第四章 电空制动原理
电空制动控制器的作用和原理
电空制动控制器的作用和原理
电空制动控制器是一种用于控制机动车辆制动系统的装置，主要用于控制制动时的压力分配和断开操作，以提高车辆制动性能和安全性。
电空制动控制器的原理是通过电气信号控制气路开关来实现制动控制。
当驾驶员踩下制动踏板时，制动控制器接收到信号并释放电磁阀使气路通畅，压力通过管路传递给制动器，在动力与电气信号的配合下，实现制动效果。
同时，制动控制器还会根据车辆的速度和负荷状态，通过电脑处理，控制不同轮胎的制动力与转动力，实现制动力的分配。
电空制动控制器的作用包括以下几个方面：
1. 制动力分配：根据车辆的动力状况和负荷状态，通过传感器采集数据，并根据设定的算法，控制不同轮胎的制动力分配，实现制动效果的优化。
2. 刹车助力：电空制动控制器可以根据驾驶员的刹车踏力大小，通过电脑处理信号，控制制动助力器输出相应的制动力，提供更好的刹车效果。
3. 刹车防抱死：通过对轮胎的转速进行实时监测，电空制动控制器可以根据不同的路况和车速情况下，控制制动力的大小，避免轮胎阻塞，提供更稳定的制动效果。
4. 刹车回缩：在释放刹车踏板时，电空制动控制器可以控制刹车助力器的回缩力，使刹车片与刹车碟之间的接触力得以减小，减少能量损失和制动系统的磨损。
5. 故障监测：电空制动控制器还可以对制动系统的故障进行监
测和诊断，如制动压力泄漏、传感器故障等，及时发现并采取措施修复，提高车辆的安全性。
DK-1型电空制动机的作用原理4
DK-1型电空制动机的作用原理4实际使用中，电空制动控制器手柄置于中立位，通常有两种情况：一种为制动前置于中立位，即由运转位移至中立位；另一种是制动后置于中立位，即由制动位移至中立位。
前者，由于电空制动控制器手柄在运转位时，均衡风刚得到充风并达到定压，压力开关209联动微动开关209SA闭合电路807—827，所以，当电空制动控制器手柄移至中立位时，由得电导线807经微动开关209SA、二极管263V、中间继电器451KA 13-14（SS8机车：451KA 1-2）常闭联锁、中间继电器452KA9-10常闭联锁、455KA9-10常闭联锁，时缓解电空阀258YV维持得电，保持均衡风缸压力为定压，完成制动前的准备工作。
而后者，由于电空制动控制器手柄在制动位时，均衡风缸减压40kPa 以上，使压力开关209联动微动开关209SA闭合电路822—800，并断开电路807—827，所以，当电空制动控制器手柄移至中立位时，使缓解电空阀258YV失电，从而切断均衡风缸的充、排风气路，实现制动系统制动后的保压。
5．紧急位（1）电空制动控制器：使导线812、806、821、804得电。
①导线812得电，经107QPF使撒沙空阀251YV、241YV得电：连通总风向撒沙器充风的气路，完成自动撒沙作用，以防止制动滑行。
②导线806得电，经转换开关463QS使中立电空阀253YV得电，连通总风向总风遮断阀管充风的气路。
③导线806得电，对于SS8机车，经Ⅱ端电空制动控制器重联位使导线821得电。
使3个电空阀得电：——经二极管260V使中立电空阀253YV得电，作用同上。
——经二极管264V使制动电空阀257YV得电，切断初制风缸及均衡风缸的排风气路；同时，因缓解电空阀258YV失电，故切断均衡风缸的充风气路。
——使重联电空阀259YV得电：连通均衡风缸与制动管之间的气路，从而实现双阀口式中继阀的自锁，以保证制动管压力不再受该双阀口式中继阀动作的控制。
104电空制动系统的
制动系统前言牵引与制动是一对矛盾，人为地使列车减速或阻止它加速叫做制动。
制动是调速的一种特殊形式。
当车辆需要减速、停车或在长大下坡道上运行需要限制列车的速度时，都必须采取制动措施，控制车辆的运行速度。
现代铁路运输的安全性，在很大程度上取决于车辆制动性能的好坏。
随着铁路运输的发展，行车速度的不断提高，对车辆的制动性能也相应提出了更高的要求，以更好的保证列车高速运行时的安全性和可靠性。
第一节总述1.概述本车采用104集成式电空制动机，其电空制动系统包括列车管、总风管、104集成式电空阀、气路控制箱（餐车没有）、球芯截断塞门与集尘器联合体、副风缸、总风缸1、总风缸2（餐车没有）、工作风缸、缓解风缸、进口SAB电子防滑器、球芯折角塞门、排风塞门、紧急制动阀、止回阀及截断塞门等，车上设有排风塞门拉把，具体参见附图一：带气路控制箱电空制动系统原理图。
制动机、气路控制箱、各种风缸及管路等通过螺栓及管卡吊挂于车辆底架下，各大部件通过管路连接起来，管路上设有各种截断塞门、止回阀等。
各截断塞门手把顺着管子方向为开启，垂直管子为关闭，车辆运行时各风缸下部排水塞门必须处于关闭状态。
注：各风缸排水塞门为防石击型，须用三角钥匙来开启或关闭。
手制动装置安装于一位角外端墙上，下部由手制动拉杆与一位盘形制动缸相连。
2.主要技术参数列车管、总风管压力600kPa副风缸容积234L工作风缸容积11L紧急制动时制动缸压力420±10kPa（104集成式电空阀）总风缸1、总风缸2容积120L（餐车没有总风缸2）缓解风缸容积40L3.主要特点①列车纵向管路采用整体管排上车，使得车下管路布置整齐有序，固定牢靠，安装方便，为实现纵向管路车下组装、整体吊装提供了有利的条件。
②生活用风（塞拉门和集便器）与空簧用风采用两路独立的辅助供风系统，互不影响，提高了供风质量。
③采用104集成式电空制动机，增设了防护罩，能更有效地防水、防尘，便于维护和检修，并提高了车辆高速运行时的防石击能力。
DK1型电空制动机的作用原理
一．电空位操纵将电空转换扳钮扳至“电空位”，则有：（1）气路：作用管与b管连通。
（2）电路：微动开关3SA1闭合电路899—801，并断开电路899—800。
即，闭合电源电路。
（一）空气制动阀手柄在运转位，电空制动控制器手柄在各位的作用该工况一般称为自动制动作用工况，即通过电空制动控制器来操纵全列车的制动、缓解与保压。
当空气制动阀手柄在运转位时，则有：（1）气路：不连通a、b管的充、排风气路。
（2）电路：微动开关3SA2闭合电路809—818。
即，为排风1电空阀254YV得电作准备。
1．运转位（1）电空制动控制器：使导线803、809、813得电。
①导线803得电，经中间继电器451KA 13—14（SS8机车：451KA 1—2）常闭联锁、中间继电器452KA 9—10（SS8机车452KA 1—2）常闭联锁、455KA 9—10常闭联锁，使缓解电空阀258YV、排风2电空阀256YV得电：一方面连通总风经调压阀55（输出压力为定压）向均衡风缸充风的气路，即均衡风缸压力升高；另一方面关断过充风缸经256YV的排风气路。
②导线809得电，经微动开关3SA2使导线818得电，再经中间继电器451KA 15—16（S S8机车：451KA 3—4）常闭联锁、中间继电器452KA11—12（SS8机车：452KA 3—4）常闭联锁、455KA 11—12（SS8机车：455KA 1—2）常闭联锁，使排风1电空阀254YV得电：连通作用管向大气排风的气路，即作用管压力降低。
③导线813得电，为实现DK-1型电空制动机与列车分离、制动管断裂、车长阀（或121、122塞门）制动及列车安全运行监控记录装置自动停车功能的配合作准备。
（2）中继阀：包括两部分动作。
①总风遮断阀：由于中立电空阀253YV失电而连通总风遮断阀管向大气排风的气路，所以，遮断阀左移并打开遮断阀口，使总风充入双阀口式中继阀的供气室内。
②双阀口式中继阀：随着均衡风缸压力升高，活塞膜板带动顶杆右移而顶开供气阀口，连通总风向制动管及活塞膜板右侧充风的气路，即制动管压力升高；当活塞膜板右侧及制动管压力升高至与均衡风缸压力平衡时，在供气阀弹簧作用下，关闭供气阀口，且不打开排阀口，即停止制动管充风。
电空制动机简介
一、电空位操作1、操作前的准备⑴控制电源柜上的电空制动自动开关14DZ和K7扳钮打向闭合位。
⑵电空制动屏①转换阀154在列车管压力为500KPa时，打向货车位；在列车管压力为600KPa时，打向客车位。
②转换阀153打向正常位③开关板502上的三个钮子开关463QS、464QS、465QS应朝下，处闭合位（开关463QS因目前尚未使用适应阶段缓解的车辆制动机，处不补风位，开关464QS、465QS则在相应的电路故障或段内另有规定时，可分别处切除位。
④调整调压阀55使其输出压力为500KPa或600Kpa。
列车管（以司机台列车管压力表显示值为准）⑶机车上与制动机系统有关的塞门除无火塞门155和分配阀缓解塞门156、１２１、１２２关闭外，均应开通。
⑷空气制动阀上的电空转换扳键均处电空位。
电空控制器、空气制动阀手把在运转位。
⑸调整空气制动阀下方调压阀53，使其输出压力为300KPA（以司机台制动缸压力表显示值为准）机车均完成上述各项准备工作、且风源系统工作正常，即可用电空位操作。
对制动机进行规定的机能检查试验，⒉操作中的注意事项⑴操作电空制动控制器可对全列车进行制动和缓解；操纵空气制动阀可对机车进行单独制动和缓解。
⑵电空制动控制器紧急制动后，必须停留15S以上回运转位（或过充位）才能缓解全列车⑶电空制动控制器在运转位（或过充位、中立位、制动位）时，由于其他原因引起紧急制动作用后，需经15S以上，手把移至重联位（或紧急位）再回运转位（或过充位）才能缓解列车。
上述（2）或（3）项操作，在运行中应严格执行《机车操作规程》，在列车停稳后检查引起紧急制动的原因并做出相应处理才能进行缓解。
二、空气位操作⒈操作前的准备⑴将机车空气制动阀上的电空转换扳键移至空气位，并将手把移至缓解位。
⑵调整机车空气制动阀下方调压阀53使其输出压力为列车管定压（以司机台列车管压力表显示值为准）。
⑶将机车电空制动屏上的转换阀153由正常位转向空气位。
第四章电空制动原理
对电空制动系统中的传感器和执行器进行校准，确保其准确性和可 靠性。
调试过程中的注意事项
逐步增加负载
在调试过程中，应逐步增加负载 ，观察制动系统的响应和性能变 化，确保系统在不同负载下的稳 定性和可靠性。
注意安全
在调试过程中，应注意安全，避 免因操作不当导致人员伤亡或设 备损坏。
记录调试数据
电池、整流器等。
电源保护
为了确保电源设备的正常运行，需 要采取一系列保护措施，如过流保 护、过压保护、欠压保护等。
电源监控
通过监控电源设备的电压、电流等 参数，可以及时发现电源设备存在 的问题，并采取相应的措施进行处 理。
制动控制原理
制动指令
电空制动系统通过接收制动指令 来控制制动设备的动作。
制动设备
对调试过程中的数据和现象进行 记录，以便后续分析和处理。
调试后的检查与维护
检查制动系统性能
在调试完成后，应对制动系统的性能进行检查，包括制动时间、制 动距离、制动减速度等指标。
维护设备
定期对电空制动系统进行维护，包括清洁、润滑、紧固等操作，确 保设备的正常运行和使用寿命。
定期校准
对传感器和执行器进行定期校准，确保其准确性和可靠性。同时，根 据需要调整制动系统的参数，以满足不同运行条件下的要求。
制动控制阀的种类
根据工作原理的不同，制动控制阀可分为直 动式和先导式两种。直动式制动控制阀通过 直接控制制动气缸的充气和排气来实现列车 的制动和缓解，而先导式制动控制阀则通过 先导阀的控制作用间接控制制动气缸的充气 和排气。
03
电空制动系统的控制原理
电源控制原理
电源设备
电空制动系统需要稳定的电源供 应，通常采用直流电源设备，如
电空制动机简介
一、电空位操作1、操作前的准备⑴控制电源柜上的电空制动自动开关14DZ和K7扳钮打向闭合位。
⑵电空制动屏①转换阀154在列车管压力为500KPa时，打向货车位；在列车管压力为600KPa时，打向客车位。
②转换阀153打向正常位③开关板502上的三个钮子开关463QS、464QS、465QS应朝下，处闭合位（开关463QS因目前尚未使用适应阶段缓解的车辆制动机，处不补风位，开关464QS、465QS则在相应的电路故障或段内另有规定时，可分别处切除位。
④调整调压阀55使其输出压力为500KPa或600Kpa。
列车管（以司机台列车管压力表显示值为准）⑶机车上与制动机系统有关的塞门除无火塞门155和分配阀缓解塞门156、１２１、１２２关闭外，均应开通。
⑷空气制动阀上的电空转换扳键均处电空位。
电空控制器、空气制动阀手把在运转位。
⑸调整空气制动阀下方调压阀53，使其输出压力为300KPA（以司机台制动缸压力表显示值为准）机车均完成上述各项准备工作、且风源系统工作正常，即可用电空位操作。
对制动机进行规定的机能检查试验，⒉操作中的注意事项⑴操作电空制动控制器可对全列车进行制动和缓解；操纵空气制动阀可对机车进行单独制动和缓解。
⑵电空制动控制器紧急制动后，必须停留15S以上回运转位（或过充位）才能缓解全列车⑶电空制动控制器在运转位（或过充位、中立位、制动位）时，由于其他原因引起紧急制动作用后，需经15S以上，手把移至重联位（或紧急位）再回运转位（或过充位）才能缓解列车。
上述（2）或（3）项操作，在运行中应严格执行《机车操作规程》，在列车停稳后检查引起紧急制动的原因并做出相应处理才能进行缓解。
二、空气位操作⒈操作前的准备⑴将机车空气制动阀上的电空转换扳键移至空气位，并将手把移至缓解位。
⑵调整机车空气制动阀下方调压阀53使其输出压力为列车管定压（以司机台列车管压力表显示值为准）。
⑶将机车电空制动屏上的转换阀153由正常位转向空气位。
地铁车辆电制动与空气制动技术研讨
地铁车辆电制动与空气制动技术研讨一、引言随着城市化进程和交通需求的增长，地铁作为城市交通的重要组成部分，其运营安全和舒适性受到越来越多的关注。
地铁车辆的制动系统是其安全性能的关键组成部分，而电制动和空气制动则是地铁车辆制动系统中的两种重要技术。
本文将对地铁车辆电制动与空气制动技术进行研讨，探讨其工作原理、性能特点及应用前景。
二、电制动技术研究1. 电制动工作原理地铁车辆的电制动是通过将车辆的动能转换为电能，再通过制动电阻或者逆变器将这部分电能转换为热能，从而实现制动的原理。
电制动通常分为两种模式，一种是再生制动模式，即利用逆变器将电能反馈给供电系统，另一种是电阻制动模式，即通过利用电制动器的电阻将电能转化为热能。
2. 电制动性能特点电制动具有制动效率高、制动过程平稳、操作维护方便等特点。
再生制动能够将制动产生的电能反馈给供电系统，减少能量的浪费，提高了能源利用效率。
电制动抗磨损性能好，可以延长制动器的使用寿命。
3. 电制动应用前景随着地铁运营的不断增长，电制动技术在地铁车辆中得到了广泛的应用。
未来，随着电力电子技术的不断进步，电制动技术将会更加完善和智能化，成为地铁车辆制动系统中的主要技术。
空气制动是利用压缩空气来传递制动力，实现车辆制动的原理。
地铁车辆的空气制动系统一般由制动管路、制动缸、制动齿轮和制动阀组成，通过操作制动阀控制制动气压大小，从而实现车辆的制动。
空气制动具有制动力稳定、制动响应快、可靠性高等特点。
空气制动系统采用气动原理，不受外界电源和故障影响，稳定可靠。
空气制动还可以通过改变空气压力来调节制动力大小，适应不同工况的需要。
四、电制动与空气制动技术比较电制动能够实现精准的制动力控制，制动响应快，制动效率高，制动过程平稳，提高了乘车的舒适性。
空气制动稳定可靠，制动响应速度快，适应能力强。
2. 综合成本比较电制动系统的初投资较大，但在长期运营中能够实现能源利用效率高，制动器使用寿命长，从长远来看成本更低。
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5、制动力的调整和停车位置控制
动车门停止位置与安全门或屏蔽门的精确 对位
四、制动控制单元 BCU——Brake Control Unit制动控制单元
制动控制装置的组成 制动控制装置的作用
制动控制置：
制动控制器、空气制动上所需的各种阀门 及风缸
制动控制装置进行下述制动作用的控制： 常用制动、快速制动、紧急制动、耐雪 制动
二、制动控制系统 1、按电气指令式类型分 数字指令模式、模拟指令模式 2、按制动控制装置类型分 电磁控制制动机、气压控制型系统、电气
控制型系统 （1）电磁控制制动机：只适用于仅有空气
制动方式的制动系统中，用电磁阀控制 给制动缸施加空气压力
（2）气压控制型系统和电气控制型系统适 用于既有空气制动又有电气制动方式的 制动系统中，能够方便的进行电气制动 与空气制动的制动力协调
模拟型EP电空变换阀属于控制阀的一种 作用：把制动控制器BCU发来的对应制动力
的电流指令变换为空气压力。 控制效果：空气压力能连续且无级地变化 后续：该压力作为控制信号控制中继阀的
根据电制动优先原则，发出电制动请求 指令，根据电制动力的反馈，决定空气 制动力
3、控制系统模式
（1）恒制动率模式
无论空载、满员、超员，都保证列车在同 一速度下的减速度与司机制动控制器手 柄的位置的对应关系不变 。
恒功率制动控制常作成开环控制，指根据 制动减速的形成控制量即制动力。
由于制动控制计算机的传感器采样、计 算和控制周期很短，对设计和调试完善 的制动控制系统，计算机不断地更新制 动力，并不会有大的误差。
能采用能够识别电气信号的控制装置
一、制动控制的要求 1、制动性能要求 （1）满足轨道的制动距离要求 （2）满足规定的减速度要求 2、动态性能要求 （1）满足制动力上升时间的要求 （2）满足制动平稳性要求 各车制动力同步上升，电制动与空气制动
转换或协同要平滑
3、制动精度要求 （1）制动距离精度 （2）制动减速度精度 （3）速度控制精度
为了保证动车组编组中具有不同重量的各 车的减速度一致，应该？
质量大的车制动力也相应要大 质量小的车制动力也相应要小
2、制动力的控制方法
动力制动----通过牵引变流器控制再生制 动电流来得到所需的制动力
空气制动----通过电空制动的计算机计算 并控制的
在制动装置的设计阶段，要采用反向计 算，即根据基础制动装置产生的制动力， 结合制动力是实算法采用的闸瓦的压力 和摩擦系统、平均作用半径、车轮滚动 圆半径、传动效率等参数，反算出制动 缸空气压力
4、制动力调整与定速模式 列车制动力由司机控制器的操纵位置决定，
在定速模式下，制动力是否是不变的呢？
制动力由司机制动控制器的操纵位置决定 在列车运行定速模式（目标速度模式），
为维持列车稳定的运行速度，牵引控制 单元和制动控制单元交替产生牵引力或 制动力，以适应线路阻力的变化 这时的制动力控制指令由列车控制网络的 控制计算机发出，经网络传输，由牵引 控制单元和制动控制单元根据指令执行
三、制动力的控制 1、制动力的计算 制动力控制的前提是列车具有统一的制动
减速度
列车制动力与减速度的关系表达 式为：
B m (1 ) wj
B 动车组制动力 m 动车组当前状态下的质量
动车组轮对旋转惯性质量系数 动车组制动减速度
wj 动车组的加算阻力
B wj
m (1 )
根据制动缸空气压力（简称BC压力）， 反推出电空转换阀（EP阀）的控制电量 （反应制动力大小的模拟量或数字量）
由此也就形成了因EP阀控制方式不同而 对应的控制模式：模拟型EP阀、开关式 EP阀
在实车施行制动的过程中，制动控制计 算机则进行正向计算
根据制动指令对应的制动减速度、列车 当前车速和重量，计算出制动力大小， 然后进行电制动和空气制动的分配。
在气压控制型的系统中靠气压和阀进行协 调配合
在电气控制型的系统中靠电气进行协调配 合
目前动车组的制动控制系统大多采用电气 控制型系统，由于采用计算机，所以也 叫微机控制型
3、直通式电空制动系统
电气指令制动控制系统按其对空气制动控 制方式的不同，分为自动式和直通式
自动式：在自动空气制动机的基础上增 加了电气指令控制系统对列车管压力的 控制，通过同时对各车辆的列车管的减 压增压，使各车辆的三通阀同时使用， 加快列车整体的制动及缓解速度，提高 了自动空气制动机的性能。
➢ 常用制动及快速制动控制 制动控制器接受光纤及硬导线发来的常用
制动或快速制动指令，接合运行速度、 空气弹簧压力、再生制动力等各项因素， 算出空气制动力，然后输出控制电流 ➢ 紧急制动控制 紧急电磁阀立即发出动作把紧急制动控制 风压宋到中继阀，在中继阀放大后，使 压力空气送到制动缸
第二节 模拟型EP阀及其控制
直通式：采用电信号来传递制动和缓解 指令的直通空气制动系统。
司机通过电气指令控制装置对个车辆的 制动信号管的压力空气进行控制，用该 制动管的压力使各中继阀工作，最终获 得制动管压力。
直通式特点：
优点：响应快、一致性好、控制方便
缺点：一旦人车分离，列车就失去了制动 能力。
为了克服缺点，一般与自动制动机好座位 紧急制动控制用的常带电的电路环线并 用，如果发生列车非正常分离，电路环 线断线失电，各车紧急制动电磁阀失电 引起紧急制动停车
第四章 电空制动控制原理
本章内容
第一节 空气制动力控制 第二节 模拟型EP阀及其控制 第三节 开关型EP阀及其控制 第四节 中继阀
第一节 空气制动力控制
制动控制系统与指令方式相适应 1、自动空气制动机以制动管减压量作为指
令 对应的制动控制部分，只能采用能够感
受空气压力差的制动阀 2、采用电气指令方式的制动控制系统，只
（2）空气制动延后控制
操纵制动时，总是先用电气再生制动，制 动力不足时再用空气制动补充
两种策略
1）空气制动延后——等磨耗控制
拖车空气制动与动车空气制动均匀补充的 控制策略
2）空气制动延后——拖车空气制动优先补 充控制
在需要空气制动作补充时，拖车空气制动 优先补充，拖车空气制动全部发挥后， 若制动力不足，则由动车空气制动连续 补充