重载高速列车制动(七章)

1、2014.062014.06李占株李占株重载列车制动重载列车制动 重载列车实际上是扩编列车，它的速度并不高，但编组车辆数很多，列车很长，有的还是两个列车合在一起的组合列车。 对于空气制动机，在施行制动或缓解时所产生的空气波(列车管减压波或增压波)有一个沿列车管由前向后扩散或传播的过程;列车越长，其前后部开始制动或缓解的时间差就越大。这种 “沿列车长度的制动或缓解作用的不同时性“是列车制动或缓解时发生强烈纵向冲动的主要原因。对于重载(扩编)列车，这个问题尤其突出。 由于上述原因，在列车制动过程中的每一瞬间，各个机车车辆具有不同的单位制动力。如果没有车钩的连接，各个机车车辆都要按各自的减速度运行，

2、但这是不可能的。如果机车车辆之间全部是刚性连接(车钩与车钩间没有自由间隙，也没有缓冲装置)，则上述不同的单位制动力只能导致各个连接件中产生内应力，而不会引起各个机车车辆之间纵向冲动。但是，为了使列车各机车车辆之间上下左有都具有一定的可折曲性，以适应坡道起伏和通过曲线的需要，车钩与车钩之间都有一定的自由间隙(每对车钩约为4omm)，所以，如果列车施行制动时是在拉伸状态，则制动之初首先要消除这些自由间隙，这就必然会产生强烈的纵向冲动，或者说，发生强烈的纵向动力作用。 根据前苏联勃勒卡洛瓦茨基和沃莫卡赞林诺夫的理论研究，列车制动时的纵向冲击力（最大静压缩力和最大动压缩力的总和）R可按下列公式计算：其

3、中 A反映施行制动时的车钩状态和制动缸充气特性的系数， 制动时车钩在压缩状态下A0.42，在拉伸状态、制动 缸变速充气时A0.75（无变速则为1.5）； K一辆车的闸瓦压力总和； l一辆车的长度； n列车编组辆数； t一辆车的充气时间。 2m ax()kZBZClnRAKwt1）列车制动时的纵向冲击力或总压缩力R都与制动 波速和制动缸充气时间成反比。2）与编组辆数n的平方及一辆车的长度l成正比。3）与制动（Kk)成正比。4）列车在拉伸状态下制动，比压缩状态下大得多。 除了纵向冲击外，重载列车由于编组辆数特别多，副风缸也特别多，列车管也特别长，列车管总容积很大，从而带来下来问题：(1) 初充风时

4、间特别长；(2) 列车管减压和增压速度都很低；(3) 列车管的减压和增压速度沿管长方向的“衰减”都较严重。 所以，重载列车制动装置必须具备以下特点：1）要有很高的制动波速和较高的缓解波速。为此必须加强和 改进每辆车的局部减压性能，增添局部增压性能，这样沿 列车管方向的衰减问题也可迎刃而解。2）在大力提高制动波速的同时，采用制动缸先快后慢的变速 充气方法，科学地延长制动缸充气时间，以达到大大减轻 制动冲击、又不延长制动距离的目的。3）采用摩擦系数较大的闸瓦，同时改用较小的制动缸和副风缸。4）采用性能良好的空重车调整装置。5）列车管内壁和各个连接管器要具有较小的流动阻抗。6）要有密封式制动缸和良好

5、的“压力保持”性能。 近几年来，北美和南非重载铁路的20000t40000t列车开始采用微机控制的直通电控空气制动系统（简称ECP）。该系统克服了自动空气制动（包括自动电空制动）系统的不足，取得了巨大的成功。 ECPECP是电控空气制动系统的缩写，是用微机是电控空气制动系统的缩写，是用微机系统直接控制副风缸向制动缸充风制动及制动缸系统直接控制副风缸向制动缸充风制动及制动缸缓解，空气是制动力产生的来源，但空气不作为缓解，空气是制动力产生的来源，但空气不作为制动指令传递的介质。制动指令传递的介质。什么是什么是ECPECPECP制动系统的基本原理 在整列车上安装1根双股(直径为8 mm)电缆纵贯机车

6、和车辆。利用该电缆，可将机车上的230 VDC电源传到车辆，还可通过电源线上的收发器，在机车和车辆之间进行双向数据交换。通过电缆，制动指令以数据的形式从牵引机车传出，同时作用在每辆车上。利用传统的副风缸和制动缸，空气仍然是制动作用的“力量来源”，当处于ECP制动模式时，制动管成为总风管，且不同于传统的空气制动系统，不再通过减压产生制动指令信号，从而保持了ECP的阶段缓解能力，使列车操作和速度控制更为灵活。 副风缸副风缸制动机备用制动机备用制动缸制动缸列车管列车管AVRVCCDCID车辆参数车辆参数列车电源、指令列车电源、指令电空制动板电空制动板ECP原理图原理图 由于空气制动波速无法超过由于空

7、气制动波速无法超过300m/s300m/s，重，重载列车在常用，紧急制动时发生前后制载列车在常用，紧急制动时发生前后制动不一致，造成严重的断钩、脱轨事故。动不一致，造成严重的断钩、脱轨事故。 重载列车在长大下坡道上、由于没有阶重载列车在长大下坡道上、由于没有阶段缓解作用，再充气时间过长，容易造段缓解作用，再充气时间过长，容易造成列车失控，对安全产生威胁。成列车失控，对安全产生威胁。开行万吨级重载列车主要问题开行万吨级重载列车主要问题本务机车发出制动信息，给车辆控制单元本务机车发出制动信息，给车辆控制单元(CCD)(CCD)，将副风缸空气直通制动缸或制动缸直，将副风缸空气直通制动缸或制动缸直接排

8、空气，实现制动、缓解。接排空气，实现制动、缓解。空气只作制动动力，不作传布命令介质空气只作制动动力，不作传布命令介质列车管持续充风给副风缸、列车管制动不排风列车管持续充风给副风缸、列车管制动不排风同步实现制动与缓解同步实现制动与缓解列车分离或软管断开，能作出正确响应，故障列车分离或软管断开，能作出正确响应，故障导向安全导向安全ECPECP与传统空气制动系统主要区别与传统空气制动系统主要区别有有线线与既有制动机重叠与既有制动机重叠单纯单纯ECP仿真模拟型仿真模拟型ECP美国美国Webtec公司公司南非、加拿大南非、加拿大QCM、美国、美国CSX等等美国纽约空气制动机公司美国纽约空气制动机公司加拿

9、大加拿大CP美国美国BNSF美国美国ZEFTRON公司公司美国美国WFA无无线线ECP美国美国GEHarrs公司公司美国佛罗里达东部铁路、澳大利亚美国佛罗里达东部铁路、澳大利亚BHPECPECP使用现状使用现状19951995年年 开始研制开始研制( (美国美国) )19971997年年 开始装车试验开始装车试验( (美、加美、加) )19991999年年 美国美国AARAAR制订制订ECPECP规范规范S-4200S-420020022002年年 美国、加拿大、澳大利亚、南非美国、加拿大、澳大利亚、南非等国在重载单元列车上批量推广，等国在重载单元列车上批量推广，装车已达数万辆。基本上采用与装

10、车已达数万辆。基本上采用与既有制动机共用方式、既有制动既有制动机共用方式、既有制动机体备用。机体备用。 ECP ECP在南非重载铁路应用：在南非重载铁路应用： 4 4台台11E11E电力机车电力机车( (或或6 6台台7E17E1电力机车电力机车)+200)+200辆煤敞车辆煤敞车( (轴重轴重28t28t，22t22t两种两种) )。总重。总重20800t20800t22900t22900t，电气化铁路。，电气化铁路。 ECPECP在美国在美国CSXCSX南方铁路煤运专线应用：南方铁路煤运专线应用： 2 2台台GEAC4400GEAC4400内燃机车内燃机车+95+95辆煤车辆煤车( (轴重

11、轴重31t)31t)总重总重12000t12000t。 ECPECP在澳大利亚在澳大利亚BHPBHP铁矿专用线应用铁矿专用线应用( (无线无线) ) 3 3台台GEDash8GEDash8内燃机车内燃机车+120+120辆煤车辆煤车( (轴重轴重31t)31t)， 总重总重15000t15000t。(1)(1)机车上设备：机车上设备：HEUHEU、操纵器、显示屏、操纵器、显示屏、 网络装置网络装置CSXAC4400 Locomotive CabECP DisplayRPD有线有线ECPECP组成与功能组成与功能(2) 机车上设备：机车数据模块机车上设备：机车数据模块LID(3)机车上设备：机车

12、上设备：机车电源机车电源(4)美国美国Webtec公司：公司：车辆上设备：车辆上设备：CCD、CID、电空执行装置、电空执行装置(5) CCD(5) CCD(6) CCD CID(6) CCD CIDCCD PCB in LidCID in Base,Removable Lid(7) (7) 电空执行装置电空执行装置(8) EOT(8) EOT(9) (9) 车间连结器车间连结器(10) (10) 新型车间连结器新型车间连结器(11) (11) 车间连结器安装车间连结器安装(12) (12) 美国美国NYABNYAB公司公司ECPECP车辆车辆 设备设备(13)(13)美国美国 Zeftron

13、Zeftron公司模公司模拟式拟式ECPECP机车设备机车设备无线无线ECPECP组成组成车辆设备车辆设备保证重载长大列车运行安全保证重载长大列车运行安全 平均车钩力降低平均车钩力降低25%25%，断钩大大减少，断钩大大减少 消除制动工况下脱轨危险消除制动工况下脱轨危险 直通制动、充风快、下坡安全直通制动、充风快、下坡安全 制动距离缩短：制动距离缩短：505070%70% 平交道口的事故率大大下降平交道口的事故率大大下降 消除了意外紧急制动现象消除了意外紧急制动现象 ECP ECP的实用优点和效益的实用优点和效益 车辆平均周转时间缩短，能力增加车辆平均周转时间缩短，能力增加 列车平均速度增加列

14、车平均速度增加( (制动距离缩短、阶段制动距离缩短、阶段 缓解、连续充风缓解、连续充风) ) 列车长度、重量增加列车长度、重量增加( (加拿大已从加拿大已从150150辆辆 增加到增加到180180辆辆) ) 编组场发车的制动试验时间加快编组场发车的制动试验时间加快 平均周转时间至少缩短平均周转时间至少缩短9%9%机车动力消耗减少机车动力消耗减少 有阶段缓解、下坡时动力制动实质上已不用有阶段缓解、下坡时动力制动实质上已不用 速度控制精确，允许更高下坡速度，增加速速度控制精确，允许更高下坡速度，增加速度稳定度稳定 可以利用闯坡制动可以利用闯坡制动 空气消耗降低空气消耗降低 节能节能23%23%

15、车辆维修费用降低车辆维修费用降低 车轮磨耗减少车轮磨耗减少( (加拿大：加拿大：7%)7%) 闸瓦磨耗减少闸瓦磨耗减少( (加拿大：加拿大：27%)27%) 车轮过热现象消除车轮过热现象消除 车轮踏面剥落大大减少车轮踏面剥落大大减少 车体疲劳载荷降低车体疲劳载荷降低 ECP ECP是是WestinghouseWestinghouse发明自动制动机后发明自动制动机后的的100100多年来货车制动系统最大的改革多年来货车制动系统最大的改革 美国铁路界权威人士评价：美国铁路界权威人士评价： ECPECP取代货车传统制动系统的意义就像取代货车传统制动系统的意义就像内燃机车取代蒸汽机车一样。内燃机车取代

16、蒸汽机车一样。 国际铁路界对国际铁路界对ECPECP的评价的评价 美国美国140140万辆货车，用于固定单元列车万辆货车，用于固定单元列车约约4444万辆占万辆占32%32%，运量占，运量占41%41%。 1212年内年内( (至至20152015年年)44)44万辆万辆( (新生产新生产+ +改改造既有造既有) )全部装全部装ECPECP。在固定单元列车上全。在固定单元列车上全部应用。部应用。ECPECP机车将达机车将达1 1万台。万台。 在推广数量不断扩大前提下，一台货在推广数量不断扩大前提下，一台货车车ECPECP成本将能接近传统制动系统的成本。成本将能接近传统制动系统的成本。 ECP

17、ECP发展计划发展计划 二、制动系统的组成、特点三、制动功能（总体要求）四、制动控制系统（指令、复合控制、BCU、阀、 风路、紧急环路、防滑、备用）一、制动系统必须具备的条件五、国外高速列车制动系统的分析高速列车制动高速列车制动1.11.1尽可能缩短制动距离以保障行车安全尽可能缩短制动距离以保障行车安全 区间长度区间长度司机室显示速度司机室显示速度安全区安全区(连续制动连续制动)占领区间占领区间一、制动系统必须具备的条件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项目电 空 制 动空气制动电气指令式 电磁直通式 自动制动式列车管压力控制空走时间s0.10.21

18、.03.5制动缸压力上升时间s1.22.25.09.5(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/h0 1.7108J=400升水0 100沸腾(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)ToK400300200150100 6010o101102103104105106107108寿命次数1.21.2保证高速制动时车轮不滑行保证高速制动时车轮不滑行(1) (1) 按速度控制制动力的大小以充分利用粘按速度控制制动力的大小以充分利用粘着着(km/h/s)0.080.060.040.0201

19、00200300V(km/h)0系列1.02.02.61.52.02.456.13Bv (2) (2) 采用高性能的防滑装置采用高性能的防滑装置0.150.100.05粘着系数050100150200250300350V(km/h)(3)(3)采用非粘着制动方式采用非粘着制动方式 涡流轨道制动磁轨制动ATC ATO 制动平滑1.31.3司机操纵制动系统灵活可靠，司机操纵制动系统灵活可靠，能适应列车自动控制的要求能适应列车自动控制的要求ATC高速列车速度控制系统高速列车速度控制系统ATOATO高速列车自动驾驶高速列车自动驾驶1.41.4尽量降低制动系统的簧下重量尽量降低制动系统的簧下重量动轴轮对

20、空心轴制动盘轻质大功率制动盘，如碳素纤维复合制动盘，复合陶瓷制动盘二、制动系统的组成、特点对比传统制动机的组成空压机总风缸自动制动阀制动缸副风缸三通阀列车管供风系统制动控制基础制动1、制动装置是动车制动装置、拖车制动装置的组合，共同形成完整的制动系统强调系统的概念。 制动系统动车制动装置拖车制动装置列车减速运动、停车、驻车电动车组制动系统的特点电动车组制动系统的特点2、在制动控制上，采用电气制动与空气制动的复合制动，各自制动力的调整需要一个制动控制系统来完成；空气制动部分采用电空制动机； 动车组制动系统电气制动控制装置空气制动控制装置牵引电机及轮对驱动装置 基础制动装置（踏面或盘形制动器）电气

21、制动空气制动电动车组制动系统的特点电动车组制动系统的特点4、电动车组因动力分散而具有多节动车，可以充分发挥再生制动效果 5、运行速度较高，粘着系数小，制动系统必须满足粘着条件 6、进行防滑控制，充分利用粘着 电动车组制动系统的特点电动车组制动系统的特点3、采用电气指令、微机控制、直通式电空制动 1、安全性要求 制动能力 制动距离干线 技规：列车在任何条件下，必须满足紧急制动距离的要求，以120km/h速度运行的列车紧急制动距离不大于800m 160km/h速度紧急制动距离不大于1400m三、制动功能（总体要求）安全要求还包括：紧急制动乘客疏散安全通道如同时降弓等措施 200km/h速度紧急制动

22、距离不大于2000m2、操纵灵活，减速快，灵敏可靠，前后车辆制动、缓解作用一致； 3、具有动力制动能力，在正常制动过程中，应尽量充分发挥动力制动能力，以降低运行成本； 头车尾车同时（同步）4、应具有动力制动与摩擦制动的复合制动能力； 5、制动系统应保证电动车组在长大下坡道上运行时，其制动力不会衰减； 6、电动车组各车辆的制动力应尽可能一致，制动系统应根据乘客量的变化，具有载荷调整能力，以减少制动时候的纵向冲动； 7、具有紧急制动性能，遇有紧急情况时，能使电动车组在规定距离内安全停车。紧急制动作用除了可由司机操纵外，必要时还可由行车人员利用紧急制动按钮进行操纵； 8、轻量化要求9、维修保养要求车

23、体转向架设备轻考虑到维修保养： 状态监控+故障诊断+快速单元换件修司机室司机制动控制器转向架基础制动转向架基础制动四、制动控制系统1. 制动系统 动车组制动装置采用了再生制动和电气指令式空气制动装置并用的制动系统（见图5.3）。4M4T的列车编组中T车采用全空气制动方式。M车、T车基础制动装置均采用带气压油压变换的增压气缸和油压盘式制动装置。另外，为减轻闸瓦的磨损，空气制动采用延迟投入控制方式。 司机制动控制器 制动控制装置 基础制动装置 电动空压机组 制动控制采用以1M1T的基本制动力控制单元，在单元内实行延迟充气控制。系统对再生制动和空气制动进行协调控制，当制动控制器检测到所产生的制动力（

24、再生制动力）不足时，靠电空联合控制以空气制动进行补充。零部件名称所需数量备 注T1cM2M1T2T1kM2M1sT2c司机制动控制器11电动空气压缩机111干燥装置111调压器1制动控制装置111制动控制装置1制动控制装置11制动控制装置11增压气缸44444444动车组制动系统的制动控制器有动车和拖车之分 空气压缩机位于3、5、7号车 2. 制动控制装置构成及作用 空压机总风缸制动阀制动缸列车管空压机总风缸自动制动阀制动缸副风缸三通阀列车管电空制动机：以压缩空气为动力源，以电气指令来操纵。电空制动机可以有两种形式： 原有自动式空气制动机加装电控装置 以直通式空气制动机为基础，电气指令控制车辆

25、制动机，称为电气指令直通式电空制动机。3、电气指令由于直通式制动控制系统的优点，现在的电动车组制动控制系统大多采用直通式的电气指令式制动控制系统。引进川崎的200km/h电动车组（EMU）的制动系统采用电气指令式微机控制直通式电空制动。4、制动指令动车组的制动指令在正常情况下是由司机制动控制器或由ATC指令经信息控制系统传送而来的，在列车发生事故、故障等异常情况下，由手动或自动监测控制系统通过列车控制线将指令传送到编组中的每辆车。这些制动指令都是由DC100V电源来传递的。（1）制动指令控制电路在头车的司机室设有制动控制器，其制动指令控制电路见图5.10，当转动制动手柄时，同轴的凸轮组接通或断

26、开不同电接点，从而形成制动指令。对应的制动指令线参见表5.3。制动指令（功能）（1）手动操作常用制动设17级快速制动采用与上述相同的混合制动模式，并具有最大常用制动力1.5倍的制动力。紧急制动按安全回路失电制动的模式，下列任何一种原因均可引起紧急制动指令的产生： 总风压力下降到590以下； 列车分离； 检测到制动力不足； 操作紧急制动按钮，使紧急电磁阀失电； 换端操纵，取出钥匙。紧急制动纯空气制动 160200km/h范围为低减速度（0.6m/s2）； 160km/h以下为较高减速度（0.778m/s2）。紧急制动指令和快速制动指令同时输出，紧急制动作为热备份方式，制动装置发生故障的车辆才产生

27、紧急制动，制动装置正常的车辆产生快速制动模式下对应的减速度。（2）辅助制动在制动装置异常、制动指令线路断线时使用电气指令式的辅助制动。相当于3级、5级、7级常用制动及紧急制动的空气制动。CIBCUDVDVDVDVBCUBCUBCU拖车动车5、指令本质及制动控制1）1M+1T为单元、等减速度控制2）制动控制规律减速度6、指令传输电气指令制动控制单元基础制动备用电气指令电气指令微机控制直通式电空制动列车网络备用指令线总风管网络主机电气指令制动控制单元基础制动备用减压指令分 配 阀BP管列车网络总风管网络主机7、制动供风及管路系统动车组上通常设有两套供风系统主供风系统辅助供风系统 在动车组运行准备时

28、，如果总风压力不足、受电弓上升时，对真空断路器（VCB）的压力空气进行供给的空气源。主要向总风管供风，为制动系统、空气簧、控制系统、卫生系统等供给压缩空气源8、制动系统原理电气光纤空气压油压电气光纤空气压油压 SBT SBT ASBT ASBT EP熊 1c M2 M1 T2 T1k M2 M1s 2c EP熊 （2）常用制动控制电路原理 10 电制动指令 制动控制单元 牵引主变流器 空气制动装置 61-67 制动级位指令 150 线 电制动指令 反馈信号 空气制动指令（EP 阀电流） 速度信号 载荷信号 （3）快速制动控制电路原理快速制动是常得电的152号线失电时产生的制动作用152线失电条

29、件： 司机制动控制器处于快速制动位； ATC发出快速制动指令； 紧急制动继电器失电。增粘控制（踏面清扫器控制）增粘研磨块以500N的压力压向车轮踏面。 电磁阀 调压器 车轮 增粘研磨块 活塞 500kPa 总风（MR）压力 名 称配置数量T1cM2M1T2T1kM2M1sT2c制动控制器（M车）-11-11-制动控制器（T车）1-11-1EP阀（EPLA电-空转换阀）11111111调压阀（Bll）11111111紧急电磁阀（VM14-ZH）11111111中继阀（FD-1）11111111调压阀（B1O）11111111总风缸（150L）11111111制动风缸（100L）11111111控

30、制风缸（20L）11111111压力开关(SPS-8WP-SD）22222222安全阀（E1L）-1-1-1-其他（止回阀、制动控制装置制动控制器接受耐雪制动信号后，自动判断制动条件和速度条件，然后根据消除闸片和制动盘面之间的空隙所需的空气压力，把它变换控制电流输出，经过与常用、快速制动相同的空气压力控制，使压力空气供给到增压气缸。 （4）耐雪制动控制技术参数 最高使用压力： 880kPa（9kgf/cm2） 最高输出侧压力：685kPa（7kgf/cm2） 输入电流：0650mA 线圈：26.64%（20C）EP阀动结构 作用原理1电磁阀；2柱塞；3排气活塞；4供排气阀；5膜板进风出风充气制

31、动位 充气制动位保压进风缓解排风进风三、制动控制阀中继阀 中继阀（制动位） 进风出风进风中继阀（保压位） 排风进风中继阀（缓解位） 进风出风中继阀（紧急制动位） （5）制动控制阀调压阀1. B10调压阀 进风进风高压输出定压位 功能 高压输出功能：电磁阀消磁 VM14-2H去磁，该电磁阀呈出供气状态，总风压力空气经过电磁阀从A到封闭的C室，低压输出定压位 低压输出功能：电磁阀励磁，在C室无总风压力。VM14-2H电磁阀励磁后，该电磁阀呈出排气状态，C室的压力空气经过电磁阀排到大气中， 调压范围高压位：300700kPa低压位：0500kPa（比高压降低）制动系统风路图制动指令电路图长：长：11

32、20mm1120mm宽：宽：1420mm1420mm高：高：650mm650mm动车组介绍长：长：11281128.5mmmm宽：宽：832.5mm832.5mm高：高：605mm605mm重量：重量：416kg416kg排气压力：排气压力：880kPa880kPa排气量：排气量：2m2m3 3/min/min方式方式: : 往复式往复式 动车组介绍基础制动装置9 9、 防防 滑滑 器器 作用： 防止车轮滑行 ，但不能改善粘着。 基本原理： 通过检测车轮角减速度等判据，对车轮的运动状态做出判断，如果车轮即将滑行，则在车轮由滚动转入滑行的过渡阶段排制动缸内的压力空气来减小制动力，使轮轨之间恢复粘

33、着状态。防滑器只能有效地利用轮轨间的粘着力而不能增大粘着力。 机械式防滑器的作用原理：组成：传感阀传感阀和排风阀排风阀两部分。原理： 检测车轮转速的变化（角减速度），通过电磁阀控制制动缸的排风。 3、防滑器的发展：、防滑器的发展： 机械式防滑器：车轮的角减速度角减速度作为唯一判据，把回转体的惯性转换成位移，打开阀门或接通电路，使角减速度骤低的轮对缓解。 电子式防滑器：优点： 用多种判据多种判据，又具有较高的灵敏度和较快的作用速度，还能进行必要的监督和轮径补偿；缺点： 分离电子元件的零点漂移现象不易清除，需要进行各种偏置电压的大量调整工作，性能不稳定； 采用微机控制的防滑器： 它可以对制动、即将

34、滑行、缓解、再粘着的全过程进行动态检测与控制，检测精度高检测精度高。能根据新的情况和要求很方便地改变控制判据而不必改动软件。判别车轮打滑的依据有下列三种： 转速差控制（速度差控制） 角减速度控制 滑移率控制（蠕滑率控制）五、国外高速列车制动系统的分析500系ICE3TGV2.1 2.1 列车制动控制系统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：(1)日本高速动车组的制动控制系统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

35、T车所需制动力(FT)T车空气制动力M车所需制动力(FM)MT组合单元所需制动力(FMT)再生制动力粘着限界(FE)M空车空气制动力再生制动力0(FC)(FM)100%(FE)DCBA(2) 德国ICE高速列车制动控制系统DBHUMCUEPEP列车管电空转换阀(EP阀)螺线管线圈式EP阀 闭环控制EP阀微机控制单元压力传感器容积室中继阀空气制动信号备用制动信号风源大气缓解电磁阀制动电磁阀(3) 法国TGV高速列车制动控制系统微处理器 制动电子控 制器紧急制动开关电空转换阀(EP)电阻制动中继阀紧急传感器紧急制动按钮牵引/制动控制器司机阀制动控制器速度列车管压力传感器紧急制动风缸列车管止回电空阀

36、紧急制动断电器防滑排风伐常用制动风缸制动缸电空转换装置制动缓解传感器制动电空阀辅助继电器工况电空截止阀(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：2.2 2.2 基础制动系统基础制动系统大功率盘形制动装置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，降低簧下质量制动盘、闸片材质片状石墨铸铁

37、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日本高速基础制动锻钢轮盘，粉末冶金闸片油压增压缸、踏面清扫器(增粘)固定螺栓(4个)油压出口清 扫 闸瓦闸瓦钎螺 杆套 茼活塞环闸瓦吊杆浮动式杠杆 对夹式杠杆油压制动缸调节套茼夹 钳连结杆闸 片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 ICE3

38、50：3个锻钢轴盘+粉末冶金闸片法国高速基础制动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-A2.3 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 常用制动不用涡流轨道制动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