时，电机轴上的转矩变成制动转矩 T e，电机处于再生制动状态。电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈到直流电路，再生循环使用。

城市轨道车辆制动系统设计毕业设计(开题报告)

毕业设计（论文）开题报告题目跨座式城市单轨交通车辆制动系统设计专业城市轨道车辆工程班级08级城轨1班学生戴学宇指导教师赵树恩重庆交通大学 2012年

1. 选题的目的和意义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。在我国城市轨道交通迅速发展的同时，其运营安全保障已成为目前面临的重要问题。车辆作为城市轨道交通运输的载体，由于速度快、载客量大、环境复杂，其运行安全状况不容乐观——车辆故障不断出现、事故常有发生，这些故障不但严重的影响到正常运营，一旦引发事故将会带来巨大的人员伤亡和经济损失。制动系统是城市轨道交通车辆的关键系统，直接影响其安全运行，为提高车辆运行的安全性，对制动系统的设计便显得尤为关键。 2.国内外研究现状及分析基础制动装置是确保城市轨道交通车辆行车安全的措施之一。在分析城市轨道车辆运输特点基础上, 李继山,李和平,严霄蕙（2011）《盘形制动是城市轨道车辆基础制动装置的发展趋势》[1]结合城市轨道车辆基础制动装置具体类型,分析了城市轨道车辆踏面制动与盘形制动的优缺点, 用有限元模拟城轨车辆车轮踏面温度场及热应力, 表明速度100 km/ h 及以上的城轨列车基础制动不适宜采用踏面制动, 指出盘形制动是城市轨道交通车辆基础制动的发展的必然趋势。丁锋（2004）在《城市轨道交通车辆制动系统的特点及发展趋势》[2]一文中介绍并分析了我国城市轨道交通车辆制动系统的形式、构成、技术特点及发展趋势。吴萌岭，裴玉春，严凯军（2005）在《我国城市轨道车辆制动技术的现状与思考》[3]中较为详细地回顾了我国城市轨道车辆制动系统的发展历程，分析了目前我国新型城市轨道车辆制动系统的特点，并与我国自主研发适用于高速动车组的同类型制动系统作了技术比较。分析了我国自主研发城市轨道车辆制动系统的技术基础，指出国内技术与产品和国外相比存在着系统理念、设计经验和系统可靠性方面的差距，同时指出自主研发城市轨道车辆制动系统存在的问题，并提出了建议。邹金财（2010）《一种轨道车辆空气制动系统优化及仿真》[4]利用Simulationx 仿真软件对工矿窄轨土渣车的空气制动系统的改进前以及改进方案进行仿真，在与试验真实值对比后得到了正确的结论，通过对该空气制动系统优化中仿真手段应用过程的阐述，为机车车辆系统优化方法提供了参考。师蔚，方宇（2010）《城

城轨车辆牵引传动及其控制系统第1次作业

一、单项选择题(只有一个选项正确，共23道小题) 1. 加大机车的轴重，可以（）每轴牵引力。 (A) 提高 (B) 降低正确答案：A 解答参考： 2. 干燥清洁的动轮踏面与钢轨表面的粘着系数（） (A) 高 (B) 低正确答案：A 解答参考： 3. 冰雪天气或小雨使轨面轻微潮湿时轨面粘着系数（） (A) 高 (B) 低正确答案：A 解答参考： 4. 大雨冲刷、雨后生成薄锈使粘着系数（） (A) 增大 (B) 减小正确答案：A 解答参考： 5. 油垢使轨面粘着系数（） (A) 增大 (B) 减小正确答案：B 解答参考： 6. 车轮直径大，压强小，粘着系数（）. (A) 大 (B) 小正确答案：A 解答参考：

7. 粘着系数随轴重的增大而（） (A) 增大 (B) 减小正确答案：B 解答参考： 8. 粘着系数随机车运行速度的增加而（） (A) 增大 (B) .减小正确答案：B 解答参考： 9. 钢轨越软或道砟的下沉量越大，粘着系数越（） (A) 大 (B) 小正确答案：B 解答参考： 10. 在相同的条件下，交流电机与直流电机相比，（）更容易发生空转。 (A) 交流电机 (B) 直流电机正确答案：B 解答参考： 11. 以下制动方式中，（）属于粘着制动。 (A) 闸瓦制动 (B) 涡流轨道制动正确答案：A 解答参考： 12. 以下制动方式中，（）属于粘着制动。 (A) 盘形制动 (B) 涡流轨道制动正确答案：A 解答参考： 13. 以下制动方式中，（）属于粘着制动。

(A) 空电联合制动 (B) 涡流轨道制动正确答案：A 解答参考： 14. 以下制动方式中，（）属于粘着制动。 (A) 动力制动 (B) 涡流轨道制动正确答案：A 解答参考： 15. 以下制动方式中，（）属于非粘着制动。 (A) 闸瓦制动 (B) 涡流轨道制动正确答案：B 解答参考： 16. 以下制动方式中，（）属于非粘着制动。 (A) 闸瓦制动 (B) 磁轨制动正确答案：B 解答参考： 17. 以下制动方式中，（）属于非粘着制动。 (A) 动力制动 (B) 翼板制动正确答案：B 解答参考： 18. 在地铁车辆的空电联合制动方式中，（）优先制动。 (A) 空气制动 (B) 电制动正确答案：B 解答参考： 19. 当机车处于制动工况时，电机处于（）状态。 (A) 发电 (B) 电动

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。腔室中是活塞和膜板，活塞和膜板带动有空心通路的顶杆上下移动。中继阀也是一个将电信号转换成压力空气的电磁阀，只是电信号的变化不是励磁电流的变化，而是通过电磁阀励磁线圈和消磁状态的不同组合，将多个电信号输入转换成对应空气压力输出。（三）空重车调整阀空重车调整阀的作用是根据车辆载重的变化，即根据乘客的多少，输出一个空气压力信号，并通过中继阀使单元制动机风缸保持一个恒定的制动力。空重车调整阀的输入是车辆二系弹簧的空气压力信号。考虑到车辆载重的不平衡，一般采取前后转向架对角的两个空气弹簧压力为输入信号，这样就能比较准确地使空重车调整阀的输出压力信号与乘客负载成一定比例关系。

城轨车辆考试知识点

城轨车辆考试知识点 1.标准规矩1435mm 2.动车组采用动力分散交流驱动方式 3.制动方式分为电气再生制动电气指令空气制动方式 4.制动种类常用制动，紧急制动，快速制动，辅助制动，耐雪制动 5.动车组的组成：车体，转向架，连接缓冲装置，制动装置，车辆内部设备，牵引传动系统，辅助供电系统 6.动车组的主要技术特点：头型流线化，车体结构轻量化，高性能转向架技术，复合制动技术，密接式车钩缓冲装置，交流传动技术，列车自动控制及故障诊断技术 7.城市轨道车辆的组成：车体，走行部，牵引缓冲装置，受流装置，制动装置，车辆内部设备，车辆供电系统 8.段修：1.5年一次，厂修：6年一次，辅修:半年一次，轴检：3个月一次 9.轴重：车辆总重与轴数之比即车辆每一轮对施加于轨道的重力 10.限界：为确保机车车辆在铁路上的运行安全，防止机车车辆撞击邻近的建筑物和设备而对机车车辆和接近路线的建筑物，设备所规定的不允许超越的轮廓尺寸线称为限界。铁路的限界分为：机车车辆限界和建筑物接近限界 11.转向架的组成：轮对轴箱装置，弹性悬挂装置，构架基础制动装置，转向架支撑车体的装置，牵引电机和齿轮变速装置 12.轴箱定位方式;固定定位，导框式定位，干摩擦导框式定位，油导

筒式定位，拉板式定位，拉杆式定位，转臂式定位，橡胶弹簧定位。 13.车轮名义直径;滚动圆直径。 14.踏面磨耗沿宽度方向比较均匀 15.铁路客车圆柱滚动轴承结构：外圆，内圆，滚子保持架 16.车辆采用弹簧减震装置：一类主要起缓和冲击的弹簧装置二类主要起衰减振动的减振装置三类主要起定位作用的定位装置 17.车辆的抗侧滚装置：提高车体在簧上炕轻倾覆稳定性的装置 18.弹性悬挂元件：空气弹簧本体，高度控制阀，高度调整连杆，高度调整杠杆，列车风源，排气口，节流孔，附加空气塞，差压阀 19.油压减震器的优点在于：它的阻力是见证速度的函数 20.地诶和客车广为采用油压减震器 21.动力转向架六种结构形式：a爪形轴承的传动装置b横向牵引电机——空心轴的传动c俩轴纵向驱动，骑马式结构d全弹性结构的两轴纵向驱动e牵引电机的对角配置的单独轴——纵向驱动f牵引电机置于车体的驱动装置 22.动力制动：电阻制动，再生制动 23.轮对轴箱弹簧装置的作用：a联接作用b隔离和缓和振动和冲击c 定位作用 24.基础制动装置：双片吊挂直接作用式基础制动装置。作用：a传递制动缸产生的力到各个闸瓦b将此力放大一定倍数c保证各闸瓦压力大小一致

城轨车辆制动方式介绍

城轨车辆制动方式按照制动时列车动能的转移方式不同城轨车辆的制动主要可以分为摩擦制动和电制动。一，摩擦制动通过摩擦副的摩擦将列车的运动动能转变为热能，逸散于大气，从而产生制动作用。城轨车辆常用的摩擦制动方式主要有闸瓦制动，盘形制动和轨道电磁制动。（一）闸瓦制动闸瓦制动又称为踏面制动，它是最常见的一种制动方式。制动时闸瓦压紧车轮，车轮与闸瓦发生摩擦，将列车的运动动能通过车轮与闸瓦间的摩擦转变为热能，逸散于空气中。在车轮与闸瓦这一对摩擦副中，由于车轮主要承担着车辆行走功能，因此其他材料不能随便改变。要改善闸瓦制动的性能，只能通过改变闸瓦材料的方法。目前城轨车俩中大多数采用合成闸瓦。但合成闸瓦的导热性较差，因此也有采用导热性能良好，且具有良好的摩擦性能的粉末冶金闸瓦。在闸瓦制动中，当制动功率较大时，产生的热量来不及逸散到大气，而在闸瓦与车轮踏面上积聚，使他们的温度升高，摩擦力下降，严重时会导致闸瓦熔化和轮毂松弛等，因此，在闸瓦制动时，对制动功率有限制。（二）盘形制动）盘形制动有轴盘式和轮盘式之分，一般采用轴盘式，当轮对中间由于牵引电机等设备使制动盘安装发生困难时，可采用轮盘式。制动时，制动缸通过制动夹钳使闸片夹紧制动盘，使闸片与制动盘间产生摩擦，把列车的动能转变为热能，热能通过制动盘与闸片逸散于大气。（三）轨道电磁制动轨道电磁制动也叫磁轨制动。是一种传统的制动方式，这种制动方式是在转向架前后两轮之间安装包升降风缸，风缸顶端装有两个电磁铁，电磁铁包括电磁铁靴和摩擦板，电磁铁悬挂安装在距轨道面适当高度处，制动时电磁铁落下，并接通励磁电源使之产生电磁吸力，电磁铁吸附在钢轨上，列车的动能通过磨耗板与钢轨的摩擦转化为热能，逸散于大气。轨道电磁制动可得到较大的制动力，因此常被用作于紧急制动时的一种补充制动，这种制动不受轮轨间黏着系数的限制，能在保证旅客舒适性条件下有效地缩短制动距离。当磨耗板与轨道摩擦产生的热量多，对钢轨的磨损也很严重。但因为其制动距离短，而结构又简单可靠，所以这种装置在有轨电车和轻轨上使用较多。二，电制动从能量的观点来看，制动的本质就是将列车的动能转移成别的形式的能量。制动系统转移动能的能力成为制动功率。一般的在一定的安全制动距离下，列车的

我国城轨车辆制动系统介绍及选型_吕晓晖

我国城轨车辆制动系统介绍及选型吕晓晖 (中国北方机车车辆工业集团,266031,青岛∥高级工程师) 摘　要　介绍了日本N A BCO、德国K N O RR和英国WEST IN G HO US E制动系统控制装置的组成、工作原理及在我国各地城轨车辆上的应用。提出了选用城轨车辆制动系统需注意的几个方面:在保证安全性的同时,尽量减少制动系统的运用。应考虑制动控制系统的寿命周期成本;在选用城轨制动控制系统时,需要研究其零部件维修的可能性,而不是自始至终从国外购买整机。关键词　城轨车辆;制动控制系统;电空制动中图分类号　U260.352 Selection of Vehicle Brake System in C hina Lv Xiaohui A bstract　Compar ed with the br ake systems in Japan, Ge mar y and UK(NABCO,KNORR and Westing House), the com position and func tions of the contempor ar y urban ra il vehicle bra ke syste m adopted in China's ur ban r ail tra nsit ar e introduced,meanwhile suggestions and analysi s are pr ese nted on the selec tion of ur ban r ail vehicle br ake system.The auther ar gues that a fe asibility study on br ake parts maintenance should be car ried out be fore the pur chase of the wh ole car body f rom abr oud. Key words　urban r ail vehicle;br ake contr ol syste m; elec tropne uma tic br ake Author's address　Chinese Norther n Loco.and Ca r I ndustr ial Gr oup,266031,Qingdao,China 城轨车辆制动系统的整体使用寿命要求20～30年,是影响城轨车辆安全性和寿命成本最重要的因素之一。本文介绍了当前我国城轨车辆主要选用的制动系统,从组成、功能和原理上进行了剖析,以便于城轨车辆制动系统的选用及维护。 1　城轨车辆制动系统介绍目前我国城轨车辆主要选用国外进口的制动系统,主要包括日本NABCO制动系统、德国KNORR 制动系统、英国WES TING HO US E制动系统和SABWABCO(FAIVELEY)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,以及与牵引、TCMS(列车控制管理系统)和A TC等系统协调配合等特点。由于不同制动系统的风源和基础制动单元差别不大,下面主要对这些制动系统的控制系统或单元进行介绍。 1.1　日本NABC O制动系统日本NABCO制动系统主要指NABCO的H RDA型电空制动系统,1992年投入应用,是一种传统的直通电空制动系统。在我国,该电空制动系统主要应用于北京和天津的城轨项目。 H RDA型电空制动系统的制动控制单元包括制动电子控制装置和气动控制装置两部分:电子控制装置为贮有定制程序的标准机箱,气动控制装置主要由电空中继阀、空重车调整阀和气路板等组成。制动控制单元的原理框图如图1所示。如图2所示,制动电子控制装置和气动控制装置同装于一个制动控制箱内。制动控制箱外形尺寸为710mm×615mm×590m m,总重100kg。 1.1.1　制动电子控制装置 H RDA型电空制动系统的电子控制装置整体结构采用6U标准机箱,主要芯片采用日本日立公司的H8系统微控制器。该电子控制装置主要包括制动控制、防滑控制、通信及显示三个部分。制动控制部可接收列车制动控制线的PWM 制动指令,进行空气和电制动的混合制动计算,控制电空中继阀上电空转换(EP)阀的电流,实现对制动缸的预控压力控制;同时,电子控制装置又根据两路空气弹簧压力(AS1、AS2)对预控压力按载荷进行自动调整,通过气动控制装置实现对制动力的控制。防滑控制部可以测定各车轴的速度,一旦检测到有车轮滑行,便控制防滑阀降低滑行轴的制动缸压力,使滑行车轮恢复到正常的粘着状态。通信及显示部用于与TM S通信及故障诊断信息的显示与存贮。 · 56·

城轨车辆制动系统的原理分析_毕业设计

毕业设计说明书课题名称：城轨车辆制动系统的原理分析专业系牵引与动力学院

2014届毕业设计任务书一、课题名称城轨车辆制动系统的原理分析二、指导老师三、设计内容与要求 1、课题概述：近10年来，我国许多大城市都纷纷策划修建大、中运量的地铁或轻轨交通项目。已有20多个大城市都不断投人大量人力和物力，进行了不同程度的轨道交通项目建设前期工作和可行性研究。北京城市快速轨道交通铁路，起自北京西直门，向北经学院路、大钟寺、清华园等地，然后向南经望京开发区，直至东直门，设有15座车站，呈倒“U”字形状，总投资58．64亿元，全长40．8公里，是目前国内最长的城市快速轨道交通铁路线。从2005起到2020年的15年里，广东省将投资1390亿元，建设9条铁路，打造珠三角快速轨道交通。2020年将形成珠三角快速轨道交通系统，并打通广东通往全国各地的铁路经脉。截至2005年年底，北京、上海、广州、天津、大连等国内20多个城市在建或准备建设和规划中新的轨道交通线，线路总长超过4000公里，预计到2050 年中国城市轨道交通线路总长将超过4500公里。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。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。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。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。 2、设计内容与要求 1）简要介绍世界各国地铁发展的历史（1）制动系统的初步介绍（2）制动控制系统的组成及工作原理（3）城市轨道交通交通车辆风源系统等装置 2）制动机种类以及相关工作原理（1）列车车辆控制系统的分析（2）空气制动系统的分析 3）我对地铁车辆以后发展的总结及建议四、设计参考书见附录五、设计说明书要求 1．封面 2．目录 3．内容摘要（200－400字左右，中英文） 4．引言 5．正文(设计课题，内容要求，设计方案，原理分析，设计过程特点) 6．设计图纸 7. 结束语

《城市轨道交通车辆制动技术》复习题

一、填空题（每题2分，共20分） 1.对已制动的列车或机车解除或减弱其制动作用，称为缓解。 2.从司机施行制动的瞬间起，到列车速度降为零的瞬间止，列车在这段时间内所驶过的距离，称为列车制动距离。 3. 一套列车制动装置至少包括两个部分，即制动控制部分和制动执行部分。 4.由制动装置产生的，与列车运行方向相反的外力，称为制动力。 5.由于正压力而保持车轮与钢轨接触处相对静止的现象称为“粘着”。 6.防滑控制系统主要由控制单元、速度传感器与防滑阀组成。 7.一般城轨车辆制动时，常用制动都先从动力制动开始。 8.风源系统主要包括：空气压缩机组、空气干燥器、主风缸等。 9.城轨车辆采用的主要有螺杆式空气压缩机和活塞式空气压缩机两种。 10.基础制动装置可分为闸瓦制动和盘形制动。二、选择题（每题2分，共20分） 1、不属于EP2002阀的是 ( B ) A、网关阀 B、防滑阀 C、智能阀 D、RIO阀 2、下列属于人为施加的让列车减速的力是 ( C ) A、坡道阻力 B、曲线阻力 C、制动力 D、基本阻力 3、SD型数字式电气指令制动控制系统中能进行加减法运算的阀是( A ) A、七级中继阀 B、空重车调整阀 C、控导阀 D、紧急电磁阀 4、城市轨道交通在运行过程中，车辆负载发生较大变化时，一般要求制动系统（D） A.制动功率不变 B.制动方式不变 C.制动力不变 D.制动率不变5、下列因素能使轮轨间黏着系数减小的是（ B ） A.使轨面干燥Ｂ.车辆通过曲线时Ｃ.减小轴重转移Ｄ.在轨面撒沙 6、下列制动属于电气制动的是（ C ） A.闸瓦制动 B.盘形制动 C.电阻制动 D.紧急制动 7、下列哪个不属于螺杆式空气压缩机的优点（ D） A.噪声低、振动小 B.可靠性高、寿命长 C.维护简单 D.经济性好 8、KBGM制动系统中紧急阀得电时,通往称重阀的压力空气来自 ( A ) A、模拟转换阀 B、制动储风缸 C、主风缸 D、脉冲电磁阀 9、单塔式空气干燥器上用的风缸是 ( D ) A、空气弹簧气缸 B、制动储风缸 C、主风缸 D、再生风缸 10、车辆定期检查和修理不包括 ( B ) A、定修 B、架修 C、小修 D、大修三、判断题（每题2分，共20分） 1、使运动列车减速、停车或阻止其加速称为制动。（×） 2、地铁车辆的常用制动为电空混合制动,而紧急制动只有空气制动。（√） 3、由于纵向力的作用,车轮和钢轨的粗糙接触面间产生弹性变形,出现微量滑动,这种现象叫做蠕滑。（√） 4、空转是由于制动力大于粘着力造成的。（×） 5、与列车运行相反的外力都叫制动力。（×） 6、车轮的滑行和空转是粘着被破坏的两种现象。（√） 7、地铁列车制动系统中，再生制动和电阻制动不可能同时采用。（×） 8、安全阀是空气制动系统中保证空气压力不致过高的部件。（√） 9、制动盘安装在车轴上的称为轮盘式。 ( × ) 10、紧急电磁阀得电将会产生紧急制动。（×）

城轨车辆制动基本知识

城市轨道交通车辆制动系统制动的基本概念制动是指人为施加的外力，使运动的物体减速或阻止其加速，以及保持静止的物体静止不变的作用。制动效能的大小和制动施加的时机由人为掌控。使列车减速或阻止其加速的力称为制动力，而产生并控制这个制动力的装置叫做制动机。也称为制动装置。从能量变化的角度理解，制动过程就是一个能量转移过程，是将列车运行所具有的动能人为控制地转变成其他形式能量的过程，因此列车的制动过程必须具备两个基本条件：①实现能量转换；②控制能量转换。此时，制动装置是用以实现和控制列车动能转换的一套装置。对城市轨道交通车辆施行制动的目的在于；①使运行中的列车能迅速地减速或停车；②防止列车在下坡道时由于列车的重力作用导致列车速度增加；③列车停稳后，避免停放的列车因重力作用或风力作用而溜车，这时也被称为停放制动。反之，对已实施了制动的列车，重新启动或再次加速，必须解除或减弱其制动，这种作用称为制动的缓解。列车制动系统为了能施行制动或缓解制动，需要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总称为列车制动系统。由于城市轨道交通车辆与铁路车辆的编组形式不同，一般由动车和拖车组成，因此也可按其编组形式的不同分为动车制动装置和拖车制动装置。操纵全列车的制动功能的设备一般安装在列车两端带司机室的头车上。一套列车列车制动装置至少包括两个部分：制动控制部分和制动执行部分。制动控制部分主要包括制动信号的发生与传输装置；制动执行部分（也称为基础制动装置）包括闸瓦制动和盘式制动等不同的制动装置。列车的制动能力是指该列车的制动系统能使其在规定的安全范围内或规定的安全制动距离内可靠停放的能力，它与列车的运行安全直接有关。一般来说，城市轨道交通系统都有明确的制动距离（紧急制动距离）不得超过某一规定值。而列车的最高运行速度与列车的牵引功率有关，但它更应该受到制动能力的限制。和其他轨道车辆一样，制动装置是城市轨道交通车辆的重要组成部分之一。城轨车辆制动模式 1，停放制定由于车辆断电停放时，制动缸压力会因管路漏泄无压力空气补充的情况下，逐步下降为零，使车辆失去制动力。车辆停放制动不同于车辆运行中的制动作用，它采用弹簧力来产生制动作用。在正常情况下，弹簧力的大小不随时间而变化。由此获得的制动力能满足列车较长时间的断电停放要求，弹簧停放制动缸充气时，停放制动缓解；弹簧停放制动缸排气时，停放制动施加，并且还需附加有手动缓解功能。 2，常用制动常用制动是指在正常情况下为调节或控制列车速度所施加的制动。它的特点是：制动作用比较缓和；制动力可以调节，通常只有用到列车制动能力的20%~80% ，

城轨车辆电制动系统

动力制动的基本原理所谓动力制动，就是在列车制动时，将所有牵引电机的电动机工况转变为发电机工况，将列车动能转化为电能再通过两种方式——反馈给供电触网或消耗在电阻器上的方式将电能消耗掉。通过转换电路和受电弓将电能反馈给供电触网，提供本车辅助电源或同一电网中相邻运行的列车使用的方式，就是再生制动，又称为反馈制动。如果触网电压太高，不能接受反馈电能，电能只能通过列车上的电阻器发热消耗，转变成热能散发到大气中去，这种方式就是电阻制动，又称为能耗制动。电制动从能量的观点来看，制动的本质就是将列车的动能转移成别的形式的能量。制动系统转移动能的能力成为制动功率。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。目前，采用最多的机械摩擦制动方式是闸瓦制动。但其受到制动功率的限制外，闸瓦与车轮踏面磨耗后产生的粉尘和热量对环境也会造成严重污染，特别是在通风条件不好的隧道内，这些粉尘和热量将会对乘客和设备产生严重影响。此外，频繁使用摩擦制动，将使闸瓦更换频繁，车轮踏面的修正镟削量增加，不仅维修成本高，车辆修理时间也很长，车辆的使用频率就会降低。

为了减少机械摩擦，应尽量采用无污染的制动方式，目前最好的方法就是使用电制动。而电制动按照其制动原理的不同又可以分为动力制动和电磁涡流制动。（一）动力制动由于现代城市轨道交通车辆一般采用了电力牵引的电动车组，采用直流或交流电动机作为牵引动力，因此以动力制动作为主要制动方式已经成为城市轨道交通车辆的发展趋势。电动车组中既有动车又有拖车，除了拖车没有电动机只能使用摩擦制动外，所有动车都可以进行动力制动，并且还可以承担部分拖车的制动力。（二）电磁涡流制动为了充分发挥轨道电磁制动的优点，规避其不足，又设计出了电磁涡流制动。电磁涡流制动就是利用电磁涡流在磁场下产生洛伦磁力，利用洛伦磁力的作用方向与物体运动的方向相反的物理原理来设计的一种电池制动方式，这种制动方式具有无摩擦，无噪声，体积小制动力大的优点。目前，轨道交通车辆利用电磁涡流制动的方式主要有盘形涡流制动和轨道直线涡流制动 1，盘形涡流制动盘形涡流制动利用安装在车轴上的圆盘切割磁力线产生涡流