城市轨道车辆制动系统
城市轨道交通车辆制动方式
城市轨道交通车辆制动方式一、引言城市轨道交通作为现代城市公共交通的重要组成部分，其安全性和稳定性是保证运营质量的关键因素之一。
而车辆制动作为车辆控制系统中的重要组成部分，对于保证列车的安全运行起着至关重要的作用。
本文将从城市轨道交通车辆制动方式入手，详细介绍城市轨道交通车辆制动方式及其特点。
二、电阻制动电阻制动是城市轨道交通常用的一种制动方式。
它是利用列车牵引系统中装有电阻器，在列车行驶过程中通过改变电路连接方式，使电能转化为热能而达到减速目的。
这种制动方式具有以下特点：1. 制动效果稳定可靠：由于电阻器可以根据列车运行状态进行调整，因此可以实现精确控制列车速度。
2. 制动过程平稳：由于电阻器可以逐渐降低输出功率，因此可以实现平滑减速。
3. 能量回收效果差：由于电能转化为热能而散失掉了大量能量，因此不能实现能量回收。
三、空气制动空气制动是城市轨道交通常用的一种制动方式。
它是利用列车牵引系统中的压缩空气，通过控制空气压力来控制列车的制动力。
这种制动方式具有以下特点：1. 制动效果稳定可靠：由于空气制动可以实现精确控制列车速度，因此具有较高的稳定性和可靠性。
2. 制动过程平稳：由于空气制动可以逐渐降低输出压力，因此可以实现平滑减速。
3. 能量回收效果差：由于空气制动不能实现能量回收，因此在长时间停车时会浪费大量能量。
四、电磁吸盘制动电磁吸盘制动是城市轨道交通常用的一种辅助制动方式。
它是利用列车底部装有的电磁吸盘，在紧急情况下通过控制电磁吸盘工作来实现快速停车。
这种制动方式具有以下特点：1. 制动效果强劲：由于电磁吸盘可以产生很大的吸力，因此可以在紧急情况下迅速停车。
2. 制动过程突然：由于电磁吸盘制动是一种紧急制动方式，因此制动过程会比较突然。
3. 能量回收效果好：由于电磁吸盘可以将列车的动能转化为电能进行回收利用，因此具有较好的能量回收效果。
五、再生制动再生制动是城市轨道交通常用的一种能量回收方式。
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。
城市轨道交通车辆电空制动系统技术要求
城市轨道交通车辆电空制动系统技术要求1 通用要求1.1 一般要求单节车辆采用动力转向架和非动力转向架配置或者牵引系统采用架控方式进行牵引控制的列车宜采用架控制动系统。
电空制动系统应按一列车或一个单元进行系统设计，车辆及相关系统之间接口、功能应匹配，且应避免相互干扰。
整个系统设计应具有完整性并符合故障导向安全原则。
电空制动系统应采用模块化设计，零部件应尽量集中布置，并应具有互换性，主要部件之间应留有维护空间。
电空制动系统的紧急制动的安全性应按GB/T 21562的SIL4等级进行设计，常用制动和防滑控制功能的安全性应按GB/T 21562的SIL2等级进行设计。
电空制动系统管路及其配套的管接头等部件宜采用不锈钢材质，风缸应进行防锈、防腐处理。
电空制动系统不应产生或含有对人体有毒有害的物质。
车体外部安装的制动设备，电气连接器防护等级应满足GB/T 4208—2017中IP65的要求，风源系统电机防护等级应满足IP54的要求，速度传感器防护等级应满足IP68的要求，连接器应满足IP67要求，其它部件防护等级应至少满足IP55的要求。
电空制动系统应设有与列车总线通信的多功能车辆总线（MVB）、控制器局域网（CAN）或以太网等的网络接口。
电空制动系统应能连续调节和控制制动力。
电空制动系统应具有保证运行的列车减速或停车的能力，应满足列车在规定条件下的制动减速度和制动距离要求。
电空制动系统应具有保证静止列车不溜逸的能力。
电空制动系统应能与牵引系统的电制动相互配合实现电空混合制动。
电空制动系统应能充分利用车轮与轨道之间的黏着条件，应能充分发挥制动能力。
电空制动系统应能在司机控制器、ATO或ATP等的操纵下对列车进行阶段或一次性的制动与缓解控制。
电空制动系统正常工作压力范围宜为750kPa～900kPa或800kPa～950kPa，最高工作压力不应大于1000kPa。
当电空制动系统总风管（缸）空气压力降到低于某一压力值时，列车应自动采取导向安全的措施保障列车运行安全。
城市轨道交通车辆—制动系统
2）滑行状态。车轮在钢轨上滑行，此时车轮与钢轨之间的滑动摩擦力为列车制动力。这是一种必 须避免的事故状态，由于滑动摩擦系数远小于静摩擦系数，因此一旦发生滑行，制动力将大大减 少，制动距离会延长；同时车轮在钢轨上的长距离滑行，将导致车轮踏面的擦伤，危及行车安全。
制动类型
电制动
再生制动 (动能→ 牵引电机→电能→接触网)
1）再生制动。当车辆施加常用制动时，牵引电机变成发电机状态，将车辆的 动能转变成电能，电能经过整流后反馈至接触网，供列车所在的接触网供电 分区上其它车辆牵引和供本车其它系统（辅助系统等）使用，即再生制动。 再生制动取决于接触网的接收能力，也取决于网压的高低和载荷利用能力。
以电磁力为源动力的制动方式称为电制动；
空气（摩擦）制动
以压缩空气为源动力的制动方式称为空气制动，如踏面 制动、盘式制动等都为空气制动方式；
其他制动
还有机械制动、液压制动等方式。
制动源动力 不同
城市轨道交通车辆牵引电传动系统采用先进的调频调压交流感应电机驱 动系统，在高速时具有良好的电制动性能。
但是由于电制动的效率随着运行速度的降低而降低，所以在车速降低到 一定程度后必须采用空气制动系统。
列车制动时，将牵引电机变为发电机，动能转化为 电能。
动能转移方 式不同
制动类型
粘着制动 利用轮、轨之间的粘着力来实现制动。
制动力获取 方式不同
非粘着制动 制动力的提供不再依靠轮轨之间的粘着力，可获得超过轮轨粘着 力的制动力。
城市轨道交通车辆的制动模式
城市轨道交通车辆的制动模式城市轨道交通是一种快速、高效的公共交通工具，其安全性是保证城市交通运行的关键。
而车辆的制动系统就是保障城市轨道交通安全的一个重要组成部分。
本文将介绍城市轨道交通车辆的制动模式。
一、电制动电制动是城市轨道交通车辆的主要制动方式之一。
电制动是通过电机逆变器控制车辆电机的电流，使车辆产生制动力，从而实现制动的过程。
在电制动中，车辆电机的电流变成负值，电机产生制动力，将车辆减速甚至停下来。
电制动具有制动平稳、制动距离短、制动效率高等优点。
二、空气制动空气制动是城市轨道交通车辆的另一种主要制动方式。
空气制动通过控制车辆的空气制动系统，将车辆制动盘与车轮接触，产生制动力从而实现制动的过程。
空气制动具有制动力大、制动效率高、制动距离短的优点。
但由于空气制动需要耗费空气制动缸内的压缩空气，因此其制动距离和制动平稳性都会受到影响。
三、再生制动再生制动是城市轨道交通车辆的一种辅助制动方式。
再生制动通过逆变器控制电机的电流，将旋转的车轮所带动的电机转换成电能，并将这些电能反馈给车辆的电源系统，从而实现制动的过程。
再生制动具有制动平稳、制动距离短、不会消耗太多能量的优点。
四、紧急制动紧急制动是城市轨道交通车辆的一种应急制动方式。
紧急制动可以通过手柄或按钮等操作，使车辆的制动系统立即切断牵引电源，同时加紧空气制动或电制动以实现制动的过程。
紧急制动具有制动力大、制动距离短、制动效率高等特点，但也容易产生车轮滑动，增加制动距离和制动平稳性的难度。
城市轨道交通车辆的制动模式有电制动、空气制动、再生制动和紧急制动等多种方式。
在实际运行中，不同的制动模式可以根据车辆的具体情况和运行状态进行选择，以保证城市轨道交通的安全、高效运行。
城市轨道交通车辆构造与检修单元7-城市轨道交通车辆制动系统检修【可编辑全文】
任务1 城市轨道交通车辆制动系统的组成
【任务目标】 1.掌握制动系统在城市轨道交通车辆运行中的重要意义。 2.熟悉空气制动系统的组成和分类。 3.掌握风源系统的种类和主要部件的工作原理。 4.熟悉基础制动装置的组成和工作原理。 【任务分析】 通过本任务的学习,重点掌握城市轨道车辆制动系统的组成,掌握 制动的种类,本任务的难点是制动优先原则的掌握。
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图7.4 再生制动原理图
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(2)电阻制动 如果制动列车所在的接触网供电区段内无其他列车吸收该制动能 量,VVVF则将能量反馈在线路电容上,使电容电压XUD迅速上升,当 XUD达到最大设定值1800V时,DCU启动能耗斩波器模块A14上的 门极可关断晶闸管GTO:V1,GTO打开制动电阻RB,制动电阻RB与电 容并联,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 (能耗制动),电阻制动能单独满足常用制动的要求。 电阻制动是承担电机电流中不能再生的那部分制动电流。再生制 动电流加电阻制动电流等于制动控制要求的总电流,此电流受电机电 压的限制。再生制动与电阻制动之间的转换由DCU控制,能保证它们 连续交替使用,转换平滑,变化率不能为人所感受。当高速时,动车采 用再生制动,将列车动能转换成电能;当再生制动无法再回收时(如当 网压上升到1800V时),再生制动能够平滑地过渡到电阻制动。
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(三)快速制动 当主控制器手柄移到“快速制动”位时,列车将实施减速度与紧急 制动相同的快速制动。快速制动具有以下特点: ①电制动不起作用,仅空气制动。 ②受冲击率极限的限。 ③主控制器手柄回“0”位,可缓解。 ④具有防滑保护和载荷修正功能。
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(四)常用制动 在常用制动模式下,电制动和空气(摩擦)制动一般都处于激活状 态。一般情况下[车载为定员AW2以下,速度8km/h(可调)以上],电 制动能满足车辆制动要求,当电制动不能满足制动要求时,空气制动能 够迅速、平滑地补充,实现混合制动作用。
城市轨道交通车辆制动系统
城市轨道交通车辆制动系统摘要：我国城市轨道交通行业的大规模发展全面带动了装备制造业及产业链的发展和技术升级。
按照国家发改委《增强制造业核心竞争力三年行动计划》和《关于加强城市轨道交通车辆投资项目监管有关事项的通知》要求，应积极开展城轨装备标准制修订，发展团体标准和企业标准，完善城轨装备标准规范，加快构建中国城轨装备标准体系。
作为城轨交通车辆关键核心装备的制动系统，有必要建立技术标准体系，以更好地推进制动系统统型产品开发，提高产品的通用性与互换性，满足制动系统产品设计、制造和运用需求。
关键词：城轨交通车辆；制动系统；标准现状；标准体系１我国城轨交通车辆制动系统技术现状目前地铁车辆、轻轨车辆、有轨电车在国内均已批量运用，中低速磁浮车辆、市域快速车辆、单轨车辆也逐步扩大应用。
制动系统是城轨交通车辆的核心系统，组成较为复杂，以地铁列车为例，每列地铁列车制动系统通常由五六十种部件组成，且技术领域跨度大，涵盖了气动控制、计算机控制、机械驱动、摩擦材料、密封等技术，不同的城轨交通车辆采用的制动技术也有所不同，有的甚至差异较大。
绝大部分地铁车辆、轻轨车辆和市域快速车辆采用微机控制直通电空制动系统，主要由制动控制系统（也称为制动控制装置）、基础制动装置、风源装置、防滑装置、辅助设备及管路供风部件等组成。
制动控制装置分为车控和架控２种形式，主要由电子制动控制单元、中继阀、空重车阀、紧急阀、电磁阀、压力传感器等组成。
大部分城轨车辆基础制动采用踏面制动方式，主要包括单元制动器和闸瓦；１００ｋｍ／ｈ及以上速度等级的大部分地铁车辆、轻轨车辆等采用盘形基础制动装置，主要由夹钳单元、制动盘、闸片组成，多采用铸铁制动盘和合成闸片。
风源装置分为主空压机组成和辅助空压机组成，主要包括空压机和干燥器，大部分采用活塞式或螺杆式空压机和双塔吸附式干燥器，部分采用膜式干燥器，主空压机组成为全列车用风设备提供压缩空气，辅助空压机组成为升弓设备提供压缩空气。
城市轨道交通车辆制动系统的重要作用
一 基本概念
一 基本概念
当以压力空气作为制动信号传递和制动力控制的介质时， 该制动装置称为空气制动控制（空气制动机）。
二 城市轨道交通车辆制动系统的制动模式
三、快速制动
是为了使列车尽快停车而实施的制动，其制动力高于常用 全制动(上海、广州快速制动力高于常用全制动22% )。这种制 动方式在紧急情况下、制动系统各部分作用均正常时所采取的 一种制动方式，其特点是与常用制动相同，制动过程可以施行 缓解。
受冲击率极限的限制，主控制器手柄回“0”位，可缓解， 具有防滑保护和载荷修正功能。
一 基本概念
三、制动的实质：
（1）能量的观点：将列车的动能变成别的 能量或转移走。
（2）作用力的观点：制动装置产生与列车 运行方向相反的力，使列车尽快减速或停车。
一 基本概念
四、制动机：
产生制动原动力并进行操纵和控制的部分设备。
五、制动力：
由制动装置产生的与列车运动方向相反的外力。 对轨道交通机车车辆而言，制动力是制动时由制动装置产 生作用后而引起的钢轨施加于车轮的与列车运行方向相反的力。
一 基本概念
六、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。
一 基本概念
七、 制动距离：
从司机施行制动的瞬间起（将制动手柄移至制动位），到列 车速度降为零列车所行驶的距离，其综合反映列车制动装置的性 能和实际制动效果的主要技术指标。
上海地铁规定：列车在满载乘客的条件下，在任何运行初速 度下，其紧急制动距离不得超过180m。
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%）的保压制动由ECU 开始自动实施，即瞬时地将制动缸压力降低。如果由于 故障，ECU未接收到保压制动触发信号，ECU内部程序 将在8Km/h的速度时自行触发。
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（四) 整车运输的特殊形式 1 .整车分卸 2 .站界内搬运和途中装卸 （五) 准、米轨间直通运输 （六) 国铁与地方铁路间直通运输
（三）铁路内部货运管理规则与办法 铁路内部货运管理规则与办法主要有《铁
路货物运输管理规则》（ 简称《管规》) 和 《铁路货运事故处理规则》（ 简称《事规》) 。《管规》明确规定了货物运输各个环节的作 业内容和质量要求，是铁路货运工作人员的工 作细则。《事规》是铁路内部处理货运事故的 规定。其他还有《铁路零担货物运输组织规则
（1）动力制动系统。它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。
（2）空气制动系统。它由供气部分、控制部分和执行 部分等组成。供气部分有空气压缩机组、空气干燥器和风 缸等；控制部分有电-空转换阀（EP）、紧急阀、称重阀 和中继阀等；执行部分有闸瓦制动装置和盘形制动装置等。
3．制动机：产生制动原动力并进行操纵和控制的部分设备。
二、货运工作的法规依据
（一） 铁路货物运输合同的主要法律依据 1. 《中华人民共和国合同法》（ 简称《合同法》
) ，是调整横向经济关系的法律规定。 2. 《中华人民共和国铁路法》（ 简称《铁路法》
) ，是保障铁路运输和铁路建设顺利进行的法 律规定。 3. 《铁路货物运输合同实施细则》（ 简称《实施 细则》) ，是以《合同法》作为依据，结合铁 路货物运输的特点而制定的经济法规，是《合 同法》的补充。
现铁路运输创新发展的重要举措，是拓展市场、做大做强铁路运输
企业、探索中国铁路在新形势下发展道路的重要途径。
为进一步方便广大旅客货主，推动铁路向现代物流转型发展，
中国铁路95306网站已于2015年 4月10日上线运行。
任务二 明确铁路货物运输基本条件
一、铁路货物运输的种类
根据托运货物的数量、性质、形状等条件， 结合所用装运货车的 方式不同， 将铁路货物运输的种类划分为整车、零担和集装箱三 种。
运经营人将货物从一国境内接管货物的地点接至另一国境内制
定地点交付的货物运输。
国际多式联运是当前国际货物运输的发展方向。我国地域
辽阔，更具有发展国际多式联运的潜力。
（三）发展现代物流
发展铁路现代物流，是降低全社会物流成本、更好地发挥铁路
在综合交通运输体系中骨干作用的客观要求，是深化铁路改革、实
（一) 整车货物运输 一批货物的重量、体积、形状或性质需要以一辆以上货车运输的，
应按整车托运。
（二) 零担货物运输
不够整车运输条件的， 按零担托运。按零担 托运的货物， 一件体积最小不得小于0 .02 m3（ 一件重量在10 kg 以上的除外) ， 每批不得超过 300 件。
下列货物，由于性质特殊，或需特殊照料，或受铁路现 有设备条件的限制，尽管不够整车运输条件，也不得按 零担托运:
1.掌握制动系统的基本概念 2.掌握车辆制动系统的分类 3.了解制动系统应具有的基本要求
一.基本概念
1．列车制动系统和列车制动装置 为使列车能实施制动和缓解而安装于列车 上的一整套装置，总称为“列车制动装置”， 有时，“制动”与“制动装置”均简称为 “闸”，实施制动简称为“上闸”，亦可简称 为“下闸”，使制动得到缓解简称为“松闸”。 现代轨道交通车辆的制动系统是由动力制动系 统和空气制动系统及指令和通信网络系统三部 分组成的。
（3）指令和通信网络系统。它既是传送司机指令的通 道，同时也是制动系统内部数据交换及制动系统与列车控 制系统进行数据通信的总线。
2．制动作用和缓解作用 （1）制动：人为地制止物体的运动，包括使其减速、阻止其运动 或加速运动，均可称之为“制动” （2）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” 对于运动着的列车，欲使其减速或停车，就要根据需要施加于列
（四）其他规章 国际联运规章、水陆联运规章、军运规章等。
二、铁路货物运输线路网
三、铁路货运的发展方向
（一）铁路重载 在大宗物资运输方面，发展重载运输具有得天独厚的优势
。近年来，澳大利亚、南非、美国铁路大力发展重载运输 ，重载技术不断创新、日趋成熟，重载纪录不断突破，既 适应了煤炭、矿石等大宗货物的运输需求，又大大提高了
（二） 《铁路货物运输规程》 《铁路货物运输规程》（简称《货规》) ，是
货物运输的基本规章。
《货规》的引申规章有:《铁路货物运价规则 》、《铁路危险货物运输管理规则》、《铁路 鲜活货物运输规则》、《铁路超限货物运输规 则》、《铁路货物装载加固规则》、《铁路货 物运输计划管理暂行办法》、《货运日常工作 组织办法》、《快运货物运输办法》、《铁路 集装箱运输规则》、《铁路货物保价运输办法 》、《铁路货物运输杂费管理办法》、《货车
1 .需要冷藏、保温或加温运输的货物； 2 .规定限按整车办理的危险货物； 3 .易于污染其他货物的污秽品（ 例如未经过消毒处理
或使用密封不漏包装的牲骨、湿毛皮、粪便、炭黑等) ； 4 .蜜蜂； 5 .不易计算件数的货物；
（三) 集装箱运输
集装箱是一种现代化运输设备，使用集装 箱进行的货物运输， 称为集装箱运输。集装 箱适用于运输精密、贵重、易损、怕湿的货物 。凡适箱货物均应采用集装箱运输。
铁路运输效率。
列车牵引重量不少于8000吨、不少于150千米的线路年货 运量不低于4000万吨、车辆轴重不低于27吨是国际重载铁
路的三个主要标准，满足两个即可称为重载铁路。我国：大秦铁路，瓦日铁路
（二）多式联运
国际多式联运是一种以实现货物整体运输的最优化效益为
目标的联运组织形式。以至少两种不同的运输方式，由多式联
车一定大小的与其运动方向相反的外力，以使其实现减速或停车作用， 即施行制动作用；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
3.制动的实质： （1）能量的观点：将列车的动能变成别的能量或转移走。 （2）作用力的观点：制动装置产生与列车运行方向相反的力，使列车尽 快减速或停车。