动车组制动第2章

1、第二章 动车组制动系统的组成与功能电制动系统空气制动系统防滑系统控制系统第一节 电制动系统概述再生制动电制动的控制及有效利用 概述1电制动的基本原理电气制动是利用电机的可逆性原理。在牵引工况时，牵引电机作电动机运行，将电网的电能转变为机械能，轴上输出牵引转矩以驱动列车运行。在电气制动时，列车的惯性力带动牵引电动机，此时牵引电机将作发电机运行，将列车动能转变为电能，输出制动电流的同时，在牵引电机轴上产生反转矩并作用于轮对，形成制动力使列车减速或在下坡道上以一定速度运行。 2.电制动的形式 根据电气制动时电能消耗的方式，电气制动分为电阻制动和再生制动二种形式。（1）如果电气制动时将产生的电能利用电

2、阻使之转化为热能消耗掉，称之为电阻制动。（2）如果将电气制动时产生的电能重新反馈到电网去加以利用，称之为再生制动。3.电制动的优越性（1）提高了列车行车的安全性。（2）减少了闸瓦和车轮磨耗。（3）提高了列车下坡运行速度。4. 采用电制动时应满足的基本要求（1）具有电气稳定性，并保证必要的机械稳定性。（2）具有广泛的调节范围，冲击力小。（3）机车由牵引状态转换为电制动状态应线路简单，操纵方便，具有良好的制动性能，负载分配力求均匀。机械稳定性：指机车牵引列车在正常运行中，不会由于偶然原因引起速度发生微量变化而使列车的稳定运行遭到破坏。电制动的机械稳定性是指当偶然原因使机车运行速度增高(或降低)时，

3、制动力应随之增大(降低)，以保持原来的稳定运行状态。判定稳定性的条件： 0 电气稳定性：指电传动机车在正常运行中，不会由于偶然因素的缘故，电流发生微量变化，而使牵引电机的电平衡状态遭到破坏。制动能量与速度的平方成正比，制动能力的影响因素：制动材料的摩擦性能对粘着利用的局限性制动热量和机械制动部件磨耗寿命的限制再生制动再生制动产生的能量除了一定比例（一般为20%80%，根据列车运行密度和区间距离的不同而异）被其他相邻列车吸收利用外，剩余部分将主要被列车的吸收电阻以发热的方式消耗掉或被线路上的吸收装置吸收。当列车发车密度较低时，再生能量被其他车辆吸收的概率将大大降低。当列车发车间隔大于10 min

4、时，再生制动能量被吸收的概率几乎为零，此时绝大部分制动能量将被车辆吸收电阻吸收，变成热能并向四外散发，这必将使隧道和站内的温度升高。制动力kN速度（km/h）再生制动力-速度曲线 紧急非常电制动的控制及有效利用 定子磁场转速f电源频率 P感应电机的极数电制动的控制及有效利用 电制动力（制动转矩）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转差频率第二节 空气制动系统压力空气供给系统空气制动控制系统基础制动装置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空气压缩机空气压缩机SL22-49螺杆式压缩机安 全 阀干 燥 装 置LTZ 015.1H型双塔式空气干燥装置滤 油 器

5、风 缸空气制动控制系统电空转换阀（EP阀）中继阀调压阀电磁阀增压缸制动缸管路空气制动控制系统电空转换阀（EP阀）中 继 阀电 磁 阀ONOFF基础制动装置传动部分摩擦部分传 动 部 分杠杆式传 动 部 分一体式摩 擦 部 分制动盘材料铸铁铸钢铸铁-铸钢锻钢复合材料铝合金整体式对半式纤维复合材料轻 耐热裂 高速性能好常用制动磨损大 摩擦系数受温度影响铝合金基复合材料（铝合金母材+陶瓷粒子）轻 耐磨 耐疲劳摩 擦 部 分闸片材料合成材料烧结材料复合材料陶瓷基复合材料摩擦系数的稳定性 耐磨性 导热性能（高温强度）对盘的作用 经济性空气制动系统工作原理第三节 防滑装置防滑装置的种类微机控制的防滑器防滑

6、装置的种类机械式防滑器电子式防滑器微机控制的防滑器微机控制的防滑器优点微机控制的防滑器可对制动、即将滑行、缓解、再粘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；微处理器（MPU）的处理速度极快，可大大提高检测精度，即使微小而缓慢的滑行也能及早检测出来并采取措施加以防止；可以利用软件随时提供有关信息，进行自我检查、诊断和监督，必要时可对有关信息随时进行存储、调用和显示；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。 结构作用原理防滑电磁阀结构原理减速度检测速度差检测第四节 制动控制制动系统的总体构成制动系统的操纵方式制动系统的工作原理系统总体

7、构成制动控制器制动电子控制装置列车线继电器操 纵 方 式ATC操纵操作手柄操纵紧急制动的操纵ATC操纵ATC装置根据粘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；当列车速度降低至规定速度以下时，将自动缓解。在两列车相互接近和在车站停车前，ATC也会根据特性曲线自动施行制动。ATC制动时可使用常用制动和非常制动来实现，即：当使用常用制动但在规定的距离内列车速度不能降低至规定数值时，就使用非常制动。 操作手柄操纵列车的发车、加速、时间调整，以及从30km/h到停车地点的制动操作都是司机通过手柄来操纵的。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

8、控制器转到司机控制位时，自动转到手动预定制动值。 紧急制动的操纵下列任何一种原因均可引起紧急制动指令的产生： 总风压力下降到规定值以下； 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； 手柄置（钥匙）取出位。制动控制系统的工作原理动车组制动力的计算制动控制器的制动指令控制电路动车组制动力的计算 作用在动车组上的合力 ：Fy牵引力W列车总全阻力 B列车总制动力B 平均到列车每千牛重力上的合力，称为单位合力c，其单位是N/kN，表达 ：三个力并非同时作用在列车上，单位合力的组成按动车组的工况有六种情况 (l)牵引运行 (2)惰力运行 制动地段的加算坡道千分数 (3)动力制动

9、(4)空气紧急制动 (5)空气常用制动 (6)动力制动加空气常用制动 再生制动力的计算 每辆动车具有如图所示的动力制动能力当列车速度低于10km/h时，动力制动力为零；速度在l025km/h时，动力制动力逐渐上升；速度在25-100km/h之间，可提供的最大动力制动力为恒力；速度大于100km/h时，动力制动力大小受到恒功率线限制 B43.217.281025100250制动控制器的制动指令控制电路常用制动（6167线）设17级实施混合制动，即由动车的再生制动负担拖车的部分空气制动；快速制动（152线）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（70km/h以下）的制动力。紧急

10、制动（153、154线）按安全回路失电制动的模式。紧急制动：纯空气制动列车速度大于160km/h，低减速度（0.6m/s2）；在160km/h以下，较高减速度（0.778m/s2）。这样设定的目的是最大限度的利用粘着，减小制动距离。紧急制动指令和快速制动指令同时输出，紧急制动作为备份方式，只有制动装置发生故障的车辆才产生紧急制动，而其他制动装置正常的车辆产生快速制动模式下对应的减速度。备用制动(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备用制动（相当于3个级别）空气制动。制动系统原理 动车组的制动指令是由司机制动控制器发出的，经列车信息监控系统传送到每辆车的制动控制装置，由制

11、动控制装置的制动控制单元结合速度、空重车和制动级别等信息进行运算，按制动控制规律（减速度随速度的变化）控制EP阀电磁部，并经中继阀(起放大容量作用)送出压缩空气到增压气缸，由基础制动装置完成制动作用。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）制动指令控制电路当转动制动手柄时，同轴的凸轮组（主令控制器）接通或断开不同电接点，从而形成制动指令。制动控制器的制动指令控制电路制动指令数字输出（指令线状态）X61线X62

12、线X63线X64线X65线X66线X67线152线运转1N2N3N4N5N6N7N快速取出ATC常用ATC快速（2）常用制动控制电路原理通过司机制动控制器，使电制动指令线（10）、制动级位指令线（6167）共计8根指令线顺序得电，向列车中每辆车传送数字制动指令。各车上的制动控制单元（BCU）接收到制动指令后，根据制动级别和载荷信号等计算出所需的制动力，通过150（A、B）线送给牵引变流器（此时相当于电制动的控制装置）。BCU根据已施加的电制动的反馈量，计算出所需要的空气制动力，并将信号送到空气制动装置，产生相应与制动指令的空气压力。常用制动控制电路（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。此时的制动力是100%的电制动力加上40%50%的空气常用制动力，当电制动力为0时为140%或150%的空气常用制动力。 152线失电条件： 司机制动控制器处于快速制动位； ATC发出快速制动指令(控制EBR常开触点)； 紧急制动继电器（JTR）失电。（4）紧急制动控制原理紧急制动控制电路是从头车制动控制器到尾车的153号线和返回154号线来实现的。它能产生独立于常用制动和快速制动的紧急制动作用。其标志为：JTR线圈失电。条件： 司机制动控制器手柄在取出位(B0FR B7FR线圈都失电)； 总风缸空气压力低于590kPa时(MRrAPSR主风缸空压开关继电器