城市軌道交通車輛-制動系統(tǒng)

制動系統(tǒng)（4）電空聯(lián)合制動及轉(zhuǎn)換6、電空聯(lián)合制動及轉(zhuǎn)換（1）電空聯(lián)合制動及轉(zhuǎn)換原理在正常條件下施加的制動，常用制動采取電制動和空氣制動混合施加的方式，混合施加時，電制動優(yōu)先，不足的部分由空氣制動系統(tǒng)計算并借助MVB網(wǎng)絡(luò)在整列車范圍內(nèi)平均分配。常用制動過程是可逆的，即在常用制動施加過程中隨時可以撤銷該動作。常用制動為電空混合制動，并且優(yōu)先使用電制動。6、電空聯(lián)合制動及轉(zhuǎn)換（2）制動力特性及分配制動力的分配遵循平均制動力的原則，即在每根軸上所施加的制動力的大小是相同的。在特殊情況下，制動力的分配又有所區(qū)別。1）空轉(zhuǎn)滑行狀態(tài)在進行正常的制動力分配時，當(dāng)檢測到空轉(zhuǎn)滑行，制動力大的軸的制動力就會減小且首先減小氣制動，制動力首先應(yīng)減小到不會發(fā)生空轉(zhuǎn)滑行的水平。這時，為了滿足列車正常的制動力需求，需要的制動力在拖車補充。2）電制動失效狀態(tài)當(dāng)一個電制動失效時，為了滿足列車正常的制動力需求，首先平均增加各軸的氣制動力至動軸不發(fā)生滑行的水平。此時，如果總制動力大小還不能滿足需求，則繼續(xù)在拖車以及故障軸平均補充制動力。制動系統(tǒng)（3）氣制動系統(tǒng)的組成及原理5、氣制動系統(tǒng)以壓縮空氣為源動力的制動方式稱為空氣制動，在目前城軌列車所采用的制動力的源動力主要為壓縮空氣的壓力。空氣制動系統(tǒng)控制簡單地說就是：變量輸入微機——微機控制電磁——電磁控制氣路——直通充風(fēng)制動。

對于空氣制動系統(tǒng)，制動力指的是基礎(chǔ)制動單元施加在輪對上的作用力。5、氣制動系統(tǒng)（1）供風(fēng)系統(tǒng)由空氣壓縮機產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)過空氣干燥過濾器進入主風(fēng)管和主風(fēng)缸。系統(tǒng)組成：供風(fēng)系統(tǒng)主要由空氣壓縮機、空氣干燥過濾器、風(fēng)缸和壓力開關(guān)等組成。5、氣制動系統(tǒng)（2）制動控制由帶有車輪防滑控制的電子制動控制單元EBCU、制動控制單元BCU、空氣控制屏等組成。

電子制動控制單元（EBCU）用于控制電-空制動和防止車輪滑行控制的微處理機，是空氣制動管理控制的核心。

制動控制單元（BCU）是空氣制動的核心。

空氣制動屏是一些閥類元件的集中安裝屏。

EBCU相當(dāng)于電腦，制動時接收各種信號計算所需氣制動的制動指令電信號，并將其輸出給BCU。 BCU將EBCU發(fā)出的制動指令電信號通過各種閥轉(zhuǎn)換為制動壓力以控制制動缸氣制動壓力的施加。5、氣制動系統(tǒng)1）電子制動控制單元（EBCU）電子控制單元輸入制動命令，電制動施加與否信號、車體負(fù)載信號、空氣制動實際值的反饋信號。然后輸出電—氣模擬轉(zhuǎn)換和防滑控制的電信號，控制各種電磁空氣閥，根據(jù)制動的要求和空氣制動施加的實際情況不斷地調(diào)整制動缸的壓力。5、氣制動系統(tǒng)2）制動控制單元（BCU）制動控制模塊由組合集成安裝在模板上的模擬控制閥、緊急制動控制閥、中繼閥及壓力傳感器、負(fù)載限壓閥（稱重閥）等組成。

它的主要作用是根據(jù)電子控制單元輸出的指令進行電—氣轉(zhuǎn)換，即EBCU把電信號輸入BCU，通過BCU把電信號變成氣壓信號，送入空氣制動單元，輸出控制壓力來控制主風(fēng)管到制動風(fēng)缸的壓縮空氣，完成對制動風(fēng)缸壓力進行控制的任務(wù)。制動控制單元BCU4、氣制動系統(tǒng)3）空氣控制屏空氣控制屏也稱輔助控制單元，是一些閥類元件的集中安裝屏，這些元件都安裝在一塊鋁合金的氣路板上，便于安裝、調(diào)試與維修?？諝饪刂破恋闹饕M成元件包括一些空氣截斷塞門、壓力測試點、壓力開關(guān)、減壓閥、脈沖電磁閥和雙向閥等。其中脈沖電磁閥用于控制停放制動的施加和緩解，并可以在空氣控制屏上手動操作。制動控制5、氣制動系統(tǒng)空氣制動控制系統(tǒng)趨于集成化，例如克諾爾公司開發(fā)應(yīng)用的EP2002系統(tǒng)已經(jīng)將電子制動控制單元（EBCU）、制動控制單元（BCU）和防滑保護裝置集成在網(wǎng)關(guān)閥和智能閥中，實現(xiàn)了架控功能。5、氣制動系統(tǒng)制動控制系統(tǒng)的核心部件是制動控制單元EP2002閥，EP2002閥負(fù)責(zé)執(zhí)行常用制動、緊急制動、滑行保護、制動管理，同時具備強大的故障報告和邏輯診斷功能。EP2002閥結(jié)構(gòu)圖網(wǎng)關(guān)閥與智能閥實物圖5、氣制動系統(tǒng)（3）制動執(zhí)行制動執(zhí)行部分由基礎(chǔ)制動裝置及滑行保護的控制執(zhí)行元件組成。根據(jù)制動方式的不同，在城市軌道交通車輛上常用的基礎(chǔ)制動裝置由踏面制動和盤形制動兩種形式。基礎(chǔ)制動裝置

盤形制動踏面制動5、氣制動系統(tǒng)踏面制動又稱閘瓦制動，它最常用的一種制動方式。制動時閘瓦壓緊車輪，輪、瓦間發(fā)生摩擦，將列車運動動能通過輪對和閘瓦的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，逸散于空中。踏面制動裝置踏面制動不帶停放制動的制動單元帶停放制動的制動單元5、氣制動系統(tǒng)盤形制動在車軸或車輪輻板側(cè)面安裝制動盤，用制動夾鉗使兩個制動閘片緊壓制動盤側(cè)面，通過夾鉗與制動盤之間的摩擦力來實現(xiàn)制動的作用。

盤形制動裝置盤形制動主要由制動夾鉗和制動盤構(gòu)成。盤形制動盤形制動單元（帶停放制動）盤形制動單元（不帶停放制動）盤形制動分類軸盤制動輪盤制動5、氣制動系統(tǒng)磁軌制動也叫軌道電磁制動。磁軌制動時將安裝在轉(zhuǎn)向架兩輪對之間軌面上方的電磁鐵放下至軌面勵磁，使裝有磨耗板的電磁鐵以一定的吸力吸附在鋼軌上并滑行，靠磨耗板與軌面之間的摩擦轉(zhuǎn)移能量以達(dá)到制動。制動模式比較踏面制動盤形制動磁軌制動優(yōu)點簧下質(zhì)量小，振動沖擊小不損傷踏面，摩擦面積大，制動平穩(wěn)不受黏著力制約，制動距離短缺點踏面損傷簧下重量增加，振動沖擊增大鋼軌磨損量大適用情況中低速列車準(zhǔn)高速和高速列車低懸掛適用低速列車，高懸掛適用高速列車制動系統(tǒng)（2）制動方式制動系統(tǒng)分類：

電制動空氣（摩擦）制動制動方式再生制動電阻制動踏面制動盤形制動磁軌制動(動能→電能)(動能→熱能)2、制動類型1.電制動電制動是車輛在常用制動模式下的優(yōu)先選擇，僅帶驅(qū)動系統(tǒng)的動車具有電制動，電制動又有再生制動和電阻制動兩種形式。電制動具有獨立的滑行保護和載荷校正功能。制動類型再生制動電阻制動電制動(動能→牽引電機→電能→接觸網(wǎng))(動能→牽引電機→電能→制動電阻→熱能→大氣)1）再生制動。當(dāng)車輛施加常用制動時，牽引電機變成發(fā)電機狀態(tài)，將車輛的動能轉(zhuǎn)變成電能，電能經(jīng)過整流后反饋至接觸網(wǎng)，供列車所在的接觸網(wǎng)供電分區(qū)上其它車輛牽引和供本車其它系統(tǒng)（輔助系統(tǒng)等）使用，即再生制動。再生制動取決于接觸網(wǎng)的接收能力，也取決于網(wǎng)壓的高低和載荷利用能力。2）電阻制動。當(dāng)車輛施加常用制動時，牽引電機變成發(fā)電機狀態(tài)，將車輛的動能轉(zhuǎn)變成電能，如果制動列車所在的接觸網(wǎng)供電區(qū)無其它列車吸收該制動能量，網(wǎng)壓迅速上升，當(dāng)網(wǎng)壓達(dá)到設(shè)定最大的設(shè)定值后，牽引控制系統(tǒng)將發(fā)電機發(fā)出的電能加于電阻中，使電阻器發(fā)熱，即電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。電阻器上的熱能靠風(fēng)扇強迫通風(fēng)而散于大氣中。電阻器一般能提供較穩(wěn)定的制動力，但車輛底架上需要安裝體積較大的電阻箱，目前也有電阻設(shè)于變電站。1：再生制動，將能量反饋到接觸網(wǎng)。2：電阻制動，制動產(chǎn)生的能量通過電阻轉(zhuǎn)化為熱量消耗。電制動能量消耗原理框圖

2.空氣（摩擦）制動空氣（摩擦）制動是用來補充所要求的制動指令和已達(dá)到的電制動力之間的差額以及沒有電制動時，完全滿足列車的制動要求。城市軌道交通車輛常用的摩擦制動方式主要有踏面制動和盤形制動。3、制動方式1.彈簧停放制動由于列車斷電停放時，制動缸壓力會因管路漏泄無壓力空氣補充而逐步下降到零，所以停放制動不同于一般氣制動充氣制動、排氣緩解。

停放制動是通過彈簧作用力而產(chǎn)生制動作用，能滿足列車較長時間斷電停放的要求。另外彈簧停放制動除可充氣緩解外，還附加有手動緊急緩解的功能。停放制動操作按鈕緩解停放制動，緩解燈亮3、制動方式2.緊急制動列車裝備一個“失電制動，得電緩解”緊急空氣制動系統(tǒng)，貫穿整個列車的連續(xù)電源線控制緊急制動的緩解。

線路一旦斷開，所有車立即實施緊急制動。緊急制動時，電制動不起作用。緊急制動時電制動不起作用，僅摩擦制動；緊急制動實施后不可以撤除，直至列車完全停下來。緊急制動緩解主控手柄回零位3、制動方式3.快速制動列車實施減速度與緊急制動相同的快速制動。快速制動時電制動不起作用，為摩擦制動。快速制動可以通過主控制器手柄回“0”位或牽引位可緩解，此時列車不需要停穩(wěn)。3、制動方式4.常用制動常用制動主要使用電制動，如果需要，使用主動式氣制動對電制動進行補充。制動時，必須將主控制器手柄置于制動位置，制動設(shè)定點直接正比于主控制器手柄的位置。緩解時，只需要將主控制器手柄置于零位或者牽引位。制動距離比較初速度v常用制動緊急制動80km/h234m200m60km/h136m118m40km/h65m56m3、制動方式5.保壓制動保壓制動是為防止車輛的慣性力沖擊，防止車輛在停車前的前沖或啟動后后溜。

在低速范圍內(nèi)由車輛控制單元觸發(fā)，平穩(wěn)地施加空氣制動取代電制動，直至停車。當(dāng)列車發(fā)出牽引命令，牽引力上升的瞬間氣制動力還是保持原來停車時的壓力，牽引力上升至制動系統(tǒng)收到保壓制動請求信號為0時，氣制動逐漸退出并降為零，保壓制動被緩解，列車被牽引。制動系統(tǒng)（1）制動類型5、制動系統(tǒng)概述列車的狀態(tài)：制動就是指車輛制動系統(tǒng)產(chǎn)生制動力，使列車減速或停車。加速牽引勻速惰行減速制動1、制動系統(tǒng)概述

車輛制動系統(tǒng)的作用：產(chǎn)生制動力，使列車減速或停車。其作用的好壞對保證列車安全和正點運行具有極其重要的作用，而且也是提高載重和運行速度的前提條件。特點：地鐵站間距離短，啟動快，制動距離短，停車精度要求高。同時，地鐵車輛的旅客上下波動較大，對車輛載重有較大的影響。要求：地鐵車輛的制動系統(tǒng)具有優(yōu)良的制動性能，而且操縱靈活，制動減速快，響應(yīng)時間短，并具有載荷校正功能。制動類型動能通過摩擦副的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽缓笙⒂诖髿?。列車制動時，將牽引電機變?yōu)榘l(fā)電機，動能轉(zhuǎn)化為電能。摩擦制動動力制動動能轉(zhuǎn)移方式不同制動類型利用輪、軌之間的粘著力來實現(xiàn)制動。制動力的提供不再依靠輪軌之間的粘著力，可獲得超過輪軌粘著力的制動力。

粘著制動非粘著制動制動力獲取方式不同（1）粘著制動。制動時，（以踏面制動為例）車輪與鋼軌之間有三種可能的狀態(tài)：1）純滾動狀態(tài)。車輪與軌道的接觸點無相對滑行，車輪在鋼軌上做純滾動。這時車輪與閘瓦之間為動摩擦，車輪與鋼軌之間為靜摩擦，車輪與鋼軌之間可能實現(xiàn)的最大制動例時輪軌之間的最大靜摩擦力。只是一種難以實現(xiàn)的理想狀態(tài)。2）滑行狀態(tài)。車輪在鋼軌上滑行，此時車輪與鋼軌之間的滑動摩擦力為列車制動力。這是一種必須避免的事故狀態(tài)，由于滑動摩擦系數(shù)遠(yuǎn)小于靜摩擦系數(shù)，因此一旦發(fā)生滑行，制動力將大大減少，制動距離會延長；同時車輪在鋼軌上的長距離滑行，將導(dǎo)致車輪踏面的擦傷，危及行車安全。3）粘著狀態(tài)。列車制動時，車輪與鋼軌的接觸處即非靜止，亦非滑動，車輪在鋼軌上的滾動的同時又有滑動的趨勢，這種狀態(tài)為粘著狀態(tài)。粘著狀態(tài)下車輪與鋼軌之間的最大水平作用力稱為粘著力。粘著制動時，微粒能得到較大的制動力，需要具有較高粘著系數(shù)。然而粘著系數(shù)受到列車運行速度、氣候、軌道表面狀態(tài)等因素影響，時一個很大不確定因素。（2）非粘著制動。列車制動時，制動力的提供不再依靠輪軌之間的粘著力，而是由其他方式提供，這種制動方式稱為非粘著制動。非粘著制動的制動力不從輪軌之間獲取，因而它可能實現(xiàn)的最大制動力可以超過輪