制动系统概述PPT幻灯片

1,制动系统概述,2,一、制动基础知识,3,1、列车制动装置制动机：产生制动原动力并进行操纵和控制的部分。基础制动装置：传送制动原动力并产生制动力的部分。,4,2、制动机,直通,5,自动式,6,3、制动方式制动的实质：（能量的观点）将列车的动能变成别的能量或转移走。（作用力的观点）制动装置产生与列车运行方向相反的力，是列车尽快减速或停车。盘形制动和闸瓦制动,7,二、世界高速列车制动技术,8,1、高速列车制动系统必须具备的条件,9,1.1尽可能缩短制动距离以保障行车安全,区间长度,司机室显示速度,安全区(连续制动),占领区间,10,缩短制动距离的措施,(1)减少列车空走时间,高速列车(16辆编组)空走时间值表1,11,(2)采用大功率盘形制动机,国际铁盟规定：安全制动动力失效下保证制动距离56t客车270km/h01.7108J=400升水0100沸腾,12,(3)采用复合制动方式,空气盘形制动+电气动力制动(再生、电阻、涡流盘)+非粘着制动(涡流轨、磁轨),13,1.2保证高速制动时车轮不滑行,(1)按速度控制制动力的大小以充分利用粘着,14,(2)采用高性能的防滑装置,15,(3)采用非粘着制动方式,涡流轨道制动磁轨制动,16,1.3司机操纵制动系统灵活可靠，能适应列车自动控制的要求,ATCATO制动平滑,17,1.4尽量降低制动系统的簧下重量,动轴轮对空心轴制动盘轻质大功率制动盘，如碳素纤维复合制动盘，复合陶瓷制动盘,18,2、国外高速列车制动系统的分析,500系,ICE3,TGV,19,2.1列车制动控制系统,采用微机控制优先使用动力制动、协调配合可司机操纵，或ATC制动力平稳无冲动,电磁直通式,电气指令式自动、直通,数字式,模拟式,电空制动,共同特点：,20,(1)日本高速动车组的制动控制系统,21,电力制动与空气制动协调方式电空切换式电空运算式,制动力的分配方式：,均衡制动控制,滞后充气制动控制：,集中控制,分散控制,22,(2)德国ICE高速列车制动控制系统,23,电空转换阀(EP阀),螺线管线圈式EP阀闭环控制EP阀,24,(3)法国TGV高速列车制动控制系统,25,(4)三种制动控制系统的比较,微处理器作为控制中心电气指令、通过EP单元，制动由空气完成故障导向安全优先采用电制动制动与中央诊断系统兼容不同点：日本数字式电气指令直通式电空制动，基本上采用控制导线控制德国模拟式电气指令自动式电空制动，可采用网络控制。法国模拟式电气指令直通式电空制动，可采用网络控制,共同点：,26,2.2基础制动系统大功率盘形制动装置,关键问题：增加制动盘热强度，减少热裂纹减轻制动盘重量，降低簧下质量,27,制动盘、闸片材质片状石墨铸铁盘合金铸铁盘高强度铸钢盘锻钢盘碳素纤维复合盘、铝合金基复合盘、陶瓷合金复合盘合成闸片粉末冶金闸片,28,制动盘结构带散热肋片结构带圆形、椭圆形肋柱结构整体不通风实体锻钢结构,29,日本高速基础制动,锻钢轮盘，粉末冶金闸片,30,油压增压缸、踏面清扫器(增粘),31,浮动式杠杆对夹式杠杆,32,德国高速基础制动,动力车ICE1、ICE2每轴2套合金铸钢不通风盘+粉末冶金闸片ICE3、ICE350每轴2套锻钢轮盘+粉末冶金闸片,33,拖车：ICE1、ICE2：4个带通风轴盘式铸铁盘+合成闸片ICE3：2个铸钢轴盘+粉末冶金闸片ICE350：3个锻钢轴盘+粉末冶金闸片,34,法国高速基础制动,TGV-PSE动车：闸瓦拖车：每轴4个通风式铸铁盘+合成闸片+闸瓦TGV-A动车：粉末冶金闸瓦。拖车：每轴4个不通风锻钢盘+粉末冶金闸片TGV-2N动车：轮盘式盘形制动：拖车、同TGV-A,35,2.3非粘着制动磁轨制动、电磁涡流轨道制动,必要性：高速时粘着系数下降至0.080.09为得到较短制动距离，保证行车安全,36,磁轨制动,优点消耗功率小1m:1kW轨面清扫增粘簧下质量不增加缩短制动距离25%30%缺点钢轨磨耗、发热制动力不能调整速度越高制动越弱每辆车增重1t结冰危险常用制动不用,37,涡流轨道制动,38,涡流轨道制动,优点钢轨无磨耗高速时制动力大可控制结冰的有制动力,缺点功耗大，1m：37kW钢轨严重发热50km/h以下不能工作对轨道电路影响增加簧下质量2.4t,适用条件：无缝轨道线路，采用LZB信号系统,39,涡流轨道磁轨制动比较,40,涡流盘形制动,日本300系、700系拖车上采用、达到与动力车再生制动类似效果,涡流磁铁(固定),涡流盘(转动),涡流,涡流盘形制动,涡流盘形制动,原理,结构,41,2.4动力制动电阻、再生,再生制动优点：制动力可达制停、提高制动效率安全性电网装机容量减少34%。全面采用。电阻制动：法国本土高速列车采用，可作为安全制动。ETR450、ETR500、AVE也采用电阻制动ICE350、Talgo350作为安全制动也采用电阻制动。,42,2.5复合制动有机组合,(1)法国TGV,紧急,常用,43,法国TGV,44,德国ICE,中间拖车的盘形制动,驱动头车的动力制动,整列车的运行阻力,制动力Fb(KN),400,360,320,210,240,200,160,120,80,40,0,0,40,80,120,160,200,240,280,V(km/h),45,日本新干线高速列车,46,2.6世界300km/h及以上高速列车制动系统比较,47,制动距离,48,49,三、CRH1制动系统概况,50,制动系统概况电制动系统空气制动系统防滑装置制动控制,51,3.1系统组成,电制动空气制动防滑系统制动控制系统,52,3.2制动作用的种类,常用制动紧急制动安全制动停放制动保持制动救援/回送制动防冰制动,53,常用制动常用制动可以通过以下部件启动：1.制动控制器；2.速度控制系统；3.救援回送控制面板；4.ATC/ATP列车自动驾驶/列车自动保护系统。,54,常用制动特点,电空混合制动，电制动优先有效平均减速度为0.8m/s2,55,紧急制动紧急制动的启动有两种方式：1.司机启动紧急制动：计算机控制以达到可能的最短的停车距离。由牵引制动控制器启动。,56,2.乘客启动的紧急制动：如果乘客乘务人员要进行紧急制动，系统能在10秒内实施常用制动。同时，司机桌子上的一个相应信号灯应亮起来，向司机表明有乘客乘务人员启动了紧急制动。在所规定的10秒内，当司机发现在线路的某个位置不适合停车时可以通过按压阻止按钮超过3秒钟，以控制乘客的紧急制动要求。如果司机在所规定的10秒内没有控制紧急制动，系统会启动紧急制动机。在紧急制动中的冲动不控制。,57,安全制动,产生条件与安全性有关的系统中发生非常严重故障（失去联络、系统压力低等）安全制动的控制电源切断列车分离ATP制动需要司机安全装置（DSD）制动需要司机紧急按下停车按钮列车回送救援安全制动需要,58,停放制动,通过弹簧力产生制动作用，可通过压力空气或手动缓解使具有最大载荷的列车停在坡度为30的坡道上不溜车当系统风压低于350kPa时自动作用,59,保持制动,常用制动的辅助功能5km/h以下自动实施摩擦制动力为了停车平稳避免列车在坡度不超过30的坡道上溜车若保持制动系统作用力不够，将启动安全制动,60,救援/回送制动,通过空电转换装置使动车组将来自普通机车的列车管压力变化信息转换为相应的电信号；可使用外部3相电源或靠动车组自身发电。,61,防冰制动,防止制动盘结冰空气制动,62,制动系统的特点及性能,系统特点制动机由TCMS控制，TCMS同每辆车上的BCU通信除停放制动外，制动机在任何情况下都要根据载荷进行制动具有与ATP及LKJ-2000的接口，实施安全制动设有DSD安全制动装置性能（最大重量、正常轨道条件下；无论混合制动还是空气制动）200km/h，2000m160km/h，1400m,63,3.2电制动系统,结构组成工作原理制动特性,64,65,3.3空气制动系统,供气系统直通空气制动系统基础制动装置,66,压力空气供给系统,主压缩机辅助压缩机空气干燥器过滤器管道、风缸辅助设备：安全阀、压力传感器等,67,主压缩机,Knorr-BremseVV120型3台：每个Tp和Tb车上,68,主压缩机结构,69,主压缩机模块集成,70,主供风模块在底架内的安装,71,辅助压缩机,KnorrLP115型2台：每个Tp车上升降受电弓,72,辅助压缩机模块,73,空气干燥装置,74,基础制动装置,动车2个轮盘拖车3个轴盘,75,3.4防滑装置,结构作用原理特点每轴装设基于微处理器的车轮防滑装置（WSP）动力制动和空气制动都可实现按轴控制，由TCMS系统统一控制；当动力制动系统使用效率低时，防滑功能完全由空气防滑部分实现。,76,3.5制动控制系统,MBCU接受制动指令根据列车运行速度及车辆载重，将制动指令转换成所需要的制动力值对再生制动和空气制动进行分配自动检测车辆制动系统状态，并将有关信息向列车计算机网络报告，自动记录并显示故障信息防滑控制PBCU空气制动控制,77,四、CRH2制动系统概况,78,4.1压力空气供给系统,空气压缩机安全阀干燥装置滤油器风缸,79,空气压缩机,80,81,安全阀,82,干燥装置,83,84,滤油器,85,风缸,86,空气制动控制部分,空气制动控制装置电空转换阀（EP阀）中继阀调压阀电磁阀增压缸制动缸管路,87,4.2空气制动控制装置,88,89,电空转换阀（EP阀）,90,中继阀,91,增压缸,92,制动缸,93,电磁阀,94,4.3基础制动装置,传动部分摩擦部分,95,传动部分,杠杆式,夹钳式,96,97,98,99,空气制动部分工作原理,100,4.4防滑装置,防滑装置的种类微机控制的防滑器,101,4.5制动控制系统的概念,制动控制系统是制动系统中，在司机或自动控制装置的控制下，产生、传递制动信号，并对各种制动方式进行制动力分配、协调的部分。,102,103,五、CRH5制动系统概况,104,制动系统概况电制动系统空气制动系统防滑装置制动控制,105,5.1制动系统概况,系统组成制动作用的种类制动性能,106,107,系统组成,电制动空气制动防滑系统制动控制系统,108,制动作用的种类,常用制动紧急制动（纯空气）备用制动停放制动,109,常用制动司机室中的制动手柄将向列车总线发送制动命令，该制动命令将被不同车辆的各制动控制装置读取和编译，并将制动命令发送给牵引单元，进行电制动以及电空制动空气系统进行摩擦制动。在常用制动模式下，电力制动优先。,110,紧急制动在紧急制动时，牵引和电制动被切断，空气制动施加最大的制动力。旅客报警系统：动车组均配备有一个旅客报警系统（每个旅客车厢均配备有两个报警手柄），该指令可以被司机撤销。,111,备用制动如果电控装置发生故障或处于救援模式，动车组可启动备用制动继续运行。制动将通过制动管（600kPa）中的压力进行控制。备用制动系统可由操纵司机控制器或紧急按钮进行紧急制动。,112,停放制动动车组配备有一个从总制动风缸供风的弹簧作用的停放制动，配有手动缓解装置，可以满足在30坡道上安全停放。,113,5.2电制动系统,结构组成工作原理制动特性,114,5.3空气制动系统,压力空气供给系统辅助气源直通空气制动系统自动空气制动系统基础制动装置,115,压力空气供给系统,空气压缩机空气干燥装置微孔滤油器安全阀,116,空气压缩机,117,空气干燥装置,118,微孔滤油器,1-塑料/铝制端盖；2-玻璃纤维3-内钢衬4-外钢衬5-PVC泡沫层,119,辅助气源,总风缸压力不足的情况下进行列车编组时启用110V直流电机驱动，单缸安装在拖车上,120,直通空气制动系统采用电子控制，动车组直通式制动系统可按制动模式曲线（根据手柄位置或信号系统设定）控制列车减速或停车。安装在每个车上的微机控制的