浅谈城市轨道车辆空气制动防滑控制系统
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。
城轨车辆制动机系统的维护与检修—空气制动系统简介
8.1.2空气制动系统的组成及作用原理
在紧急制动时，紧急电磁阀不励磁，紧急电磁阀使制动储风缸与称重阀直 接相通，而切断模拟转换阀与称重阀的通路，这时预控制压力Cv越过模拟 转换阀而直接进人称重阀。当预控制压力Cw经过紧急电磁阀时，由于阀的 通道阻力使预控制压力略有下降，这个从紧急电磁阀输出的预控制压力也 是通过管路板进入称重阀。
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8.1.2空气制动系统的组成及作用原理
2）制动控制单元 BCU是空气制动的核心，它包括模拟转换阀、紧急电磁阀、称重阀、 中继阀、荷载压力传感器(将荷载压力转换成相应的电信号传输给ECU)。 压力开关等元件，这些元件集中安装在铝合金基板上;同时.在气路板上装置 了一些测试口。因此，要测量各个控制压力和制动缸压力，只要在这块气 路板上测试即可，便于安装、测试、检修维护。BCU的主要作用是将ECU 发出的制动指令电信号通过模拟转换阀转换成与之成比例的预控制压力Cv 。这个预控制压力是呈线性变化的，同时，也受到称重阀和防冲动检测装 置的检测和限制，再通过中继阀，沟通制动储风缸与制动缸的通路.并控
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8.1.2空气制动系统的组成及作用原理
制进人制动缸的压力;最后使制动缸C01和C03获得符合制动指令的气制动 压力。
制动控制单元的工作原理:当压力空气从制动储风缸B4进入制动控制单 元，分成三路，一路进入紧急电磁阀，一路进入模拟转换阀.另一路进入中 继阀。
整个制动控制单元犹如一个放大器。 (1)模拟转换阀是由一个电磁进气阀(类似控导阀)、一个电磁排气阀及 一个压力传感器组成。当进气阀的励磁线圈收到微处理机ECU的制动指令 时，吸开阀芯，使制动储风缸压力空气通过进气阀转变成预控制压力Cv并 送向紧急电磁阀。
条电缆贯通整个列车，形成连续回路。模拟式制动系统的操作指令采用电 控制空气、空气再控制空气的方法。制动电指令利用脉冲宽度调制，能进 行无级控制。
浅谈城市轨道车辆制动控制系统
浅谈城市轨道车辆制动控制系统作者：李小晶来源：《中国科技博览》2014年第06期摘要：地铁车辆牵引及制动同样重要，都是地铁车辆的核心组成部分。
本文主要对地铁车辆的制动进行阐述，供同行借鉴参考。
关键词：地铁车辆；制动中图分类号：U231+.94引言地铁车辆的制动有电制动和机械制动2种，其中电制动又使用了再生制动和电阻制动，机械制动使用了空气制动和弹簧压力制动。
从操作和用途来讲，又可分为常用制动、快速制动、紧急制动和停车制动。
一、电制动电制动是列车在常用制动下的优先选择，是由列车的B车和C车承担的。
假设3节车需要的制动力为300%，正常情况下，B车和C车的电制动各承担150%。
电子牵引控制单元DCU接收到司机控制器发出的常用制动指令信号5B（数字信号）和制动要求值SD（模拟信号）后，经过载荷计算，得出本车100%及A车50%的所需制动力的和值，向三相变频变压逆变器（VVVF）的GTO变流相模块发出相应开断指令信号，随即电动机成为发电机。
将列车的动能经过VVVF转换成1800V直流电输送回接触网和供给本列车的辅助系统，这时发生的是再生制动。
如果列车所在的接触网供电区段上无其他列车处于牵引状态，而辅助系统的用电量不能完全消耗再生的电能，电荷就会在电容上集聚，使电容电压XUD迅速上升，亦即使电网电压XUN上升。
当XUD超过1800V时，DCU向VVYF的制动斩波GTO模块发出开通指令信号，制动斩波器开始工作，将多余的电能送到制动电阻BR上消耗掉。
二、空气制动在司机控制器发出常用制动指令而列车电制动无故障的情况下，气制动只是电制动力不足时的补充和列车停车前阶段（每节车上都装有1台电子制动控制单元ECU和1台制动控制单元BCU。
ECU安装在客室电子柜内，负责接收信息指令信号，存储、计算、输出有关信.氰、信号及进行本车系统故障诊断，发出气制动控制和防滑保护指令，是本车气制动的管理控制单元。
BCU将ECU发出的制动指令通过电空模拟转换阀转换成与之成比例的预控制压力，再经中断阀进行流量放大送入制动缸，起着中继执行的作用。
基于气路图浅谈地铁列车空气制动系统
基于气路图浅谈地铁列车空气制动系统摘要：空气制动系统是地铁列车的重要系统，与行车安全息息相关，也是整列车上安全等级最高的系统之一。
而气路图相当于空气制动系统在车辆上布置的原理图，基于气路图可以清楚明了地看出制动所需的压缩空气产生、传输和施加的全过程路径，对技术人员了解制动系统工作原理和分析故障位置有极大的帮助。
关键词：制动系统、气路图、制动原理本文基于南京三号线列车制动气路图来说明。
南京三号线为6编组，制动系统为架控方式。
整个气路图分为六大部分，分别是风源部分、制动控制部分、EP 阀、空气悬挂部分、基础制动部分和其它部分。
目前国内大多数地铁制动系统的气路设计都与之类似。
一、风源部分A01为空压机，通过电机带动，是产生压缩空气的设备。
A02为软管，传输压缩空气。
A03与A11为安全阀，12bar与10.5bar分别是它们的设定值，当压缩空气流过时，如果气压高于设定值，安全阀会打开，通过排除空气来保证气路的压力不会超限。
A04为双塔干燥器，工作时一个塔干燥压缩空气，一个塔再生（恢复干燥剂的能力），由电子周期定时器控制，每隔一段时间，两个塔相互转变工作方式（干燥再生）。
A05为精细滤油器，过滤压缩空气中小分子的油。
A07为测试触电，因为其上面还有箭头符号，故也可起到维护的作用。
在气路中可对后面的压力开关（A09、A10）进行检测，同时也截断外部供风对压力开关进行维护工作。
A09为压力开关，控制空压机工作，起到空压管理硬件备份的作用。
正常情况下，车辆上的两台空压机，按照主/辅工作原理要求，每天交替工作。
当总风压力低至8bar时，主空压机工作并于9bar时停止工作。
当主空压机在总风压力低至8bar时已开始工作，但总风压力继续降低至7.5bar时，备用空压机工作，两台空压机同时供风，并在总风压力达到9.5bar时两台空压机同时停止工作。
A10为压力开关，它是串入紧急环内的设备。
当它检测总风管内压力低于6bar时，会施加紧急制动信号并封锁牵引。
浅谈城市轨道车辆制动控制系统
是电制动力不足时的补充和列车停车前阶段（ ＜－ １ ２ ｋ ｎ／ ｉ ｈ ） 的制动。 电制动完 全失效时气制动可充分满足列车的制动需求； 在进行快速制动和紧急制动时则 是１ ０ ０ ％的气 制动 ： 另 外列 车停靠 车站 时 的制动 也 由气制 动提 供 。 每 节车 上都 装 有 １ 台 电子 制动 控制 单 元ＥＣ Ｕ和 Ｉ 台制 动控 制 单元 ＢＣ Ｕ。 Ｅ Ｃ Ｕ安 装在 客室 电子 柜 内 ， 负责接 收信 息指 令信 号 ， 存储 、 计算 、 输 出有 关信 ． 氰、 信号 及进行 本车 系统故 障诊断 ， 发 出气 制动控 制和防滑 保护指 令 ， 是 本车 气 制动 的管理 控 制单元 。 ＢＣ Ｕ 将Ｅ Ｃ Ｕ发 出的制 动 指令通 过 电空模 拟转换 阀转 换 成与 之成 比例 的预控 制压力 ， 再 经 中断 阀进 行流量 放大 送入 制动缸 ， 起 着 中继 执行的作用。 Ｂ Ｃ Ｕ内还包括有压力开关、 紧急电磁阀、 载荷压力传感器等元件 ， 矿财产的损失及矿工生命安全的威胁（ 如图７ ） 。
科 学论 坛
Ｉ ■
浅 谈 城 市 轨 道 车 辆 制 动 控制 系统
李小 晶
（ 深 圳市地 铁 集 团有 限公 司 广 东 深 圳 ５ １ ８ ０ ０ ０ ）
［ 摘 要］ 地铁车辆牵引及制动同样重要 ， 都是地铁车辆的核心组成部分。 本文主要对地铁车辆的制动进行阐述， 供同行借鉴参考。 ［ 关键 词］ 地铁 车辆 ； 制动 中图分 类号 ： Ｕ２ ３ １ ＋． ９ ４ 文献 标识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ６ — ０ ０ ５ ２ — ０ ２
Ｆ ＝舢
一
地铁车辆的制动有电制动和机械制动２ 种， 其中电制动又使用了再生制动 和电阻制动， 机械制动使用了空气制动和弹簧压力制动。 从操作和用途来讲， 又 可分 为 常用制 动 、 快 速制动 、 紧急 制动 和停 车制动 。 电 制动 电制动 是列车在 常用 制动下 的优先选择 ， 是 由列车 的Ｂ 车和 Ｃ 车 承担 的。 假 设３ 节 车需 要的 制动 力为 ３ ０ ０ ％， 正 常情 况下 ， Ｂ 车和 Ｃ 车的 电制动 各 承担 １ ５ ０ ％。 电子 牵 引控制 单 元ＤＣ Ｕ接 收到 司机 控制 器 发 出的常 用制 动指 令信 号５ Ｂ （ 数字信号 制动 要求 值ｓ Ｄ （ 模 拟信号 ） 后， 经过 载荷 计算 ， 得出本 车 １ ０ ０ ％ 及Ａ 车 ５ ０ ％的所需 制动力 的和值 ， 向三相 变频变压 逆变器 （ ｖ 、 ⅣＦ ） 的Ｇ １ Ｄ 变 流相模 块发 出相 应开断 指令 信号 ， 随即 电动机成 为 发 电机 。 将 列车 的动 能经 过ＶＶ Ｖ Ｆ 转 换 成１ ８ ０ ０ Ｖ 直流 电输送 回接触 网和 供给本 列车 的辅助 系统 ， 这 时发生 的是再 生制 动 如果 列车所在 的接触 网供 电区段上无其他 列车处 于牵引状态 ， 而辅 助系 统 的用 电量不 能完全 消耗再 生的 电能 ， 电荷就 会在 电容上集 聚 ， 使 电容 电压ＸＵ Ｄ
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。
城市轨道交通车辆防滑原理和防滑控制
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
C任lic务k 一to：ed车it辆M防ast滑er控ti制tle系st统yle
【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。
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
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。
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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。
脉冲信号被发送到微处理器速度Degree 信号。
图1 速度传感器的结构原理图
3.2 防滑控制单元
防滑控制单元的微机控制按照规定的分析和逻辑判断的计算方法，来自速度传感器的旋转脉冲信号在滑行时，传感器检测车轮，防滑控制动作电磁阀，减少车辆制动力使得车轮再次旋转，同时缓解压力，制动模式和制动防滑控制。
为了提高操作速度，最新款的控制单元现在使用32位微型计算机。
3 3 防滑电磁阀
防滑电磁阀是轨道车辆电子防滑控制系统的一部分，在电子控制单元中驱动控制回路，防滑阀像一个阀门致动器。
在防滑支架中，制动缸压力C可以通过数字D.继动阀逐渐减小或恢复到设定值
防滑电磁阀根据防滑控制单元的控制信号来控制制动缸的压力，防滑电磁阀可具有以下3种工作状态：
(1) 充气位
有两种情况下都能形成该位置：一种情况是无滑行，当防滑阀没有接收到防滑控制单元的信号时；另一种情况是有滑行，当防滑阀接收到防滑控制单元的缓解指令时。
在这两种情况下，VM1和VM2均不励磁，连通气路D→C；其作用是：第一种情况是保证制动系统正常的制动和缓解作用不受影响；第二种情况是使该轴的制动缸压力再次恢复到当前应有的制动缸压力水平。
(2) 保压位
有滑行，当防滑阀接收到防滑控制单元的保压指令时，VM1不励磁，VM2保持励磁，切断所有气路，其作用是使该轴的制动缸压力停止继续下降。
(3) 排气位
有滑行，当防滑阀接收到防滑控制单元的缓解指令时，VM1和VM2均励磁；连通气路C→O；其作用是使该轴的制动缸
压力下降。
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（阶段充风）来充排风。
4 空气制动防滑控制系统的工作原理
作原理如图2所示。
图2 防滑控制系统的工作原理框图
5 防滑控制方法
轮出现滑行趋势时即进行控制，防止出现滑行。
率判据控制。
较高的防滑效率。
的修正，减小参考速度的累加偏差。
能快速恢复。
对于采用独立防滑阀和防滑控制单元的防滑系统，特别是6 结束语
防滑控制系统主要基于速度差，降低速度变化进行滑动防滑控制不是在车轮的滑动控制下，而是在车轮的滑动趋有时出租车测试不仅依靠速度差准则和减速判据进行判防滑系统根据标准的参数变化，排气制动缸（或排气压当4轴同时滑动时，或4个减速轴比正常制动减速度大得多为了更有效地防止4轴偏差的积累和可能的参考速度滑动，防滑系统采用独立的防滑阀和防滑控制单元，特别是防滑结语
城市轨道车辆空气制动防滑控制系统用于在由过度的车轮参考文献：
[1] 殳企平．城市轨道交通车辆制动技术[M]．北京：知识[2] 何可．机车制动系统防滑技术研究[D]．北京：北京交通[3] 李培曙．防滑器的防滑作用与黏着利用[J]．铁道车辆，。