地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)淺析

1、精品好資料學(xué)習(xí)推薦畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書(shū)題目城軌車輛制動(dòng)系統(tǒng)淺析學(xué)生姓名 李星燃學(xué)號(hào) 11022315 班 級(jí)： 110223 專 業(yè)： 城市軌道交通車輛 分 院： 工程技術(shù)分院 指導(dǎo)教師： 王洋 2013 年 11 月 1 日城軌車輛制動(dòng)系統(tǒng)淺析0、引言為適應(yīng)車輛運(yùn)行速度高、站間距離短、起動(dòng)制動(dòng)頻繁等要求，輕軌車輛采用了 Knorr公司的微機(jī)控制電空制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有反應(yīng)迅速、制動(dòng)距離短、部件集成化程度高、可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)停車等特點(diǎn)。車輛在制動(dòng)過(guò)程中電制動(dòng)優(yōu)先，然后施加空氣摩擦制動(dòng)。車輛正常狀態(tài)下使用的空氣制動(dòng)是常用制動(dòng)，緊急制動(dòng)是在緊急情況下由司機(jī)觸發(fā)或列車緊急制動(dòng)環(huán)線失電而自動(dòng)施加的，停放

2、制動(dòng)是制動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)施加的彈簧制動(dòng)。列車在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)速度在電制動(dòng)零速點(diǎn)（ v=3km/h）與淡出點(diǎn)之間時(shí)，通過(guò)編碼器輸出“電制動(dòng)力達(dá)到多大值”信號(hào)，使得電制動(dòng)和空氣摩擦制動(dòng)混合施加。當(dāng)列車運(yùn)行在恒電制動(dòng)力最高速度和電制動(dòng)淡出點(diǎn)之間時(shí)，僅使用電制動(dòng)，當(dāng)列車運(yùn)行速度超過(guò)恒電制動(dòng)力最高速度時(shí)，電制動(dòng)和空氣摩擦制動(dòng)又混合施加（圖 1）。下面分別介紹這幾種制動(dòng)方式的制動(dòng)原理及應(yīng)用方式。1、電制動(dòng)城市軌道車輛電制動(dòng)采用再生制動(dòng)與電阻制動(dòng)。當(dāng)“制動(dòng)列車線”激活發(fā)出制動(dòng)指令時(shí)，優(yōu)先采用電制動(dòng)。如果“運(yùn)行系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)”允許，使用的主要制動(dòng)模式是再生制動(dòng)，當(dāng)接觸網(wǎng)網(wǎng)壓高于750 V時(shí)，不能夠吸收再生制動(dòng)反饋回來(lái)的能

3、量，則采用牽引控制單元控制的電阻制動(dòng)。（1）再生制動(dòng)。在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)降速和停機(jī)是通過(guò)逐漸減小定子給定頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于慣性原因，電機(jī)的轉(zhuǎn)子仍舊處于被動(dòng)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)同步轉(zhuǎn)速1小于轉(zhuǎn)子時(shí)，轉(zhuǎn)子電流相位幾乎改變了180，電機(jī)從電動(dòng)機(jī)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)狀態(tài)；與此同時(shí)，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T e，電機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)。電機(jī)再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路，再生循環(huán)使用。（2）電阻制動(dòng)。當(dāng)接觸網(wǎng)不能夠吸收再生制動(dòng)反饋能量的時(shí)候，1.55制動(dòng)電阻將提供電阻制動(dòng)。制動(dòng)電阻安裝在車體底架上的牽引逆變箱外，制動(dòng)電阻由不會(huì)被磁化的鎳鉻合金制成。在使用電阻制動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，制動(dòng)電阻通

4、過(guò)一個(gè) 1 500 W三相風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷。 2、空氣摩擦制動(dòng)每一個(gè)車底架上都安裝一個(gè)制動(dòng)控制裝置，從空氣壓縮機(jī)里產(chǎn)生的壓力空氣通過(guò)制動(dòng)電控單元的計(jì)算與分配進(jìn)入制動(dòng)缸，從而推動(dòng)閘瓦產(chǎn)生摩擦制動(dòng)力。2.1、空氣制動(dòng)的電氣控制（1）常用制動(dòng)。在車輛正常狀態(tài)下使用的空氣制動(dòng)是常用制動(dòng)。在每輛車上都有一個(gè)繼電器箱，內(nèi)部設(shè)有反映制動(dòng)缸壓力狀態(tài)的制動(dòng)緩解控制器的壓力開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，空氣制動(dòng)的施加與緩解兩根列車線在經(jīng)過(guò)每輛車時(shí)串入制動(dòng)緩解控制器的壓力開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，其中空氣制動(dòng)施加列車線串入的是常開(kāi)觸點(diǎn)，緩解串入的是常閉觸點(diǎn)，并組成電氣環(huán)路，通過(guò)制動(dòng)緩解控制器內(nèi)壓力變化反映到相應(yīng)的觸點(diǎn)。當(dāng)列車所有制動(dòng)都施加時(shí)，駕駛臺(tái)上

5、的所有“制動(dòng)施加”指示燈亮；當(dāng)列車所有制動(dòng)緩解時(shí)，司機(jī)臺(tái)上的所有“制動(dòng)緩解”指示燈亮。（2）停放制動(dòng)。停放制動(dòng)控制是通過(guò)停放制動(dòng)指令來(lái)實(shí)施的，正常情況下，是否實(shí)施停放制動(dòng)，通過(guò)壓力空氣的充排氣來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)總風(fēng)管的壓力空氣增壓后，壓力空氣充入制動(dòng)缸，阻止停放制動(dòng)缸彈簧制動(dòng)作用的實(shí)施；當(dāng)車輛停車時(shí)，總風(fēng)管的壓力空氣逐漸排光，停放制動(dòng)缸中的壓力空氣也逐漸排入大氣，這時(shí)停放制動(dòng)由于彈簧力作用而實(shí)施。也可以由司機(jī)操縱駕駛臺(tái)上的停放制動(dòng)按鈕來(lái)執(zhí)行停放制動(dòng)，激活電磁閥，排出壓力空氣來(lái)實(shí)施停放制動(dòng)。停放制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求其停放制動(dòng)力永遠(yuǎn)不衰減，當(dāng)停放的車輛在總風(fēng)管和制動(dòng)缸的壓力空氣排光時(shí)，停放制動(dòng)接管常用制

6、動(dòng)，以保證車輛停放的要求。在每節(jié)車二位端左側(cè)，都有一個(gè)停放制動(dòng)指示燈。列車在激活狀態(tài)下，本節(jié)車停放制動(dòng)緩解時(shí)，綠色指示燈亮；停放制動(dòng)沒(méi)有緩解時(shí)，藍(lán)色指示燈亮；當(dāng)列車所有停放制動(dòng)緩解時(shí)，停放制動(dòng)緩解繼電器激活，司機(jī)室駕駛臺(tái)上一個(gè)綠色緩解指示燈亮，否則紅燈亮。（3）緊急制動(dòng)。緊急制動(dòng)是在緊急情況下施加的制動(dòng)，在列車緊急制動(dòng)環(huán)線失電時(shí)，自動(dòng)施加或由司機(jī)按下駕駛臺(tái)上蘑菇狀按扭施加。緊急制動(dòng)只采用空氣制動(dòng)，而且制動(dòng)命令是不可更改的。當(dāng)需要執(zhí)行緊急制動(dòng)時(shí)，所有車輛都按最大值施加空氣摩擦制動(dòng)。緊急制動(dòng)必須是安全可靠的，此時(shí)電制動(dòng)是不予考慮的。至停車，若要恢復(fù)牽引，必須在列車速度等于零時(shí)重新設(shè)置（由司機(jī)按下緊

7、急制動(dòng)復(fù)位按扭）。 2.2、空氣制動(dòng)中的氣路執(zhí)行每一輛車上都安裝一個(gè)制動(dòng)控制單元，（圖2）制動(dòng)缸不同的空氣壓力由制動(dòng)電控單元控制信號(hào)反饋，它包含的控制閥按比例提供制動(dòng)時(shí)載荷信號(hào)。在不同狀態(tài)下各電磁閥的工作狀態(tài)（見(jiàn)表1）表1電磁閥的工作狀態(tài)緩解電磁閥緊急電磁閥常用制動(dòng)電磁閥慢快慢快緊急制動(dòng)時(shí)得電得電失電得電得電常用制動(dòng)時(shí)得電得電得電得電得電緩解時(shí)失電失電得電失電失電制動(dòng)控制單元在各個(gè)狀態(tài)下的響應(yīng)過(guò)程如下。（1）緊急制動(dòng)。當(dāng)施行緊急制動(dòng)時(shí)，緊急電磁閥不被激活的，這種設(shè)計(jì)是出于安全考慮。由于緊急電磁閥未被激活，關(guān)閉壓力控制室“X”和制動(dòng)風(fēng)缸及稱重閥入口的通路，從稱重閥出來(lái)的壓力空氣將直接進(jìn)入壓力控制

8、室“Y”?？刂剖?“Y”向下的作用力使排風(fēng)閥活塞推桿向下運(yùn)動(dòng)，打開(kāi)通往制動(dòng)缸進(jìn)氣口，使得制動(dòng)風(fēng)缸的壓力空氣進(jìn)入制動(dòng)缸，推動(dòng)踏面制動(dòng)單元上的閘瓦作用在車輪上實(shí)施相應(yīng)載荷的最大空氣摩擦制動(dòng)。壓力空氣按照控制室“A”設(shè)定的壓力值，當(dāng)設(shè)定的壓力控制室“A”壓力上升，使得控制模板向上移動(dòng)，促使彈簧力作用在閥體集成的閥體上，當(dāng)壓力控制室“Y”和“A”壓力相等時(shí)，輸入. /輸出閥將充分地移動(dòng)而關(guān)閉閥體集成上的閥體，這樣切斷制動(dòng)風(fēng)缸和制動(dòng)缸的通路。（2）常用制動(dòng)。當(dāng)需要執(zhí)行常用制動(dòng)時(shí)，從制動(dòng)電控單元傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)激活并打開(kāi). 2個(gè)常用制動(dòng)電磁閥，同時(shí)激活緩解電磁閥并且關(guān)閉壓力控制室“X”的排氣口通路，于是制動(dòng)

9、風(fēng)缸的壓力空氣進(jìn)入壓控制室“X”，其壓力值由控制壓力傳送器預(yù)先設(shè)定并反饋給制動(dòng)電控單元，當(dāng)反饋的信號(hào)等于初始設(shè)定的制動(dòng)壓力要求時(shí)，常用制動(dòng)電磁閥將關(guān)閉，并且截?cái)嘀苿?dòng)風(fēng)缸繼續(xù)向內(nèi)輸送壓力空氣。壓力控制室“X”內(nèi)壓力空氣也通過(guò)緊急電磁閥來(lái)打開(kāi)稱重閥的輸出/輸入閥，從輸出/輸入閥進(jìn)來(lái)的壓力空氣返回到制動(dòng)控制單元控制室“Y”并使得控制模板向下偏移，控制模板的偏移量決定活塞推桿的位移量大小，迫使閥體集成上的閥體打開(kāi)，使制動(dòng)風(fēng)缸的壓力空氣進(jìn)入制動(dòng)缸。對(duì)控制模板下方的壓力控制室“A”的輸出壓力設(shè)定一定的值，當(dāng)輸出壓力和控制模板的作用力相等時(shí)，閥體集成上的閥體將關(guān)閉，這時(shí)輸出壓力將不再上升。如果需要一個(gè)更大的

10、制動(dòng)力時(shí)，通過(guò)制動(dòng)電控單元發(fā)出指令，使上述描述的動(dòng)作繼續(xù)運(yùn)行，直到制動(dòng)缸的壓力值達(dá)到需求為止。（3）緩解。正常運(yùn)行時(shí)列車不實(shí)施制動(dòng)，緊急電磁閥將激活，切斷制動(dòng)風(fēng)缸和稱重閥入口及壓力控制室“X”的通道。制動(dòng)風(fēng)缸的壓力傳送到2個(gè)常用制動(dòng)電磁閥，這2個(gè)電磁閥沒(méi)有被激活而關(guān)閉，這樣壓力空氣就不能進(jìn)一步前進(jìn)，兩個(gè)緩解電磁閥未被激活，排空壓力控制室“X”的空氣?？刂剖?“Y”的壓力空氣通過(guò)稱重閥里的檢查閥排出，這樣制動(dòng)缸里的壓力使控制模板向上移動(dòng)，制動(dòng)缸中的壓力空氣通過(guò)閥體集成上的排氣通道排向大氣，達(dá)到車輛緩解的狀態(tài)。. 3、結(jié)束語(yǔ)城市軌道車輛已經(jīng)在長(zhǎng)春成功運(yùn)行了多年，制動(dòng)系統(tǒng)準(zhǔn)確性高、可靠性高、維護(hù)簡(jiǎn)單方便并帶有自我診斷和故障顯示功能，為輕軌的安全運(yùn)營(yíng)提供了保障。4、參考文獻(xiàn)