城市轨道交通车辆-7.1城市轨道交通车辆制动系统整体认知

目

录知识点1城市轨道交通车辆制动技术基本认知知识点2城市轨道交通车辆制动系统功能及组成分析知识点3城市轨道交通车辆制动系统的分类知识点4城市轨道交通车辆制动技术的模式城市轨道交通车辆制动技术基本认知知识点1城市轨道交通车辆制动技术基本认知

列车的制动能力是指该列车的制动系统能使其在规定的安全范围内或规定的安全制动距离内可靠地把车停下来的能力。一般来说,城市轨道交通系统都有明确的车辆运行规程,特别对列车制动能力有严格的要求和规定。一、制动能力二、制动方式

从能量的角度来看,制动过程就是一个能量的转移过程,是将城轨列车运行所具有的动能人为地转换为其他形式能量的过程,因此,城轨列车的制动过程必须具备两个基本条件:一是实现能量的转换;二是控制能量的转换。列车动能的转换方式主要有以下两类：(1)热逸散

1)摩擦制动。制动时将动能转换为热能,然后消散于大气,可分为固体摩擦制动和液体摩擦制动。例如,闸瓦制动、盘形制动和轨道电磁制动等属于固体摩擦制动,而一些液力传动的机车则可利用液体与液体或液体与固体之间的摩擦制动,属于液力制动。城市轨道交通车辆制动技术基本认知列车动能的转换方式主要有以下两类：

2)动力制动。列车制动时通过电动机、电器变为热能,最终逸散于大气。其主要有电阻制动、旋转涡流制动和轨道涡流制动。(2)可用能

1)再生制动。使列车的动能转换为电能,反馈到接触网回收重新利用,目前新型的城轨车辆和电力机车已实现这种制动方式。

2)飞轮储能制动。制动时将列车的动能储存在列车的一个特殊储能设备飞轮中,列车启动加速时将该能量放出既可以节约能源又环保;但这只是一种设想,目前还没有正式投入使用,还在试验阶段。城市轨道交通车辆制动系统功能及组成分析知识点2城市轨道交通车辆制动系统功能及组成分析

任何一套列车制动装置至少包括制动控制部分和制动执行部分。制动控制部分主要包括制动信号的发生与传输装置;现代城市轨道交

通车辆的制动系统一般由动力制动系统

、空气制动系统及制动指令和通信网络系统3个部分

组成。(1)动力制动系统。

目前,地铁列车都采用先进的三相异步电机交流变频传动方案,使用逆变器将直流电换成为交流电,通过控制输入电机的电压和频率来控制交流电机的转速,交流传动系统常见的逆变器─电机控制方案有两种:第一种是车控方式,即1台逆变器机。城市轨道交通车辆制动系统功能及组成分析(2)空气制动系统。

制动指令和通信网络系统既是传送驾驶员指令的通道,同时,也是制动系统内部数据交换及制动系统与列车控制系统进行数据通信的总线。(3)制动指令和通信网络系统。

空气制动系统由供气部分、控制部分和执行部分(基础制动装置)等组成。供气部分有空气压缩机组、空气干燥机和风缸等;控制部分有电—控(EP)转换阀、紧急阀、称重阀和中继阀等;执行部分就是闸瓦制动装置或盘式制动装置等。城市轨道交通车辆制动系统的分类知识点3城市轨道交通车辆制动系统的分类1.摩擦制动方式,即动能通过摩擦转变为热能,然后消散于大气;2.电(动力)制动方式,即把动能通过发电机转化为电能,然后将电能从车上转移出去。分类城市轨道交通车辆制动系统的分类定义：摩擦制动方式有闸瓦制动和盘形制动;编组较长,速度较高的高速铁路和城市轨道交通车辆制动系统中还经常采用轨道电磁制动方式等其他一些非黏着制动方式。摩擦制动城市轨道交通车辆制动系统的分类又称为踏面制动。如图所示是闸瓦制动示意图,它是目前速度较低的轨道交通车辆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,电动车组的动能大部分通过轮、瓦间的摩擦变成热能,经车轮与闸瓦最终逸散出去。闸瓦制动:摩擦制动1—制动缸;2—基础制动装置;3—闸瓦;4—车轮;5—钢城市轨道交通车辆制动系统的分类有轴盘式和轮盘式之分。在城市轨道交通车辆中,一般采用轮盘式盘形制动装置。制动时,制动缸通过制动夹钳使闸片夹紧制动盘,在闸片与制动盘间产生摩擦,把电动车组的动能转变为热能,热能通过制动盘和闸片散于大气。盘形制动:摩擦制动城市轨道交通车辆制动系统的分类轨道电磁制动也称为磁轨制动,在转向架结构侧梁4下通过升降风缸2安装有电磁铁1,电磁铁下设有磨耗板,制动时将电磁铁放下,使磨耗板与钢轨吸合,电动车组的动能通过磨耗板与钢轨的摩擦转化为热能,然后经钢轨和磨耗板最终消散于大气。轨道电磁制动:摩擦制动轨道电磁制动1—电磁铁;2—升降风缸;3—钢轨;4—转向架结构侧梁;5—磨耗板电气制动是在制动时,将牵引电机变为发电机,使列车动能转化为电能。根据电能的不同处理方式形成了不同方式的电制动,城市轨道交通车辆上采用的电制动形式主要有电阻制动和再生制动。电气制动城市轨道交通车辆制动系统的分类电阻制动:将发电机发出的电能送到电阻器中,使电阻器发热,即将电能转变为热能。电阻器上的热能靠风扇强迫通风或走行风而散于大气中。再生制动:把列车的动能通过电机转化为电能后,再使电能反馈回电网供给其他列车使用。这种方式既能节约能源,又减少制动时对环境的污染,并且基本上无磨耗,是一种较为理想的制动方式。0102城市轨道交通车辆制动系统的分类城市轨道交通车辆制动系统的分类二、按制动力获取方式分类黏着制动:制动时,车轮与钢轨之间有三种可能的状态。01纯滚动状态:车轮与钢轨的接触点无相对滑动,车轮在钢轨上作纯滚动。02滑行状态:车轮在钢轨上滑行,这时车轮与钢轨之间的制动力为两者的动摩擦力。03着状态:由于车辆重力的作用,车辆与钢轨的接触处为一椭圆形的接触面。制动时车轮在钢轨上处于连滚带滑(基本上是滚动)的状态,这种状态称为黏着状态。城市轨道交通车辆制动系统的分类非黏着制动：制动时,制动力大小不受黏着力限制的制动方式称为非黏着制动,由于非黏着制动的制动力不从轮轨间获取是属于轮轨关系外的一种制动力,因而它可以得到较大的制动力。3.按制动源动力分类城市轨道交通车辆制动系统的分类非黏着制动：

在目前城轨电动车组所采用的制动方式中,制动源动力主要有压缩空气和电。以压缩空气为源动力的制动方式称为空气制动方式,如闸瓦制动、盘形制动等大多为空气制动方式;以电为源动力的制动方式称为电气制动方式,轨道电磁制动等均为电气制动方式。城市轨道交通车辆制动技术的模式知识点4城市轨道交通车辆制动技术的模式常用制动：常用制动是指在正常情况下为调节或控制列车速度,包括进站停车所施行的制动。紧急制动:紧急制动是一种“非常制动”,是在紧急情况下为使列车尽可能快地停车而施行的一种制动。010203快速制动:快速制动与紧急制动作用方式基本上一致。与紧急制动的最大区别:紧急制动是不可自动恢复的,必须停车后人工恢复;而快速制动在制动过程中可以人工解除后自动恢复到正常状态。

城市轨道交通车辆的制动方式,按操纵和用途可分为常用制动