制动系统1制动类型13课件

制动系统（1）制动类型5、制动系统概述列车的状态：制动就是指车辆制动系统产生制动力，使列车减速或停车。加速牵引匀速惰行减速制动1、制动系统概述

车辆制动系统的作用：产生制动力，使列车减速或停车。其作用的好坏对保证列车安全和正点运行具有极其重要的作用，而且也是提高载重和运行速度的前提条件。特点：地铁站间距离短，启动快，制动距离短，停车精度要求高。同时，地铁车辆的旅客上下波动较大，对车辆载重有较大的影响。要求：地铁车辆的制动系统具有优良的制动性能，而且操纵灵活，制动减速快，响应时间短，并具有载荷校正功能。制动类型动能通过摩擦副的摩擦转变为热能，然后消散于大气。列车制动时，将牵引电机变为发电机，动能转化为电能。摩擦制动动力制动动能转移方式不同制动类型利用轮、轨之间的粘着力来实现制动。制动力的提供不再依靠轮轨之间的粘着力，可获得超过轮轨粘着力的制动力。

粘着制动非粘着制动制动力获取方式不同制动类型以电磁力为源动力的制动方式称为电制动；以压缩空气为源动力的制动方式称为空气制动，如踏面制动、盘式制动等都为空气制动方式；还有机械制动、液压制动等方式。

空气（摩擦）制动电制动其他制动制动源动力不同

城市轨道交通车辆牵引电传动系统采用先进的调频调压交流感应电机驱动系统，在高速时具有良好的电制动性能。

但是由于电制动的效率随着运行速度的降低而降低，所以在车速降低到一定程度后必须采用空气制动系统。制动系统分类：

电制动空气（摩擦）制动制动方式再生制动电阻制动踏面制动盘形制动磁轨制动(动能→电能)(动能→热能)2、制动类型1.电制动电制动是车辆在常用制动模式下的优先选择，仅带驱动系统的动车具有电制动，电制动又有再生制动和电阻制动两种形式。电制动具有独立的滑行保护和载荷校正功能。制动类型再生制动电阻制动电制动(动能→牵引电机→电能→接触网)(动能→牵引电机→电能→制动电阻→热能→大气)1：再生制动，将能量反馈到接触网。2：电阻制动，制动产生的能量通过电阻转化为热量消耗。电制动能量消耗原理框图

2.空气（摩擦）制动空气（摩擦）制动是用来补充所要求的制动指令和已达到的电制动力之间的差额以及没有电制动时，完全满足列车的制动要求。城市轨道交通车辆常用的摩擦制动方式主要有踏面制动和盘形制动。3、制动方式1.弹簧停放制动由于列车断电停放时，制动缸压力会因管路漏泄无压力空气补充而逐步下降到零，所以停放制动不同于一般气制动充气制动、排气缓解。

停放制动是通过弹簧作用力而产生制动作用，能满足列车较长时间断电停放的要求。另外弹簧停放制动除可充气缓解外，还附加有手动紧急缓解的功能。停放制动操作按钮缓解停放制动，缓解灯亮3、制动方式2.紧急制动列车装备一个“失电制动，得电缓解”紧急空气制动系统，贯穿整个列车的连续电源线控制紧急制动的缓解。

线路一旦断开，所有车立即实施紧急制动。紧急制动时，电制动不起作用。紧急制动时电制动不起作用，仅摩擦制动；紧急制动实施后不可以撤除，直至列车完全停下来。紧急制动缓解主控手柄回零位3、制动方式3.快速制动列车实施减速度与紧急制动相同的快速制动。快速制动时电制动不起作用，为摩擦制动。快速制动可以通过主控制器手柄回“0”位或牵引位可缓解，此时列车不需要停稳。3、制动方式4.常用制动常用制动主要使用电制动，如果需要，使用主动式气制动对电制动进行补充。制动时，必须将主控制器手柄置于制动位置，制动设定点直接正比于主控制器手柄的位置。缓解时，只需要将主控制器手柄置于零位或者牵引位。制动距离比较初速度v常用制动紧急制动80km/h234m200m60km/h136m118m40km/h65m56m3、制动方式5.保压制动保压制动是为防止车辆的惯性力冲击，防止车辆在停车前的前冲或启动后后溜。

在低速范围内由车辆控制单元触发，平稳地施加空气制动取代电制动，直至停车。当列车发出牵引命令，牵引力上升的瞬间气制动力还是保持原来停车时的压力，牵引力上升至制动系统收到保压制动请求信号为0时，气制动逐渐退出并降为零，保压制动被缓解，列车被牵引。4、防滑控制在制动过程中随着制动力的不断增加，当它达到最大粘着力后，轮轨间的粘着状态就开始被破坏，在轮对滚动的同时伴随着少量的但越来越大的相对滑行。

当这种相对滑动的滑移率超过一定值后，轮轨间的粘着状态遭到严重破坏，粘着系数急剧降低，轮对在外加制动力的作用下转速迅速下降，直至轮对被抱死而不再滚动。4、防滑控制1．电制动防滑控制系统牵引系统的空转/滑行保护是由车辆控制单元执行的。它在不利的轨道条件下用来提高车辆的加速度和减速度。空转∕滑行保护连续检测车辆速度和驱动轮的旋转速度。如果速度出现与允许值不同，牵引力就自动减少以满足实际轮轨间的传递值。如果轨道条件变好或摩擦系数提高了，牵引力就会基于一个可调整的斜线增加到传递值。空转/滑行保护执行的过程由车辆控制单元进行检测。4、防滑控制2．气制动防滑控制系统。气制动防滑控制系统由微处理器控制的车轮防滑控制电子单元，以及每个轴上的防滑阀组成。防滑系统通过监测列车的减速度和各轴之间的速度差来判断轮对滑行状况，如果检测到滑行的轴，相应的防滑阀得电排放制动缸气压，使得制动缓解并且减少制动力直到轮子的速度再次上升为止。如果通过防滑阀排风缓解超过一定的时间,安全回路动作再次实施摩擦制动。制动方式比较弹簧停放制动紧急制动快速制动常用制动保压制动触发“停放制动施加”按钮“紧急制动”按钮主控手柄“快速制动”位主控手柄制动位列车停车和启动前缓解“停放制动缓解”按钮列车停且主控手柄“0”位主控手柄“0”位或牵引位主控手柄“0”位或牵引位保压制动请求信号为0制动类型弹簧作用力空气制动空气制动电空混合制动空气制动主要作用防止溜逸避免事故调整车速制动力可调节防止惯性力冲击适用情况列车断电停放紧急停车情况快速减速情况正常制动平稳停车和启动施加方式人工人工/ATP人工人工/ATO电脑5、气制动系统以压缩空气为源动力的制动方式称为空气制动，在目前城轨列车所采用的制动力的源动力主要为压缩空气的压力。空气制动系统控制简单地说就是：变量输入微机——微机控制电磁——电磁控制气路——直通充风制动。

对于空气制动系统，制动力指的是基础制动单元施加在轮对上的作用力。5、气制动系统（1）供风系统由空气压缩机产生的压缩空气经过空气干燥过滤器进入主风管和主风缸。系统组成：供风系统主要由空气压缩机、空气干燥过滤器、风缸和压力开关等组成。5、气制动系统（2）制动控制由带有车轮防滑控制的电子制动控制单元EBCU、制动控制单元BCU、空气控制屏等组成。

电子制动控制单元（EBCU）用于控制电-空制动和防止车轮滑行控制的微处理机，是空气制动管理控制的核心。

制动控制单元（BCU）是空气制动的核心。

空气制动屏是一些阀类元件的集中安装屏。

5、气制动系统1）电子制动控制单元（EBCU）电子控制单元输入制动命令，电制动施加与否信号、车体负载信号、空气制动实际值的反馈信号。然后输出电—气模拟转换和防滑控制的电信号，控制各种电磁空气阀，根据制动的要求和空气制动施加的实际情况不断地调整制动缸的压力。5、气制动系统2）制动控制单元（BCU）制动控制模块由组合集成安装在模板上的模拟控制阀、紧急制动控制阀、中继阀及压力传感器、负载限压阀（称重阀）等组成。

它的主要作用是根据电子控制单元输出的指令进行电—气转换，即EBCU把电信号输入BCU，通过BCU把电信号变成气压信号，送入空气制动单元，输出控制压力来控制主风管到制动风缸的压缩空气，完成对制动风缸压力进行控制的任务。制动控制单元BCU4、气制动系统3）空气控制屏空气控制屏也称辅助控制单元，是一些阀类元件的集中安装屏，这些元件都安装在一块铝合金的气路板上，便于安装、调试与维修。空气控制屏的主要组成元件包括一些空气截断塞门、压力测试点、压力开关、减压阀、脉冲电磁阀和双向阀等。其中脉冲电磁阀用于控制停放制动的施加和缓解，并可以在空气控制屏上手动操作。制动控制5、气制动系统空气制动控制系统趋于集成化，例如克诺尔公司开发应用的EP2002系统已经将电子制动控制单元（EBCU）、制动控制单元（BCU）和防滑保护装置集成在网关阀和智能阀中，实现了架控功能。5、气制动系统制动控制系统的核心部件是制动控制单元EP2002阀，EP2002阀负责执行常用制动、紧急制动、滑行保护、制动管理，同时具备强大的故障报告和逻辑诊断功能。EP2002阀结构图网关阀与智能阀实物图5、气制动系统（3）制动执行制动执行部门由基础制动装置及滑行保护的控制执行元件组成。根据制动方式的不同，在城市轨道交通车辆上常用的基础制动装置由踏面制动和盘形制动两种形式。基础制动装置

盘形制动踏面制动5、气制动系统踏面制动又称闸瓦制动，它最常用的一种制动方式。制动时闸瓦压紧车轮，轮、瓦间发生摩擦，将列车运动动能通过轮对和闸瓦的摩擦转变为热能，逸散于空中。踏面制动装置踏面制动不带停放制动的制动单元带停放制动的制动单元5、气制动系统盘形制动在车轴或车轮辐板侧面安装制动盘，用制动夹钳使两个制动闸片紧压制动盘侧面，通过夹钳与制动盘之间的摩擦力来实现制动的作用。

盘形制动装置盘形制动主要由制动夹钳和制动盘构成。盘形制动盘形制动单元（带停放制动）盘形制动单元（不带停放制动）盘形制动分类轴盘制动轮盘制动5、气制动系统磁轨制动也叫轨道电磁制动。磁轨制动时将安装在转向架两轮对之间轨面上方的电磁铁放下至轨面励磁，使装有磨耗板的电磁铁以一定的吸力吸附在钢轨上并滑行，靠磨耗板与轨面之间的摩擦转移能量以达到制动。制动模式比较踏面制动盘形制动磁轨制动优点簧下质量小，振动冲击小不损伤踏面，摩擦面积大，制动平稳不受黏着力制约，制动距离短缺点踏面损伤簧下重量增加，振动冲击增大钢轨磨损量大适用情况中低速列车准高速和高速列车低悬挂适用低速列车，高悬挂适用高速列车6、电空联合制动及转换（1）电空联合制动及转换原理在正常条件下施加的制动，常用制动采取电制动和空气制动混合施加的方式，混合施加时，电制动优先，不足的部分由空气制动系统计算并借助MVB网络在整列车范围内平均分配。常用制动过程是可逆的，即在常用制动施加过程中随时可以撤销该动作。常用制动为电空混合制动，并且优先使用电制动。6、电空联合制动及转换（2）制动力特性及分配制动力的分配遵循平均制动力的原则，即在每根轴上