(完整版)城軌車輛制動(dòng)系統(tǒng)的原理分析-畢業(yè)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書課題名稱：城軌車輛制動(dòng)系統(tǒng)的原理分析專業(yè)系軌道交通系班級(jí)學(xué)生姓名指導(dǎo)老師完成日期2013.122011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱：城軌車輛制動(dòng)系統(tǒng)的原理分析指導(dǎo)老師：左繼紅設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求課題概要城市軌道交通運(yùn)輸是我國(guó)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，它的發(fā)展與城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)。目前，世界各地的主要政治、經(jīng)濟(jì)、文化等中心城市都興建了不同形式的軌道交通運(yùn)輸網(wǎng)，有些還成為所在城市的重要景觀和標(biāo)志性建筑。我國(guó)北京、上海、廣州、南京等城市的地下鐵道已經(jīng)開通，成為這些城市市內(nèi)交通運(yùn)輸?shù)闹е?。另外還有許多其他的城市交通網(wǎng)也在籌建和建設(shè)之中。城市軌道交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展必將為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展插上騰飛的翅膀。地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)用于保證地鐵車輛的運(yùn)行安全，具有多種操作模式，與傳統(tǒng)列車制動(dòng)系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)和工作原理更為復(fù)雜。通過對(duì)此課題的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，使學(xué)生能更好的理解地鐵車輛制動(dòng)和空氣管路系統(tǒng)的工作原理，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的能力，提高學(xué)生利用所學(xué)基本理論和自身具備的技能來分析解決本專業(yè)相應(yīng)問題的能力，使學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法，完成工程技術(shù)人員必須具備的基本能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1、熟悉地鐵制動(dòng)在鐵路運(yùn)輸中的作用。2、簡(jiǎn)單介紹地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)的組成。3、詳細(xì)分析地鐵車輛及列車制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理和工作過程。4、分析現(xiàn)有制動(dòng)系統(tǒng)存在的不足之處，利用自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，提出改進(jìn)設(shè)計(jì)意見和具體實(shí)施方案。設(shè)計(jì)參考書1.《城市軌道交通車輛制動(dòng)技術(shù)》殳企平編著水利水電出版社2．《列車制動(dòng)》僥忠主編中國(guó)鐵道出版社3.《電力機(jī)車制動(dòng)機(jī)》那利和主編中國(guó)鐵道出版社4.5.6.7.設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容封面目錄內(nèi)容摘要（200—400字左右，中英文）引言正文（設(shè)計(jì)課題，內(nèi)容與要求，設(shè)計(jì)方案，原理分析，設(shè)計(jì)過程及特點(diǎn)）設(shè)計(jì)圖紙結(jié)束語(yǔ)附錄（圖表，材料清單，參考資料）設(shè)計(jì)進(jìn)程安排第1周：資料準(zhǔn)備與借閱，了解課題思路。第2周：熟悉地鐵制動(dòng)在鐵路運(yùn)輸中的作用。第3-6周：介紹地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)的組成，分析地鐵車輛及列車制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理和工作過程。第7周：檢查，完成說明書，打印，裝訂。第8周：畢業(yè)答辯準(zhǔn)備及答辯。畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及論文要求畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯要求答辯前三天，每個(gè)學(xué)生應(yīng)按時(shí)將畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書或畢業(yè)論文.專題報(bào)告等必要資料交給指導(dǎo)教師審閱，由指導(dǎo)教師寫出審閱意見。學(xué)生答辯時(shí)對(duì)自述部分應(yīng)寫出書面提綱，內(nèi)容包括課題任務(wù)，目地和意義，所采用的原始資料或參考文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要方法，成果結(jié)論和評(píng)價(jià)。答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵問題，質(zhì)詢與課題密切相關(guān)的基本理論，知識(shí)，設(shè)計(jì)與計(jì)算方法實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力，創(chuàng)新能力。2、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求文字要求：說明書要求打印（除圖紙外），不能手寫。文字通順，語(yǔ)言流暢，排版合理，無錯(cuò)別字，不允許抄襲。摘要隨著城市化進(jìn)程的加快，越來越多的人們都在尋求更快捷、更環(huán)保的出行方式。城市軌道交通由于具有方便快捷、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，受到了大家的廣泛青睞。而城市軌道列車的運(yùn)營(yíng)有別于干線鐵路車輛，它需要頻繁的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)，這就對(duì)車輛制動(dòng)系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。1）為適應(yīng)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)的現(xiàn)實(shí)需要，城市軌道車輛所采用的制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)盡可能最大的利用電制動(dòng)，它既能通過能量的回收而產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，又能減少閘瓦的機(jī)械磨耗而降低對(duì)環(huán)境的影響。為了適應(yīng)短距離起停車的特點(diǎn)，必須使列車啟動(dòng)快、制動(dòng)距離短。這就要求制動(dòng)系統(tǒng)裝置具有操縱靈活，響應(yīng)迅速，停車平穩(wěn)、準(zhǔn)確和制動(dòng)力大等特點(diǎn)。3）城市軌道車輛為動(dòng)、拖車編組列車，所以要求編組列車的各車輛的制動(dòng)能力盡可能一致，并且能夠適應(yīng)列車乘客量的變化，具有空、重車的調(diào)節(jié)功能，以降低制動(dòng)時(shí)列車的縱向沖擊。本論文主要講述了地鐵制動(dòng)的類型、地鐵車輛及列車制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理和工作過程。并分析了其的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。關(guān)鍵詞：地鐵制動(dòng)供風(fēng)系統(tǒng)地鐵車輛及列車制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理和工作過程ABSTRACTWiththespeedingupofurbanization,moreandmorepeoplearelookingforamoreefficient,moreenvironmentallyfriendlywaytotravel.Urbanrailtransitwithaconvenient,greenenvironmentalprotection,andmanyotheradvantages,iswidelyfavoredbyeveryone.Andoperationofurbanrailtrainisdifferentfromtherailwayvehicle,itrequiresfrequentstart,speedcontrol,brake,it'sontheperformanceofthevehiclebrakesystemputforwardhigherrequirements.1)inordertomeettherealityoftheconstructionoftheresource-conservingandenvironment-friendlysocietyneeds,theurbanrailvehicles,themaximumbrakingsystemshouldbeadoptedbytheuseofelectricbraking,itcanthroughtheenergyrecyclingandproducecertaineconomicbenefits,andcanreducethemechanicalwearofbrakeshoeandreducetheimpactontheenvironment.2）Inordertoadapttothecharacteristicsofshortonparking,mustmakethetrainstartfast,shortbrakingdistance.Thisrequiresabrakingdeviceisflexible,quickresponseandparkingsteady,accurate,andbrakingforcebig,etc.3)forurbanrailvehicle,trailermarshaling,sorequiresmarshalingofeachvehiclebrakingabilityasconsistentaspossible,andtheabilitytoadapttothechangingofthetrainpassengershaveemptyandheavyvehicleadjustfunction,inordertoreducebrakingwhenthetrainlongitudinalimpact.Thispapermainlytellsthestoryofthesubwaybraketype,metrovehicleandtrainbrakingsystemworkingprincipleandworkingprocess.Andanalyzestheiradvantagesanddisadvantages.Keywords:subwaymetrovehiclebrakeforthewindsystemandbrakingsystemworkingprincipleandworkingprocess引言地鐵是一種獨(dú)立的有軌交通系統(tǒng)，是線路的大部分建筑物在地下,。在我國(guó),隨著改革開放的深入進(jìn)行,城市面貌也在發(fā)生變化,特別是市政建設(shè)步伐進(jìn)一步加快,力度也在不斷的加大,對(duì)舊城區(qū)改造也在向縱深發(fā)展。但是舊城區(qū)一般既有各種建筑物、結(jié)構(gòu)物密集,市政道路多,干擾大,改建難度十分大。由于地鐵建設(shè)基本上是在地下進(jìn)行,在城市的改建過程中優(yōu)勢(shì)比較明顯,因此我國(guó)大部分城市在舊城改造規(guī)劃中選擇了地下鐵道。但地鐵建設(shè)造價(jià)昂貴,而且建設(shè)資金基本上是有地方財(cái)政承擔(dān),所以我國(guó)目前的地鐵建設(shè)大部分在沿海經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的城市進(jìn)行。如北京、上海、天津、廣州都擁有地鐵。不可否認(rèn)，制動(dòng)系統(tǒng)作為城軌車輛的重要系統(tǒng)，直接涉及到車輛的運(yùn)行性能和安全，也可以說地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于地鐵車輛安全運(yùn)行有著重大的作用。該系統(tǒng)包含有電制動(dòng)和空氣制動(dòng)兩種制動(dòng)裝置。常用制動(dòng)過程中，由于電制動(dòng)對(duì)設(shè)備沒有磨損并且節(jié)能，所以在電制動(dòng)有效的情況下列車優(yōu)先使用動(dòng)車的電制動(dòng)，在電制動(dòng)不能為滿足制動(dòng)需求時(shí)，電制動(dòng)與空氣制動(dòng)進(jìn)行復(fù)合制動(dòng)。為適應(yīng)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的社會(huì)現(xiàn)實(shí)的需要，制動(dòng)系統(tǒng)為其選用電制動(dòng)。它既能通過能量的回收而產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，又能減少閘瓦的機(jī)械磨耗而降低對(duì)環(huán)境的影響。其次，制動(dòng)系統(tǒng)還具有操縱靈活，響應(yīng)快速，停車平穩(wěn)，準(zhǔn)確和制動(dòng)力大等特點(diǎn)。這樣可以讓列車啟動(dòng)快、制動(dòng)距離短，可以短距離起停車。最后城市軌道車輛為動(dòng)、拖車編組列車，所以編組列車的各車輛制動(dòng)的能力盡可能一致，并且能夠適應(yīng)列車乘客量的變化，具有空、重車的調(diào)節(jié)功能，以降低制動(dòng)時(shí)的縱向沖擊，從而可以保證乘客們的安全。除此之外，該制動(dòng)系統(tǒng)還有其他的一些功能。為確保列車乘坐舒適該系統(tǒng)具有沖動(dòng)控制功能。系統(tǒng)還能夠通過接收輸入信號(hào)檢測(cè)制動(dòng)是否緩解，即檢測(cè)制動(dòng)不能緩解功能，產(chǎn)生制動(dòng)不能緩解狀態(tài)時(shí)，它可通過強(qiáng)迫緩解開關(guān)給強(qiáng)迫緩解指令回路供電，從而控制不能緩解車輛的壓力控制閥，實(shí)現(xiàn)緩解制動(dòng)。目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章國(guó)內(nèi)外機(jī)車車輛的檢修制度及發(fā)展現(xiàn)狀 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1制動(dòng)的基本概念 101.2制動(dòng)力的產(chǎn)生 101.2.1制動(dòng)力的描述 101.2.2制動(dòng)力的產(chǎn)生 111.3制動(dòng)方式 121.3.1按電動(dòng)車組動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式分類 121.4制動(dòng)的分類 131.4.1制動(dòng)力形成方式分類 131.4.2制動(dòng)源動(dòng)力分類 131.5現(xiàn)代城軌交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的主要功能和組成部分 131.5.1制動(dòng)系統(tǒng)的主要功能 131.5.2現(xiàn)代城軌交通車輛的制動(dòng)系統(tǒng)的組成 14第二章地鐵車輛電氣制動(dòng)系統(tǒng) 152.1電氣制動(dòng)的概念 152.2再生制動(dòng) 152.2.1再生制動(dòng)的概念 152.2.2再生制動(dòng)的原理 152.2.3再生制動(dòng)的分類 162.3電阻制動(dòng) 172.3.1電阻制動(dòng)的概念 172.3.2電阻制動(dòng)的原理 172.3.3電阻制動(dòng)的制動(dòng)力的控制 錯(cuò)誤！未定義書簽。第三章空氣制動(dòng)系統(tǒng) 193.1空氣制動(dòng) 193.2空氣制動(dòng)的分類 193.3直通式空氣制動(dòng)機(jī) 193.3.1基本構(gòu)成 193.3.2基本作用原理 193.3.3直通空氣制動(dòng)機(jī)特點(diǎn) 203.4自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī) 213.4.1基本構(gòu)成 213.4.2基本作用原理 213.4.3自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)特點(diǎn) 223.5直通自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī) 223.5.1基本構(gòu)成 223.5.2基本作用原理 233.5.3直通自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)特點(diǎn) 24第四章風(fēng)源系統(tǒng) 254.1風(fēng)源系統(tǒng)的構(gòu)成 254.2空氣壓縮機(jī) 254.2.1活塞式空氣壓縮機(jī) 254.2.2螺桿式空氣壓縮機(jī) 264.3空氣干燥器 274.3.1單塔式空氣干燥器 274.3.2雙塔式空氣干燥器 28第五章基礎(chǔ)制動(dòng)裝置 305.1基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的概述 305.2閘瓦制動(dòng) 305.3盤形制動(dòng) 305.3.1基本構(gòu)成 305.3.2盤形制動(dòng)的特點(diǎn) 315.3.3盤形制動(dòng)裝置的分類 錯(cuò)誤！未定義書簽。第六章防滑器裝置 326.1防滑裝置的概述 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2防滑裝置的種類 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.3微機(jī)控制防滑器 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.3.1結(jié)構(gòu) 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.3.2工作原理 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.3.3微機(jī)控制防滑器的特點(diǎn)： 錯(cuò)誤！未定義書簽。第七章制動(dòng)控制系統(tǒng) 357.1概述 387.2構(gòu)成 387.2.1電子制動(dòng)控制單元 387.2.2空氣制動(dòng)控制單元 397.2.3電氣指令單元 39畢業(yè)設(shè)計(jì)心得 41致謝 41參考文獻(xiàn) 43第一章國(guó)內(nèi)外機(jī)車車輛的檢修制度及發(fā)展現(xiàn)狀1.1制動(dòng)的基本概念列車制動(dòng)是人為地利用制動(dòng)力使列車減速、停車、阻止其運(yùn)動(dòng)或加速的統(tǒng)稱。要改變運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，必須對(duì)它施加外力。對(duì)于列車，人為地使其減速或阻止其加速的外力是由列車制動(dòng)裝置產(chǎn)生的，它與列車運(yùn)動(dòng)方向相反，由軌道作用于車輪輪周的這種外力，叫制動(dòng)力。為了能列車施行制動(dòng)作用，需要在列車上安裝一套完整的制動(dòng)系統(tǒng)（裝置）。對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)車車輛運(yùn)用模式而言，列車制動(dòng)裝置是指機(jī)車制動(dòng)裝置、車輛制動(dòng)裝置的組合，通常制動(dòng)裝置是指能產(chǎn)生制動(dòng)作用的整套機(jī)構(gòu)，通常包括制動(dòng)機(jī)、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、停放制動(dòng)（駐車）裝置。制動(dòng)機(jī)是制動(dòng)裝置中受司機(jī)直接控制的部分，通常包括，從制動(dòng)軟管連接器至最終產(chǎn)生制動(dòng)力的制動(dòng)缸的一整套機(jī)構(gòu)?；A(chǔ)制動(dòng)裝置是整個(gè)制動(dòng)裝置中用于傳遞、放大制動(dòng)力的一整套機(jī)構(gòu)。停放制動(dòng)（也叫駐車制動(dòng)或停車制動(dòng)）裝置是使列車在停車狀態(tài)下（無動(dòng)力）依然能保持制動(dòng)力、避免列車溜逸的制動(dòng)裝置。這種制動(dòng)功能也可以借助于常規(guī)制動(dòng)（行車制動(dòng)）系統(tǒng)的全部、或其中一部分或某些部件來實(shí)現(xiàn)。制動(dòng)裝置是通過操縱司機(jī)制動(dòng)控制器（簡(jiǎn)稱司控器）發(fā)出的制動(dòng)指令，指揮制動(dòng)控制部分向基礎(chǔ)制動(dòng)的制動(dòng)缸送風(fēng)，使制動(dòng)缸獲得必需的空氣壓力，經(jīng)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的放大變換，最終形成列車制動(dòng)力的。制動(dòng)作用的解除叫做緩解，包括分步操縱的部分解除（稱部分緩解、階段緩解）和一次操縱的徹底解除（稱徹底緩解、一次緩解）。1.2制動(dòng)力的產(chǎn)生1.2.1制動(dòng)力的描述制動(dòng)力是由制動(dòng)裝置引起的與列車運(yùn)行方向相反的外力，是縱向力。制動(dòng)力比列車運(yùn)行阻力（自然產(chǎn)生的）大得多。列車制動(dòng)減速過程中，制動(dòng)力起主要作用（盡管列車運(yùn)行阻力也起作用）。與牽引力一樣，制動(dòng)力同樣受黏著限制（非黏制動(dòng)除外）。1.2.2制動(dòng)力的產(chǎn)生制動(dòng)力可以有多種方式產(chǎn)生，以最傳統(tǒng)的空氣制動(dòng)為例，用閘瓦壓緊在車輪踏面上（參見圖1-1），或用閘片壓緊在制動(dòng)盤面上（參見圖1-2），可以獲得所需要的制動(dòng)力。1.3制動(dòng)方式制動(dòng)方式可以按制動(dòng)時(shí)電動(dòng)車組動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式、制動(dòng)力獲取方式和制動(dòng)源動(dòng)力的不同進(jìn)行分類。1.3.1按電動(dòng)車組動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式分類按制動(dòng)時(shí)電動(dòng)車組動(dòng)能的轉(zhuǎn)移方式不同，動(dòng)車組的制動(dòng)可以分為二類：一類是摩擦制動(dòng)方式，即通過摩擦把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，然后消散于大氣；二是動(dòng)力制動(dòng)方式，即把動(dòng)能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，然后將電能從車上轉(zhuǎn)移出去。（1）摩擦制動(dòng)電動(dòng)車組常用的摩擦制動(dòng)方式主要有閘瓦制動(dòng)和盤形制動(dòng)，在高速電動(dòng)車組中，往往還要采用磁軌制動(dòng)來輔助緊急制動(dòng)。磁軌制動(dòng)屬于軌道電磁制動(dòng)方式中的一種，也屬于摩擦制動(dòng)。（2）動(dòng)力制動(dòng)電動(dòng)車組在制動(dòng)時(shí)，將牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，將列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，對(duì)這些電能的處理方式不同又可分成電阻制動(dòng)和再生制動(dòng)兩種形式。電阻制動(dòng)是把列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化出來的電能直接消耗在隨車安裝的制動(dòng)電阻上轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，然后再通過通風(fēng)設(shè)備把熱散掉；再生制動(dòng)是把這種電能通過牽引傳動(dòng)的變流器逆向變換，再返回電網(wǎng)。1.4制動(dòng)的分類1.4.1制動(dòng)力形成方式分類按電動(dòng)車組制動(dòng)力的獲取方式，可分為黏著制動(dòng)與非黏著制動(dòng)。這是按照制動(dòng)力形成是否依賴于輪軌之間的黏著關(guān)系而劃分的。在傳統(tǒng)的制動(dòng)方式中，如閘瓦制動(dòng)、盤形（包括油壓卡鉗盤式、渦流盤式）制動(dòng)、電阻制動(dòng)和再生制動(dòng)均屬于黏著制動(dòng)，因?yàn)槠渲苿?dòng)力的產(chǎn)生都離不開輪軌間的黏著關(guān)系，即輪軌接觸區(qū)域必須有黏著作用，并且制動(dòng)力的大小受黏著限制。相比而言，軌道電磁制動(dòng)（磁軌制動(dòng)、軌道線性渦流制動(dòng)）則屬于非黏著制動(dòng)，因?yàn)槠渲苿?dòng)力的產(chǎn)生與輪軌間的黏著作用沒有直接關(guān)系，只取決于制動(dòng)體與鋼軌之間因接觸摩擦（如磁軌制動(dòng)）所產(chǎn)生的制動(dòng)力，或因電渦流作用（軌道線性渦流制動(dòng)）而產(chǎn)生電磁力。目前處于研究階段的高速動(dòng)車組制動(dòng)方式中還有一種在高速下通過車體伸出的迎風(fēng)擾流板而產(chǎn)生空氣作用力的制動(dòng)方式，也稱翼板制動(dòng)，就制動(dòng)力的形成而言也屬于非黏制動(dòng)。1.4.2制動(dòng)源動(dòng)力分類目前電動(dòng)車組所采用的制動(dòng)方式中，制動(dòng)的原動(dòng)力主要有壓縮空氣和電力。以壓縮空氣為源動(dòng)力的制動(dòng)方式稱為空氣制動(dòng)方式。如閘瓦制動(dòng)、盤形制動(dòng)等都為空氣制動(dòng)方式。以電為源動(dòng)力的制動(dòng)方式稱為電氣制動(dòng)方式，如動(dòng)力制動(dòng)、軌道電磁制動(dòng)等均為電氣制動(dòng)方式。1.5現(xiàn)代城軌交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的主要功能和組成部分1.5.1制動(dòng)系統(tǒng)的主要功能制動(dòng)系統(tǒng)具有足夠的制動(dòng)能力，能保證車輛在規(guī)定的制動(dòng)距離內(nèi)停車。制動(dòng)系統(tǒng)操作靈活、反應(yīng)迅速、停車平穩(wěn)。制動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力制動(dòng)（電氣制動(dòng)）和空氣制動(dòng)（機(jī)械制動(dòng)）兩種制動(dòng)方式，并且在正常制動(dòng)過程中，盡量首先使用動(dòng)力制動(dòng)，以減少空氣制動(dòng)對(duì)城市的環(huán)境污染并降低車輛維修成本。制動(dòng)系統(tǒng)具有可靠的安全保障系數(shù)，即使個(gè)別車輛發(fā)生故障或在較長(zhǎng)距離和較大坡度的坡道上運(yùn)行，也有足夠的制動(dòng)力保證列車可靠制動(dòng)和停車。車輛具有載荷校正能力，能根據(jù)乘客載荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)力，使車輛制動(dòng)力保持恒定，限制沖動(dòng)力，保證乘客乘坐的舒適性。制動(dòng)系統(tǒng)具有緊急制動(dòng)功能。緊急制動(dòng)裝置除由司機(jī)操作外，還可由其他行車人員操作。1.5.2現(xiàn)代城軌交通車輛的制動(dòng)系統(tǒng)的組成動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。它一般與牽引系統(tǒng)連在一起形成主電路，包括再生反饋電路和制動(dòng)電阻器，將動(dòng)力制動(dòng)產(chǎn)生的電能反饋給供電接觸網(wǎng)或消耗在制動(dòng)電阻器上?？諝庵苿?dòng)系統(tǒng)。它由供氣部分、控制部分和執(zhí)行部分（基礎(chǔ)制動(dòng)裝置）等組成。供氣部分有空氣壓縮機(jī)組、空氣干燥機(jī)和風(fēng)缸等；控制部分有電—空（EP）轉(zhuǎn)換閥、緊急閥、稱重閥和中繼閥等；執(zhí)行部分就是閘瓦制動(dòng)裝置和盤式制動(dòng)裝置等。指令和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它既是傳送司機(jī)指令的通道，同時(shí)也是制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換及制動(dòng)系統(tǒng)與列車控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的總線。1.6小結(jié)列車以很多的形式存在，比如動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式、制動(dòng)力獲取方式和制動(dòng)源動(dòng)力的不同等。列車制動(dòng)系統(tǒng)有著操作靈活、反應(yīng)迅速、停車平穩(wěn)等特點(diǎn)。它由動(dòng)力制動(dòng)、空氣制動(dòng)、指令和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。第二章地鐵車輛電氣制動(dòng)系統(tǒng)2.1電氣制動(dòng)的概念在各種形式的制動(dòng)中，電氣制動(dòng)是一種較理想的動(dòng)力制動(dòng)方式，它是建立在電動(dòng)機(jī)的工作可逆性基礎(chǔ)上的。在牽引工況時(shí)，電動(dòng)機(jī)從接觸網(wǎng)吸收電能，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，產(chǎn)生牽引力，使列車加速或在上坡的線路上以一定的速度運(yùn)行；在制動(dòng)工況時(shí)，列車停止從接觸網(wǎng)受電，電動(dòng)機(jī)改為發(fā)電機(jī)工況，將列車運(yùn)行的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，產(chǎn)生制動(dòng)力，使列車減速或在下坡線路上以一定的限速度運(yùn)行。車輛進(jìn)行電氣制動(dòng)時(shí)，首先應(yīng)該是再生制動(dòng)，即向供電網(wǎng)反饋電能。如果觸網(wǎng)電壓過高或同一供電區(qū)段無其他車輛吸收反饋能量，則電路轉(zhuǎn)為電阻制動(dòng)，把能量消耗在電阻器上。2.2再生制動(dòng)2.2.1再生制動(dòng)的概念再生制動(dòng)亦稱反饋制動(dòng)，是一種使用在電動(dòng)車輛上的制動(dòng)技術(shù)。在制動(dòng)時(shí)把車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化及儲(chǔ)存起來；而不是變成無用的熱。再生制動(dòng)在電力機(jī)車、有軌電車、無軌電車及純電動(dòng)或混合動(dòng)力汽車上常見。電力機(jī)車、有軌電車、無軌電車通常是把產(chǎn)生的電能輸回接觸網(wǎng)，而汽車則可能把電能儲(chǔ)在飛輪、電池或電容器之內(nèi)。傳統(tǒng)的的動(dòng)力制動(dòng)則會(huì)把電能在電阻轉(zhuǎn)成熱能后逸散。最普通的制動(dòng)方法會(huì)把車的動(dòng)能，以摩擦直接轉(zhuǎn)化成熱能?！霸偕苿?dòng)”和另一種原理接近，但較為簡(jiǎn)單的“動(dòng)力制動(dòng)”，則是把電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)成發(fā)電機(jī)使用，把車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)成電能。動(dòng)力制動(dòng)通常只會(huì)把產(chǎn)生的電，經(jīng)過電阻轉(zhuǎn)成無用的熱放走。而再生制動(dòng)則會(huì)把電力儲(chǔ)起來或透過電網(wǎng)送走，再生循環(huán)使用。使用再生制動(dòng)的車輛仍然會(huì)有傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)，提供快速、強(qiáng)力的制動(dòng)。一般的再生制動(dòng)只會(huì)把約30%的動(dòng)能再生使用，其余的動(dòng)能還是成為熱。這效率根據(jù)不同的使用環(huán)境而有所不同。2.2.2再生制動(dòng)的原理將牽引電機(jī)的電動(dòng)機(jī)工況轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)工況，將列出動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，電能通過轉(zhuǎn)換電器和受電弓反饋給供電觸網(wǎng)，可提供給相鄰運(yùn)行的列車使用的制動(dòng)方式。再生制動(dòng)的三種不同的制動(dòng)控制策略：具有最佳制動(dòng)感覺的串聯(lián)制動(dòng)；具有最佳能量回收率的串聯(lián)制動(dòng)；以及并聯(lián)制動(dòng)。在前輪上的再生制動(dòng)比后輪上的再生制動(dòng)將更為有效，同時(shí)大部分制動(dòng)能量消耗在10~50km/h的車速范圍內(nèi)。再生制動(dòng)原理圖2.2.3再生制動(dòng)的分類能量消耗型。這種方法是在變頻器直流回路中并聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻，通過檢測(cè)直流母線電壓來控制一個(gè)功率管的通斷。在直流母線電壓上升至700V左右時(shí)，功率管導(dǎo)通，將再生能量通入電阻，以熱能的形式消耗掉，從而防止直流電壓的上升。由于再生能量沒能得到利用，因此屬于能量消耗型。同為能量消耗型，它與直流制動(dòng)的不同點(diǎn)是將能量消耗于電機(jī)之外的制動(dòng)電阻上，電機(jī)不會(huì)過熱，因而可以較頻繁的工作。并聯(lián)直流母線吸收型。適用于多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)（如牽伸機(jī)），在這個(gè)系統(tǒng)中，每臺(tái)電機(jī)均需一臺(tái)變頻器，多臺(tái)變頻器共用一個(gè)網(wǎng)側(cè)變流器，所有的逆變部并接在一條共用直流母線上。這種系統(tǒng)中往往有一臺(tái)或數(shù)臺(tái)電機(jī)正常工作于制動(dòng)狀態(tài)，處于制動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)被其它電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，產(chǎn)生再生能量，這些能量再通過并聯(lián)直流母線被處于電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)所吸收。在不能完全吸收的情況下，則通過共用的制動(dòng)電阻消耗掉。這里的再生能量部分被吸收利用，但沒有回饋到電網(wǎng)中。能量回饋型。能量回饋型的變頻器網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的，當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時(shí)，可逆變流器將再生能量回饋給電網(wǎng)，使再生能量得到完全利用。但這種方法對(duì)電源的穩(wěn)定性要求較高，一旦突然停電，將發(fā)生逆變顛覆。再生制動(dòng)可以用于所有電動(dòng)機(jī)械中，而電動(dòng)機(jī)械主要是旋轉(zhuǎn)式，例如電動(dòng)機(jī)，所以再生制動(dòng)常見于電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的系統(tǒng)中，簡(jiǎn)稱電力拖動(dòng)系統(tǒng)。2.3電阻制動(dòng)2.3.1電阻制動(dòng)的概念又稱動(dòng)態(tài)制動(dòng)是鐵路機(jī)車的一種制動(dòng)方式，廣泛應(yīng)用于電力機(jī)車和電傳動(dòng)柴油機(jī)車。在制動(dòng)過程中，將原來驅(qū)動(dòng)輪對(duì)的牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，利用列車的慣性由輪對(duì)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而發(fā)電，從而產(chǎn)生反轉(zhuǎn)力矩，消耗列車的動(dòng)能，達(dá)到產(chǎn)生制動(dòng)作用的目的。而電機(jī)發(fā)出的電流通過專門設(shè)置的電阻器，采用通風(fēng)散熱將熱量消散于大氣。由于電阻制動(dòng)的原理是因?yàn)檗D(zhuǎn)子有電流流動(dòng)，在定子的磁場(chǎng)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的力矩，制動(dòng)力與速度成正比，因此當(dāng)機(jī)車運(yùn)行速度較低（～10公里/小時(shí)）的時(shí)候，由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速慢，減少了產(chǎn)生的電流和反轉(zhuǎn)力矩，會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)效率大幅下降甚至失效。加饋電阻制動(dòng)正是為了解決這個(gè)問題而出現(xiàn)，在低速制動(dòng)時(shí)由機(jī)車電路系統(tǒng)為轉(zhuǎn)子供給一定電流，增加制動(dòng)力，使機(jī)車在慢速下也能進(jìn)行電阻制動(dòng)，有效擴(kuò)大電阻制動(dòng)的應(yīng)用范圍。再生制動(dòng)是在電阻制動(dòng)基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展而成的制動(dòng)方式，將制動(dòng)過程發(fā)出的電能反饋回電氣化鐵路供電網(wǎng)，使本來由電能變成的動(dòng)能再生為電能，而不是變成熱能消散掉。2.3.2電阻制動(dòng)的原理電阻制動(dòng)是利用直流電機(jī)的可逆原理。在機(jī)車需要減速時(shí)，將機(jī)車由牽引工況轉(zhuǎn)換為制動(dòng)工況，此時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)并通過輪對(duì)將列車的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，再通過制動(dòng)電阻把電能轉(zhuǎn)換為熱能消耗掉，牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生的電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過減速齒輪作用在機(jī)車動(dòng)輪上形成制動(dòng)力，使機(jī)車速度降低，起到制動(dòng)作用。機(jī)車在牽引工況時(shí)，牽引電動(dòng)機(jī)為串勵(lì)電動(dòng)機(jī)。牽引整流柜輸出的電流通過電空接觸器流入牽引理發(fā)動(dòng)機(jī)的電樞繞阻、換向極繞組和勵(lì)磁繞組，于是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩MD。在轉(zhuǎn)矩的作用下，電動(dòng)機(jī)按MD方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩方向相同，這個(gè)轉(zhuǎn)矩通過齒輪傳到動(dòng)輪上去，形成了牽引力FK，牽引力FK的方向與機(jī)車運(yùn)行方向相同。機(jī)車在制動(dòng)工況時(shí)，牽引電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)用。由于串勵(lì)發(fā)電機(jī)有兩個(gè)缺點(diǎn)，一是不能穩(wěn)定的工作，二是勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，磁通很難控制，所以在電阻制動(dòng)時(shí)，把牽引電動(dòng)機(jī)改接成他勵(lì)發(fā)電機(jī)工作，這樣可以在較大范圍內(nèi)均勻地調(diào)節(jié)制動(dòng)力，很方便地控制機(jī)車的速度。電機(jī)的勵(lì)磁繞組仍由牽引整流柜通過電空接觸器供給勵(lì)磁電流而電樞繞組通過工況轉(zhuǎn)換開關(guān)與制動(dòng)電阻相聯(lián)。電機(jī)電樞通過齒輪被輪軸驅(qū)動(dòng)，在電樞繞組內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。在此電勢(shì)的作用下產(chǎn)生電流流過制動(dòng)電阻。于是電樞電流和磁通相互作用產(chǎn)生電磁力矩，它的方向可用左手定則判定。電磁力矩與電樞旋轉(zhuǎn)方向相反，這個(gè)電磁力矩經(jīng)過齒輪傳遞到輪對(duì)上，形成制動(dòng)力。因制動(dòng)力的方向與機(jī)車運(yùn)行方向相反，在此力作用下使機(jī)車運(yùn)行速度降低。電阻制動(dòng)原理圖2.4小結(jié)地鐵車輛電氣制動(dòng)系統(tǒng)主要分為電氣制動(dòng)、再生制動(dòng)和電阻制動(dòng)。在各種形式的制動(dòng)中，電氣制動(dòng)是一種較理想的動(dòng)力制動(dòng)方式，它是建立在電動(dòng)機(jī)的工作可逆性基礎(chǔ)上的。再生制動(dòng)分為能量消耗型、并聯(lián)直流母線吸收型和能量回饋型.第三章空氣制動(dòng)系統(tǒng)3.1空氣制動(dòng)雖然電制動(dòng)可以提供強(qiáng)大的制動(dòng)力，但空氣制動(dòng)目前對(duì)于地鐵來說仍然不可缺少。這是因?yàn)椋褐绷麟姍C(jī)的制動(dòng)力隨著列車速度的降低而減少；而交流電機(jī)雖然可通過改變轉(zhuǎn)差率來控制制動(dòng)力的大小，理論上可使制動(dòng)力不受列車速度的限制，但從高速到停止均能有效作用的、可靠的電制動(dòng)裝置尚處于研究階段。3.2空氣制動(dòng)的分類直通式空氣制動(dòng)機(jī)自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)直通自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)3.3直通式空氣制動(dòng)機(jī)3.3.1基本構(gòu)成在車輛上，直通式空氣制動(dòng)機(jī)主要由制動(dòng)管和制動(dòng)缸等組成；在機(jī)車上，直通式空氣制動(dòng)機(jī)除包括制動(dòng)管和制動(dòng)缸外，還包括空氣壓縮機(jī)、總風(fēng)缸及操縱整個(gè)列車制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)閥等組成部分。如圖1-1.圖1-1直通式空氣制動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖1—空氣壓縮機(jī)；2—總風(fēng)缸；3—調(diào)壓閥；4—制動(dòng)閥；5—制動(dòng)管；6—制動(dòng)缸7—車輪；8—閘瓦；9—制動(dòng)缸活塞桿；10—制動(dòng)缸彈簧；11—制動(dòng)缸活塞。3.3.2基本作用原理制動(dòng)系統(tǒng)的工作過程主要包括制動(dòng)、緩解與保壓3個(gè)基本狀態(tài)。制動(dòng)狀態(tài)：司機(jī)操縱制動(dòng)閥手柄置于“制動(dòng)位”；總風(fēng)缸內(nèi)的壓力空氣經(jīng)調(diào)壓閥、制動(dòng)閥和列車管直接向機(jī)車制動(dòng)缸和車輛制動(dòng)缸充風(fēng)；壓力空氣推動(dòng)制動(dòng)缸活塞壓縮彈簧移動(dòng)，并由基礎(chǔ)傳動(dòng)裝置將此推力傳遞到閘瓦上，使閘瓦壓緊車輪產(chǎn)生制動(dòng)作用。緩解狀態(tài)：司機(jī)操縱制動(dòng)閥手柄置于“緩解位”；機(jī)車、車輛制動(dòng)缸內(nèi)的壓力空氣經(jīng)列車管和制動(dòng)閥排向大氣；在制動(dòng)缸彈簧作用下，制動(dòng)缸活塞反向移動(dòng)，并通過基礎(chǔ)制動(dòng)裝置帶動(dòng)閘瓦離開車輪，實(shí)現(xiàn)緩解作用。保壓狀態(tài)：司機(jī)操縱制動(dòng)閥手柄置于“中立位”；既關(guān)斷機(jī)車、車輛制動(dòng)缸的充風(fēng)氣路，又關(guān)斷其排風(fēng)氣路；機(jī)車、車輛制動(dòng)缸內(nèi)保持一定的壓力，實(shí)現(xiàn)保壓作用。直通式空氣制動(dòng)機(jī)原理圖3.3.3直通空氣制動(dòng)機(jī)特點(diǎn)制動(dòng)管增壓制動(dòng)、減壓緩解，列車分離時(shí)不能自動(dòng)停車。能實(shí)現(xiàn)階段緩解和階段制動(dòng)。制動(dòng)力大小靠司機(jī)操縱手柄在制動(dòng)位放置時(shí)間長(zhǎng)短決定，因此控制不太精確。制動(dòng)時(shí)全列車制動(dòng)缸的壓縮空氣都由總風(fēng)缸供給；緩解時(shí)，各制動(dòng)缸的壓縮空氣都須經(jīng)制動(dòng)閥排氣口排人大氣。因此前后車輛的制動(dòng)的一致性不好。3.4自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)3.4.1基本構(gòu)成自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)是在直通式空氣制動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上增設(shè)一個(gè)副風(fēng)缸和一個(gè)三通閥（或分配閥）而構(gòu)成的。如圖1-2圖1-2自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖1—空氣壓縮機(jī);2—總風(fēng)缸；3—調(diào)壓閥；4—制動(dòng)閥；5—制動(dòng)管；6—三通閥（分配閥）;7—副風(fēng)缸；8—車輪；9—閘瓦；10—制動(dòng)缸；11—制動(dòng)缸活寨桿；12—制動(dòng)缸彈簧；13—制動(dòng)缸活塞3.4.2基本作用原理緩解狀態(tài)：司機(jī)將制動(dòng)閥手柄置于“緩解位”；壓力空氣經(jīng)制動(dòng)閥向列車管充風(fēng)，三通閥活塞兩側(cè)壓力失去平衡而形成向右的壓力差，推動(dòng)活塞帶動(dòng)滑閥、節(jié)制閥右移；開通充氣溝，使列車管壓力空氣經(jīng)充氣溝進(jìn)入副風(fēng)缸貯備；開通制動(dòng)缸經(jīng)滑閥的排風(fēng)氣路，使制動(dòng)缸排風(fēng)，最終使閘瓦離開車輪實(shí)現(xiàn)緩解作用。制動(dòng)狀態(tài)：司機(jī)將制動(dòng)閥手柄置于“制動(dòng)位”；列車管內(nèi)壓力空氣經(jīng)制動(dòng)閥排風(fēng)，推動(dòng)活塞左移，關(guān)閉充氣溝；活塞帶動(dòng)滑閥、節(jié)制閥左移，使滑閥遮蓋排氣口關(guān)斷制動(dòng)缸的排風(fēng)氣路，并使節(jié)制閥開通副風(fēng)缸向制動(dòng)缸充風(fēng)的氣路；壓力空氣充入制動(dòng)缸，推動(dòng)制動(dòng)缸活塞右移，使閘瓦壓緊車輪產(chǎn)生制動(dòng)作用。保壓狀態(tài)：司機(jī)將制動(dòng)閥手柄置于“中立位”；切斷列車管的充、排風(fēng)通路，列車管壓力停止變化。當(dāng)副風(fēng)缸壓力降低到稍低于列車管壓力時(shí)，三通閥活塞帶動(dòng)節(jié)制閥微微右移，切斷副風(fēng)缸向制動(dòng)缸充風(fēng)的氣路，制動(dòng)缸既不充風(fēng)也不排風(fēng)，制動(dòng)機(jī)呈保壓狀態(tài)。自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)原理圖3.4.3自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)特點(diǎn)制動(dòng)管減壓制動(dòng)、增壓緩解，列車分離時(shí)能自動(dòng)制動(dòng)停車。由于制動(dòng)缸的風(fēng)源與排氣口離制動(dòng)缸較近，其制動(dòng)與緩解不再通過制動(dòng)閥進(jìn)行，因此制動(dòng)與緩解一致性較直通制動(dòng)機(jī)好，列車縱向沖動(dòng)較小，適合于較長(zhǎng)編組的列車。有階段制動(dòng)及一次緩解性能。3.5直通自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)3.5.1基本構(gòu)成直通自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)與自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)在制動(dòng)機(jī)的組成上基本相同，只增加一個(gè)定風(fēng)缸。3.5.2基本作用原理緩解狀態(tài)：司機(jī)將制動(dòng)閥置于“緩解位”，總風(fēng)缸的壓縮空氣經(jīng)給氣閥和制動(dòng)閥充向列車管。再經(jīng)列車管通向各車輛的三通閥主鞲鞴上側(cè)。鞲鞴在列車管壓力作用下下移，形成下列兩條通路：①列車管壓縮空氣→主鞲鞴上側(cè)→充氣溝→主鞲鞴下側(cè)→定壓風(fēng)缸②制動(dòng)缸的壓縮空氣→制動(dòng)缸壓力鞲鞴上側(cè)→排氣閥口→鞲鞴桿中心孔→制動(dòng)缸壓力鞲鞴下側(cè)→三通閥排氣口上訴第二條通路在初充氣時(shí)，由于制動(dòng)缸內(nèi)無壓縮空氣而沒有排氣現(xiàn)象。在這一位置時(shí)，定壓風(fēng)缸充氣，制動(dòng)缸緩解。而副風(fēng)缸只要其壓力低于列車管壓力，在單向閥作用下列車管會(huì)自動(dòng)的向其補(bǔ)充壓縮空氣，并不受作用位置的限制。制動(dòng)狀態(tài)：制動(dòng)閥手柄置于“制動(dòng)位”，列車管以一定的減壓速度減壓，定壓風(fēng)缸的壓縮空氣來不及通過充氣溝逆流，主鞲鞴上下兩側(cè)形成壓差，主鞲鞴上移。首先排氣閥口頂住進(jìn)氣閥，關(guān)閉了制動(dòng)缸通大氣的通路。同時(shí)充氣溝鞴主鞲鞴遮斷，主鞲鞴兩側(cè)壓差進(jìn)一步加大，主鞲鞴克服進(jìn)排氣閥彈簧壓力頂開進(jìn)排氣閥。形成副風(fēng)缸通過進(jìn)氣閥座向制動(dòng)缸充氣的通路。同時(shí)制動(dòng)缸壓力也作用在制動(dòng)缸壓力鞲鞴上側(cè)。保壓狀態(tài)：制動(dòng)閥手柄置于“保壓位”，列車管停止減壓。這時(shí)主鞲鞴上側(cè)壓力停止下降，但三通閥仍處于制動(dòng)位，副風(fēng)缸繼續(xù)向制動(dòng)缸充氣，即制動(dòng)缸壓力鞲鞴上側(cè)繼續(xù)增加，當(dāng)制動(dòng)缸壓力作用在制動(dòng)缸壓力鞲鞴上側(cè)產(chǎn)生的向下力，加上進(jìn)排氣閥彈簧的伸張力，再加上主鞲鞴上側(cè)列車管壓力作用下產(chǎn)生的向下力，上訴三個(gè)向下的力之和稍稍大于定壓風(fēng)缸壓力作用在主鞲鞴下側(cè)產(chǎn)生的向上力時(shí)，進(jìn)排氣閥壓著排氣閥口，使鞲鞴稍稍下移，直至進(jìn)排氣閥緊貼進(jìn)排氣座，切斷副風(fēng)缸向制動(dòng)缸的充氣通路。這時(shí)，由于排氣閥口仍緊貼進(jìn)排氣閥，所以制動(dòng)缸處于保壓狀態(tài)。直通自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)原理圖3.5.3直通自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)特點(diǎn)具有階段制動(dòng)和階段緩解。同時(shí)，制動(dòng)管要充到定壓，制動(dòng)缸才能完全緩解。具有制動(dòng)力不衰減性。即在制動(dòng)中立位或緩解中立位時(shí)，當(dāng)制動(dòng)缸壓力因漏泄等原因而下降時(shí)，三通閥能自動(dòng)地給予補(bǔ)充壓縮空氣，保證制動(dòng)缸壓力保持原值。3.6小結(jié)空氣制動(dòng)分為直通式空氣制動(dòng)機(jī)、自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)和直通自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)。其都擁有緩解和保壓的狀態(tài)。直通式空氣制動(dòng)機(jī)增壓制動(dòng)、減壓緩解，列車分離時(shí)不能自動(dòng)停車。而自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)則剛好相反。

第四章風(fēng)源系統(tǒng)4.1風(fēng)源系統(tǒng)的構(gòu)成風(fēng)源系統(tǒng)由主空氣壓縮機(jī)組、壓力控制器、總風(fēng)缸等組成。主空氣壓縮機(jī)組（簡(jiǎn)稱主壓縮機(jī)組，包括主壓縮機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)）用于生產(chǎn)具有較高壓力的壓力空氣，供全車空氣管路系統(tǒng)用?？傦L(fēng)缸（又稱主風(fēng)缸）是用來儲(chǔ)存壓力空氣的容器。為保證壓力穩(wěn)定的壓力空氣的充分供應(yīng)，機(jī)車上必須配備容量足夠大的總風(fēng)缸。工作中，總風(fēng)缸內(nèi)的壓力空氣經(jīng)總風(fēng)缸管送至制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、控制氣路系統(tǒng)和輔助氣路系統(tǒng)供使用。空氣壓力控制器（即空氣壓力調(diào)節(jié)器）是利用總風(fēng)缸壓力的變化，自動(dòng)控制空氣壓縮機(jī)的工作，使總風(fēng)缸壓力空氣的壓力保持在一定范圍內(nèi)。當(dāng)總風(fēng)缸內(nèi)空氣壓力達(dá)到最大規(guī)定值時(shí)，自動(dòng)切斷主空氣壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的電源電路，主空氣壓縮機(jī)停止工作；當(dāng)總風(fēng)缸空氣壓力低于最小規(guī)定時(shí)，自動(dòng)閉合主空氣壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的電源電路，主空氣壓縮機(jī)恢復(fù)打風(fēng)。4.2空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)（簡(jiǎn)稱空壓機(jī)）是用來產(chǎn)生壓縮空氣（也稱壓力空氣）的裝置。城軌車輛采用的空氣壓縮機(jī)要求具有噪聲低、振動(dòng)小、結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便、環(huán)境實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，其直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)已逐漸被交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)取代。目前，城軌車輛中采用的主要有活塞式空氣壓縮機(jī)和螺桿式空氣壓縮機(jī)兩種。4.2.1活塞式空氣壓縮機(jī)由固定機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)排氣機(jī)構(gòu)、中間冷卻裝置和潤(rùn)滑裝置等幾部分組成?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)作用原理圖?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟，可靠性和穩(wěn)定性好，不需特殊潤(rùn)滑，性價(jià)比具有吸引力。4.2.1螺桿式空氣壓縮機(jī)它的主機(jī)是雙回轉(zhuǎn)軸容積式壓縮機(jī)，轉(zhuǎn)子為一對(duì)互相嚙合的螺桿，螺桿具有非對(duì)稱嚙合型面。主動(dòng)轉(zhuǎn)子為陽(yáng)螺桿，從動(dòng)轉(zhuǎn)子為陰螺桿。螺桿式空氣壓縮機(jī)作用原理圖.螺桿式空氣壓縮機(jī)噪聲低、振動(dòng)小，可靠性高和壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單。4.3空氣干燥器空氣干燥器的基本原理是：吸附過程是一個(gè)平衡反應(yīng)，即：在吸附劑（干燥劑）和與其接觸的壓縮空氣之間濕度趨向于平衡，而相對(duì)濕度大的壓縮空氣與吸附劑的表面接觸時(shí)，由于吸附劑具有大量微孔，與空氣的接觸面積大，吸附劑可以大量、快速地吸附壓縮空氣的水蒸氣分子，達(dá)到干燥壓縮空氣的目的；再生過程也是一個(gè)平衡反應(yīng)，用于吸附劑再生的吹掃氣體是由較高壓力的壓縮空氣膨脹而來，膨脹時(shí)，空氣體積增大而壓力降低，獲得的吹掃氣體的相對(duì)濕度較低，因而易于“奪”走吸附劑上已吸附的水蒸氣分子，使吸附劑恢復(fù)干燥狀態(tài)，達(dá)到再生的目的。其特點(diǎn)是“壓力吸附與無熱再生”。常用的吸附劑有：硅凝膠、氧化鋁、活性炭及分子篩等?？諝飧稍锲饕话愣际撬降模袉嗡胶碗p塔式兩種。4.3.1單塔式空氣干燥器由油水分離器、干燥筒、排水閥、電空閥、再生風(fēng)缸和消聲器等組成。特點(diǎn)：吸附劑的吸附作用與再生作用在同一個(gè)干燥筒內(nèi)進(jìn)行?？諝飧稍锲鞴ぷ鬟^程：空氣壓縮機(jī)工作時(shí)，點(diǎn)空閥失電，活塞下方通過排氣閥排向大氣，活塞在彈簧力作用下關(guān)閉排氣閥，而空壓機(jī)輸出的壓力空氣從干燥塔中部的進(jìn)口管進(jìn)入干燥塔，首先到達(dá)油水分離器，當(dāng)含有油分和機(jī)械雜質(zhì)的壓縮空氣經(jīng)過“拉希格”圈時(shí)，油滴吸附在“拉希格”圈的縫隙中，機(jī)械雜質(zhì)則不能通過“拉希格”圈的縫隙，這樣就將壓縮空氣中的油分和機(jī)械雜質(zhì)濾去，然后再進(jìn)入干燥筒內(nèi)與吸附劑相遇，吸附劑大量地吸收水分，使從干燥筒上方輸出的壓縮空氣的相對(duì)濕度降低，達(dá)到車輛用風(fēng)系統(tǒng)的要求。單塔式空氣干燥器4.3.2雙塔式空氣干燥器由干燥筒、干燥器座、雙活塞閥、電磁閥四個(gè)主要部分組成。特點(diǎn)：采用輪換工作的方法，按一定周期兩塔進(jìn)行功能對(duì)換，以達(dá)到壓縮空氣連續(xù)進(jìn)行去油脫水的目的。雙塔式空氣干燥器的工作原理：雙筒干燥器工作為干燥與再生兩個(gè)工況同時(shí)進(jìn)行，壓力空氣在一個(gè)筒中流過并干燥時(shí)，另外一個(gè)筒中的吸附劑即再生。從空氣壓縮機(jī)輸出的壓力空氣首先經(jīng)過裝有“拉希格”圈的油水分離器，除去空氣中的液態(tài)油、水、塵埃等。然后，壓力空氣再流過干燥筒中的吸附劑，吸附劑吸附壓力空氣中的水分。一部分干燥過的壓力空氣（）被分流出來，經(jīng)過再生節(jié)流膨脹后，進(jìn)入另一個(gè)干燥塔對(duì)已吸水飽和的吸附劑進(jìn)行脫水再生，再生工作后的壓力空氣經(jīng)過油水分離器時(shí)，再把積聚在“拉希格”圈上的油、水及機(jī)械雜質(zhì)等從排泄通路排出。雙筒式空氣干燥器的作用原理4.4小結(jié)風(fēng)源系統(tǒng)由主空氣壓縮機(jī)組、壓力控制器、總風(fēng)缸等組成。當(dāng)然最主要的是空氣干燥器，其特點(diǎn)是“壓力吸附與無熱再生”?？諝飧稍锲饕话愣际撬降?，有單塔式和雙塔式兩種。單塔式的特點(diǎn)是吸附劑的吸附作用與再生作用在同一個(gè)干燥筒內(nèi)進(jìn)行，而雙塔式則是采用輪換工作的方法，按一定周期兩塔進(jìn)行功能對(duì)換，以達(dá)到壓縮空氣連續(xù)進(jìn)行去油脫水的目的。

第五章基礎(chǔ)制動(dòng)裝置5.1基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的概述基礎(chǔ)制動(dòng)裝置是指從制動(dòng)缸活塞推桿到閘瓦之間的一系列杠桿、拉桿、制動(dòng)梁、吊桿等各種零部件組成的機(jī)械裝置。它的用途是把作用在制動(dòng)缸活塞上的壓力空氣推力增大適當(dāng)倍數(shù)以后，平均地傳遞給各塊閘瓦或閘片，使其轉(zhuǎn)變?yōu)閴壕o車輪踏面或制動(dòng)盤的機(jī)械力，阻止車輪轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生制動(dòng)作用。制動(dòng)。5.2閘瓦制動(dòng)工作過程：制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制裝置根據(jù)制動(dòng)指令使制動(dòng)缸內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的制動(dòng)缸壓力，該壓力通過制動(dòng)缸使制動(dòng)缸活塞桿產(chǎn)生推力，經(jīng)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置中的一系列桿件的傳遞、分配，使每塊閘瓦都貼靠車輪踏面，并產(chǎn)生閘瓦壓力。車輪與閘瓦之間相對(duì)滑動(dòng)，產(chǎn)生摩擦力，最后，通過輪軌關(guān)系轉(zhuǎn)化為輪軌之間的制動(dòng)力。緩解時(shí)，制動(dòng)裝置將制動(dòng)缸內(nèi)壓力空氣排出，制動(dòng)缸活塞在制動(dòng)缸緩解彈簧的作用下退回，通過各桿件帶動(dòng)閘瓦離開車輪踏面。單側(cè)閘瓦基礎(chǔ)制動(dòng)裝置5.3盤形制動(dòng)5.3.1基本構(gòu)成由單元制動(dòng)缸、夾鉗裝置，閘片和制動(dòng)盤組成。單元制動(dòng)缸中包括閘調(diào)器，夾鉗裝置由吊桿、閘片托、杠桿和支點(diǎn)拉板組成。盤形制動(dòng)裝置示意圖5.3.2盤形制動(dòng)的特點(diǎn)（1）盤形制動(dòng)裝置代替了閘瓦對(duì)車輪踏面的摩擦，因而不存在對(duì)車輪的熱影響，同時(shí)也減少了車輪的消耗，延長(zhǎng)了車輪的使用壽命和改善了運(yùn)行品質(zhì)，保證了行車安全。（2）盤形制動(dòng)的散熱性能比較好，所以摩擦系數(shù)穩(wěn)定，能得到較恒定的制動(dòng)力。它的熱容量允許它具有較高的制動(dòng)功率。（3）由于可以自由地選擇制動(dòng)盤和閘片的材料，使這一對(duì)摩擦副具有最佳的制動(dòng)系數(shù)?？梢垣@得較高的摩擦系數(shù)，并且比較穩(wěn)定。因此可以減小閘片壓力，制動(dòng)缸及杠桿的尺寸都可以縮小，減輕了制動(dòng)裝置的重量。（4）盤形制動(dòng)運(yùn)用經(jīng)濟(jì)。一般來說，盤形制動(dòng)的閘片面積比閘瓦制動(dòng)的閘瓦面積大，承受的單位面積壓力小，它的磨耗率也小。（5）盤形制動(dòng)代替閘瓦制動(dòng)后，使輪軌間的粘著系數(shù)有所降低。5.4小結(jié)制動(dòng)。盤形制動(dòng)更大程度上代替了閘瓦對(duì)車輪踏面的摩擦，減少了車輪的消耗，延長(zhǎng)了車輪的使用壽命和改善了運(yùn)行品質(zhì)，保證了行車安全。同時(shí)散熱性能比較好，獲得較高的摩擦系數(shù)和穩(wěn)定性且運(yùn)用經(jīng)濟(jì)。第六章防滑原理和防滑控制6.1防滑控制的必要性制動(dòng)黏著系數(shù)是車輛制動(dòng)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)之一。低速制動(dòng)的黏著系數(shù)離散度比較大是我國(guó)制動(dòng)黏著系數(shù)分布的特點(diǎn)之一。車輪踏面擦傷問題一直困擾運(yùn)營(yíng)部門。軌道交通車輛一般都在較高的速度下行駛，一旦出現(xiàn)車輪踏面擦傷，其危害隨運(yùn)行速度的提高而增加。6.2防止高速制動(dòng)時(shí)車輪滑行的措施欲縮短制動(dòng)距離，又不發(fā)生車輪滑行，必須采取如下措施：按速度控制制動(dòng)力大小，以充分利用粘著；采用高性能的防滑裝置；采用非粘著制動(dòng)方式。6.3防滑控制技術(shù)的發(fā)展1908年，J.E.Francis設(shè)計(jì)了一種最初的防滑裝置。1936年，德國(guó)RobertBosch公司取得了ABS的專利權(quán)。1948年，美國(guó)的WestinghouseAirBrake公司開發(fā)了鐵路機(jī)車專用的ABS裝置。我國(guó)60年代，電氣混合式結(jié)構(gòu)列車防滑器。70、80年代以后，微機(jī)控制防滑器。6.4防滑控制系統(tǒng)6.4.1防滑系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)典型的防滑系統(tǒng)主要由控制單元、速度傳感器與機(jī)械部件防滑閥組成。防滑控制系統(tǒng)通過速度傳感器檢測(cè)列車運(yùn)行速度和每一個(gè)車輪的速度，當(dāng)兩者差值達(dá)到一定值時(shí)，判斷為滑行出現(xiàn)，控制防滑閥動(dòng)作減小該車輪的制動(dòng)缸壓力，消除滑行。速度傳感器：用于檢測(cè)列車速度和輪對(duì)速度的裝置，由測(cè)速齒輪和速度傳感器探頭以及電纜線組成。速度傳感器的輸出是防滑控制中速度計(jì)算的基礎(chǔ)，速度傳感器感應(yīng)出的脈沖頻率與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度成正比例。防滑閥：當(dāng)防滑控制系統(tǒng)不發(fā)出防滑指令時(shí)，防滑閥對(duì)正常的制動(dòng)和緩解不產(chǎn)生影響；當(dāng)防滑控制系統(tǒng)發(fā)出防滑指令時(shí)，通過控制防滑閥的勵(lì)磁線圈得電使鐵芯動(dòng)作，拍放制動(dòng)缸壓力空氣或恢復(fù)制動(dòng)缸壓力。防滑控制系統(tǒng)的工作原理框圖6.5防滑控制的依據(jù)滑行控制時(shí)制動(dòng)力的損失（1）速度差判斷依據(jù)控制：速度差檢測(cè)是用含假想軸在內(nèi)的5個(gè)軸中最高速度軸（基準(zhǔn)軸速度）與某一軸的速度差⊿v和速度差率η來判斷是否發(fā)生滑行。速度差檢測(cè)是以一輛車內(nèi)4個(gè)軸的速度及制動(dòng)指令發(fā)出后以一定減速度減速的假想軸速度中速度最高值為基準(zhǔn)，當(dāng)車輪的速度比基準(zhǔn)值的速度低某一值時(shí)，判斷為滑行；滑行檢測(cè)范圍減速度判斷依據(jù)控制：減速度檢測(cè)根據(jù)車輪本身轉(zhuǎn)動(dòng)速度減小的比例β來判斷是否滑行；減速度檢測(cè)可以對(duì)滑行軸單獨(dú)進(jìn)行評(píng)價(jià)，它可以及時(shí)地檢測(cè)到滑行，特別是由摩擦制動(dòng)造成滑行時(shí)，滑行可以用減速度檢測(cè)的方法有效地檢測(cè)出來。減速度檢測(cè)（3）一般滑行檢測(cè)要以減速度檢測(cè)為主并要和速度差檢測(cè)一起使用。6.6防滑系統(tǒng)的要求靈敏度高：滑行能夠迅速的被檢測(cè)出來。防滑性能良好：制動(dòng)效率高、防滑反復(fù)動(dòng)作次數(shù)減小、制動(dòng)距離延長(zhǎng)較少、節(jié)約壓力空氣。6.7小結(jié)防滑系統(tǒng)的主要構(gòu)成是控制單元、速度傳感器還有機(jī)械部分防滑閥。還有防滑控制的依據(jù)有速度差判斷依據(jù)和減速度判斷依據(jù)及防滑系統(tǒng)的基本要求。第七章制動(dòng)控制系統(tǒng)7.1概述制動(dòng)控制系統(tǒng)是空氣制動(dòng)系統(tǒng)的核心，它接受司機(jī)或自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO)的指令，并采集車上各種與制動(dòng)有關(guān)的信號(hào)，將指令與各種信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，得出列車所需的制動(dòng)力，再向動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)和空氣制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出制動(dòng)信號(hào)。動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)時(shí)將實(shí)際制動(dòng)力的等值信號(hào)反饋給制動(dòng)控制系統(tǒng)，制動(dòng)控制系統(tǒng)通過運(yùn)算協(xié)調(diào)動(dòng)力制動(dòng)和空氣制動(dòng)的制動(dòng)量?？諝庵苿?dòng)系統(tǒng)將制動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)來的制動(dòng)力信號(hào)經(jīng)流量放大后使執(zhí)行部件產(chǎn)生相應(yīng)的制動(dòng)力。這就是制動(dòng)控制系統(tǒng)的主要功能。7.2構(gòu)成制動(dòng)控制系統(tǒng)主要由電子制動(dòng)控制單元（EBCU）、空氣制動(dòng)控制單元（BCU）和電氣指令單元等組成。它在整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)中的位置如圖5-1所示。7.2.1電子制動(dòng)控制單元電子制動(dòng)控制單元的主要功能：接收司機(jī)控制器或ATO的指令，與牽引控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)列車的制動(dòng)和緩解。設(shè)有緊急制動(dòng)電路，當(dāng)緊急制動(dòng)指令發(fā)出時(shí)，列車能迅速調(diào)用全部空氣制動(dòng)能力實(shí)行緊急制動(dòng)。將接收到的動(dòng)力（電氣）制動(dòng)實(shí)際值經(jīng)EP轉(zhuǎn)換，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣動(dòng)信號(hào)發(fā)送給空氣制動(dòng)控制單元。在保證電制動(dòng)優(yōu)先作用下，空氣制動(dòng)能自動(dòng)進(jìn)行列車制動(dòng)力的補(bǔ)償，將制動(dòng)所需壓力傳遞給基礎(chǔ)制動(dòng)裝置，從而使列車制動(dòng)力保持不變。控制供氣系統(tǒng)中空氣壓縮機(jī)組的工作周期，監(jiān)視主風(fēng)缸輸出壓力等參數(shù)。如果供氣系統(tǒng)中某臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障，它能及時(shí)調(diào)用備用設(shè)備填補(bǔ)。在列車制動(dòng)過程中始終收集列車所有輪對(duì)速度傳感器發(fā)來的速度參數(shù)，對(duì)輪對(duì)在制動(dòng)中出現(xiàn)的滑行進(jìn)行監(jiān)視。一旦發(fā)現(xiàn)滑行，立即發(fā)出防滑信號(hào)并采取防滑措施。對(duì)列車制動(dòng)時(shí)的各種參數(shù)和故障進(jìn)行監(jiān)視和記錄。故障記錄可以在列車回庫(kù)后用便攜式計(jì)算機(jī)讀出。其實(shí)，電子制動(dòng)控制單元在硬件上