城市轨道交通车辆制动系统PPT

1、关于城市轨道交通车辆的制动系统，第一节列车制动的几个基本概念：人为停止物体的运动，包括使其减速、停止或加速。缓解：释放或减弱已经被制动的物体的制动效果。列车制动装置：安装在列车上用于制动或缓解列车压力的整套设备。制动器是产生制动动力并对其进行操作和控制的部件。基本制动装置是指传递制动动力并产生制动力的部件。机车制动装置可以控制机车本身和整个列车的制动动作。车辆制动装置只能控制车辆本身的制动动作。制动力：制动装置产生的外力与列车运行方向相反。行车制动器：在正常情况下用于调速或在车站停车的制动器。其特点是动作适中，制动力可调，仅使用列车制动能力的2080，一般仅使用50。紧急制动：在紧急情况下，用

2、于尽快停止的制动，也称为非常制动。快速动作，用尽所有制动能力。制动距离：从驾驶员制动到列车速度降至零时的列车行驶距离。它是综合反映列车制动装置性能和实际制动效果的主要技术指标。计算制动距离：各国根据本国铁路条件确定的紧急制动最大允许值。中国的技术法规规定，列车在任何线路坡道上的紧急制动距离为800米。列车制动的分类(1)根据不同的列车制动方式进行分类从能量的角度来看，“制动”的本质是将列车的动能转化为其他能量或将其转移开。从作用力的角度来看，“制动”是指制动装置产生一个与列车运行方向相反的外力，从而将列车速度控制在允许范围内。为了达到上述目的，铁路车辆采用了不同的制动方法，包括闸瓦制动、盘式制

3、动、磁轨制动、轨道涡流制动、旋转涡流制动、电阻制动、再生制动、液压制动、反向蒸汽制动等。1.闸瓦制动(踏面制动)这是自它自己的铁路以来最广泛使用的制动方法。由铸铁或其他摩擦材料制成的瓦形制动块(制动蹄)挤压滚动的车轮踏面，通过制动蹄和车轮踏面之间的机械摩擦，列车的动能被转化为热量消散在大气中并产生制动力。2.盘形密封(摩擦盘式制动器)是将制动盘(通常是铸铁盘)安装在车轴上或车轮轮辐板的侧面，用制动钳将两个合成材料制成的制动盘压在制动盘的侧面，通过摩擦产生制动力，将列车的动能转化为热能，并散发到大气中实现制动。3.磁悬浮轨道制动(也称为摩擦轨道电磁制动)用于制动的电磁铁(也称为电磁靴)安装在转向

4、架侧架下同一侧的两个车轮之间。制动时，它被放下，并通过电磁引力压在铁轨上。制动力是由电磁铁上的耐磨板和铁轨之间的滑动摩擦产生的，这种摩擦将火车的动能转化为热能，并散发到大气中。轨道涡流制动(也称为线性涡流制动或涡流轨道磁制动)也在转向架侧架下同一侧的两个车轮之间悬挂电磁铁。不同之处在于，在制动过程中，电磁铁没有放在轨道上。利用电磁铁和钢轨之间的相对运动，在钢轨中感应出涡流，产生电磁引力作为制动力，将列车的动能转化为热能，并消散在大气中。旋转涡流制动器(也称为涡流盘式制动器)金属盘安装在牵引电机的轴上。制动时，金属盘在电磁体形成的磁场中旋转，在盘表面感应出涡流，产生电磁引力，驱散大气中的热量，起

5、到制动作用。虽然圆盘没有安装在轮对上，但是动力可以通过制动时，将原驱动轮对的自激牵引电机改为单独励磁的发电机发电，电流引至专门设置的电阻，采用强制通风，使电阻产生的热量散发到大气中，从而产生制动作用。再生制动也将牵引电机变成发电机。不同之处在于，它将电能回馈给电网，这在经济上是合算的，但在技术上是复杂的，而且它只能用于电力机车和由电网供电的电动车组。8.液压制动应用于柴油液压，液压制动器(液力耦合器)安装在液压传动装置中。制动时，它充满液体，当车轮驱动它转动时，液体和液体之间以及液体和耦合器之间的摩擦产生热量。然后通过散热器散发到大气中，从而产生制动作用。反向蒸汽制动(反向蒸汽制动)这是蒸汽机

6、车独有的，通常被称为“击倒蒸汽”。当机车前进时，它突然将制动手柄(蒸汽制动手柄)从“前进位置”拉至“后退位置”，并将蒸汽机变成蒸汽压缩机，从而产生制动作用。反向蒸汽制动容易使机车摇臂弯曲，还会将烟箱中的气体、煤渣和烟灰吸入气缸，损坏气缸壁。因此，一般禁止使用。反向蒸汽制动只能在主制动模式失效且非常危险时使用。之后，必须及时报告，说明使用原因，并仔细检查和维护机车。根据制动动力和控制方式的不同分类，铁路车辆的制动器可分为手制动器、空气制动器、电空制动器、电磁制动器和真空制动器。手制动器手制动器由手轮的旋转方向和手动力操作和控制。它结构简单，成本低廉，是铁路史上使用时间最长、生命力最强的制动器。在

7、铁路发展的早期，只有这种机车车辆上的制动器，并且每辆车或几辆车都配备有制动动员装置，该制动动员装置根据驾驶员的笛声命令协同操作。由于制动力弱、动作慢，给驾驶员直接操作带来不便，因此很快被非手动制动器取代，手动制动器成为辅助备用制动器。2.空气制动器空气制动器是通过改变作为制动动力的压力空气的压力来操作和控制的。制动力大，操作控制灵敏方便。中国铁路习惯上把压缩空气称为“风”，把空气制动称为“空气制动”。空气制动器分为两类：直通型和自动型：直通型空气制动器不再使用。自动空气制动(见图4)。与直通式相比，自动空气制动器在每辆车上多了一个三通阀和一个辅助气缸。“三向”、单向列车管、双向辅助气缸和三向制

8、动缸。当制动阀手柄设置在释放位置时，来自主气缸的空气通过制动阀(充气和增压)进入列车管，并进入三通阀，将(主)活塞推到最右端(释放位置)，并通过三通阀活塞套上的“充气槽”进入辅助气缸。此时，制动缸通过三通阀(减压箱和通气孔)排放到大气中。如果制动缸处于制动状态，可以将其释放。当制动阀手柄处于制动位置时，列车管通过制动阀(排气和减压)与大气相通，辅助气缸的风压将三通阀(主)活塞推向左端(制动位置)，从而打开三通阀上通向制动缸的孔道，使辅助气缸的空气能够通向制动缸，从而产生制动作用。当制动阀手柄处于保压位置时，列车管不与主储气罐或大气相连，列车管的空气强度保持不变。此时，辅助气缸继续向制动缸供气，

9、辅助气缸的气压仍在下降。当辅助气缸的气压降至略低于列车P1的气压时如果在制动缸的压力增加期间把手重复地放置在制动位置和压力保持位置，则制动缸的气压可以分阶段增加，即，实现分阶段制动。但是，如果制动阀手柄在制动缸减压过程中从卸压位置移动到保压位置，尽管列车管和辅助气缸可以停止充气和加压，三通阀(主)活塞仍然停留在右极限位置(卸压位置)，制动缸的风继续排放到大气中，直到完全卸压。制动阀手柄在泄压位置和保压位置之间的反复运动只能使列车管和辅助气缸的风压分阶段上升，但不能使制动缸实现阶段泄压，即只能实现“一次性完全泄压”，也称为“轻松泄压”。可以看出，自动空气制动的特点是，当列车管排空(减压)时，制动

10、缸膨胀(加压)，这是释放的。优点：当列车分离，制动软管拔出时，列车管风将急剧下降，三通阀(主)活塞将自动快速移动到左侧制动位置。由于每列列车都有辅助气缸分别向制动缸供气，制动缸动作迅速，因此列车前后启动制动动作的时间差异小，即制动和缓解的一致性好，适用于长编组列车。因此，它已在世界各地(包括中国)的铁路中得到广泛应用。3.电空制动是电子控制空气制动的简称，它是在空气制动的基础上增加电磁阀和其他电气控制部件而形成的(见图5)。其特点是“电控”用于制动动作的操作和控制，而制动动作的动力是压力空气。此外，当制动器的电子控制由于某种原因失效时，它仍然可以被“空气控制”(空气压力控制)并暂时成为空气制动

11、器。当进行电-气制动时，穿过整个列车的制动线使每个列车的制动电磁阀6的排气口同时打开，并将列车管1的压力空气排放到大气中，从而产生制动作用。释放时，贯穿整个列车的释放线使每节车厢的释放电磁阀8的通道同时打开，每节车厢的加速释放气缸5同时向列车管1充入空气(在初始充气或最后释放时，加速释放气缸的空气通过三通阀2和单向阀9同时被列车管1充入恒压，在制动时由于单向阀的作用，加速释放气缸的空气不被使用)。当列车运行阶段解除时，释放电磁阀8的通道关闭，当列车管的气压保持不变时，保压电磁阀7切断三通阀的排气通道，因此三通阀(主)活塞仍停留在充气释放位置，制动缸通过三通阀与排气口连通。但是，此时没有大气，制

12、动缸的气压可以保持不变，即可以实现分级卸压。当列车速度很高或列车队列很长，空气制动难以满足要求时，电空制动可以大大提高列车前后制动和缓解动作的一致性，显著降低列车的纵向冲击，缩短制动距离。世界上许多高速列车(时速200公里以上)都采用了电空制动，中国广深线的准高速客车(时速160公里)和一些干线的提速客车也采用了电空制动。5.电(磁)制动器它的操作控制和动力使用电，例如，轨道涡流制动和旋转涡流制动，它的制动器都属于电(磁)制动的范畴。6.真空制动的特点是以大气(真空压差)为动力，通过改变“真空度”来操作和控制。参见图6。机车配有一个直接空气泵(空气泵)1和一个(真空)制动阀2。主真空制动管3贯穿整个列车(也称为“真空”列车管和制动缸中的空气被抽走，列车管和制动缸的上下两侧保持高真空(约510兆欧，相当于33千帕的绝对压力)，主动冷机由于自身重量而下降(图中右半部分的状态)，活塞杆向外延伸(图中向下)，这是车辆的卸压状态。真空制动器仍然是许多发展中国家的主要制动器，如亚洲的巴基斯坦、孟加拉国、斯里兰卡和泰国以及非洲的赞比亚。中国援助的坦桑尼亚-赞比亚铁路使用的卡车也装有带两个真空制动缸的真空制动器。中国向坦赞铁路提供的东风H