【南京地鐵4號(hào)線列車制動(dòng)系統(tǒng)探究4000字】

第第頁共6頁南京地鐵4號(hào)線列車制動(dòng)系統(tǒng)研究摘要現(xiàn)如今社會(huì)，地鐵發(fā)展及建設(shè)趨勢急劇上增。尤其是在南京這座經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)先且有著高人流量的一線城市，地鐵憑借著較高的安全性和準(zhǔn)確度以及有著很大運(yùn)量的特點(diǎn)，在城市軌道交通體系中有著至高的地位，甚至說有著無可取代的地位。從南京第一條地鐵線路的建設(shè)運(yùn)營使用到現(xiàn)在的十條線路運(yùn)營，乃至未來幾年的近十條線線路延長及規(guī)劃建設(shè)，足以說明南京地鐵在城市公共交通中的重要作用和極高地位。南京地鐵憑借著成熟的技術(shù)和和運(yùn)營模式以及有著大量的優(yōu)秀技術(shù)人員，被稱為“地鐵的搖籃”。然而對于地鐵車輛來說，制動(dòng)是列車運(yùn)行的基礎(chǔ)，是必不可少的。制動(dòng)力的施加是能夠使運(yùn)行中的地鐵車輛迅速減速或者停車的，也可以是為了避免長時(shí)間停放的車輛受到重力作用或者其他的外力的作用而發(fā)生溜車的情況施加的一種力。地鐵列車的制動(dòng)控制系統(tǒng)在整個(gè)列車的控制系統(tǒng)中具有極大的作用，是整列車核心系統(tǒng)之一。本文則是根據(jù)地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)的基本原理以及概念，以南京地鐵4號(hào)線列車作為研究的對象，對該線路列車的制動(dòng)系統(tǒng)作了簡要的概述分析以及對其制動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)問題進(jìn)行了簡要分析。關(guān)鍵詞南京地鐵四號(hào)線城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)目次TOC\o"1-2"\h\u47411引言 498902南京地鐵四號(hào)線列車制動(dòng)系統(tǒng)概述 4225442.1南京地鐵四號(hào)線制動(dòng)的基本概況以及制動(dòng)系統(tǒng)的方式 4180872.2南京地鐵四號(hào)線列車制動(dòng)模式及其功能 59368參考文獻(xiàn) 101引言2南京地鐵四號(hào)線列車制動(dòng)系統(tǒng)概述2.1南京地鐵四號(hào)線制動(dòng)的概況以及制動(dòng)的方式南京地鐵4號(hào)線列車制動(dòng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)組合制動(dòng)、快速制動(dòng)、保壓制動(dòng)、緊急制動(dòng)、駐車制動(dòng)、WSP、減載和混合制動(dòng)等功能。制動(dòng)方式可分為電制動(dòng)和氣動(dòng)制動(dòng)。空氣制動(dòng)南京地鐵四號(hào)線的空制系統(tǒng)則是EP2002型空制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以轉(zhuǎn)向架為單位的“架空式”制動(dòng)控制系統(tǒng)，但車輪的防滑保護(hù)則采用的是“軸控”的模式。該型制動(dòng)系統(tǒng)主要包括EP2002閥(BCU)，空氣壓縮機(jī)組，基礎(chǔ)的制動(dòng)裝置，風(fēng)缸模塊，空氣懸掛裝置和氣動(dòng)輔助裝置（例如：截?cái)嗳T，測試接頭等）等。為了最大限度地利用電制動(dòng)，混合制動(dòng)系統(tǒng)采用“列車級(jí)”控制方式，即先使用電制動(dòng)，將足夠的制動(dòng)力均勻分配到所有車輛上，以補(bǔ)償空氣制動(dòng)。為確?！傲熊嚰?jí)”控制，每個(gè)GV閥與MVB通信，其他EP2002閥通過雙冗余制動(dòng)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)相互通信。每列A節(jié)車部分裝有一個(gè)閥門G和一個(gè)閥門R，車廂B裝有兩個(gè)閥門S。一個(gè)閥門（每個(gè)轉(zhuǎn)向架一個(gè)閥門）安裝在相應(yīng)的轉(zhuǎn)向架附近。S閥為每個(gè)轉(zhuǎn)向架提供行車制動(dòng)、緊急制動(dòng)和WSP。除了S閥的所有功能外，G閥還提供制動(dòng)控制和列車控制系統(tǒng)的接口。

主GV閥通過MVB接口接收來自列車自動(dòng)駕駛或DCH給出的制動(dòng)力參考值及每個(gè)車的電制動(dòng)狀態(tài)及電制動(dòng)完成值，主GV閥根據(jù)各轉(zhuǎn)向架空氣制動(dòng)的有效性統(tǒng)計(jì)整列車可用的空氣制動(dòng)，然后平均計(jì)算每個(gè)車轉(zhuǎn)向架上要施加的空氣制動(dòng)力;主GV閥根據(jù)上一步計(jì)算所得的空氣制動(dòng)力在本地CAN單元內(nèi)分配所需空氣制動(dòng)。如果某個(gè)動(dòng)車電制動(dòng)失效，列車空氣制動(dòng)系統(tǒng)將把該動(dòng)車當(dāng)作拖車。

正常情況下，主GV閥通過MVB接口接收來自列車自動(dòng)駕駛或DCH給出的制動(dòng)力參考值及每個(gè)車的電制動(dòng)狀態(tài)及電制動(dòng)完成值，GV閥根據(jù)各轉(zhuǎn)向架空氣制動(dòng)的有效性統(tǒng)計(jì)整列車可用的空氣制動(dòng)，然后平均計(jì)算每個(gè)車轉(zhuǎn)向架上要施加的空氣制動(dòng)力。電制動(dòng)（電阻制動(dòng)，再生制動(dòng)）在電制動(dòng)時(shí)，電機(jī)作為發(fā)電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，電制動(dòng)產(chǎn)生的電能通過牽引傳動(dòng)裝置反饋到接觸網(wǎng)。當(dāng)電網(wǎng)不能吸收全部能量時(shí)，制動(dòng)電阻用于消耗電網(wǎng)不能吸收的能量，以滿足電制動(dòng)的需要。2.2南京地鐵四號(hào)線列車制動(dòng)模式及其功能常用制動(dòng)正常情況下常用制動(dòng)過程中是電制動(dòng)＋空氣制動(dòng)混合施加的方式，混合施加時(shí)，電制動(dòng)優(yōu)先，不足的部分由空氣制動(dòng)隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，GV閥將需要補(bǔ)償?shù)目諝庵苿?dòng)力平均分配到所有車上。電制動(dòng)優(yōu)先使用再生制動(dòng)。在列車自動(dòng)駕駛模式下，列車自動(dòng)駕駛輸出制動(dòng)指令和參考值，在人工模式下，DCH手柄輸出制動(dòng)指令及參考值。

當(dāng)行車過程中施加和釋放制動(dòng)時(shí)，它具有沖擊限制功能，以保證乘客的舒適度。沖擊極限為0.75m/s'；在行車制動(dòng)期間，它具有WSP功能。，WSP分為電制動(dòng)防滑和空氣制動(dòng)防滑;制動(dòng)施加和釋放的過程是可逆的，即在制動(dòng)施加過程中隨時(shí)可以撤銷該動(dòng)作;

當(dāng)車速較低時(shí)，設(shè)置電制動(dòng)衰減點(diǎn)。在到達(dá)這個(gè)衰落點(diǎn)之前，VCU車載計(jì)算機(jī)向網(wǎng)關(guān)閥(GV閥)輸送信號(hào)，當(dāng)達(dá)到這個(gè)過渡點(diǎn)時(shí)，氣動(dòng)制動(dòng)逐漸取代電制動(dòng)。電空轉(zhuǎn)換點(diǎn)設(shè)置為5-8km/h（暫定），并在調(diào)試階段確定并固化(包括轉(zhuǎn)換點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)）

所有空氣制動(dòng)指示器和所有空氣制動(dòng)釋放指示器都位于列車駕駛員控制臺(tái)中。當(dāng)所有空氣制動(dòng)被應(yīng)用時(shí)，所有空氣制動(dòng)操作指示燈（紅色）點(diǎn)亮，當(dāng)所有空氣制動(dòng)釋放時(shí)，所有制動(dòng)指示燈（綠色）點(diǎn)亮?？焖僦苿?dòng)當(dāng)DCH手柄推到“快速制動(dòng)”位時(shí)，列車將快速剎車?？焖僦苿?dòng)是可逆的，在低電平時(shí)有效。普通網(wǎng)絡(luò)模式下，快速制動(dòng)為電—空混合制動(dòng)，并且優(yōu)先使用電制動(dòng)，制動(dòng)力分配方案與常用制動(dòng)相同。當(dāng)DCH手柄移動(dòng)超出出制動(dòng)范圍時(shí)，快速制動(dòng)將會(huì)被釋放。

在ATO模式及和緊急牽引模式下，沒有快速制動(dòng)。在快速制動(dòng)過程中，制動(dòng)力施加的沖擊極限≤0.75m/s3。

三、保持制動(dòng)

保持制動(dòng)是一種在防止停在斜坡上的列車再次被牽引時(shí)向后滑動(dòng)的制動(dòng)方式。它由電動(dòng)氣動(dòng)行車制動(dòng)器作用。保持制動(dòng)力的大小應(yīng)在實(shí)際制動(dòng)力與總最大制動(dòng)力的70%左右取較大的值，并在制動(dòng)保持過程中具有負(fù)載補(bǔ)償功能。在脫檔自動(dòng)駕駛模式下，當(dāng)電網(wǎng)正常時(shí)，電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)發(fā)送信號(hào)以保持制動(dòng)器的施加和釋放。在停電或緊急操作的情況下，制動(dòng)系統(tǒng)控制抱閘的應(yīng)用和釋放。工況為：無有線牽引信號(hào)且制動(dòng)系統(tǒng)檢測到零速；衰減條件為：有有線牽引控制，無有線制動(dòng)控制，制動(dòng)系統(tǒng)檢測到速度高于2km/h。四、緊急制動(dòng)緊急制動(dòng)是故障安全環(huán)路，，緊急制動(dòng)的指令一旦發(fā)出后就無法撤除，列車急劇減速直至列車停止。WSP功能在緊急制動(dòng)過程中，仍然發(fā)揮其功能，并且不受沖動(dòng)極限限制。五、停放制動(dòng)停放制動(dòng)力應(yīng)能使一列AW3負(fù)載的6輛編組的列車停放在30‰干燥清潔的坡道上，不溜車。當(dāng)總風(fēng)壓力不足時(shí)，停放制動(dòng)會(huì)通過彈簧自動(dòng)施加。PBPB按鈕安裝在每個(gè)A車司機(jī)室的控制臺(tái)上用于施加、釋放列車的停放制動(dòng)。“0”速時(shí)下閉合PBPB按鈕，列車則會(huì)施加停放制動(dòng)。若將PBPB按鈕彈起，停放制動(dòng)將會(huì)被。當(dāng)停放制動(dòng)釋放后，停放制動(dòng)壓力開關(guān)觸點(diǎn)閉合，通過列車線串聯(lián)后輸出給所有停放制動(dòng)緩解繼電器，用于司機(jī)臺(tái)上停放制動(dòng)帶燈按鈕PBPB的狀態(tài)顯示。手動(dòng)緩解裝置可以通過常用制動(dòng)的施加來達(dá)到復(fù)位的目的。防滑保護(hù)電制動(dòng)和空氣制動(dòng)各有獨(dú)立的滑行保護(hù)裝置，以保證最佳粘著利用。若氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)檢測到電制動(dòng)打滑并延時(shí)1.5，氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)將根據(jù)當(dāng)前制動(dòng)等級(jí)將制動(dòng)力分配方案由“平均分配”制動(dòng)方案切換至“等粘著分配”制動(dòng)方案。牽引系統(tǒng)必須在電制動(dòng)力極限值的范圍內(nèi)執(zhí)行電制動(dòng)WSP動(dòng)作，同時(shí)氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)將在拖車轉(zhuǎn)向架和切除了電制動(dòng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向架上使用相等粘著的氣動(dòng)制動(dòng)力。若電制動(dòng)打滑仍在持續(xù)并累計(jì)達(dá)3s(暫定)，則氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)將發(fā)送電制動(dòng)切除信號(hào)給相應(yīng)的轉(zhuǎn)向架的，并由氣動(dòng)制動(dòng)接管該轉(zhuǎn)向架，同樣按照等粘著的方式施加相等粘著的空氣制動(dòng)力。

如果氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)檢測到打滑1s，氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)向相應(yīng)的轉(zhuǎn)向架發(fā)出電制動(dòng)切斷信號(hào)，氣動(dòng)制動(dòng)則會(huì)接管該轉(zhuǎn)向架。同時(shí)，空氣制動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的制動(dòng)水平將制動(dòng)力分配模式從“均勻分布”更改為“等黏著分配”。此時(shí)氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)將向有效的動(dòng)力轉(zhuǎn)向架發(fā)送基于“等粘著分配”方案的電制動(dòng)力請求。并且在拖架上和切除了電制動(dòng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向架上根據(jù)相等粘著的方案施加相等粘著的氣動(dòng)制動(dòng)力。

空氣制動(dòng)防滑控制采用兩種滑行探測方法來檢測是否存在滑行情況:單根車軸的過快減速；每根軸與最高轉(zhuǎn)速的那根軸之間的速度差；

當(dāng)空氣制動(dòng)檢測到拖車轉(zhuǎn)向架滑行，防滑保護(hù)系統(tǒng)控制相應(yīng)的轉(zhuǎn)向架工作來利用輪軌的最大粘著；在任一車軸上的氣動(dòng)制動(dòng)力連續(xù)降低不得超過5秒，之后自動(dòng)繼續(xù)制動(dòng)。當(dāng)WSP系統(tǒng)出現(xiàn)故障或失效無法正常工作時(shí)，空氣控制在沒有WSP的情況下保持激活；WSP在緊急制動(dòng)方面仍然有效。

在制動(dòng)施加過程中，防滑保護(hù)裝置的效率應(yīng)不低于85%。

如果在最差的粘著條件下(0.06)

制動(dòng)，與在干燥情況下的停車距離相比，車輪防滑系統(tǒng)的功效使制動(dòng)距離增加小」30%。

七、載荷補(bǔ)償

載荷補(bǔ)償功能即施加的制動(dòng)力和牽引力隨著列車載荷的變化而變化，以保證制動(dòng)、牽引時(shí)的減速度、加速度不隨列車載荷變化，保證制動(dòng)距離。BCU接收來自轉(zhuǎn)向架兩個(gè)對角空氣彈簧的壓縮空氣，作為轉(zhuǎn)向架的負(fù)載信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)牽引和制動(dòng)過程中的負(fù)載補(bǔ)償功能。在網(wǎng)絡(luò)正常情況下，制動(dòng)控制單元將根據(jù)MVB傳輸?shù)乃熊囬T關(guān)好信號(hào)確定此時(shí)載荷信號(hào)，并將此值保持到下站。

在緊急牽引時(shí)(網(wǎng)絡(luò)故障)，牽引以AW0工況施加牽引力;制動(dòng)系統(tǒng)將根據(jù)硬線牽引命令固化載荷信號(hào)。在常用制動(dòng)應(yīng)用的過程中，如果某一轉(zhuǎn)向架的某個(gè)載荷信號(hào)失效(在AW0~AW3載荷信號(hào)范圍之外)，該轉(zhuǎn)向架載荷根據(jù)另外一個(gè)載荷信號(hào)進(jìn)行載荷補(bǔ)，即同一個(gè)轉(zhuǎn)向架的載荷信號(hào)。正常制動(dòng)時(shí)，若轉(zhuǎn)向架負(fù)載信號(hào)失效（在負(fù)載信號(hào)AW0～AW3范圍外），轉(zhuǎn)向架的負(fù)載根據(jù)另一轉(zhuǎn)向架的負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)整車載荷信號(hào)故障時(shí)，該車的載荷信號(hào)按AW3(暫定)執(zhí)行。

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