城轨车辆制动系统
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城轨车辆制动基础知识—城轨车辆制动系统介绍
把电动车辆的动能转化为电能后，供车辆的其它负载 使用或反馈回电网供给别的列车使用。
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。
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。
城轨交通车辆制动系统的基础知识
（3）新型城轨交通车辆普遍采用电制动和空气制动的联合制动方式。 （4）能确保城轨交通车辆在长大坡道上运行时，制动力不衰减，使列车能 匀速平稳下坡。
三、城轨交通车辆制动系统的要求
城轨交通车辆制 动系统应具备以 下几点要求：
（5）制动装置能根据客流量的大小，自动进行空重车制动力大小的调整， 减少制动时的纵向冲击。
（6）具有紧急制动性能。遇到紧急情况时，能使电动车组在规定距离内安 全停车。紧急制动作用除由司机操作外，必要时还可由行车人员利用紧急停车 按钮（紧急阀）进行操纵。
（7）电动车组在运行中发生诸如列车分离、制动系统故障等危及行车安全 的事故时，应自动进行紧急制动。
四、城轨交通车辆制动方式的分类
城轨交通车辆的制动方式指城轨交通车辆制动时动能的转移方式或制动力的获 取方式。
个阶段：
02
近代城轨交通车辆的制动方式主要是机械式制动，主要
制动设备有杠杆传动机构、铸铁闸瓦等。
03 20世纪初借鉴铁路机车车辆空气制动方式，主要制动设备
有空气指令式自动空气制动机、铸铁闸瓦或合成闸瓦等。
04
20世纪30年代主要应用电气指令式制动控制系统，主要
制动设备有电气指令直通式制动机、合成闸瓦等。
05
现代计算机控制的制动系统，主要制动设备有计算机控
制电气指令、新型基础制动装置。
三、城轨交通车辆制动系统的要求
城轨交通车辆制 动系统应具备以 下几点要求：
（1）制动装置要能产生足够的制动力，保证城轨交通车辆在规定的制动距 离内停车：一般城轨交通车辆的制动距离是300 m。
（2）制动装置能方便司机灵活操纵、动作迅速、停车平稳准确，车组前后 车辆的制动、缓解作用一致。
城轨交通车辆制动作用的性能优良与否对保证城轨交通车辆 安全和正点运行具有极其重要的作用，制动装置也是保证列车与 乘客的安全、提高车辆运行速度与线路输送能力的重要条件之 一。
三、城轨交通车辆制动系统的要求
城轨交通车辆制 动系统应具备以 下几点要求：
（5）制动装置能根据客流量的大小，自动进行空重车制动力大小的调整， 减少制动时的纵向冲击。
（6）具有紧急制动性能。遇到紧急情况时，能使电动车组在规定距离内安 全停车。紧急制动作用除由司机操作外，必要时还可由行车人员利用紧急停车 按钮（紧急阀）进行操纵。
（7）电动车组在运行中发生诸如列车分离、制动系统故障等危及行车安全 的事故时，应自动进行紧急制动。
四、城轨交通车辆制动方式的分类
城轨交通车辆的制动方式指城轨交通车辆制动时动能的转移方式或制动力的获 取方式。
个阶段：
02
近代城轨交通车辆的制动方式主要是机械式制动，主要
制动设备有杠杆传动机构、铸铁闸瓦等。
03 20世纪初借鉴铁路机车车辆空气制动方式，主要制动设备
有空气指令式自动空气制动机、铸铁闸瓦或合成闸瓦等。
04
20世纪30年代主要应用电气指令式制动控制系统，主要
制动设备有电气指令直通式制动机、合成闸瓦等。
05
现代计算机控制的制动系统，主要制动设备有计算机控
制电气指令、新型基础制动装置。
三、城轨交通车辆制动系统的要求
城轨交通车辆制 动系统应具备以 下几点要求：
（1）制动装置要能产生足够的制动力，保证城轨交通车辆在规定的制动距 离内停车：一般城轨交通车辆的制动距离是300 m。
（2）制动装置能方便司机灵活操纵、动作迅速、停车平稳准确，车组前后 车辆的制动、缓解作用一致。
城轨交通车辆制动作用的性能优良与否对保证城轨交通车辆 安全和正点运行具有极其重要的作用，制动装置也是保证列车与 乘客的安全、提高车辆运行速度与线路输送能力的重要条件之 一。
城轨制动系统实训报告
一、实训背景随着我国城市轨道交通的快速发展，城轨制动系统作为保障列车安全运行的关键部件，其重要性日益凸显。
为了提高学生对城轨制动系统的认识和理解，增强实际操作能力，我们开展了城轨制动系统实训。
二、实训目的1. 理解城轨制动系统的基本组成、工作原理和功能。
2. 掌握城轨制动系统的操作方法和故障排除技巧。
3. 培养学生团队合作精神和实践创新能力。
三、实训内容1. 城轨制动系统概述实训首先介绍了城轨制动系统的基本组成，包括空气制动系统、电制动系统和防滑系统。
通过讲解，使学生了解各系统的功能和作用。
2. 空气制动系统实训（1）空气制动系统结构及工作原理：实训详细讲解了空气制动系统的结构组成，包括制动缸、制动阀、制动管等，并阐述了其工作原理。
（2）空气制动系统操作实训：学生分组进行空气制动系统的操作实训，包括制动缸压力调整、制动阀操作等，掌握实际操作技能。
3. 电制动系统实训（1）电制动系统结构及工作原理：实训介绍了电制动系统的组成，包括再生制动和电阻制动，并阐述了其工作原理。
（2）电制动系统操作实训：学生分组进行电制动系统的操作实训，包括再生制动操作、电阻制动操作等，掌握实际操作技能。
4. 防滑系统实训（1）防滑系统结构及工作原理：实训讲解了防滑系统的组成，包括速度传感器、制动控制单元、防滑阀等，并阐述了其工作原理。
（2）防滑系统操作实训：学生分组进行防滑系统的操作实训，包括速度传感器检测、制动控制单元操作、防滑阀调整等，掌握实际操作技能。
5. 故障排除实训实训模拟了城轨制动系统常见的故障，如制动缸压力不足、制动阀故障等，引导学生分析故障原因，提出解决方案，并进行实际操作。
四、实训心得1. 城轨制动系统涉及多个学科知识，通过实训，我对制动系统的组成、工作原理和操作方法有了更深入的了解。
2. 实训过程中，我学会了团队合作，与同学们共同解决实际问题，提高了自己的沟通能力和协作能力。
3. 实训让我认识到理论知识与实践操作相结合的重要性，只有将所学知识运用到实际工作中，才能真正提高自己的技能水平。
城轨车辆电制动系统—电制动和空气制动的制动力分配
当实际电制动力不能满足全列车的制动力需求-全列车补充的 制动力平均分配到各辆列车上。 分析图中6种情况。
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
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
城轨车辆制动系统的模式控制
1.2 制动系统常用制动模式的测试
（3） 在TCMS制动界面上读取最大常用制动 压力：Tc车为（3.1±0.2）bar，T车为 （2.7±0.2）bar，M、M1车为（3.6±0.2） bar，如图6-49所示。
1.2 制动系统常用制动模式的测试
3. 紧急制动的功能测试
（1） 按下紧急制动按钮（图6-50），观察TCMS制动界面（图6-51），指令 级位显示为EB；制动缸压力：Tc车为（3.6±0.2）bar，T车为（3.0±0.2）bar， M、M1车为（3.8±0.2）bar。
1.2 制动系统常用制动模式的测试
（2） 观察TCMS显示屏上停放制动状态显示功能，测试停放缓解 状态时排总风。当风压不大于5.8 bar时，显示停放制动施加；当 风压大于等于5.8 bar时，显示停放制动缓解。TCMS显示屏上的三 角形显示为绿色时，表示停Байду номын сангаас制动施加（图6-46）；显示为灰色 时，表示停放制动缓解。
1.1 制动系统的制动模式及其控制
2. 保持制动 保持制动保证车辆在坡道上启动，防止车辆溜车。制 动保持压力值大于等于50%的最大常用制动力值。
3. 紧急制动 在紧急制动状态下，来自制动副风缸的压力会下降而 向制动缸供风，制动缸压力可根据空气弹簧的压力 （载荷质量）通过一系调节装置加以控制。制动缸压 力通过制动缸压力调节装置施加到车轴上。EP2002紧 急制动原理如图6-43所示。
1.1 制动系统的制动模式及其控制
实施常用制动时，制动缸压力通过一系调节装置的压力调节功能来实现。在 EP2002控制系统内部有两个制动缸压力调节器。在常用制动过程中，当没有防 滑控制时，一个制动缸压力调节器将产生常用制动的制动缸压力；如果防滑控 制产生作用，制动缸压力调节器可以通过一系调节装置将单轴的制动缸压力控 制在足够的水平上。 EP2002常用制动原理如图6-41所示，EP2002防滑控制原理如图6-42所示。
城轨车辆控制系统—EP2002制动系统的优缺点
• 而常规制动控制系统中的制动电子控制单元 BECU甚至BECU中单独的印刷电路板在所 有车上都可EP2002制动控制系统的缺点
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
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。
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城市轨道交通制动系统
城市轨道交通制动系统1、制动与缓解（1）制动。
制动是指人为地通过制动装置使车辆减速或阻止其加速的过程。
从能量变化角度分析，制动过程是一个能量转移的过程，即将列车运行的动能人为控制地转化成其他形式能量的过程。
而制动力则是指使车辆减速或阻止其加速的外力，制动机是产生并控制制动力的装置。
（2）缓解。
缓解是对已经施行制动的列车，解除或减弱其制动作用。
对于运动的列车而言，列车在停车后启动加速前或列车在运行途中限速制动后加速前均要解除制动作用，即施行缓解作用。
2、制动装置与制动系统（1）制动装置。
制动装置是在车辆中产生制动力，使列车减速、停车的一套机械、电气装置，一般将机械装置称为基础制动装置，而将电气控制的部分称为制动机。
制动作用的性能对保证车辆安全和正点运行具有极其重要的作用，制动装置也是提高列车运行速度和线路输送能力的重要条件之一。
（2）制动系统。
①制动系统的组成。
制动系统由动力制动系统、空气制动系统及指令和通信网络系统组成。
动力制动系统。
动力制动系统一般与牵引系统连在一起形成主电路，包括再生反馈电路和制动电阻器，将动力制动产生的电能反馈给供电接触网或消耗在制动电阻器上。
空气制动系统。
空气制动系统由供气部分、控制部分和执行部分组成。
供气部分有空气压缩机组、空气干燥器的风缸等；控制部分有电-空转换阀、紧急阀、称重阀、中继阀等；执行部分主要是指基础制动装置，主要有闸瓦制动装置、盘形制动装置等。
指令和通信网络系统。
指令和通信网络系统是传递司机指令的通道，也是制动系统内部数据传递交换及制动系统与列车控制系统进行数据通信的总线。
②制动系统的作用。
制动系统的主要作用如下：车辆在运行过程中，司机通过制动装置使列车减速、停车或停止加速。
防止车辆在长大下坡道运行时加速。
防止城轨车辆在停车线或检修线上自动溜放而实施停放作用等。
城轨车辆制动系统
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
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• 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。
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三、电制动
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
兹力，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
由列车运行动能转换成的电能将全部消耗在列车上的 电阻器中，转变为热能散发到大气中去。因此，电阻制动又 称为能耗制动。
车辆进行电气制动时，首先应该是再生制动，即向供 电网反馈电能。如果触网电压过高或同一供电区段无其他车 辆吸收反馈能量，则电路转为电阻制动，把能量消耗在电阻 器上。
•
城市轨道交通车辆常用的摩擦制动方式主要
有：
✓ 闸瓦制动
✓ 盘形制动
✓ 轨道电磁制动
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二、空气制动系统
空气制动系统的组成
•
城轨车辆的空气制动系统由供气设备、基础
制动装置(常见的有闸瓦制动装置、盘形制动装
置)、防滑装置和制动控制单元组成。
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二、空气制动系统
空气制动系统的组成
• 1、供气系统
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。
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三、电制动
根据能量的去向，分为： 电阻制动、再生制动。 电制动按照其制动原理的不同： 动力制动、电磁涡流制动。
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三、电制动
动力制动
• 动力制动，就是列车制动时，将所有牵引电机的电动 机工况转变为发电机工况。
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二、空气制动系统
自动空气制动机的结构原理
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二、空气制动系统
自动空气制动机的结构制动停车。
• 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。
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
保 压 保压制动是为防止车辆在停车前的冲动，使车辆平稳停车， 制 通过ECU内部设定的执行程序来控制。 动
第一阶段：当列车制动到速度8Km/h，触发保压制动信号。这时，电 制动逐步退出，而由气制动来替代。
第二阶段：接近停车时（列车速度0.5Km/h），一个小于制动指令 （最大制动指令的70%）的保压制动开始自动实施，即瞬时地将制动缸压 力降低。
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。
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三、电制动
再生制动
在制动工况时，列车停止从接触网受电，电动机改为 发电机工况，将列车运行的机械能转换为电能，反馈电网， 产生制动力，使列车减速或在下坡线路上以一定的限速度运 行。
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三、电制动
电阻制动
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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。
直通式空气制动的结构原理
•
制动阀有缓解位、保压位和制动位3
个不同位置。
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二、空气制动系统
直通式空气制动的结构原理
• 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。
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动控制方式
想一想
制动力总需求
-300 -600 -600
三节编组单元(两动一拖)
再生制动 （-500）
电阻制动 （-600）
空气制动 (-800)
-300
0
0
-500 0
0 -500
-100 -100
备注 电网满
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目录
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二、空气制动系统
•
空气制动，又称为机械制动或摩擦制动。
轮，实现车辆缓解。
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二、空气制动系统
直通式空气制动的结构原理
• 保压位
•
制动阀操纵手柄放在保压位时，制动阀保持总风缸管、
制动管和EX口各部相通，可保持制动缸内压力不变 。
•
驾驶员将操纵手柄靠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，制础缸压力能分阶
段上升或下降，即实现阶段制动或阶段缓解。
•
制动力大小，取决制动缸内压缩空气的压力。 精品课件
二、空气制动系统
直通式空气制动的结构原理
• 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问应足够长，使制动缸内
的压缩空气排尽，压力降低至零。此时制动缸活塞借助制
动缸缓解弹簧的复原力，使活塞回到缓解位，闸瓦离开车
紧急制动是在列车遇到紧急情况或发生其他意外情况时，为 紧 使列车尽快停车而实施的制动。 急 特点是作用比较迅速，而且将列车制动能力全部使用，而且 制 停车前不可缓解，不对冲击率进行具体限制。 动 紧急制动时考虑了脱弓、断钩、断电等故障情况，故只采用
空气制动。
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
山东交通职业学院
城轨车辆制动系统
董英荣 2016.10.11
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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
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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。
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一、城轨制动基础知识
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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。
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三、电制动
现在最多采用的是闸瓦制动，但其摩擦产生的热能在 闸瓦和车轮踏面间积聚，温度急剧升高，严重时高温可熔化 闸瓦或烧灼踏面。同时，闸瓦与车轮踏面摩擦后会产生粉尘 和热量，对环境有严重的污染，而且，频繁和过量的使用摩 擦制动，将使闸瓦更换频繁，车辆踏面的维修大量增加。
• 缓解：对已经施行制动的物体，解除或减弱其制 动作用，均可称之为“缓解”。
列车制动停车后起动加速前或运行途中限速制动后加速前均要解 除制动作用，即施行缓解作用。
• 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，也称制 动装置。基础制动装置：传送制动原动力并产生 制动力的制动执行装置。
（动能
热能）
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动方式
• 2、电制动（动力制动）
✓
把动能通过发电机转化为电能后、再将电能送回
电网或变成热能散发到空气中。
✓ （动能
电能
电网或热能）
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
常 正常运行下为调解或控制动车列车速度，包括进站停车所 用 实施的制动 制 特点是作用缓和，制动力可连续调节，载荷修正 动 当常用制动力最大时即为常用全制动。
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
快 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 速 动方式 制 电制动不起作用，仅空气制动，制动过程可以施行缓解。 动 受冲击率限制，具有防滑保护和载荷修正功能。
弹 停放制动是列车停车后，为使列车维持静止状态所采取的一 簧 种制动方式。 制 停放制动通常是将弹簧停放制动器的弹簧压力通过闸瓦作用 动 于车轮踏面来形成制动力。
• 盘形制动分为轴盘式和轮盘式两种。 • 一般采用轴盘式盘形制动 • 当轮对中间因牵引电机等设备的安装而使
制动盘安装发生困难时，可采用轮盘式盘 形制动。
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二、空气制动系统
盘形制动
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二、空气制动系统
盘形制动
• 制动缸——活塞 杆——两根杠 杆——夹钳—— 闸片——制动盘
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二、空气制动系统
盘形制动
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二、空气制动系统
盘形制动
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二、空气制动系统
盘形制动
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二、空气制动系统
磁轨制动
图1-3 磁轨制动
1-电磁铁；2-升降风缸； 3-钢轨；4-构架侧梁；5-磨耗
。
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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。
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三、电制动
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
兹力，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
由列车运行动能转换成的电能将全部消耗在列车上的 电阻器中，转变为热能散发到大气中去。因此，电阻制动又 称为能耗制动。
车辆进行电气制动时，首先应该是再生制动，即向供 电网反馈电能。如果触网电压过高或同一供电区段无其他车 辆吸收反馈能量，则电路转为电阻制动，把能量消耗在电阻 器上。
•
城市轨道交通车辆常用的摩擦制动方式主要
有：
✓ 闸瓦制动
✓ 盘形制动
✓ 轨道电磁制动
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二、空气制动系统
空气制动系统的组成
•
城轨车辆的空气制动系统由供气设备、基础
制动装置(常见的有闸瓦制动装置、盘形制动装
置)、防滑装置和制动控制单元组成。
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二、空气制动系统
空气制动系统的组成
• 1、供气系统
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。
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三、电制动
根据能量的去向，分为： 电阻制动、再生制动。 电制动按照其制动原理的不同： 动力制动、电磁涡流制动。
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三、电制动
动力制动
• 动力制动，就是列车制动时，将所有牵引电机的电动 机工况转变为发电机工况。
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二、空气制动系统
自动空气制动机的结构原理
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二、空气制动系统
自动空气制动机的结构制动停车。
• 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。
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
保 压 保压制动是为防止车辆在停车前的冲动，使车辆平稳停车， 制 通过ECU内部设定的执行程序来控制。 动
第一阶段：当列车制动到速度8Km/h，触发保压制动信号。这时，电 制动逐步退出，而由气制动来替代。
第二阶段：接近停车时（列车速度0.5Km/h），一个小于制动指令 （最大制动指令的70%）的保压制动开始自动实施，即瞬时地将制动缸压 力降低。
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。
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三、电制动
再生制动
在制动工况时，列车停止从接触网受电，电动机改为 发电机工况，将列车运行的机械能转换为电能，反馈电网， 产生制动力，使列车减速或在下坡线路上以一定的限速度运 行。
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三、电制动
电阻制动
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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。
直通式空气制动的结构原理
•
制动阀有缓解位、保压位和制动位3
个不同位置。
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二、空气制动系统
直通式空气制动的结构原理
• 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。
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城轨车辆制动控制方式
想一想
制动力总需求
-300 -600 -600
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空气制动 (-800)
-300
0
0
-500 0
0 -500
-100 -100
备注 电网满
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二、空气制动系统
•
空气制动，又称为机械制动或摩擦制动。
轮，实现车辆缓解。
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直通式空气制动的结构原理
• 保压位
•
制动阀操纵手柄放在保压位时，制动阀保持总风缸管、
制动管和EX口各部相通，可保持制动缸内压力不变 。
•
驾驶员将操纵手柄靠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，制础缸压力能分阶
段上升或下降，即实现阶段制动或阶段缓解。
•
制动力大小，取决制动缸内压缩空气的压力。 精品课件
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直通式空气制动的结构原理
• 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问应足够长，使制动缸内
的压缩空气排尽，压力降低至零。此时制动缸活塞借助制
动缸缓解弹簧的复原力，使活塞回到缓解位，闸瓦离开车
紧急制动是在列车遇到紧急情况或发生其他意外情况时，为 紧 使列车尽快停车而实施的制动。 急 特点是作用比较迅速，而且将列车制动能力全部使用，而且 制 停车前不可缓解，不对冲击率进行具体限制。 动 紧急制动时考虑了脱弓、断钩、断电等故障情况，故只采用
空气制动。
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• 制动是指人为地使列车减速或阻止其加速的过程。
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• 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。
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三、电制动
现在最多采用的是闸瓦制动，但其摩擦产生的热能在 闸瓦和车轮踏面间积聚，温度急剧升高，严重时高温可熔化 闸瓦或烧灼踏面。同时，闸瓦与车轮踏面摩擦后会产生粉尘 和热量，对环境有严重的污染，而且，频繁和过量的使用摩 擦制动，将使闸瓦更换频繁，车辆踏面的维修大量增加。
• 缓解：对已经施行制动的物体，解除或减弱其制 动作用，均可称之为“缓解”。
列车制动停车后起动加速前或运行途中限速制动后加速前均要解 除制动作用，即施行缓解作用。
• 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，也称制 动装置。基础制动装置：传送制动原动力并产生 制动力的制动执行装置。
（动能
热能）
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城轨车辆制动方式
• 2、电制动（动力制动）
✓
把动能通过发电机转化为电能后、再将电能送回
电网或变成热能散发到空气中。
✓ （动能
电能
电网或热能）
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城轨车辆制动模式
常 正常运行下为调解或控制动车列车速度，包括进站停车所 用 实施的制动 制 特点是作用缓和，制动力可连续调节，载荷修正 动 当常用制动力最大时即为常用全制动。
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快 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 速 动方式 制 电制动不起作用，仅空气制动，制动过程可以施行缓解。 动 受冲击率限制，具有防滑保护和载荷修正功能。
弹 停放制动是列车停车后，为使列车维持静止状态所采取的一 簧 种制动方式。 制 停放制动通常是将弹簧停放制动器的弹簧压力通过闸瓦作用 动 于车轮踏面来形成制动力。
• 盘形制动分为轴盘式和轮盘式两种。 • 一般采用轴盘式盘形制动 • 当轮对中间因牵引电机等设备的安装而使
制动盘安装发生困难时，可采用轮盘式盘 形制动。
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盘形制动
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盘形制动
• 制动缸——活塞 杆——两根杠 杆——夹钳—— 闸片——制动盘
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盘形制动
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磁轨制动
图1-3 磁轨制动
1-电磁铁；2-升降风缸； 3-钢轨；4-构架侧梁；5-磨耗
。
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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。