動(dòng)車組制動(dòng)控制系統(tǒng)分析畢業(yè)論文

動(dòng)車組制動(dòng)控制系統(tǒng)刀、析摘要：我國客運(yùn)專線的運(yùn)營，電力動(dòng)車組的投入使用，標(biāo)志著我國已進(jìn)入高速鐵路的時(shí)代。 隨著高速動(dòng)車組的引進(jìn)，一些新設(shè)備、新技術(shù)、新知識(shí)也隨之而來。為了保證高速運(yùn)行的安全可靠性、有效性和舒適性，制動(dòng)技術(shù)則是其中極為重要的一部分。對于高速列車的制動(dòng)來說，傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)方式已不能保證運(yùn)行的安全，那么采用何種方式的制動(dòng)方式才能達(dá)到確保安全的目的呢？本文將對高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)做一描述。關(guān)鍵詞：動(dòng)車組；制動(dòng)；滑行；防滑系統(tǒng)；黏著控制Abstract:theoperationofthepassengerdedicatedIineinChina,theinvestmentintheelectricpowercargroup,isasymboIofthetimesofChina'senteringthehigh-speedraiIway.Withtheintroductionofhigh-speedEMU,somenewequipment,newtechnology,newknowledgeisaIsofollowed.InordertoensurethesafetyandreIiabiIity,vaIidityandcomfortofthehighspeedoperation,brakingtechnoIogyisaveryimportantpartofit.Forhigh-speedtrainbraking,thetraditionalfrictionbrakingmethod hasbeenunabIetoensurethesafetyoftheoperation,thenthewayofhowtoachievethebrakingmodetoachievethepurposeofthesecurity,thepaperwiIImakeadescriptionofthehighspeedEMUbrakingsystem.Keywords:EMU;brake;siide;antiskidsystems:adhesioncontrol1.各系列動(dòng)車組技術(shù)現(xiàn)狀1.1TGV系列電動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)現(xiàn)狀：動(dòng)車采用電阻制動(dòng)+輪盤式盤形空氣制動(dòng)裝置+微機(jī)控制防滑器；拖車采用軸盤式盤形空氣制動(dòng)裝置+微機(jī)控制防滑器+彈簧停放制動(dòng)器+踏面制動(dòng)。另外，車上還裝有彈簧停放制動(dòng)器。當(dāng)制動(dòng)缸壓力緩慢降到小于或等于300kPa時(shí)，彈簧停放制動(dòng)器自動(dòng)產(chǎn)生制動(dòng)作用。1.2ICE系列電動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)現(xiàn)狀：德國ICEKICE2動(dòng)車組采用動(dòng)力集中牽引微機(jī)控制自動(dòng)式電空制動(dòng)技術(shù)，動(dòng)力制動(dòng)采用再生制動(dòng)/電阻制動(dòng)。ICE—3動(dòng)車組采用動(dòng)力分散牽引微機(jī)控制自動(dòng)式電空制動(dòng)技術(shù)，線性渦流制動(dòng)，動(dòng)力制動(dòng)采用再生制動(dòng)。動(dòng)車采用再生制動(dòng)+輪盤式盤形空氣制動(dòng)裝置+微機(jī)控制防滑器；拖車采用軸盤式盤形空氣制動(dòng)裝置+磁軌制動(dòng)機(jī)+微機(jī)控制防滑器+彈簧停車制動(dòng)器。每輛動(dòng)車均裝有I套再生制動(dòng)裝置+輪盤式盤形空氣制動(dòng)裝置。 再生制動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，動(dòng)車上產(chǎn)生的三相父流電通過一套裝置將電能反饋給電網(wǎng)。當(dāng)再生制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，接觸導(dǎo)線電壓下降，則所有的再生制動(dòng)裝置將不發(fā)揮作用。另外，ICE拖車上還裝有一套遙控制動(dòng)機(jī)控制裝置，位于車輛I位端。拖車還裝有手制動(dòng)裝置，緊急制動(dòng)閥裝在動(dòng)車司機(jī)室內(nèi)?？褪覂?nèi)若發(fā)生緊急情況，旅客可拉動(dòng)緊急制動(dòng)手把，實(shí)施緊急制動(dòng)。在運(yùn)行速度250km/h時(shí)，常用制動(dòng)距離為4820m,緊急制動(dòng)距離為2300m。13新干線系列電動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)現(xiàn)狀：13本新干線0系’100系700系、E1系一E4系（雙層動(dòng)車組）采用動(dòng)力分散牽引微機(jī)控制直通式電空制動(dòng)技術(shù)，旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)（ECB）,動(dòng)力制動(dòng)采用再生制動(dòng)/電阻制動(dòng)。動(dòng)車采用再生制動(dòng)/電阻制動(dòng)+輪盤式盤形空氣制動(dòng)裝置+微饑控制防滑器+空重車調(diào)整裝置；拖車采用旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)裝置（ECB）+微機(jī)控制防滑器+踏面清掃器+空重車調(diào)整裝置。2我國動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)原理2.1動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)動(dòng)車組運(yùn)行速度高，會(huì)給列車的制動(dòng)能力、運(yùn)行平穩(wěn)性等方面提出一系列問題。（由于列車制動(dòng)能量和速度的平方成正比，時(shí)速200km以上的動(dòng)車組的制動(dòng)能量是普通列車的4倍以上。）因此，動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的性能和組成，與我國目前的旅客列車完全不同。高速動(dòng)車組必須裝備高效率和高安全性的制動(dòng)系統(tǒng)，為列車正常運(yùn)行提供調(diào)速和停車制動(dòng)的手段；并在意外故障或其它必要情況下具有盡可能短的制動(dòng)距離。一般說來，動(dòng)車組的制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有如下特點(diǎn)：一、安全性高高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)能力強(qiáng)，反應(yīng)速度快，具有相當(dāng)高的安全性；在結(jié)構(gòu)上具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：（-）采用電’空聯(lián)合制動(dòng)模式，電制動(dòng)優(yōu)先，而且普遍裝有防滑器。電制動(dòng)與空氣制動(dòng)結(jié)合可保證列車在較大的速度范圍內(nèi)都有充足的制動(dòng)力，而防滑器的安裝可使輪軌間的粘著力得到充分運(yùn)用，進(jìn)而有效地縮短制動(dòng)距離。電制動(dòng)由于操縱控制方便，并且可以大大減少空氣制動(dòng)系統(tǒng)零部件的磨耗，因而得以優(yōu)先使用。（二）操縱控制采用電控’直通或微機(jī)控制電氣指令式等靈敏而迅速的系統(tǒng)。這些裝置使制動(dòng)系統(tǒng)的反應(yīng)更為迅速，進(jìn)一步縮短了制動(dòng)距離。二’控制準(zhǔn)確制動(dòng)作用采用微機(jī)控制，可為確保列車正點(diǎn)運(yùn)行精確地提供所需制動(dòng)力；對復(fù)合制動(dòng)的模式進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，使不同型式的制動(dòng)力達(dá)到最佳的組合作用。三’舒適度高高速動(dòng)車組制動(dòng)作用的時(shí)間和減速度遠(yuǎn)大于普通的旅客列車，因此采取了相應(yīng)措施來提高旅客乘坐的縱向舒適度；其制動(dòng)平均減速度、最大減速度和縱向沖動(dòng)的指標(biāo)均高于普通的旅客列車。所采取的措施主要有：（一） 采用微機(jī)控制的電氣指令制動(dòng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)過程的優(yōu)化控制，并在提高平均減速度的同時(shí)盡量減少減速度的變化率；（二） 減少列車中不同車輛制動(dòng)力的差別，以緩和車輛之間的縱向沖擊力。（三） 防滑裝置還可避免因輪軌間粘著力不足而產(chǎn)生車輪踏面擦傷，繼而防止列車運(yùn)行平穩(wěn)性惡化，提高乘坐舒適性，以及避免對車軸等部件產(chǎn)生附加應(yīng)力的問題。四’可靠性高（一） 采用“故障導(dǎo)向安全”機(jī)構(gòu)（fail-safe）,以便在制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能向安全方向動(dòng)作。如高速動(dòng)車組一般設(shè)有空氣制動(dòng)’微機(jī)控制的電空制動(dòng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)三種制動(dòng)控制方式。在正常運(yùn)行情況下，由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制并傳遞全列車各車輛的制動(dòng)信息。當(dāng)該控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)轉(zhuǎn)為電空制動(dòng)作用。在電氣故障或電空制動(dòng)故障時(shí)，能依靠純空氣制動(dòng)來保證不良狀態(tài)下的制動(dòng)距離。此外，在高速動(dòng)車組微機(jī)控制的制動(dòng)控制過程中需要有大量的信息輸入、數(shù)字運(yùn)算和輸出指令，為防止故障，在該指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中也考慮了相應(yīng)的可靠性措施。（二） 進(jìn)行“防止誤操作”設(shè)計(jì)（fool-proof）,使得非熟練操作者也能可靠地實(shí)施制動(dòng)系統(tǒng)的功能。2.2動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)裝置制動(dòng)裝置是保證列車安全運(yùn)行所必需的裝置，因此高速動(dòng)車組對制動(dòng)技術(shù)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。動(dòng)車組的動(dòng)能與速度的平方成正比，而在一定的制動(dòng)距離條件下，列車的制動(dòng)功率是速度的三次函數(shù)。因此傳統(tǒng)的空氣制動(dòng)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。動(dòng)車組常采用再生制動(dòng)與空氣制動(dòng)的復(fù)合制動(dòng)模式，制動(dòng)控制系統(tǒng)包括再生制動(dòng)控制系統(tǒng)和空氣制動(dòng)控制系統(tǒng)，此外還有電子防滑器及基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等。

相對動(dòng)力集中式列車而言，動(dòng)力分散列車的控制系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn)。動(dòng)力集中式列車動(dòng)力制動(dòng)往往集中在機(jī)車上，而拖車往往只采用摩擦制動(dòng)；而動(dòng)力分散列車的動(dòng)力制動(dòng)分散在列車的多輛(可能全部)車上，因而能更充分地利用再生制動(dòng)’電阻制動(dòng)等動(dòng)力制動(dòng)的制動(dòng)能力，這就大大減少了摩擦制動(dòng)摩擦副的磨損，提高了列車運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)大大減少了制動(dòng)時(shí)的噪聲。動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)需要具備的條件是：盡可能縮短制動(dòng)距離以保障列車安全；保證高速制動(dòng)時(shí)車輪不滑行；司機(jī)操縱制動(dòng)系統(tǒng)靈活可靠，能適應(yīng)列車自動(dòng)控制的要求。2.32.3微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)2.3.1微機(jī)控制制動(dòng)系統(tǒng)空氣制動(dòng)機(jī)按其作用原理不同可分為直通式空氣制動(dòng)機(jī)和自動(dòng)控制制動(dòng)機(jī)。直通式空氣制動(dòng)機(jī)是通過制動(dòng)閥把總風(fēng)缸的壓縮空氣直接變成經(jīng)列車管進(jìn)入制動(dòng)缸的其壓強(qiáng)大小直接反映制動(dòng)力大小的壓縮空氣，直接在制動(dòng)缸得到所需制動(dòng)力；自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)是通過制動(dòng)閥改變制動(dòng)管的空氣壓力，以此壓力變化為控制信號(hào)，控制車輛制動(dòng)機(jī)的三通閥(或分配閥)，其兩種制動(dòng)機(jī)原理見圖。圖2直通式和自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)原理簡圖我國動(dòng)車組制動(dòng)模式有2種，即微機(jī)控制自動(dòng)式電空制動(dòng)系統(tǒng)與微機(jī)控制直通式電空制動(dòng)系統(tǒng)。微機(jī)控制自動(dòng)式電空制動(dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)控制器’車輛計(jì)算機(jī)、列車管壓力控制裝置分配閥、防滑裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置風(fēng)源系統(tǒng)、動(dòng)力制動(dòng)裝置、輔助制動(dòng)裝置等組成，如圖2所示。自動(dòng)式是在自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上增加了電氣指令控制系統(tǒng)對列車管壓力的控制，通過同時(shí)對各車輛的列車管的減壓增加，使各車輛的三通閥同時(shí)作用，加快列車整體的制動(dòng)及緩解速度，提高了自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)的性能。法國TGV和德國ICE高速動(dòng)車組采用的就是類似上述方案的微機(jī)控制自動(dòng)式電空制動(dòng)系統(tǒng)。微機(jī)控制直通式電空制動(dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)控制器、微機(jī)控制單元’制動(dòng)控制單?！A(chǔ)制動(dòng)裝置’防滑裝置’動(dòng)力制動(dòng)裝置’風(fēng)源系統(tǒng)’輔助制動(dòng)裝置等組成，如圖3所示。直通式是采用電信號(hào)來傳遞制動(dòng)和緩解指令的直通空氣制動(dòng)系統(tǒng)。動(dòng)車組的制動(dòng)指令是由司機(jī)制動(dòng)控制器發(fā)出的，經(jīng)列車信息監(jiān)控系統(tǒng)傳至每輛車的制動(dòng)控制裝置，由制動(dòng)控制裝置的制動(dòng)控制單元運(yùn)算，對各車輛的制動(dòng)信號(hào)管的壓力空氣進(jìn)行控制，用該制動(dòng)管的壓力使各中繼閥工作，打開中繼閥中制動(dòng)儲(chǔ)風(fēng)缸與制動(dòng)缸的通路，最后使制動(dòng)缸獲得符合制動(dòng)力要求的空氣壓力，由基礎(chǔ)制動(dòng)裝置完成制動(dòng)作用。直通式具有響應(yīng)快、一致性好、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著一旦列車分離，列車就失去制動(dòng)能力。因此一般都與自動(dòng)制動(dòng)機(jī)和作為緊急制動(dòng)控制用的長帶電往返電路并用?，F(xiàn)在的電動(dòng)車組制動(dòng)控制系統(tǒng)大多采用直通式的電氣指令式制動(dòng)控制系統(tǒng)，日本新干線高速動(dòng)車組、歐洲部分電動(dòng)車組’我國自行研制的“先鋒號(hào)”和“中華之星”高速動(dòng)車組均采用微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)。我國引進(jìn)的時(shí)速200km的川崎動(dòng)車組的制動(dòng)系統(tǒng)也采用電氣指令式微機(jī)控制直通式電空制動(dòng)，這符合高速制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向2.3.2制動(dòng)信號(hào)發(fā)生與傳輸部分該部分主要用來產(chǎn)生制動(dòng)信號(hào).并將信號(hào)傳遞到各車輛的MBCU或PBCUo主要由制動(dòng)控制器、調(diào)制及邏輯控制器、制動(dòng)指令線等組成。制動(dòng)控制器受司機(jī)控制產(chǎn)生常用或緊急制動(dòng)指令。在司機(jī)室還設(shè)有非常制動(dòng)按紐開關(guān)’停放制動(dòng)和強(qiáng)迫緩解等開關(guān)，用以產(chǎn)生相應(yīng)的指令信號(hào)。調(diào)制及邏輯控制器調(diào)制及邏輯控制器同時(shí)接收ATP發(fā)出的指令，邏輯控制器還接收車長閥等發(fā)出的指令。調(diào)制器將制動(dòng)控制器或ATP的常用或緊急制動(dòng)指令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈寬調(diào)制(PWM信)號(hào)。邏輯控制器通過邏輯電路，使指令線在各工況下發(fā)出相應(yīng)的指令信號(hào)。

制動(dòng)指令線用于傳遞制動(dòng)指令。2.1.2微機(jī)制動(dòng)控制單位(MBCU)MBCU是微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它是一臺(tái)進(jìn)行制動(dòng)和防滑控制的微機(jī)，為該系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。其主要功能如下：接受和檢測制動(dòng)指令、空重車信號(hào)和速度信號(hào)。根據(jù)列車運(yùn)行速度、車重和制動(dòng)指令計(jì)算所需的常用制動(dòng)力。按充分發(fā)揮動(dòng)力制動(dòng)能力的原則，進(jìn)行動(dòng)力制動(dòng)與空氣制動(dòng)的配合控制。使空氣制動(dòng)力等于所需的制動(dòng)力減去動(dòng)力制動(dòng)力。為提高列車的舒適度，進(jìn)行常用制動(dòng)防沖動(dòng)控制。通過動(dòng)車MBCU與拖車MBCU之間的通訊聯(lián)系.實(shí)現(xiàn)拖車?yán)脛?dòng)車動(dòng)力制動(dòng)能力的滯后充氣控制。檢測輪對速度，進(jìn)行防滑控制。(刀檢測制動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài).將有關(guān)信號(hào)向列車計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)報(bào)告.自動(dòng)記錄并顯示故障信息’對特殊的故障做出應(yīng)急處理。2.3.3氣制動(dòng)控制單元(PBCU)PBCU將制動(dòng)指令由電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的空氣壓力信號(hào)，由EP閥、非常制動(dòng)單元、停放制動(dòng)閥、中繼閥及壓力傳感器等組成。它與MBCU-起構(gòu)成微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)缸壓力控制。2.3.4轉(zhuǎn)向架制動(dòng)系統(tǒng)該系統(tǒng)由基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、防滑電磁閥和速度傳感器組成基礎(chǔ)制動(dòng)裝置是空氣制動(dòng)的執(zhí)行元件。速度傳感器用于檢測輪對轉(zhuǎn)速.以便MBCU進(jìn)行防滑控制。當(dāng)MBCU檢測到某軸發(fā)生滑行時(shí).控制該軸的防滑電磁閥降低該軸的制動(dòng)缸壓力。2.42.4動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)2.4.1動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的組成動(dòng)車組運(yùn)行速度高，給列車的制動(dòng)能力、運(yùn)行平穩(wěn)性等方面提出一系列挑戰(zhàn)。因此，高速動(dòng)車組必須裝備高效率和高安全性的制動(dòng)系統(tǒng)，為列車正常運(yùn)行提供調(diào)速和停車制動(dòng)的手段，并在意外故障或其它必要情況下具有盡可能短的制動(dòng)距離。此外，高速運(yùn)仃的動(dòng)車組對制動(dòng)系統(tǒng)的可罪性和制動(dòng)時(shí)的舒適度也提出了更高的要求。所以，動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的性能和組成與普通旅客列車完全不同，它是一個(gè)能提供強(qiáng)大制動(dòng)力并能更好利用粘著的復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)，包含多個(gè)子系統(tǒng)，主要由電制動(dòng)系統(tǒng)’空氣制動(dòng)系統(tǒng)’防滑裝置、制動(dòng)控制系統(tǒng)等組成，制動(dòng)時(shí)采用電空制動(dòng)聯(lián)合作用的方式，且以電制動(dòng)為主。2.4.2動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的分類制動(dòng)方式有多種分類標(biāo)準(zhǔn)，下面主要介紹如下兩種：(一)按制動(dòng)力的操縱控制方式，動(dòng)車組所采用的制動(dòng)方式可分為空氣制動(dòng)’電空制動(dòng)和電制動(dòng)三類?？諝庵苿?dòng)空氣制動(dòng)又分為直通式空氣制動(dòng)和自動(dòng)式空氣制動(dòng)兩種。直通式空氣制動(dòng)是較早出現(xiàn)的空氣制動(dòng)方式，由于它在列車發(fā)生分離事故時(shí)會(huì)徹底喪失制動(dòng)能力且列車前后部制動(dòng)和緩解發(fā)生的時(shí)間差大，會(huì)造成較強(qiáng)的縱向沖擊，故列車的制動(dòng)操縱后來就改用了自動(dòng)式空氣制動(dòng)裝置。自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與直通式恰好相反，當(dāng)列車發(fā)生分離事故時(shí)，列車可自動(dòng)產(chǎn)生制動(dòng)作用；且制動(dòng)和緩解一致性較好，大大緩解了縱向沖擊。在我國制造的時(shí)速200km/h的動(dòng)車組中，只有CRH1和CRH5動(dòng)車組將自動(dòng)式空氣制動(dòng)作為備用的制動(dòng)方式，所有車型正常情況下的空氣制動(dòng)都采用直通方式。(2)電空制動(dòng)電空制動(dòng)就是電控空氣制動(dòng)的簡稱，它是在空氣制動(dòng)的基礎(chǔ)上于每輛車加裝電磁閥等電氣控制部件而形成的。特點(diǎn)是制動(dòng)的操縱控制用電，制動(dòng)作用的原動(dòng)力還是壓縮空氣；當(dāng)制動(dòng)機(jī)的電控大滅時(shí)，仍可頭仃空氣壓強(qiáng)控制，臨時(shí)變成空氣制動(dòng)機(jī)。電制動(dòng)操縱控制和原動(dòng)力都用電的制動(dòng)方式稱為電磁制動(dòng)，簡稱電制動(dòng)，如電阻制動(dòng)和再生制動(dòng)。因電制動(dòng)能夠提供強(qiáng)大的制動(dòng)力和其它諸多優(yōu)點(diǎn)，它已成為各種型號(hào)的高速動(dòng)車組的主要制動(dòng)方式。(二)動(dòng)車組制動(dòng)作用按用途可分為如下四大類：常用制動(dòng)常用制動(dòng)是正常條件下為調(diào)節(jié)’控制列車速度或進(jìn)站停車施行的制動(dòng)。特點(diǎn)是作用比較緩和，且制動(dòng)力可以調(diào)節(jié)，通常只用列車制動(dòng)能力的20%?80%,多數(shù)情況下只用50%左右。非常制動(dòng)非常制動(dòng)是緊急情況下為使列車盡快停住而施行的制動(dòng)。其特點(diǎn)是把列車制動(dòng)能力全部用上，且動(dòng)作迅猛，制動(dòng)力為最大常用制動(dòng)力的1.4Y.5倍。非常制動(dòng)有時(shí)也稱快速制動(dòng)。緊急制動(dòng)緊急制動(dòng)也是在緊急情況下采取的制動(dòng)方式，特點(diǎn)與非常制動(dòng)類似。它與非常制動(dòng)的區(qū)別在于：非常制動(dòng)一般為電、空聯(lián)合制動(dòng)，也可以是空氣制動(dòng)；而緊急制動(dòng)只有空氣制動(dòng)作用。(4)輔助制動(dòng)輔助制動(dòng)又包括備用制動(dòng)’救援/回送制動(dòng)’停放制動(dòng)和停車制動(dòng)等。3動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)分類3.1電制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)車組的制動(dòng)能量和速度的平方成正比，只使用空氣制動(dòng)已不能滿足其制動(dòng)需要，因空氣制動(dòng)的制動(dòng)能力受到以下因素的影響：一是制動(dòng)材料的摩擦性能對黏著利用的局限性，二是制動(dòng)容量和機(jī)械制動(dòng)部件磨耗壽命的限制。所以，動(dòng)車組采用電制動(dòng)與空氣制動(dòng)聯(lián)合作用的方式，且以電制動(dòng)為主。應(yīng)用在國產(chǎn)200km/h動(dòng)車組上的電制動(dòng)有電阻制動(dòng)和再生制動(dòng)兩種，它們都是讓列車的動(dòng)輪帶動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)裝置(牽引電動(dòng)機(jī))，使其產(chǎn)生逆作用，將列車的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，再變成熱能消耗掉或反饋回電網(wǎng)的制動(dòng)方式。電阻制動(dòng)和再生制動(dòng)習(xí)慣上也稱為動(dòng)力制動(dòng)。3.2空氣制動(dòng)系統(tǒng)CRH2動(dòng)車組的空氣制動(dòng)系統(tǒng)由壓縮空氣供給系統(tǒng)、空氣制動(dòng)控制部分和基礎(chǔ)制動(dòng)裝置三大部分組成。壓縮空氣供給系統(tǒng)用于產(chǎn)生并貯存各用氣裝置所需的壓縮空氣，該系統(tǒng)一般包括空氣壓縮機(jī)、干燥裝置、風(fēng)缸和安全閥等部分；空氣制動(dòng)控制部分是指根據(jù)制動(dòng)電子控制裝置的指令，產(chǎn)生空氣原動(dòng)力并對其進(jìn)行操縱和控制的部分，包括各種閥、塞門和制動(dòng)缸等部件；而基礎(chǔ)制動(dòng)裝置分為傳動(dòng)部分和摩擦部分，包括制動(dòng)盤和制動(dòng)閘片等?？諝庵苿?dòng)系統(tǒng)示意圖如圖所示單向電動(dòng)空氣壓縮機(jī)總風(fēng)

缸制動(dòng)風(fēng)缸控制風(fēng)缸中繼閥電動(dòng)空氣壓縮機(jī)總風(fēng)

缸制動(dòng)風(fēng)缸控制風(fēng)缸中繼閥緊急電

磁閥轉(zhuǎn)換閥制動(dòng)夾鉗總風(fēng)管圖2.空氣制動(dòng)系統(tǒng)示意圖CRH2動(dòng)車組中的空氣制動(dòng)系統(tǒng)工作過程：1、 壓縮空氣由電動(dòng)空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生，經(jīng)由貫通全列車的總風(fēng)管送到各車的總風(fēng)缸，再經(jīng)兩個(gè)單向閥分別送到控制風(fēng)缸和制動(dòng)風(fēng)缸。各車制動(dòng)風(fēng)缸中的壓縮空氣供給中繼閥、緊急電磁閥和電空轉(zhuǎn)換閥使用。2、 電空轉(zhuǎn)換閥將送來的壓縮空氣調(diào)整到與制動(dòng)指令相對應(yīng)的空氣壓力，并作為指令壓力送給中繼閥。中繼閥將電空轉(zhuǎn)換閥的輸出作為控制壓力，輸出與其相應(yīng)的壓縮空氣送到增壓缸（當(dāng)車輛設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，經(jīng)由緊急電磁閥的壓縮空氣作為指令壓力被送到中繼閥，此時(shí)中繼閥與常用制動(dòng)一樣，3、在對增壓缸空氣壓力進(jìn)1丁控制時(shí)，制動(dòng)控制裝置用根據(jù)制動(dòng)J曰令、速度和載重計(jì)算出的制動(dòng)力減去電制動(dòng)的反饋量后，得到實(shí)際需要的空氣制動(dòng)力，并將此變換為電空轉(zhuǎn)換閥的電流，由電空轉(zhuǎn)換閥產(chǎn)生與電流成比例的空氣壓力（AC壓力），將此壓力作為中繼閥的控制壓九通過中繼閥產(chǎn)生增壓缸空氣壓力（BC壓力）。緊急制動(dòng)時(shí)，從緊急用壓力調(diào)整閥輸出的控制壓力經(jīng)緊急電磁閥通往中繼閥，中繼閥對電空轉(zhuǎn)換閥和緊急用壓力調(diào)整閥的空氣壓力進(jìn)行比較，將二者中較大的作為輸入，產(chǎn)生相應(yīng)的增壓缸空氣壓力輸出。中繼閥輸出的增壓缸空氣壓力經(jīng)制動(dòng)軟管，從車體送到轉(zhuǎn)向架上增壓缸的輸入側(cè)，在增壓缸的輸出側(cè)產(chǎn)生比空氣壓力高且與空氣壓力成比例的液壓送給制動(dòng)夾鉗裝量，使其產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作。3防滑裝置對于粘著制動(dòng)方式，在制動(dòng)時(shí)不可避免的要面對車輪滑行的問題。車輪滑行帶來的危害，不只是增加制動(dòng)距離，更嚴(yán)重的是對車輪踏面的破壞將可能導(dǎo)致行車事故。而且隨著列車速度的提高，輪軌間的粘著系數(shù)降低，車輪滑行的概率也大大增加，因此要保證列車高速運(yùn)行安全，必須解決車輪滑行問題。防滑裝置的功能就是通過在各車軸或牽引電機(jī)中安裝速度傳感器，對速度進(jìn)行檢測，在滑行即將發(fā)生的短暫過渡階段將其檢測出，并及時(shí)動(dòng)作，使作用在車輪上的制動(dòng)力迅速降低至粘著力以下，以防止車輪滑行，恢復(fù)輪軌的粘著狀態(tài)。在粘著恢復(fù)以后，還要使制動(dòng)力及時(shí)上升，并使其盡可能地大。動(dòng)車組上的防滑裝置一般由速度傳感器、滑行檢測器及防滑電磁閥構(gòu)成。4動(dòng)車組制動(dòng)力的計(jì)算1作用在動(dòng)車組上的合力在動(dòng)車組運(yùn)行中，作用在動(dòng)車組上的總合力C是動(dòng)車牽引力Fy（牽引力使用系數(shù)）、列車總?cè)枇ζ胶土熊嚳傊苿?dòng)力B的代數(shù)和。即式3-1:CFyWB（心（3-1）平均到列車每千牛重力上的合力，稱為單位合力C,其單位是N/kN,表達(dá)如3-2或3-3所示。C103(PG)g或cfywb(N/kN) (3-3)式中P、G分別為動(dòng)車組計(jì)算重量和牽引重量，f\Wvb分別為動(dòng)車組位牽引力、單位全阻力、單位制動(dòng)力，單位均為N/kN。三個(gè)力并非同時(shí)作用在列車上，單位合力的組成按動(dòng)車組的工況有六種情況牽引運(yùn)行cfywfywoij(N/kN) (3-4)式中：wo一列車單位基本阻力，N/kN；ij一制動(dòng)地段的加算坡道千分?jǐn)?shù)。隋力運(yùn)行cw(woij)(N/kN)(3-5)⑶動(dòng)力制動(dòng)cwdbd(wodbdij)(N/kN)(3-6)式中：d—?jiǎng)恿χ苿?dòng)力使用系數(shù)，取0.9；bd一列車單位動(dòng)力制動(dòng)力，N/kN?？諝饩o急制動(dòng)cwb(wobij)(N/kN) (3-7)空氣常用制動(dòng)cwcb(wo cbij)(N/kN) (3-3)式中：c一常用制動(dòng)系數(shù)，可根據(jù)減壓量查表得。動(dòng)力制動(dòng)加空氣常用制動(dòng)cwdbd(wodbdij)(N/kN)(3—8)42空氣制動(dòng)力的計(jì)算動(dòng)車組制動(dòng)力是由制動(dòng)裝置產(chǎn)生的’與動(dòng)車組運(yùn)行方向相反’阻礙動(dòng)車組運(yùn)行的、司機(jī)可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)的外力。如前所述，制動(dòng)力產(chǎn)生的方法有：摩擦制動(dòng)，動(dòng)力制動(dòng)以及電磁制動(dòng)等。對于動(dòng)車組來說，空氣制動(dòng)主要通過摩擦制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，即主要依靠盤形制動(dòng)的閘片產(chǎn)生制動(dòng)力，其計(jì)算值等于閘片與制動(dòng)盤之間的摩擦力換算到車輪踏面上的值。而一塊閘瓦產(chǎn)生的制動(dòng)力△B等于閘瓦壓力K與摩擦系數(shù)的乘積，如式3-9所示KBKk3-9)I?J 、/■、I廠1Ifl/-寸一I—I NI?J/I/-hKI、/J、KV八、、IJVI>nA-A*7八人/J *7w10和式3-6所示。2rzdz2pzzz'6Rc41°6(3-10)式中：n—圓周率，取3.1416；一制動(dòng)缸直徑，mm;—制動(dòng)缸空氣壓力，kPa；基礎(chǔ)制動(dòng)裝置計(jì)算傳動(dòng)效率；一制動(dòng)倍率；'一制動(dòng)盤摩擦直徑，mm；Rc一車輪徑，mm。k0.41”4K v150200 2vT50 (311)式中：K一塊閘瓦的實(shí)算閘瓦壓力，kN；v一運(yùn)行速度，km/h； 不管動(dòng)車組中同一種摩擦材料有多少種實(shí)算閘瓦壓力值，都采取一個(gè)固定實(shí)算閘瓦壓力的實(shí)算摩擦系數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)摩擦系數(shù)稱為換算摩擦系數(shù)h。但這帶來了制動(dòng)力計(jì)因此通過適當(dāng)修正閘瓦壓力的辦法來彌補(bǔ)，即計(jì)算相應(yīng)的換算閘瓦壓力Kh,它們的乘積5來計(jì)算制動(dòng)力。高摩合成閘片換算摩擦系數(shù)h、和換算閘瓦壓力Kh的計(jì)算公式分別如式3初3-8所示，部分高摩合成閘片換算摩擦系數(shù)h、值如表3-1所示。

h0.358h2v150K200Kh1.145K(3-13)h4K200制動(dòng)力產(chǎn)生過程如下所示:圖4、制動(dòng)力產(chǎn)生過程根據(jù)資料，對于運(yùn)行速度在140-180km/h的電動(dòng)車組來說，每輛車的換算閘片壓力可以二次換算為220kN(列車主管壓力為600kPa時(shí))。下面將利用己知公式進(jìn)行CRH2動(dòng)車組相應(yīng)級(jí)別的空氣制動(dòng)力計(jì)算。(I)緊急制動(dòng)力動(dòng)車組總制動(dòng)力B換算摩擦系數(shù)與全動(dòng)車組總換算閘瓦壓力的乘積就是動(dòng)車組的總制動(dòng)力，如式3-9所示。nBBihKhi(3-14)式中：B一第i塊閘瓦產(chǎn)生的制動(dòng)力；h一換算摩擦系數(shù)；°心一全動(dòng)車組總換算閘瓦壓力，kNoii動(dòng)車組單位制動(dòng)力b動(dòng)車組單位制動(dòng)力b計(jì)算公式如式3-10所示：b10008b100081000h(PG)g氣PG)g"人WOOhh(N/kN)(3-15)式中：h—?jiǎng)榆嚱M換算制動(dòng)率。其物理意義是動(dòng)車組總換算閘瓦壓力與列車重力的比值，即平均分配到每千牛動(dòng)車組重力上的換算閘瓦壓力千牛數(shù)，如式3-11所示。h也氣PG)g(3-16)根據(jù)資料，盤形制動(dòng)旅客列車換算制動(dòng)率(以高摩合成閘片為基型)的通用值取為0.32o(2)常用制動(dòng)時(shí)列車單位制動(dòng)力be當(dāng)動(dòng)車組施行常用制動(dòng)時(shí)，動(dòng)車組單位制動(dòng)力d小于(最大等于)緊急制動(dòng)時(shí)動(dòng)車組單位制動(dòng)力bo二者的比值稱為常用制動(dòng)系數(shù)c,即如式3-12所示：cbb?1(3-17)由此可得式3-13:b0cb1000hhc(N/kN)(3-18)4.3 再生制動(dòng)力的計(jì)算根據(jù)200km/h電動(dòng)車組總體設(shè)計(jì)，每輛動(dòng)車具有如圖3-1所示的動(dòng)力制動(dòng)能力.當(dāng)列車速度低于15km/h時(shí)，動(dòng)力制動(dòng)力為零；速度在I525km/h時(shí)，動(dòng)力制動(dòng)力逐漸上升；速度在25-100km/h之間，可提供的最大動(dòng)力制動(dòng)力為恒力；速度大于100km/h時(shí)，動(dòng)力制動(dòng)力大小受到恒功率線限制。43.2>7.281543.2>7.281525100250圖5.動(dòng)