制动课件：单元12动车组制动系统VIP

,教学目标,1.掌握动车组制动系统组成、特点和工作原理,单元12动车组制动系统,2.掌握CRH2动车组制动系统的组成与原理,3.掌握CRH3动车组制动系统的组成与原理,4.了解CRH5动车组制动系统的组成与原理,5.了解CRH380动车组制动系统的特点,12.1动车组制动系统的组成及工作原理,高速运行的动车组，必须装备高效率和高安全性的制动系统，为列车正常运行提供调速和停车的保障，并且对制动系统的可靠性和制动时的舒适度的要求更高。此外还要保证在意外故障或其他必要的情况下，有尽可能短的制动距离。所以，动车组的制动系统是一个能提供强大制动力并能更充分利用黏着的复合制动系统。,一.制动系统组成,12.1动车组制动系统的组成及工作原理,动车组制动系统主要有电制动系统、空气制动系统、防滑装置、制动控制系统和基础制动装置等组成，如图12-1所示。动车组各车辆的制动控制装置采用微机控制，制动时采用动车的电制动（电力再生制动）与各车的空气制动（盘型制动）联合作用方式，且以动车的电制动为主，并且在制动控制装置内具有滑行检测功能，是采用电气指令式的制动系统。,一.制动系统组成,图12-1制动系统组成,二.动车组制动系统的特点,12.1动车组制动系统的组成及工作原理,（一）制动能力强、响应速度快1、采用电、空联合制动模式，电制动优先，且普遍装有防滑器。电制动与空气制动结合可保证列车在低速到高速的整个速度范围内都有充足的制动力，而防滑装置的安装可使轮轨间的黏着力得到充分运用，从而有效地缩短制动距离。2、操纵控制采用电控、直通或微机控制电气指令式等灵敏而迅速的系统。这些装置使制动系统的反应更为迅速，进一步缩短了制动距离。（二）制动力计算和分配的准确性高1、制动作用采用微机控制，可为保证列车正点运行精确提供所需制动力，确保列车正点运行。2、制动系统对电制动和空气制动的分配合理，使不同的制动方式达到最佳的组合效果。3、制动指令传递的同步性高，各车制动的一致性好。,二.动车组制动系统的特点,（三）故障导向安全制动系统作用的可靠性是列车行车安全的基本保证，特别是高速运行时，制动系统失灵的后果不堪设想。为此，动车组制动系统的可靠性主要涉及下列两个方面：1、多级制动控制方式动车组的制动系统可分成三级控制：网络控制、电空制动控制和空气制动控制。网络控制是以列车网络控制系统TCMS控制并传输全列车各车辆的制动信息；电空制动是以贯穿全列车的电气制动指令线来传输制动控制指令；空气制动是以制动管的空气压力进行控制。上述三种控制方式的指挥级别以网络控制为最高，电控制动次之，空气制动控制级别最低；而安全级别的顺序则恰好相反，以便在制动系统发生故障时能向安全方向动作，即自动转为低一级别的制动控制方式。2、制动能力的冗余在正常条件下，复合制动系统的各种制动方式应合理分担制动能量，一旦其中的某种制动方式发生故障，其他制动方式应能提供补充。而且，对于空气制动，应充分考虑失电情况下空走时间延长和盘型制动摩擦系数下偏差对制动距离延长的影响。,二.动车组制动系统的特点,（四）制动冲动小1、制动指令传递的同步性高，各车的制动一致性好，能减少列车的纵向冲动，缩短制动距离。2、动车组制动系统采用微机控制，实现制动过程的优化，在提高动车组平均减速度的同时，限制减速度的变化率，减少动车组的纵向冲击力，提高乘坐舒适性。（五）运行速度、粘着系数和制动力的合理匹配由于列车随着速度上升，粘着系数会下降，所以设置了随着速度的变化而改变制动力的速度粘着模式控制的制动力。,三.制动系统工作原理,12.1动车组制动系统的组成及工作原理,M车、T车的基础制动装置都是采用进行空电变换的增压气缸和油压盘式装置。4M4T的编组构成下，T车为全机械制动。动车组采用复合制动方式，即动车使用电制动空气制动、拖车使用空气制动的复合制动方式。关于再生制动与空气制动的切换，通过电空协调控制，由制动控制装置判断制动力，当再生制动力不足时由空气制动补充。从减少闸瓦磨损的角度考虑采用延迟控制方式：再生制动优先，其次是拖车空气制动，再次是动车空气制动。再生制动低速区域不能启动时或故障时，不足的部分由空气制动力补充实施。制动时，列车首先最大限度地利用再生制动，减轻空气制动负荷，这样，可以减少机械制动部件的磨损。复合制动方式以1辆动车、1辆拖车为控制单位进行延迟控制，如图12-2、12-3所示。,三.制动系统工作原理,图12-21M1T延迟充气示意图,图12-3制动原理框图,三.制动系统工作原理,（一）、电制动系统动车组电制动系统有电阻制动和再生制动两种。1、电阻制动（1）系统组成如图12-4所示。（2）工作原理司机制动控制手柄或列车自动控制系统ATC发出制动指令后，制动控制装置首先对列车运行速度进行判断。当速度大于5km/h时，制动主回路构成（PB转换器为制动位置），然后制动接触器动作（B11闭合、P11打开、P13打开），随后励磁削弱接触器打开、预励磁接触器投入，最后，断路器投入（L1闭合）。此时，电枢绕组、励磁绕组和主电阻器构成电阻制动主回路，并使电流向增加原牵引剩磁的方向流动，再由主电阻器将电枢转动发出的电能变为热能耗散掉。2、再生制动（1）系统组成再生制动系统的组成：受电弓、主变压器、变流器和电机等。其主回路如图12-5所示。,三.制动系统工作原理,图12-4电阻制动原理图,三.制动系统工作原理,图12-5再生制动原理图,三.制动系统工作原理,（2）工作原理再生制动是在制动时将牵引电动机变为发电机运行：交流电机将列车动能变为三相交流电，主变换器（包含整流器和逆变器）将此三相交流电转换为单相交流电，单相交流电再由主变压器变压后经受电弓回馈到电网，由正在牵引运行的其他动车组接受和利用。3、电制动的控制及有效利用感应电机是通过定子磁场转速N与转子转速n的差（转差）得到制动力的，所以，只要二者存在转差，即使列车停止（n=0）也可以得到制动力。感应电机的制动力就是通过控制定子磁场的转速N，使其低于转子转速n产生的，而定子磁场的转速为：N=120f/P（13-1）式中：N磁场转速；f电源频率；P感应电机的级数。,三.制动系统工作原理,因此，要实现全速度区域有效的电制动，需要正确控制交流电的频率f。即利用电力电子技术的整流器和逆变器的组合，可以产生电压和频率任意可调的交流电。如此，所产生的电制动力（制动转矩）由逆变器的输出频率和转差率所决定，即：（13-2）式中T制动转矩k电机常数U逆变器输出电压finv逆变器输出频率fs转差频率此外，要在低速时有效使地用电制动，还需要对速度进行准确地检测。电制动担负着动车组制动减速时大部分能量的转移，具有部件少、维修工作量少、可反复使用等优点；不足是增加了控制装置和制动电阻等设备，使电制动装置的总重量增加，而且其制动作用受条件的限制。因此，为提高可靠性，高速动车组的制动控制系统具有在电制动系统不能正常工作时，自动切换为空气制动的功能。,三.制动系统工作原理,（二）、空气制动系统该系统主要分为压缩空气供给系统、空气制动控制部分和基础制动装置三部分组成。1、压缩空气供给系统压缩空气供给系统用于产生并储存用气设备所用的压缩空气，该系统主要有空气压缩机、干燥装置、滤油器、风缸和安全阀等部分组成，如图12-6所示。2、空气制动控制部分空气制动控制部分是根据电子制动装置的指令，产生空气制动原动力并对其操纵和控制的部分，主要由各种控制阀类（如电空转换阀、中继阀和电磁阀）和制动缸等部件组成。国产时速200km动车组中的的单元式空气制动控制装置，如图12-7所示。（1）电空转换阀电空转化阀将送来的压缩空气调整到与制动指令相对应的空气压力，并作为指令压力送给中继阀。结构原理图如图12-8所示。,三.制动系统工作原理,图12-6压缩空气供给系统,三.制动系统工作原理,图12-7空气制动控制装置,三.制动系统工作原理,图12-8电空转换阀的动作原理,三.制动系统工作原理,（2）中继阀中继阀将电空转换阀的输出作为控制压力，输出与其相应的压缩空气送到增压缸（当车辆设备发生故障时，经由紧急电磁阀的压缩空气作为指令压力送到中继阀，此时中继阀与常用制动一样，将具有相应压力的压缩空气送到增压缸），如图12-9所示。（3）压力调整阀压力调整阀或简称调压阀，其是利用弹簧力和空气压力的差使橡胶模板动作，进行空气压力的调整。（4）电磁阀电磁阀由供排气阀部和电磁阀部组成。按结构原理分为ON型和OFF型两种，如图12-10所示。（5）增压缸增压缸是由气缸部分、液压发生部分、压力控制阀（防滑控制阀部分）构成，用来驱动卡钳装置，如图12-11。,三.制动系统工作原理,图12-9中继阀的动作原理,三.制动系统工作原理,图12-10电磁阀结构示意图,三.制动系统工作原理,图12-11增压缸工作原理图,三.制动系统工作原理,（三）、防滑装置（一）防滑装置的种类1、机械式防滑器最早出现的防滑装置是机械式的，它判断是否要发生滑行的依据只有一种，即车轮的角减速度。当某轮对的角减速度骤然降低时，机械式防滑器会把回转体的惯性转换成位移，打开阀门或接通电路，使该轮对缓解。2、电子式防滑器电子式防滑器可以采用多种检测滑行的判据，具有较高的灵敏度和动作速度。缺点是电子元件的零点漂移不易清除，需进行大量的调整工作，而且易受环境影响，性能不稳定，维修量较大。3、微机控制的防滑器微机控制的防滑器可对制动、即将滑行、缓解、再黏着的全过程进行动态检测与控制。信息采用脉冲处理，简单可靠；无零点漂移故无需调节和补偿。（二）微机控制防滑器的结构和工作原理1、结构组成：速度传感器、滑行检测器和防滑电磁阀三部分，如图12-12所示。,三.制动系统工作原理,图12-12防滑装置的组成,三.制动系统工作原理,（1）速度传感器速度传感器的输出是防滑控制中计算的基础，其精度非常重要。动车组中动车的速度传感器安装在主电机轴端，拖车则安装在车轴端部。（2）滑行检测器微机控制的数字式滑行检测器按一定的方法对速度传感器送来的车轮脉冲信号进行计算分析和逻辑判断，当判断滑行时，就使防滑电磁阀动作，降低制动力使车轮恢复转动，并按照缓解、保压和再制动的模式精确地进行控制。现在的滑行检测器用32位微机，大大提高了运算速度。（3）防滑电磁阀防滑电磁阀防滑排风阀，当滑行发生时，防滑排风阀在滑行检测器的控制下产生排风、保压和充风等动作，使制动缸的压力产生相应的变化，以有效控制滑行擦伤，并最大限度地利用轮轨间的黏着。2、工作原理由滑行检测器对速度传感器送来的脉冲频率信号进行计算比较，并根据事先规定的控制逻辑来判断是否发生了滑行。滑行的检测方法：减速度检测、速度差检测和滑行率检测法三种。,三.制动系统工作原理,（1）减速度检测其是根据车轮本身转动速度减少的比例来判断是否滑行。由于轮对与车辆的质量相差较大，其速度变化相对也快一些，因此，减速度检测可以滑行轴单独进行评价，及时检测滑行。（2）速度差检测速度差检测是以同一辆车内4个轴的速度以及制动指令发出后以一定减速度减速的假想轴速度（也称第5轴速度）中速度最高的轴为基准，当车轮的速度比基准轴的速度低于某一设定值时,就判断为滑行.（3）滑行率检测滑行率检测方法是根据轮轨接触点的滑行率来判断轮对是否发生了滑行,滑行率的计算方法如下式：式中轮心速度；轮轨接触点相对于轮心的速度。当=0时，轮对为纯滚动状态；=1时，轮对为完全滑行状态。,三.制动系统工作原理,（四）、制动控制系统1、组成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计算、分配的部分。典型结构框图如图12-13所示。（1）、制动信号发生装置：自动（ATC）装置和手动（司机制动控制手柄）两种。（2）、制动信号传输装置：即列车线，有普通电线和光缆两大类，动车组主要采用光缆。列车线既负责将制动信号发生装置发出的制动指令传送给列车中所有车辆，也负责将各车的信息传给司机室。（3）、信号的类型：模拟信号和数字信号两种。模拟信号以电压、电流、频率、脉宽等模拟量的大小表示不同的制动要求；可实现无级精确操纵。数字信号以若干指令线不同的通、断组合表示不同的制动要求；特点反应迅速、可靠性好。（4）、制动控制装置制动控制装置也称电子制动控制装置和电子制动控制单元（BCU），它是制动控制系统中接收制动指令，并根据指令对制动力进行计算和分配的装置。它相当于制动系统的大脑，其功能可归结为制动控制、防滑控制和辅助控制等。,三.制动系统工作原理,图12-13动车组制动控制系统,三.制动系统工作原理,2、制动控制系统的操纵方式动车组的制动指令一般是由头车内的制动控制手柄或ATC装置通过DC100V电源传递下达；但在车辆发生事故等异常清况下，则由手动开关或异常检测系统通过列车线将制动指令传送给列车中的所有车辆。常见的方式为：（1）、ATC操纵ATC装置根据速度黏着特性曲线自动对列车速度进行控制。若列车速度高于信号规定的速度，将自动进行制动；当列车速度降至规定值以下时，将自动缓解。（2）、制动控制手柄操纵列车的时间调整以及从时速30km到停车地点的制动操纵都是司机通过制动控制手柄来进行的。在向列车发出制动指令时，人工操纵具有优先权，即当司机把制动控制手柄转到司机控制位时，自动转到手动预定指令值。（3）、紧急制动的操纵当出现意外情况时，安全环路断开使紧急制动电磁阀失电打开，从而实现列车的紧急制动。,三.制动系统工作原理,3、制动控制系统的工作原理（1）、制动指令控制进行制动控制时，由制动控制手柄或ATP装置发出指令，该指令被各车的制动指令接收装置BCU接收，进行制动力的运算和电、空制动力的分配。制动控制手柄的制动指令控制电路如图12-14所示。根据不同的作用位置，制动指令由继电器触点或凸轮控制触点的断、合来进行传输。有图可知，备用制动指令线电源为AC100V；其他指令线的电源为DC100V。数据指令线的内容：紧急制动指令线153线在制动控制手柄运转位非常制动位时得电，到取出位时失电；非常制动指令线152在制动手柄运转位到B7得电；同理可得其他指令线对应的得电位置。在ATC发送常用制动指令时，最下方的指令线MCR、JTR、NBR条件成立，10号线、61号线、66号线、67号线得电。当ATC发送非常制动指令时，由于152号线触点前的EBR触点断开，152号线失电，产生非常制动作用。（2）、常用制动控制,三.制动系统工作原理,图12-14制动指令控制电路,三.制动系统工作原理,图12-15常用制动控制电路,三.制动系统工作原理,如图12-15所示，常用制动时，制动控制手柄或ATC装置使电制动指令线10、制动位级指令线6167共计8根指令线顺序得电，发出的制动指令通过这些列车指令线传送至所有车辆的电子制动控制装置BCU。各车的BCU接收到制动指令后，根据制动级别、列车速度和载重信号，按照所设定的减速度进行速度黏着模式的计算，得出应施加的制动力。然后，遵照优先使用电制动的原则，首先让电制动装置承担制动力，即150A和150B线将电制动指令送给电制动的控制装置（牵引控制装置）。之后再将电制动力的数值反馈回电子制动控制装置，如电制动力不足，则以空气制动进行补偿。（3）、紧急制动控制列车的紧急制动控制独立于常用制动和非常制动之外，紧急制动控制电路如图12-16所示，是从头车的制动控制手柄开始到尾车，再返回头车的一根往复的紧急制动指令线（153号线去，154号线回）。系统设计为153、154有电，紧急制动系统不动作，当任何一种原因使紧急制动指令线失电时，就会产生紧急制动作用。,三.制动系统工作原理,图12-16紧急制动控制电路,三.制动系统工作原理,产生紧急制动作用的条件：制动手柄处于取出位；检测出制动力不足；总风压力过低（低于600kPa）；列车分离；某车辆设备故障。（4）、非常制动控制非常制动指令线152号为常带电线，当出现一下情况时152号指令线失电，产生非常制动作用：1）制动控制手柄处于非常制动位；2）ATC发出非常制动指令；3）紧急控制电路继电器JTR消磁。非常制动的控制过程与常用制动相似。非常制动的制动力为100%的电制动力加上40%或50%的空气制动力；当电制动力等于0时，为140%或150%的空气常用制动力。（5）备用制动控制备用制动在动车组的常用制动控制系统发生故障时使用。如图12-17所示，CRH2动车组系列由司机通过备用制动控制器向头车内的备用制动控制单元发出指令，根据制动控制器的不同位置，备用制动控制单元可产生3个电压等级的交流电。此交流电通过列车的411.、461号备用制动指令线传送给各车的备用制动指令接收器，在各接收器经全波整流变为直流电，由直流电对EP阀直接进行控制，其后控制过程与常用制动相同。而CRH5动车组的备用制动是启用无电控的自动空气制动装置。对所有型号的动车组，备用制动只有空气制动。,三.制动系统工作原理,图12-17备用制动控制电路,三.制动系统工作原理,（6）、ATC制动控制ATC制动是通过比较来自轨道电路信号（ATC信号）的允许速度和列车实际速度来决定制动指令的级别。当列车速度超过允许速度时，则产生制动作用；制动指令一直持续起作用，直至列车速度降低到最高允许速度一下。ATC的常用制动是通过头车继电器MCR和ATC常用制动继电器NBR，使贯通全列车的电气指令线10、制动指令线61、66和67号线均得电，全列车产生常用制动作用。ATC的非常制动是让紧急制动继电器JTR或TAC非常制动继电器EBR的触点断开，导致非常制动指令线152线失电，使全列产生非常制动作用。4、制动系统与动车组其他系统的接口（1）、制动系统与列车控制网络的接口动车组的控制系统是车载分布式计算机网络系统。列车电脑控制列车上的所有制动动作，列车上的制动控制单元BCU接收并执行列车电脑给予的命令。（2）、制动系统与列车控制系统的接口动车组制动系统具有与车载列车运行速度控制系统的接口，以便实施安全制动。（3）、制动系统与牵引传动系统的接口制动系统和牵引系统同属于列车控制系统的子系统，两个子系统独立构成闭环控制系统，又通过列车信息控制系统传递控制命令协调工作。,四.基础制动装置,12.1动车组制动系统的组成及工作原理,CRH系列动车组的基础制动装置主要由传动和摩擦两大部分组成。1、传动部分CRH1和CRH5型动车组的基础制动装置的传动部分采用杠杆式夹钳，组成如图12-18所示。其是利用杠杆原理,把空气制动部分的制动缸活塞推力,经过夹钳单元杠杆的作用扩大适当倍数后,再使这个扩大后的力较为一致地传到各闸片上,使闸片压紧制动盘,而达到制动的目的。CRH2型动车组采用的是一体式夹钳，组成如图12-19所示。无论是动车还是拖车均采用增压缸和液压盘形制动装置。根据制动盘的安装位置不同，分为轮盘式和轴盘式两种。轮盘式安装在每个车轮上（无论是动轮还是拖轮均有），而轴盘式仅安装在拖车车轴上一般每根拖车车轴上装有两个制动盘。,四.基础制动装置,图12-18杠杆式夹钳基础制动单元结构示意图,四.基础制动装置,图12-19一体式夹钳基础制动装置直观图,一.制动系统组成、作用类别,12.2CRH2动车组制动系统,CRH2动车组的制动系统主要有电制动系统、空气制动系统、防滑装置和制动控制系统等组成。如图12-20所示，CRH2动车组包括4辆动车（M）和4辆拖车（T），其制动系统分为4个控制单元，每1M1T构成一个单元，采用再生制动和空气制动联合作用的复合制动模式。分常用、快速、紧急、辅助以及耐雪制动等作用类别。,一.制动系统组成、作用类别,图12-20CRH2动车组编组,（一）常用制动常用制动力分为17N，进行延迟控制。关于延迟控制，在制动初速度为75km/h以上时，由动车的再生制动负担拖车部分的制动力，在65km/h以下切换成为单独控制。控制单位是1M1T的2辆。另外，具备随载荷变化，从空气弹簧取得压力信号，计算调整制动力，做到不随车辆载重变化，进行恒定的减速度控制。（二）快速制动快速制动具备常用制动1.5倍的制动力，在手动制动操作时及在闭塞区间无法减速至设定的速度时根据ATP指令动作。（三）紧急制动当列车分离、总风管压力降低及手柄取出时均会实施紧急制动。此时，不具有按照负荷大小调整制动力的功能。（四）耐雪制动在降雪时，为了防止冰雪进入制动盘和闸瓦之间，使得闸瓦无间隙轻轻接触制动盘。在110km/h的速度以下，接通耐雪制动开关，通过操作制动手柄动作。制动缸压力设定为6020kPa，可以操作制动控制器的开关调整设定值。,一.制动系统组成、作用类别,（五）辅助制动以在制动控制装置异常、制动指令线路断线、以及在救援等时使用为目的而设置。操作司机台的设定开关及各单元（Tc车）的配电盘开关进行动作，与常用、快速制动不同，制动力为与速度无关的定值。因为制动器装置还对电动空气压缩机，关门速度等进行控制，即便是在使用辅助制动器时，制动器控制装置的电源也不能切断。（六）停车制动采用铁靴实施停车制动。通常运行时司机用制动控制器操作常用制动（表示为1级7级的7个档位的制动力）和快速制动。紧急制动、辅助制动，在故障时等异常情况下通过开关操作。耐雪制动是积雪时通过开关操作，制动力几乎没有。,一.制动系统组成、作用类别,二.紧急制动控制分析,12.2CRH2动车组制动系统,（一）概要当列车分离、总风管压力降低及取下操作手柄时启动。不具备按照负荷大小调整制动力的功能。（二）紧急制动回路从头车到最后尾车设置往复的常时加压的连接线，发生异常时，不加压的状态下，作用紧急制动的同时，也加上快速制动。紧急制动动作的条件是：1、总风管压力下降时；2、列车分离时；3、检测到制动力不足时；4、紧急电磁阀消磁时；5、制动控制器手柄动作时。,（三）控制正常时加压的紧急制动指令线，变为无加压状态，电磁阀动作，把压力调节阀的压力，供到中继阀的下侧膜板室，在中继阀中，放大容量，把压力空气供到增压气缸。压力调节阀的控制，在速度160km/h以上高速区域和160km/h以下的低速区域切换。在高速区域，压力切换指令线处在加压状态，安装在压力调节阀的电磁阀动作下，输出低压。在低速区域，指令线处在无加压状态，压力调节阀输出高压。（四）减速状态紧急制动指令和快速制动指令同时输出，在制动装置发生故障的车辆上，实施上述减速度模式的紧急制动，其它正常的制动装置中，实施快速制动。因此，除了编组的全部制动装置发生故障，或者不能动作的特殊情况外，编组的减速度比快速制动时的减速度（常用制动的1.5倍）稍低些。,二.紧急制动控制分析,三.辅助制动控制分析,12.2CRH2动车组制动系统,（一）概要本装置是当指令系统的设备由于某些故障不能使用，常用的制动系统不能工作时才使用的。由于正常时制动指令为电气指令式，所以辅助制动也是利用电压的电气指令式。该装置是为了在救援低速运行时而设置的，只在两个头车上设置，所以8辆编组只有2辆车产生制动力。制动力与速度没有关系，制动力一定，与70km/h以下速度区域的常用、快速制动的减速度基本一样。与速度对应形态的常用、快速制动不同，在高速区域发生滑行的可能很大，从高速不能动作辅助制动。,（二）构成辅助制动装置是投入开关NFB(NoFuseBreaker:SBN1),从头车制动指令用辅助制动特性发生器（SBT）产生的形态电压，对应于司机台的制动手柄的挡位，在连接线加压。单车用的辅助制动特性发生器（ASBT）调整到能得到对应于连接线电压和车辆形式的制动力，对应必要的BC压力，产生EP阀电流。辅助制动形态发生器上有头车指令用（SBT）及各车装置用（ASBT）。辅助制动只作用在头车的构成。下图表示基本构成。（三）功能：1.头车指令用（SBT）设置在司机室内，由变压器和电阻构成。电源（AC100V）升压，在变压器的二次侧的引出头与制动手柄中选择制动挡位对应，把制动电压送到单车。2.单车装置用（ASBT）装在配电箱内，由变压器、整流器构成。从司机室送过来的制动特性电压经降压、整流，励磁制动控制装置内的EP阀，产生制动缸压力。,三.辅助制动控制分析,（一）制动手柄如图12-21所示。（二）电动空气压缩机方式:往复式排气压力：880kPa电源：三相AC400V排气量：1754NL/min容积效率：70%以上（hot）为保持MR压力的范围为780880Kpa，空气压缩机电动机的电源由传感器控制。本装置采用压缩机与电机通过内部组装的联轴器传递动力的结构。电动空气压缩机及除湿装置分别吊装在专用吊架上。,四.制动主要相关装置,12.2CRH2动车组制动系统,四.制动主要相关装置,图12-21制动手柄外形,（三）制动控制装置1、概要对制动控制器（BCU）、空气制动相关阀门及储气缸实现单元化，吊装在地板下侧，如图12-22所示。设置在制动控制装置内的制动控制单元（BCU）采用微处理器数字运算处理方式。来自司机台的制动指令通过中央装置、传输终端由光缆传输，根据各车厢的负荷信号及速度信息计算出需要的制动力，对电气制动力、空气制动力进行控制。关于与再生制动的协调采用延迟控制，负担一部分的拖车制动力。另外具备防滑控制功能。对于空气制动的防滑，通过防滑控制阀对各轴进行控制。对于电气制动的防滑，通过调整电气制动曲线实现打滑轴的再次粘着控制（由于电气制动曲线以各牵引变流器为单位控制，因此无法进行各轴控制）。与传输终端进行信息传输，实时输出各种控制数据。2、主要阀门的作用电空转化阀（如图12-23所示）将送来的压缩空气调整到与制动指令相对应的空气压力，并作为指令压力送给中继阀。中继阀将电空转换阀的输出作为控制压力，输出与其相应的压缩空气送到增压缸（当车辆设备发生故障时，经由紧急电磁阀的压缩空气作为指令压力送到中继阀，此时中继阀与常用制动一样，将具有相应压力的压缩空气送到增压缸）。,四.制动主要相关装置,四.制动主要相关装置,图12-22制动控制装置,四.制动主要相关装置,图12-23电空转换阀（EP阀）,3、制动控制装置的功能（1）电空协调控制功能（2）打滑再次粘着功能（空气压力控制式）（3）对应负荷功能（4）耐雪制动控制功能（5）不足/不缓解检测功能（6）监视功能（7）故障信息保存功能（8）其它车辆制动输出功能（从动车向拖车的EP阀指令功能）（五）增压缸增压缸是由气缸部分、液压发生部分、压力控制阀（防滑控制阀部分）构成，用来驱动卡钳装置，如图12-24所示。,四.制动主要相关装置,四.制动主要相关装置,图12-24增压缸,一.系统组成,12.3CRH3动车组制动系统,CRH3动车组制动系统主要由基础制动装置、制动控制装置、气源装置、制动指令系统和司机室操纵设备等几大部分组成。其中单车电控制动系统组成与原理如图12-25所示。,一.系统组成,图12-25电控制动原理图,二.控制系统,12.3CRH3动车组制动系统,采用微机控制的直通电空制动系统，备用制动装置采用间接作用的空气分配阀。制动包括以下几部分：控制元件和产生制动力的部件组成，制动力由摩擦制动和电制动产生。电制动和摩擦制动的作用由制动控制单元(BCU)、牵引控制单元(TCU)和列车中央控制系统(CCU)调节。供风系统包括两套主风源和两套辅助风源。（一）控制系统组成空气制动控制和电子制动控制完全地集成构成了制动控制系统。在一个牵引单元（4个车）内的数据交换由车辆数据总线MVB（多功能车辆总线）来完成，牵引单元的通讯有列车总线WTB（列车总线）支持。如图12-26所示。回路和控制电缆的分布与连接如图12-27所示。,二.控制系统,图12-26制动控制系统,二.控制系统,图12-27控制电缆与安全回路,（二）控制系统的设计功能列车装有两个独立的制动系统：电制动（ED制动）和电空制动（EP制动）系统，可提供直接电-空制动和从属间接制动的组合。制动系统能实现下列基本功能:紧急制动、常用制动、停放制动、混合制动（带替代制动）和防滑系统等功能。1、紧急制动（1）紧急制动控制通过以下任意方法均可以触发紧急制动：司机在司机室启动紧急制动设备（手钮）制动力控制器拨到“紧急制动”位置由列车保护系统或自动警示设备启动（SIFA）列车运行时，启动任何的停放制动，停放制动监视回路触发紧急制动。紧急制动实施直至停车。当转向架的稳定行驶监视或轴承温度监视被触发，转向架监视回路触发紧急制动且发生最大的常用制动已运用失败。（2）触发和信号分配（图12-28）,二.控制系统,二.控制系统,图12-28触发和信号分配示意图,（3）制动力的产生制动响应时间（从发出空气紧急制动命令到达到90%制动缸最大压力的时间）为1.5s。在紧急制动情况下，因为高速行驶时轮轨之间的黏着系数降低，采用分步制动。,二.控制系统,2、常用制动（1）常用制动的控制制动力控制器的制动力设定值和从列车保护系统来的设定值通过列车控制系统读取，并在制动管理范围内在可用的再生制动和电空制动之间分配。制动管理系统保证了在制动时摩擦系数不会超标，导致制动力过大，也保证了列车摩擦制动与负载的匹配（即空气制动时磨耗最优化和过热时的保护）。每辆车上制动控制单元通过”MVB”读取制动设定值，并通过控制模拟转换器来控制每辆车的制动缸压力。相关车辆的当前载荷补偿，这些所需要的信息来自以电信号传输过来空气弹簧的压力。（2）信号发送（图12-29）,二.控制系统,二.控制系统,图12-29信号发送示意图,（4）停放制动通过一个按钮控制，停靠设计的最大下坡斜度为30。制动通过弹簧力实施。缓解停放制动，采用压缩空气来抵消机械弹簧力。为了允许停放制动的紧急缓解，在非动力转向架的两侧提供了金属绳索。通过每车的紧急缓解装置和独立、易控的空气截断塞门能够中断故障停放制动。停放制动抗溜车安全系数约为1.2。这种情况适用于空车。如图12-30给出了列车停放制动的排布和信号发送示意图。,二.控制系统,二.控制系统,图12-30停放制动装置分布图,三.基础制动装置,12.3CRH3动车组制动系统,车辆的基础制动装置都是利用杠杆原理,把空气制动部分的制动缸活塞推力,经过夹钳单元杠杆的作用扩大适当倍数后,再使这个扩大后的力较为一致地传到各闸片上,使闸片压紧制动盘,而达到制动的目的。（结构详见转向架部分）（一）基础制动装置组成1、拖车转向架采用轴盘式，结构简图如图12-31所示。2、动车转向架采用轮盘式，如图12-32所示。,四.基础制动装置,图12-31拖车转向架基础制动装置,四.基础制动装置,图12-32动车转向架基础制动装置,一.系统组成,12.4CRH5动车组制动系统,CRH5动车组八辆编组，两个单元，五动三拖，其制动系统由电制动系统、空气制动系统、防滑装置和制动控制系统组成。共有10根动轴和22根非动力轴。采用电、空联合制动的模式，以电制动优先。如图12-33所示。CRH5动车组从作用方式上还可分为两套制动系统：一套是微机控制的直通式电空制动系统，如图12-34所示；一套是自动式空气制动系统，为备用空气制动系统，如图12-35所示。,一.系统组成,图12-33CRH5动车组制动装置的总体配置,图12-34直通式电空制动系统,一.系统组成,图12-35备用空气制动系统,二.制动作用的类型和性能,12.4CRH5动车组制动系统,1、类型：常用制动、紧急制动、备用制动、停放制动、停车制动。2、性能：轮周处最大制动力205KN（最大电制动）；轮周处最大制动功率5785kw（最大电制动）；最大常用制动和紧急制动性能相同。当初速度200km/h：平均减速度0.79m/s2，制动距离2000m；当初速度160km/h，均减速度0.79m/s2，制动距离1400m；空气制动时轮轨间最大粘着系数为0.085；弹簧停放制动装置能使正常负载的列车停在30的坡度上不溜逸。,三.电制动系统,12.4CRH5动车组制动系统,1、系统组成CRH5动车组的每根动力轴都具有电制动作用。电制动系统的组成与牵引系统一致，即有受电弓、牵引变压器、牵引变流器和牵引电机等组成，如图12-36所示。2、工作原理制动时，控制系统将三相异步电机转换为发电机工作，将列车运动的动能转变为电能反馈电网。使用电制动时，空气制动仅供拖车轴使用，而对于动车轴来说，空气制动仅可用于无法使用电制动的速度范围内。如某动力轴的电制动失效，可在该轴使用空气制动。电制动可单独使用或与空气制动一起使用。与空气制动一起使用时，将优先使用电制动，以减轻拖车的空气制动负荷，从而减少机械制动零部件的磨耗。3、制动特性CRH5动车组的再生制动在29kV以下的网压下使用，并可在10200km/h速度范围内工作。,三.电制动系统,图12-36电制动系统图,四.空气制动系统,12.4CRH5动车组制动系统,CRH5动车组空气制动系统主要由压缩空气供给系统、直通式电空制动系统、备用自动式空气制动系统和基础制动装置四大部分组成。（一）压缩空气供给系统CRH5动车组的主压缩供给系统配备两套压缩空气供给装置，分别装在Tp和Tpb车上，每套设备主要由电动空气压缩机、空气干燥装置、微孔滤油器和安全阀等组成。同时动车组还配备2台辅助空气压缩机为受电弓的升弓供风（也装在Tp和Tpb车上）。1、主空气压缩机：SL22型螺杆式电动空气压缩机。2、空气干燥装置：双塔型空气干燥装置,（二）直通空气制动系统CRH5动车组直通式空气制动系统是由电子制动控制单元来控制的。电子控制单元接收并解读来自牵引/制动控制手柄或信号系统的指令，然后发出电信号控制空气制动控制单元。组成与原理如图12-37所示。在空气制动控制单元内，电空转换阀将来自电子制动控制单元的电信号转换成相应的控制空气压力。常用制动时，紧急电磁阀得电关闭，压缩空气经电空转换阀空重阀中继阀1和2分别进入动力轴和非动力轴制动缸；紧急制动时紧急制动电磁阀失电打开，压缩空气经紧急电磁阀空重阀和中继阀，施加与荷载相应的紧急制动压力；同时电子制动控制单元控制电空转换阀产生紧急制动压力。紧急制动指令同时也发送给备用的自动空气制动系统，产生相应的紧急制动作用。（三）自动空气制动系统CRH5动车组的自动空气制动系统用于备用制动控制，在直通空气制动系统不能正常工作或救援/回送模式状态时启用。如图12-38所示。,四.空气制动系统,四.空气制动系统,图12-37直通空气制动系统的控制原理,四.空气制动系统,图12-38备用制动控制原理,五.制动控制系统,12.4CRH5动车组制动系统,（一）特点1、由基于微处理器的制动控制单元控制；2、制动控制单元可与TCMS通信；3、还具有独立于主控回路的自动空气制动系统。（二）各种制动作用的控制1、常用制动的控制；2、紧急制动的控制；3、备用制动控制；4、停放制动控制。,一.制动系统的组成、参数与原理,12.5CRH380动车组制动系统,1、制动系统的组成CRH380BL动车组制动系统主要由制动控制系统（直通式EP制动系统、备用制动系统）；转向架基础制动装置、防滑控制装置、风源系统（共四套）、司机室制动控制设备、撒砂设备和空气悬挂设备等部分组成。制动系统的配置如图12-39所示,一.制动系统的组成、参数与原理,设置撒砂系统的车辆：EC01/EC16；IC06/IC11/IC14；VC03；设置停放制动的车辆：TC02/TC07/TC10/TC15；设置风源系统的车辆：IC06/IC11/IC14；VC03。图12-39制动系统配置图,一.制动系统的组成、参数与原理,2、制动系统的主要技术参数持续运行速度：350km/h；最高运营速度：380km/h；紧急制动距离（初速350km/h）：6500m；制动作用的响应时间：1.5s；总风管风压：8501000kPa；制动管风压：600kPa；制动盘使用寿命：不小于7.5年；冲动限制极限值：0.75m/s3。,一.制动系统的组成、参数与原理,3、制动系统的工作原理制动系统包括一套微处理器控制的电空（EP）直通制动系统和用于救援和回送的自动式备用空气制动系统。备用空气制动系统可由采用自动式空气制动系统的中国既有线机车操纵控制，列车管的额定压力为600kPa。常用制动时，动力制动（电制动）具有优先权以尽可能降低摩擦制动系统的磨损。根据制动力的要求，考虑到轮轨间的粘着限制，不够的制动力通过摩擦制动优先作用在无动力的拖轴上。制动管理系统由电制动的高级控制系统和电空制动分系统组成，对电制动和空气摩擦制动的制动力进行分配调节。具有如下功能：（1）确保在最优化的能量功效和最小磨损量条件下使用。（2）自动制动力的分配遵照制动力控制器的制动请求或者通过自动速度控制（ASC）的制动请求。（3）电制动与空气制动同时在动轴上混合施加。（4）具有自动制动试验的综合诊断。制动控制系统由直接EP制动系统和备用制动系统组成，常用制动通过直接EP制动激活，紧急制动通过直接EP和备用激活，救援时，使用备用空气制动。,二.制动系统的基本功能,12.5CRH380动车组制动系统,制动系统的基本功能分为常用制动、紧急制动、停放制动、备用制动和旅客紧急制动五种。1、常用制动（1）包括电空常用制动和动力制动。首先在动力转向架上施加动力制动，如果动力制动力不足，再在拖车轴上施加空气摩擦制动。（2）在动力轴的动力制动不能使用时，用空气摩擦制动代替。（3）在车辆速度小于5km/h时，所有转向架上采用空气制动（根据动力制动特性）。2、紧急制动