城市軌道交通車輛構(gòu)造第8周第2次課件

城市軌道交通車輛構(gòu)造郝瑞朝交通學(xué)院一、閘瓦及踏面制動單元1.閘瓦車輛上使用的閘瓦可分為：鑄鐵閘瓦、合成閘瓦、粉末冶金閘瓦三種。（1）鑄鐵閘瓦分中磷鑄鐵閘瓦和高磷鑄鐵閘瓦兩種。中磷鑄鐵閘瓦的含磷量為0.7%~1.0%，高磷鑄鐵閘瓦的含磷量為10%以上。（2）合成閘瓦（如圖6-16所示）合成閘瓦是由樹脂（包括活性樹脂）或橡膠、石棉、石墨、鐵粉、硫酸鋇等材料，以一定的比例混合后熱壓而成的閘瓦。（3）粉末冶金閘瓦目前城市軌道交通車輛中大多采用合成閘瓦，但合成閘瓦的導(dǎo)熱性較差，因此也有采用導(dǎo)熱性能良好，且具有較好的摩擦性能的粉末冶金閘瓦，如圖6-17所示。2.PC7Y型及PC7YF型踏面單元制動器KNORR公司生產(chǎn)的踏面制動單元有兩種型式，一種為不帶彈簧停放制動的制動單元PC7Y型如圖6-18所示，另一種是帶彈簧停放制動的PC7YF型踏面單元制動器如圖6-19所示。6.4基礎(chǔ)制動裝置一、閘瓦及踏面制動單元

圖6-16合成閘瓦實物圖圖6-17粉末冶金閘瓦實物圖

（1）單元制動器的組成：①PC7Y型踏面單元制動器不帶停放制動器，主要由制動缸體、傳動杠桿、緩解彈簧、制動缸活塞、扭簧、閘瓦、閘瓦間隙調(diào)整器、閘瓦托、閘瓦托吊、閘瓦托復(fù)位彈簧和手動杠桿及其安裝樞軸等組成。②PC7YF型踏面單元制動器是在PC7Y型的基礎(chǔ)上增加了一個用于停車制動的彈簧制動器，它包括停車緩解風(fēng)缸31、緩解活塞32、活塞桿33、螺紋套筒34、停放制動彈簧35、緩解拉簧36、停放制動杠桿37等。

（2）單元制動器的工作原理當(dāng)列車制動時，如圖6-19所示，制動缸充氣，在壓力空氣的作用下，制動缸活塞壓縮緩解彈簧右移，活塞桿推動制動杠桿，而杠桿的另一端則帶動閘瓦間隙調(diào)整器向車輪方向推動閘瓦托及閘瓦，使閘瓦緊貼車輪。緩解時，制動缸排氣，這時閘瓦托上所受到的推力被撤除，在制動缸緩解彈簧及閘瓦托吊桿上端頭的扭簧的反彈力作用下，閘瓦及活塞等機(jī)構(gòu)復(fù)位。3.PEC7型和PEC7F型單元制動機(jī)PEC7型單元制動機(jī)（不帶彈簧停放制動器）外形如圖6-20所示。PEC7F型單元制動機(jī)（帶彈簧停放制動器）外形如圖6-21所示。PEC7型單元制動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-22所示。PEC7型單元制動機(jī)不帶停放制動器，其結(jié)構(gòu)如圖6-23所示。一、閘瓦及踏面制動單元一、閘瓦及踏面制動單元圖6-18PC7Y型踏面單元制動器（不帶停車制動器）1-吊桿；2-扭簧；3-活塞漲圈；4-滑動環(huán)；5-活塞；6-活塞桿；7-緩解彈簧；8-止推片；9-凸頭；10-杠桿；11-導(dǎo)向桿；12-外體；13-閘調(diào)器外殼；14-壓緊彈簧；15-濾塵器；16-離合器套；17-主軸；18-調(diào)整螺母；19-軸承；20-軸承；21-波紋管；22-引導(dǎo)螺母；23-止環(huán)；24-調(diào)整彈簧；25-止推螺母；26-回程螺母；27-摩擦聯(lián)軸器；28-閘瓦托；29-銷；30-主軸鼻子；31-波紋管安裝座。一、閘瓦及踏面制動單元圖6-19PC7YF型踏面單元制動器（帶停車制動器）1-制動缸；2-制動活塞；3-活塞桿；4-制動杠桿；5-閘瓦間隙調(diào)整器；6-閘瓦托；7-閘瓦托吊；10-吊銷；31-緩解風(fēng)缸；32-活塞；33-活塞桿；34-螺紋套筒；35-彈簧；36-緩解拉簧；37-停放制動杠桿。一、閘瓦及踏面制動單元

圖6-20PEC7型單元制動機(jī)圖6-21PEC7F型單元制動機(jī)一、閘瓦及踏面制動單元圖6-22PEC7基礎(chǔ)部件一、閘瓦及踏面制動單元圖6-23PEC7型單元制動機(jī)

（1）制動施加壓縮空氣通過氣孔24進(jìn)入制動缸，活塞2壓縮活塞回程彈簧3，通過活塞桿使凸輪盤5逆時針轉(zhuǎn)動。凸輪盤沿著凸輪滾子7轉(zhuǎn)動并將整個調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9、主軸和閘瓦墊一起向前推，當(dāng)閘瓦15與輪對接觸時，制動力就產(chǎn)生了。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9由球形桿頭11和推力環(huán)8固定，這樣可使力平均分布到兩個凸輪滾子7上，并防止在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9的主軸上形成彎矩。（2）制動緩解制動缸排氣，復(fù)位彈簧3推動活塞2上移，通過活塞銷4使凸輪盤5順時針轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9在其內(nèi)部彈簧的作用下回移（右移），吊桿17在扭簧20作用下逆時針轉(zhuǎn)動，閘瓦15回移離開車輪踏面，制動緩解。閘瓦墊14由一個裝有彈簧的殼形聯(lián)軸節(jié)和摩擦構(gòu)件18固定在吊桿17上與輪對平行的位置。這樣設(shè)置可防止在緩解制動時，閘瓦只在一端摩擦引起列車傾斜。一、閘瓦及踏面制動單元二、盤形基礎(chǔ)制動裝置盤形基礎(chǔ)制動裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、制動效率高、能有效地縮短制動距離、減輕踏面磨耗及檢修工作量小等優(yōu)點，在新型城軌列車上得到了廣泛的應(yīng)用。盤形基礎(chǔ)制動裝置主要由制動盤、合成閘片、盤形制動單元和杠桿等部件組成。1.制動盤和合成閘片（1）制動盤制動盤按照安裝方式的不同可分為軸盤式和輪盤式兩種。軸盤式的制動盤壓裝在車軸內(nèi)側(cè)如圖6-24所示。輪盤式制動盤根據(jù)車輛的空間安裝在車輪的兩側(cè)或一側(cè)如圖6-25所示。動車和機(jī)車的輪對上因車軸上裝有牽引電機(jī)和齒輪箱，制動盤一般只能安裝在車輪上。按摩擦面的配置不同制動盤可分為單摩擦面和雙摩擦面兩種。按盤本身的結(jié)構(gòu)，可分為整體式和由兩個半圓盤用螺栓組裝而成的。按材質(zhì)不同分為鑄鐵、鑄鋼、鑄鐵-鑄鋼組合、鍛鋼、C/C纖維復(fù)合材料、鋁合金基復(fù)合材料的制動盤等。一般動車組列車采用鋼質(zhì)制動盤。6.4基礎(chǔ)制動裝置二、盤形基礎(chǔ)制動裝置

圖6-24H300型軸盤式制動盤圖6-25輪盤式制動盤（2）合成閘片合成閘片如圖6-26所示采用復(fù)合材料，一個制動夾鉗上安裝4小片制動閘片，兩片閘片組成一塊安裝在一側(cè)，閘片成扇形狀，一塊組合的閘片上設(shè)計三條（或五條）放射槽，用于閘片散熱及排出閘片磨耗后的微小塵粒。閘片厚度為35mm，重3.6Kg，可磨耗厚度為30mm，在距離閘片鋼背5mm處設(shè)有磨耗到限標(biāo)志，以方便日常磨耗檢查。2.盤形制動單元WZK型盤形制動單元是克諾爾公司生產(chǎn)，為氣動控制，與安裝在輪對上的制動盤共同作為摩擦制動副使用。WZK型盤形制動單元為緊湊型基礎(chǔ)制動裝置，體積小，適用于安裝空間較小的轉(zhuǎn)向架。夾鉗與轉(zhuǎn)向架通過四個螺栓安裝固定，不需要安裝盤或支架。WZK型盤形制動單元分為兩種，一種是不帶停放制動的盤形制動單元，另一種是帶停放制動的盤形制動單元。（1）不帶停放制動的盤形制動單元的基本結(jié)構(gòu)如圖6-27所示。不帶停放制動的盤形制動單元用于執(zhí)行列車常用制動、快速制動和緊急制動的氣制動功能。盤形制動單元主要由氣缸及腔體，間隙調(diào)整裝置、制動桿和制動閘片及其支架組成。二、盤形基礎(chǔ)制動裝置二、盤形基礎(chǔ)制動裝置圖6-26合成閘片的兩種形狀

二、盤形基礎(chǔ)制動裝置圖6-27WZK型不帶停放制動的盤形制動單元圖6-28WZK型帶停放制動的盤形制動單元1-腔體；2-支架；3-閘片；4-閘片支架；5-制動桿；1-支架；2-氣缸；3-間隙調(diào)整裝置；4-停放制動缸6-氣缸；7-六角螺栓；8-控制桿；9-氣管接口；10-螺栓5-手動緩解齒輪；6-制動桿；7-閘片支架；8-外殼（2）帶停放制動的盤形制動單元其結(jié)構(gòu)如圖6-28所示，帶停放制動的盤形制動單元在原來結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加了停放制動缸與手動緩解裝置，常用制動的施加過程與不帶停放制動的盤形制動單元一樣。停放制動執(zhí)行充氣緩解、排氣施加的原則，在此基礎(chǔ)上還安裝了手動緩解裝置，可以在停放制動故障或需要在車底緩解停放制動情況下手動緩解。二、盤形基礎(chǔ)制動裝置一、電制動的基本原理電制動是車輛在常用制動下的優(yōu)先選擇，僅帶驅(qū)動系統(tǒng)的動車具有電制動，電制動又有再生制動和電阻制動兩種形式。電制動具有獨立的滑行保護(hù)和載荷校正功能。為此，每節(jié)動車裝備有：一個三相調(diào)頻調(diào)壓逆變器（VVVF）；一個牽引控制單元（DCU）；一個制動電阻；四個自冷式三相交流電機(jī)M1、M2、M3、M4（每軸一個，相互并聯(lián)）。1．再生制動當(dāng)發(fā)生常用制動時，電動機(jī)M變成發(fā)電機(jī)狀態(tài)運行，將車輛的動能變成電能，經(jīng)VVVF逆變器中六個二極管組成的橋式整流電路整流成直流電反饋于接觸網(wǎng)，供列車所在接觸網(wǎng)供電區(qū)段上的其它車輛牽引用和供給本車的其它系統(tǒng)（如輔助系統(tǒng)等），此即再生制動。再生制動的基本原理如圖6-29所示。6.5城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)介紹一、電制動的基本原理圖6-29再生制動原理圖

再生制動取決于接觸網(wǎng)的接收能力，亦即取決于網(wǎng)壓高低和負(fù)載利用能力。以上海軌道交通2號線為例，接觸網(wǎng)額定電壓為1500V，車輛最大運行速度為80Km/h，實際運行過程中制動初速度約為70km/h。當(dāng)列車進(jìn)站前開始制動時，列車停止從接觸網(wǎng)受電，電動機(jī)改為發(fā)電機(jī)工況，將列車運行的動能轉(zhuǎn)換為電能，產(chǎn)生制動力，使列車減速。設(shè)接觸網(wǎng)額定電壓為U，當(dāng)滿足以下兩個條件時列車可以實行再生制動并向接觸網(wǎng)反饋電能：一是接觸網(wǎng)電壓在1~1.2U（理論值，對應(yīng)于上海軌道交通2號線為1500V~1800V）范圍內(nèi)；二是再生電能必須要由一定距離內(nèi)的其他列車吸收。如圖6-30所示，當(dāng)車輛2距離車輛1足夠近且接觸網(wǎng)電壓在1500V~1800V之間時，車輛2可以吸收車輛1所產(chǎn)生的反饋電能，從而使車輛1產(chǎn)生再生制動。當(dāng)接觸網(wǎng)電壓過壓、欠壓或一定距離內(nèi)無其他車輛吸收反饋能量時，通過車輛牽引控制單元切斷向接觸網(wǎng)反饋的電能，再生制動不能實現(xiàn)，此時列車會自動切斷反饋電路，實施電阻制動。當(dāng)列車速度小于8km/h時，利用壓縮空氣作為動力源，對車輛實施機(jī)械制動，直至列車停止。2．電阻制動如果在電制動的情況下，能量不能被電網(wǎng)完全吸收，多余的能量必須轉(zhuǎn)換為熱能消耗在制動電阻上，否則電網(wǎng)電壓將抬高到不能承受的水平。制動斬波器的存在確保大部分的能量能反饋回電網(wǎng)，同時又保護(hù)了電網(wǎng)上其他設(shè)備。一、電制動的基本原理一、電制動的基本原理圖6-30城市軌道交能車輛制動原理示意圖圖6-31電阻制動原理圖

如果制動列車所在的接觸網(wǎng)供電區(qū)段內(nèi)無其他列車吸收該制動能量，VVVF則將能量反饋在線路電容上，使電容電壓XUD迅速上升，當(dāng)XUD達(dá)到最大設(shè)定值1800V時，DCU啟動能耗斬波器模塊A14上的門極可關(guān)斷晶閘管GTO：V1，GTO打開制動電阻RB，制動電阻RB與電容并聯(lián)，將電機(jī)上的制動能量轉(zhuǎn)變成電阻的熱能消耗掉，即電阻制動（亦稱能耗制動），電阻制動能單獨滿足常用制動的要求。電阻制動原理如圖6-31所示。

電阻制動是承擔(dān)電機(jī)電流中不能再生的那部分制動電流。再生制動電流加電阻制動電流等于制動控制要求的總電流，此電流受電機(jī)電壓的限制。再生制動與電阻制動之間的轉(zhuǎn)換由DCU控制，能保證它們連續(xù)交替使用，轉(zhuǎn)換平滑，變化率不能為人所感受到。當(dāng)列車處于高速時，動車采用再生制動，將列車動能轉(zhuǎn)換成電能；當(dāng)再生制動無法再回收時（如當(dāng)網(wǎng)壓上升到1800V時），再生制動能夠平滑地過渡到電阻制動。一、電制動的基本原理二、空氣制動

空氣（摩擦）制動是用來補(bǔ)充制動指令所要求和電制動已達(dá)到最大的電制動力之間的差額以及沒有電制動時完全由空氣制動來承擔(dān)的列車制動要求。電制動和空氣制動之間的混合制動是平滑的，并滿足正常運行的沖擊極限。每節(jié)車設(shè)計有獨自的空氣制動控制及部件，每根軸設(shè)計有獨立的防滑裝置，由ECU實時監(jiān)控每根軸的轉(zhuǎn)速，一旦任一輪對發(fā)生滑行，能迅速向該軸的防滑電磁閥G01發(fā)出指令，溝通制動缸與大氣的通路，使制動缸排氣，從而解除該輪對的滑行現(xiàn)象。制動執(zhí)行部件采用單元制動缸，如PC7Y型和帶停放制動器（也稱彈簧制動器）的PC7YF型，或PEC7型（不帶彈簧制動器）和PEC7F型（帶彈簧制動器）等。6.5城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)介紹三、電制動和空氣制動的制動力分配方案列車制動采用電制動與空氣制動實時協(xié)調(diào)配合、電制動優(yōu)先、空氣制動延時投入的混合制動方式。電制動和空氣制動均可由車載ATO控制或人工操縱司機(jī)控制器控制?？针娀旌现苿右匀熊嚍閱卧M(jìn)行混合控制，制動控制裝置通過來自司控器的制動命令和來自制動控制單元(AS壓力)的車輛載重計算每輛車的制動力；制動控制裝置根據(jù)實際電制動力的大小來確定是否需要補(bǔ)充空氣制動以及補(bǔ)充空氣制動的多少。1．等粘著狀態(tài)

當(dāng)實際電制動力可以滿足全列車的制動力需求時，則全部制動力都由電制動承擔(dān)，動車和拖車都不施加空氣制動的狀態(tài)稱為等黏著狀態(tài)。當(dāng)實際電制動力不能滿足全列車的制動力需求時，首先在拖車上以空氣制動補(bǔ)充不足的制動力,參見圖1中的模式1；如實際電制動力還不能滿足動車本身所需求的制動力時，則首先在拖車上以空氣制動補(bǔ)充不足的制動力，剩余的制動力由動車的空氣制動補(bǔ)充，如圖6-32中的模式2。6.5城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)介紹三、空氣制動和電制動的制動力分配方案圖6-32電空配合圖6-33電空混合過程示意圖2．等磨耗狀態(tài)空電混合制動采用電制動與空氣制動實時協(xié)調(diào)配合、電制動優(yōu)先、電制動不足時在全列車平均分配空氣制動力的混合制動方式，即按“等磨耗”方式進(jìn)行全列車制動混合控制。當(dāng)所有動車的實際電制動力之和可以滿足全列車的制動力需求，全部制動力由電制動承擔(dān)，動車和拖車都不施加空氣制動。當(dāng)實際電制動力不能滿足全列車的制動力需求時，全列車需要補(bǔ)充的制動力將平均分配到各輛車上，以空氣制動的形式進(jìn)行補(bǔ)充，各車均受粘著極限限制。若在制動過程中出現(xiàn)電制動滑行造成制動力的損失，空氣制動不進(jìn)行補(bǔ)償，以便于電制動的防滑控制。（1）全列車的電空混合過程示意圖如圖6-33所示，各動車電制動正常發(fā)揮，電制動力總和正好等于全列車所需要的制動力總和，拖車及動車均不補(bǔ)充空氣制動。（2）若M1車電制動力下降，電制動力總和不能滿足全列車的制動力需求，所需要補(bǔ)充的空氣制動將平均分配給各車的空氣制動，此時動車上的電制動和空氣制動力之和沒有超過粘著極限，參見圖6-34。三、空氣制動和電制動的制動力分配方案三、空氣制動和電制動的制動力分配方案圖6-34電空混合過程示意圖圖6-35電空混合過程示意圖（3）若Mp1車電制動力也下降，電制動力總和不能滿足全列車的制動力需求，所需要補(bǔ)充的制動力平均分配給各車空氣制動，此時，M2車、Mp2車制動力已達(dá)到粘著極限，不能在這兩輛車上補(bǔ)充的空氣制動將平均分配到其它沒有超過粘著極限的Tc1、Mp1、M1、Tc2車上，參見圖6-35。（4）若M2發(fā)生電制動滑行，保持當(dāng)前的空氣制動力值不變，參見圖6-36。（5）若M2因電制防滑失效，電制動力被切除，動車所需要補(bǔ)充的制動力平均分配給各車，此時，Mp2車制動力已達(dá)到粘著極限，不能在這輛車上補(bǔ)充的空氣制動將平均分配到其它沒有超過粘著極限的Tc1、Mp1、M1、M2、Tc2車上，參見圖6-37。（6）純空氣制動時，列車所需制動力平均分配到各車施加空氣制動，參見圖6-38。電制動允許投入的最高初始速度為80km/h；當(dāng)AW2，DC1500V網(wǎng)壓，大約70km/h時達(dá)到全部電制動。如圖6-39所示。三、空氣制動和電制動的制動力分配方案三、空氣制動和電制動的制動力分配方案

圖6-36電空混合過程示意圖圖6-37電空混合過程示意圖三、空氣制動和電制動的制動力分配方案圖6-38電空混合過程示意圖圖6-39電制動力和減速度vs速度，AW2負(fù)載，平直干燥軌道四、地鐵車輛制動防滑系統(tǒng)

1.地鐵車輛空氣制動防滑系統(tǒng)

國內(nèi)現(xiàn)有地鐵車輛空氣制動防滑系統(tǒng)的控制原理基本相同，但結(jié)構(gòu)組成有較大不同。主要有2種形式：以北京地鐵“新型地鐵客車制動系統(tǒng)”等為代表的組成形式，其空氣制動防滑系統(tǒng)組成如圖6-40所示。該防滑系統(tǒng)主要由1臺控制單元、4個速度傳感器、2個防滑排風(fēng)閥組成。該系統(tǒng)與我國目前鐵路客車使用的防滑器的最大區(qū)別是每套系統(tǒng)只有2個防滑排風(fēng)閥，1個排風(fēng)閥控制1臺轉(zhuǎn)向架制動缸的充排氣作用，控制的精確程度要低于鐵路客車防滑器。該防滑系統(tǒng)采用了3個滑行判據(jù)，即速度差（軸速與車輛參考速度之差）、滑行率（速度差與參考速度之比值）和減速度。制動時速度傳感器將測得的信號傳給控制單元?？刂茊卧嬎愠雒扛S的速度、速度差、減速度、滑行率等，當(dāng)控制單元根據(jù)上述3個判據(jù)判斷出某根軸的車輪要出現(xiàn)滑行時，就控制該軸所在轉(zhuǎn)向架的防滑排風(fēng)閥的排氣、保壓及充氣作用，從而控制該軸的制動缸壓力，實現(xiàn)防滑的目的。6.5城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)介紹四、地鐵車輛制動防滑系統(tǒng)圖6-40北京地鐵空氣制動防滑系統(tǒng)組成——空氣管路；-----電信號線另一種是以上海、廣州進(jìn)口地鐵車輛為代表的防滑控制方式。圖6-41所示是上海地鐵的空氣制動防滑系統(tǒng)組成。該防滑系統(tǒng)主要由控制單元、4個速度傳感器、4個防滑排風(fēng)閥組成。從組成上看，它與北京地鐵客車制動系統(tǒng)防滑的主要區(qū)別有：一是將主機(jī)與空氣制動微機(jī)控制單元合二為一，二是每根軸裝有1個防滑排風(fēng)閥，可單獨控制每根軸制動缸的充排氣作用。該防滑系統(tǒng)采用的防滑控制原理及滑行判據(jù)與我國提速、準(zhǔn)高速客車使用的克諾爾防滑器基本一樣。根據(jù)速度差、減速度的變化進(jìn)行防滑控制。但防滑排風(fēng)閥有所不同，它利用總風(fēng)壓力作為先導(dǎo)壓力，打開排風(fēng)閥上制動控制單元的中繼閥與制動缸的通路，切斷制動缸與大氣的通路；制動時制動風(fēng)缸的壓縮空氣經(jīng)中繼閥、防滑排風(fēng)閥到達(dá)制動缸；產(chǎn)生防滑作用時，利用電磁力打開排風(fēng)閥上制動缸與大氣的通路，可排出制動缸內(nèi)的壓縮空氣，同時切斷中繼閥到制動缸的通路。另外，該排風(fēng)閥只有1個電磁閥，即排氣電磁閥。這是主要考慮地鐵車輛運行速度較低，且空氣制動通常在低速時起作用，一旦判斷出要滑行，需立即使制動缸排氣，當(dāng)滑行停止，又要馬上對制動缸充氣，因而不設(shè)保壓電磁閥。四、地鐵車輛制動防滑系統(tǒng)四、地鐵車輛制動防滑系統(tǒng)圖6-41上海地鐵空氣制動防滑系統(tǒng)組成——空氣管路；------電信號線2.城軌車輛動力制動（電制動）的防滑控制系統(tǒng)國內(nèi)現(xiàn)有地鐵車輛的動力制動包括電阻制動和再生制動。防滑控制過程中，同時對動車的4根軸進(jìn)行集中控制，也就是說，在動力制動過程中判斷出某根軸的車輪出現(xiàn)滑行，總的動力制動力即4根軸的動力制動力均要減少。在制動力的控制上，主要有2種控制方式：一種是在判斷出滑行時，將動力制動力全部切除，用空氣制動代替（相應(yīng)的動車和拖車中的空氣制動取代），再對空氣制動進(jìn)行防滑控制。北京地鐵主要采用這種方式，另一種是根據(jù)防滑要求，部分減少動力制動力，減少的制動力用空氣制動補(bǔ)充（首先是拖車的空氣制動補(bǔ)充，如果仍不足，相應(yīng)的動車也施加空氣制動），上海和廣州地鐵采用這種方式。另外，國內(nèi)大多數(shù)地鐵對動力制動和空氣制動防滑控制時的制動力緩解時間有所限制?？諝庵苿臃阑瑫r，如果防滑排風(fēng)閥連續(xù)排風(fēng)時間超過5s，將自動恢復(fù)制動作用。動力制動防滑時，如果制動力連續(xù)降低時間超過5s，一種方法是切除動力制動，用空氣制動代替，如上海一號線；另一種辦法是相應(yīng)地保持部分動力制動力，減少的部分由空氣制動代替，如上海二號線。四、地鐵車輛制動防滑系統(tǒng)五、動力制動控制模式

列車由運動狀態(tài)逐漸減速直至停止的過程大致經(jīng)歷三個控制模式，即恒轉(zhuǎn)差率控制模式（恒電壓、恒轉(zhuǎn)差頻率）、恒轉(zhuǎn)矩1控制模式（恒轉(zhuǎn)矩1、恒電壓）和恒轉(zhuǎn)矩2控制模式（恒轉(zhuǎn)矩2、恒磁通）。1.恒轉(zhuǎn)差率控制模式

恒轉(zhuǎn)差率控制模式是在高速時開始制動，此時三相逆變器電壓保持恒定最大值，轉(zhuǎn)差頻率保持恒定最大值。隨著列車速度的下降，減小逆變頻率。電機(jī)電流與逆變頻率成反比增加，制動力與逆變頻率的平方成反比增加。當(dāng)電機(jī)電流增大到與恒轉(zhuǎn)矩相符合的值時，將進(jìn)入恒轉(zhuǎn)矩控制。但當(dāng)電機(jī)電流增大到逆變器的最大允許值時，則從電機(jī)電流增大到該最大值的時刻起保持電機(jī)電流恒定，在一個小區(qū)段內(nèi)用控制轉(zhuǎn)差頻率的方法進(jìn)行恒流控制。在這種情況下，制動力將隨逆變頻率成反比增加。6.5城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)介紹2.恒轉(zhuǎn)矩1控制模式恒轉(zhuǎn)矩1控制模式時，逆變器電壓保持恒定最大值，控制轉(zhuǎn)差頻率與逆變頻率的平方成反比，隨著列車速度的下降，減小逆變頻率，則轉(zhuǎn)差頻率減小至最小值。電機(jī)電流與逆變器頻率成正比減小，制動力保持恒定。3.恒轉(zhuǎn)矩2控制模式

恒轉(zhuǎn)矩2控制模式時，轉(zhuǎn)差頻率保持恒定最小值，此時電機(jī)電流亦保持恒定。隨著列車速度的下降，減小逆變頻率，同時采用PWM（脈寬調(diào)制）控制減小電機(jī)電壓，即保持v/f1的值恒定，則磁通恒定，制動力恒定。一般制動工況下，列車由高速減速至50km/h期間，大約處于恒電壓、恒轉(zhuǎn)差頻率區(qū)；由50km/h減速至完全停車期間，理論上大約處于恒轉(zhuǎn)矩控制區(qū)，但實際上在10km/h以下的某個點，再生制動力會迅速下降，所以當(dāng)列車減速至10km/h以下后，為保證制動力不變需要逐步補(bǔ)充空氣制動。五、動力制動控制模式一、KBGM型制動系統(tǒng)的組成空氣制動裝置主要由供氣部分、控制部分和執(zhí)行部分三個主要部分組成。供氣部分采用VV230/180-2型活塞式空氣壓縮機(jī)；單筒式干燥器；風(fēng)缸每輛車上有4個，其中包括一個250L的總風(fēng)缸，一個100L的空氣懸掛系統(tǒng)（空氣彈簧）風(fēng)缸，一個50L制動貯風(fēng)缸和一個50L的客室風(fēng)動門風(fēng)缸。另外C車上還增加一個50L的再生風(fēng)缸?？刂撇糠质侵苿友b置的核心，由帶有防滑控制的制動微機(jī)控制單元ECU（B05/G02）、制動控制單元BCU（B06）、空氣控制屏（Z01，部分閥類的集中安裝屏）等組成。

1.制動控制單元BCU（B06）（1）制動控制單元的組成和控制關(guān)系制動控制單元BCU如圖6-42所示，它是空氣制動的核心，主要由模擬轉(zhuǎn)換閥a、緊急電磁閥e、稱重閥c、中繼閥（均衡閥）d、載荷壓力傳感器f（將載荷壓力T轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號傳輸給ECU）、壓力開關(guān)h等元件組成。制動控制單元采用模塊化設(shè)計，所有的元件安裝在鋁合金集成板上。這樣設(shè)計的目的是集成板便于從車上拆卸和更換，維修檢查或大修時不會影響車輛的運行。如圖6-43所示為制動控制單元氣路簡圖。6.6KBGM型制動系統(tǒng)一、KBGM型制動系統(tǒng)

（a）內(nèi)部圖（b）外形圖圖6-42制動控制單元BCU（B01.06）1-集氣板；2-模擬轉(zhuǎn)換閥；3-測試接口；4-托座；5-中繼閥；6-載荷壓力傳感器；7-稱重閥；8-預(yù)控制壓力開關(guān)一、KBGM型制動系統(tǒng)圖6-43制動控制單元氣路簡圖a-模擬轉(zhuǎn)換閥；e-緊急電磁閥；c-稱重閥；d-均衡閥（中繼閥）；f-載荷壓力傳感器；h-壓力開關(guān)；j、k、l、m、n-壓力測試接口。如圖6-44所示是按氣路連通關(guān)系繪制的制動控制單元示意圖，圖中示出了各部件之間的氣路關(guān)系及其在氣路板內(nèi)的通路，也簡略示出了各部件的外形。同時，在氣路板上還裝置了一些測試口（圖中j、k、l、m、n），因此，要測量各個控制壓力和制動缸壓力，只要在這塊氣路板上測試即可，便于安裝、測試、檢修、維護(hù)。BCU的主要作用是將ECU發(fā)出的制動指令電信號通過模擬轉(zhuǎn)換閥a轉(zhuǎn)換成與之成比例的預(yù)控制壓力Cv，這個預(yù)控制壓力是呈線性變化的，同時，也受到稱重閥c和防沖動檢測裝置的檢測和限制，再通過中繼閥（均衡閥）d，溝通制動貯風(fēng)缸B04與制動缸的通路，并控制進(jìn)入制動缸的壓力，最后使制動缸C1和C3獲得符合制動指令的空氣制動壓力。制動控制單元的工作原理如下：

當(dāng)壓力空氣從制動貯風(fēng)缸B04進(jìn)入制動控制單元B06后，分成三路，一路進(jìn)入緊急電磁閥e，一路進(jìn)入模擬轉(zhuǎn)換閥a，另一路進(jìn)入中繼閥d。其流程如圖6-45所示。整個制動控制單元猶如一個放大器。（2）模擬轉(zhuǎn)換閥

①結(jié)構(gòu)：模擬轉(zhuǎn)換閥（如圖6-46）又稱電氣轉(zhuǎn)換閥（或EP閥），是由一個穩(wěn)壓氣室、一個電磁進(jìn)氣閥3（類似控導(dǎo)閥）、一個電磁排氣閥2及氣電轉(zhuǎn)換器1組成。一、KBGM型制動系統(tǒng)圖644制動控制單元示意圖一、KBGM型制動系統(tǒng)圖6-45制動控制單元氣路流程圖一、KBGM型制動系統(tǒng)

圖6-46模擬轉(zhuǎn)換閥1-氣-電轉(zhuǎn)換閥2－電磁排氣閥；3－電磁進(jìn)氣閥（圖示線圈處于勵磁狀態(tài)）；4－閥座；5-閥；6-彈簧；7-閥體；R-由制動貯風(fēng)缸引入壓力空氣；Cv1－預(yù)控制壓力空氣引出；O－排氣口。

②作用原理：當(dāng)微處理機(jī)ECU發(fā)出制動指令時，進(jìn)氣閥的勵磁線圈得電勵磁，頂桿克服進(jìn)氣閥彈簧彈力，壓開閥芯，打開進(jìn)氣閥，使制動貯風(fēng)缸壓力空氣通過進(jìn)氣閥進(jìn)入模擬轉(zhuǎn)換閥輸出口，作為預(yù)控制壓力Cv1輸出。Cv1一路送向緊急閥e，同時Cv1也送向氣-電轉(zhuǎn)換器和電磁排氣閥口，氣-電轉(zhuǎn)換器將該壓力信號轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的電信號，并饋送回微處理機(jī)，微處理機(jī)將此信號與制動指令對應(yīng)的參考值比較。當(dāng)小于參考值時，則繼續(xù)開放進(jìn)氣閥口，預(yù)控制壓力Cv1繼續(xù)增高；而當(dāng)大于參考值時，則關(guān)閉進(jìn)氣閥并打開排氣閥，壓力空氣從O口排向大氣，預(yù)控制壓力Cv1降低，當(dāng)預(yù)控制壓力Cv1降到符合制動指令的要求時，進(jìn)氣閥和排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài)。從模擬轉(zhuǎn)換閥出來的CV1壓力空氣通過氣路板內(nèi)的氣路進(jìn)入緊急閥的旁路。

（3）緊急閥緊急閥如圖6-47所示。緊急閥是一個電磁閥控制的二位三通閥，它的三個閥口分別通制動貯風(fēng)缸（A1），模擬轉(zhuǎn)換閥輸出口（A2）及稱重閥輸入口（A3）。它主要由空心閥、閥座，空心閥彈簧、活塞、活塞桿、活塞桿反撥彈簧和電磁閥組成。其中空心閥還起到閥口的作用，而活塞桿頂部做成閥口結(jié)構(gòu)。在常用制動時，緊急閥的電磁閥得電勵磁，閥芯吸起，打開下閥口V1，由A4輸入的控制壓力空氣送入活塞右側(cè)，推動活塞、活塞桿和空心閥左移，一方面關(guān)閉制動貯風(fēng)缸A1的氣路，另一方面開放A2與A3的通路，這時由模擬轉(zhuǎn)換閥輸出的預(yù)控制壓力Cv1便可通過緊急閥輸出到稱重閥c。一、KBGM型制動系統(tǒng)一、KBGM型制動系統(tǒng)

圖6-47緊急閥1-活塞及桿；2、3、4、5、12-密封圈；6-空心閥；7-活塞桿反撥彈簧；8空心閥彈簧；9-電磁閥彈簧；10-電磁閥鐵芯；11-電磁閥；V1、V2、V3、V4-閥口；A1-通制動貯風(fēng)缸；A2-通模擬轉(zhuǎn)換閥；A3-通稱重閥；A4-控制空氣通路；O-排氣口；R-通大氣。在緊急制動時，緊急閥失電，其電磁閥不勵磁，電磁閥閥芯在其反力彈簧作用下，關(guān)閉下閥口，切斷控制壓力空氣的通路（A4），活塞右側(cè)壓力空氣經(jīng)電磁閥上閥口V2排入大氣。于是，空心閥在彈簧作用下右移，關(guān)閉A2與A3通路，而活塞在彈簧作用下繼續(xù)右移，活塞桿頂部離開空心閥，打開A1與A3通路，制動貯風(fēng)缸壓力空氣越過模擬轉(zhuǎn)換閥而直接進(jìn)入稱重閥c。（4）稱重閥稱重閥的結(jié)構(gòu)、原理為杠桿膜板式結(jié)構(gòu)。稱重閥的作用是根據(jù)車輛載重的變化，即根據(jù)乘客的多少自動調(diào)整車輛的最大制動力。其結(jié)構(gòu)原理如圖6-48所示。主要由負(fù)載指令部、壓力調(diào)整部和杠桿部組成。

①結(jié)構(gòu)：負(fù)載指令部：主動活塞（活塞）、主動活塞膜板、從動活塞、K型密封圈及調(diào)整彈簧、調(diào)整螺釘?shù)炔糠纸M成。壓力調(diào)整部：由橡膠夾芯閥、均衡活塞、空心閥桿、閥座、調(diào)整彈簧和調(diào)整螺釘?shù)冉M成。杠桿部：由杠桿、滾輪支點和調(diào)整螺釘組成。一、KBGM型制動系統(tǒng)一、KBGM型制動系統(tǒng)圖6-48稱重閥結(jié)構(gòu)原理圖1-螺蓋；2-閥體；3-從動活塞；4-K形密封圈；5-膜板；6-活塞；7-調(diào)整螺釘；8-支點滾輪；9-杠桿；10-調(diào)整螺釘；11-管座；12-彈簧；13-空心桿；14-活塞；15-膜板；16-橡膠夾芯閥；17-彈簧；18-調(diào)整螺釘；19-充氣閥座；20-排氣閥座；O-排氣口。

②作用原理：與負(fù)載重量成比例的空氣壓力信號（空氣彈簧壓力）T輸入到主動活塞的上部，將主動活塞向下推，活塞桿頂在杠桿左端，使杠桿左端下降而右端上升，繞支點沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時右側(cè)壓力調(diào)整彈簧的向上作用力，也推動杠桿右端上升，從而使空心閥桿向上運動，推開夾芯閥，開放充氣閥口，由緊急閥來的預(yù)控制壓力Cv2經(jīng)充氣閥座，成為預(yù)控制壓力Cv3輸出到中繼閥。同時該壓力送到均衡活塞（膜板活塞）上方，當(dāng)均衡活塞上方空氣壓力和下方空心頂桿壓力（即杠桿力調(diào)整彈簧力之和）平衡時，夾芯閥在夾芯閥彈簧作用下關(guān)閉，停止向中繼閥供風(fēng)。當(dāng)乘客減少時，空氣彈簧壓力T下降，均衡活塞上方的空氣壓力大于下方頂桿推力，于是均衡活塞下移，空心閥桿離開夾芯閥，CV3壓力空氣經(jīng)空心閥桿閥口排向大氣，直到均衡活塞上下方壓力達(dá)到平衡，均衡活塞重新上移，關(guān)閉排氣閥口。當(dāng)空氣彈簧空氣壓力很低，甚至（空氣彈簧）破損而無壓力時，從動活塞向上的作用力不足以平衡調(diào)整彈簧的力，由兩個調(diào)整彈簧的作用力使稱重閥輸出壓力保持一定的值。一、KBGM型制動系統(tǒng)

由于模擬轉(zhuǎn)換閥輸出的預(yù)控制壓力是受微處理機(jī)控制的，而微處理機(jī)的制動指令本身就是根據(jù)車輛的負(fù)載、車速和制動要求而給出的。因此，在常用制動中稱重閥幾乎不起作用，僅起預(yù)防作用，以防模擬轉(zhuǎn)換閥控制失靈，而主要作用是在緊急制動發(fā)生時體現(xiàn)。由于緊急制動時預(yù)控制壓力是從制動貯風(fēng)缸直接經(jīng)緊急閥到達(dá)稱重閥，中間沒有受模擬轉(zhuǎn)換閥的控制，而緊急閥也僅僅作為通路的選擇，不起壓力大小的控制作用。所以，在緊急制動時，預(yù)控制壓力只受稱重閥的限制，即制動貯風(fēng)缸空氣壓力經(jīng)稱重閥限制后作為最大的預(yù)控制壓力輸出。同樣，控制壓力Cv2流經(jīng)稱重閥時，也受到閥的通道阻力，壓力有所下降，成為預(yù)控制壓力Cv3并通過管路板進(jìn)入中繼閥。（5）中繼閥（均衡閥）KBGM型模擬制動機(jī)的空氣制動裝置是一個間接控制的直通式制動機(jī)。即由制動控制單元BCU控制預(yù)控制壓力，再由中繼閥根據(jù)預(yù)控制壓力的大小控制車輛制動缸的充風(fēng)和排風(fēng)作用，即均衡閥起到“放大”作用。

①結(jié)構(gòu)：由帶橡膠閥面的空心導(dǎo)向桿、膜板活塞（即均衡活塞）、進(jìn)/排氣閥座、彈簧等部分組成，如圖6-49所示。一、KBGM型制動系統(tǒng)圖6-49均衡閥（中繼閥）1-膜板；2-均衡閥安裝面；3-氣路板；4-節(jié)流孔；5-活塞；6-節(jié)流孔；7-排氣閥座；8-進(jìn)氣閥座；9-彈簧；10-K形密封圈；11-帶橡膠閥面的空心導(dǎo)向桿；12-閥體；R-接口通向制動貯風(fēng)缸；C-通向各個單元制動缸；CV3-來自稱重閥的控制壓力（空氣）；O-排氣口

②作用原理：由節(jié)流孔4進(jìn)入中繼閥的預(yù)控制壓力CV3，推動具有膜板1的活塞5（均衡活塞）上移，首先關(guān)閉了通向制動缸的排氣口（下橡膠面與排氣閥座7密貼），然后進(jìn)一步打開進(jìn)氣閥口（上方的橡膠閥面離開進(jìn)氣閥座8），使制動貯風(fēng)缸來的壓力空氣經(jīng)接口R進(jìn)入中繼閥，再經(jīng)打開的進(jìn)氣閥口、接口C充入單元制動缸，使制動缸壓力上升，閘瓦壓向車輪，列車產(chǎn)生制動作用。同時，該壓力經(jīng)節(jié)流孔6反饋到膜板活塞5上腔C的制動缸的壓力與膜板活塞下腔的CV3壓力相等時，關(guān)閉進(jìn)氣閥口，制動缸壓力停止上升。從上述可知，中繼閥能迅速地進(jìn)行大流量的充、排氣，大流量壓力空氣的壓力變化是隨預(yù)控制壓力CV3的變化而變化的，并且兩者之壓力傳遞比為1：1，即制動缸壓力與CV3相等，從而實現(xiàn)了小流量壓力空氣控制大流量壓力空氣的作用。

同樣，模擬轉(zhuǎn)換閥接到微處理機(jī)發(fā)出的緩解指令后，將其排氣閥打開，使具有預(yù)控制壓力CV1、CV2、CV3的壓力空氣都通過此閥口向大氣排出。由于CV3壓力空氣的排出，均衡活塞在其上方的制動缸壓力空氣作用下向下移動，于是中繼閥中的進(jìn)氣閥關(guān)閉，排氣閥打開，使各制動缸中的壓力空氣經(jīng)開啟的排氣閥排出，列車得到緩解。一、KBGM型制動系統(tǒng)2.空氣控制屏（Z01）空氣控制屏是一些閥類元件的集中安裝屏，這些元件都安裝在一塊鋁合金的氣路板上，猶如電子分立元件安裝在印刷線路板上一樣，便于安裝、調(diào)試與維修?？諝饪刂破恋闹饕M成元件及其功能如下：（如圖6-50所示）（1）制動控制元件：

B02—截斷塞門，可用來切除制動系統(tǒng)管路與主風(fēng)管的通路，便于測試與檢修；B03—止回閥，防止制動系統(tǒng)管路的壓力空氣逆流；B07—壓力測試點，從此處可以得到主風(fēng)管壓力；B08—壓力開關(guān)，用于監(jiān)控主風(fēng)管壓力，當(dāng)主風(fēng)管壓力低于600KPa時，列車將自動實施緊急制動，并牽引封鎖，當(dāng)主風(fēng)管壓力高于700KPa時，列車解除牽引封鎖；B12—減壓閥，將主風(fēng)管壓力空氣減壓至630KPa；B19—脈沖閥，用于控制停放制動的施加與緩解；B20—雙向閥，防止常用制動與停放制動同時施加時而造成制動力過大；B21—壓力開關(guān)，用于控制停放制動指示燈的動作，當(dāng)壓力低于350KPa時，停放制動指示燈（藍(lán)燈）亮，表示停放制動已施加，當(dāng)壓力高于450KPar時，停放制動指示燈（藍(lán)燈）滅，表示停放制動已緩解；B22—壓力測試點，從此處可以得到停放制動的壓力。一、KBGM型制動系統(tǒng)（a）空氣控制屏氣路簡圖（b）空氣控制屏控制布置圖圖6-50空氣控制屏的主要組成部件（2）車門控制元件：T03—止回閥，防止車門控制系統(tǒng)管路的壓力空氣逆流；T06—減壓閥，將主風(fēng)管壓力空氣減壓至350KPa，供車門控制系統(tǒng)用；T07—安全閥，防止車門控制系統(tǒng)壓力過大；T08—截斷塞門，可用來切除車門控制系統(tǒng)管路與主風(fēng)管的通路，便于測試與檢修。（3）空氣彈簧控制元件：L02—截斷塞門，可用來切除空氣彈簧控制系統(tǒng)管路與主風(fēng)管的通路，便于測試與檢修。（4）車間外接供氣元件：X01—截斷塞門，可用來切除車間外接供氣管路與主風(fēng)管的通路；X02—車間外接供氣快速接頭?？諝饪刂破罿01與外接設(shè)備的接口是：接口1與主風(fēng)管相連；接口2與踏面單元制動器的彈簧制動缸相連；接口3與踏面單元制動器的制動缸相連；接口4通往門控設(shè)備及空調(diào)；接口5與門控風(fēng)缸T04相連；接口6與制動貯風(fēng)缸B04相連；接口7通往防滑閥G01的控制管路；接口8通往空氣彈簧。3.執(zhí)行部分執(zhí)行部分由基礎(chǔ)制動裝置：踏面單元制動器及滑行保護(hù)的控制執(zhí)行元件防滑閥G01組成。踏面單元制動器有PC7Y和PC7YF兩種形式。PC7Y型不帶彈簧制動器，而PC7YF型帶有彈簧制動器，能起到停放制動作用，每根輪軸裝備一個。二、空氣制動系統(tǒng)作用原理

1.電-空制動控制系統(tǒng)整個制動裝置的控制采用二級控制，簡述為“電控制空氣，空氣再控制空氣”。即為“電子控制單元”控制“氣路控制單元”，控制空氣再控制執(zhí)行空氣。電-空制動控制系統(tǒng)方框圖如圖6-51所示，圖中輸入信號的功能如下：（1）制動指令：此指令是微機(jī)根據(jù)變速制動要求，即司機(jī)施行制動的百分比（全常用制動為100%）所下達(dá)的指令。它可以是各種形式的信號，例如模擬電流、七級數(shù)字信號等。廣州、上海地鐵一號線車輛所使用的是最常用的脈寬調(diào)制信號。（2）制動信號：這是制動指令的一個輔助信號，它表示運行的列車即將要制動。（3）負(fù)載信號：這個信號來自于空氣彈簧。由空氣彈簧空氣壓力通過氣-電轉(zhuǎn)換器（壓力傳感器）轉(zhuǎn)換成電信號。此信號以客室車門關(guān)閉時的儲存信號為準(zhǔn)。（4）電制動關(guān)閉信號：此信號為信息信號，它的出現(xiàn)就意味著空氣制動要立即替補(bǔ)即將消失的電制動。6.6KBGM型制動系統(tǒng)圖6-51電空制動控制系統(tǒng)方框圖（5）緊急制動信號：這是一個安全保護(hù)信號，它可以跳過電子制動控制系統(tǒng)，直接驅(qū)動制動控制單元（BCU）中的緊急閥動作，從而實施緊急制動。（6）保持制動（停車制動）：這個信號能防止車輛在停車前的沖動，能使車輛平穩(wěn)地停止。它的功能分下列三個階段實施。第一階段

當(dāng)列車車速低于10Km/h時，保持制動開始接受摩擦制動力，而電制動逐步消失。

在保持制動出現(xiàn)后，電制動的減小延遲0.3s。

動車和拖車的摩擦制動力只可達(dá)到制動指令的70%。第二階段

當(dāng)車速低于4Km/h時，一個小于制動指令的保持制動級開始實施，即瞬時地將制動缸壓力降低。這個保持制動的級取決于制動指令，這個制動級與時間有關(guān)，由停車檢測根據(jù)最初的狀態(tài)來決定。第三階段

由停車檢測和保持制動信號共同產(chǎn)生一個固定的停車制動級，這個固定的制動級經(jīng)過負(fù)載的修正且與制動指令無關(guān)。停車制動的制動級只能隨保持制動信號的消除而消除。2.電-空制動控制原理當(dāng)微處理機(jī)根據(jù)制動要求而發(fā)出制動指令時，伴隨著也出現(xiàn)制動信號，此信號使開關(guān)線路R1導(dǎo)通，這樣，制動指令就能通過R1和R2到達(dá)沖動限制器，以讓其檢測減速度的變化率是否過大。通過沖動限制器后的制動指令立即又到達(dá)負(fù)載補(bǔ)償器，此補(bǔ)償器實際就是一個負(fù)載檢測器。它根據(jù)負(fù)載信號儲存器中所儲存的負(fù)載大小，檢測制動指令的大小，然后將檢測調(diào)整好的指令送至開關(guān)線路R3。為了防止制動力過大，R3只有當(dāng)電制動關(guān)閉信號觸發(fā)下才導(dǎo)通，否則是斷開的。通過R3的指令又被送至制動力作用器（這里的制動力還是電信號），中途還經(jīng)過R4。制動力作用器將指令信號轉(zhuǎn)化為制動力。為了縮短空走時間。作用器的初始階段有一段陡峭的線段，然后再轉(zhuǎn)向較平坦斜線平穩(wěn)的上升，直至達(dá)到指令要求。從作用器出來的電信號被送至電-氣轉(zhuǎn)換器。這個轉(zhuǎn)換器是將電信號轉(zhuǎn)換成控制電流，再由這個控制電流去控制制動單元BCU中的模擬轉(zhuǎn)換閥，并且接受模擬轉(zhuǎn)換閥反饋回來的電信號，從而進(jìn)一步調(diào)整控制電流，這就完成了微處理機(jī)對BCU的控制。在這個過程中，電-氣轉(zhuǎn)換器并沒有真正將電信號轉(zhuǎn)換成控制空氣壓力，而是控制BCU中的模擬轉(zhuǎn)換閥。當(dāng)然在列車速度低于4Km/h時，制動指令將被保持制動的級（與制動指令相對應(yīng)）所替代。二、空氣制動系統(tǒng)作用原理

當(dāng)列車需要施行常用全制動（即100%制動指令）和緊急制動時，最大常用制動信號或緊急制動信號可觸發(fā)一個旁路或門電路，使它輸出一個高電平來驅(qū)動開關(guān)電路R4，使制動作用器直接接受負(fù)載儲存器的信號，從而大大縮短信號傳輸時間，并使電-氣轉(zhuǎn)換器工作。

需要補(bǔ)充說明的是：制動作用器初始階段有一段陡峭線段，這是由于躍升元件所導(dǎo)致的。躍升元件是一個非穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它可由電制動關(guān)閉信號、制動信號及制動指令信號中的任意一個信號將其觸發(fā)，使它輸出一個高電平。同樣，這個高電平也可使旁路或門電路觸發(fā)輸出一個高電平，從而使R4動作，導(dǎo)致負(fù)載作用器直接接收負(fù)載信號，產(chǎn)生一段陡峭的線段。3.防滑控制系統(tǒng)

防滑系統(tǒng)是制動控制系統(tǒng)的一部分，牽引微機(jī)控制單元DCU（用于電制動）和制動微機(jī)控制單元ECU（用于空氣制動）均有獨立的防滑控制系統(tǒng)，在常用制動、快速制動和緊急制動狀態(tài)下，防滑控制系統(tǒng)均處于激活狀態(tài)。下面介紹制動微機(jī)控制單元ECU的組成和工作原理，防滑系統(tǒng)由防滑電磁閥（G01）、控制中央處理器（G02）、速度傳感器（G03.1、GO3.2）和測速齒輪（G04）等部件組成。二、空氣制動系統(tǒng)作用原理

如圖6-52所示，在每根車軸上都設(shè)有一個對應(yīng)的防滑電磁閥G01（排風(fēng)閥），它們由ECU防滑系統(tǒng)所控制。當(dāng)某一輪對上的車輪的制動力過大而使車輪滑行時，防滑系統(tǒng)所控制的與該車輪對應(yīng)的防滑電磁閥G01迅速溝通制動缸與大氣的通路，使制動缸迅速排氣，從而解除了該車輪的滑行現(xiàn)象。該系統(tǒng)通過G03.1、G04、G05始終監(jiān)視著同一輛車上四個輪對的轉(zhuǎn)速，并對應(yīng)著四個對應(yīng)的防滑電磁閥G01。防滑系統(tǒng)有一安全回路，當(dāng)防滑閥被激活超過一定時間（5s）時，安全回路起作用，取消防滑控制，并產(chǎn)生一故障信號。防滑系統(tǒng)用于車輪與鋼軌黏著不良時，對制動力進(jìn)行控制。作用如下：（1）防止車輪即將抱死。（2）避免滑動。（3）最佳地利用黏著，以獲得最短的制動距離。二、空氣制動系統(tǒng)作用原理二、空氣制動系統(tǒng)作用原理圖6-52防滑控制系統(tǒng)作用原理圖一、EP09型制動系統(tǒng)的組成本制動系統(tǒng)提供的設(shè)備主要包括空氣制動系統(tǒng)及相關(guān)氣動控制部分等。主要包括：風(fēng)源系統(tǒng)；制動控制系統(tǒng)（包括制動控制模塊和停放制動控制模塊）；基礎(chǔ)制動（盤形制動裝置）；防滑裝置；空氣懸掛輔助裝置。1.制動控制單元的組成

EP09制動單元采用氣電分離的設(shè)計，由獨立的電子控制單元（EBCU）和氣動控制單元（PBCU）組成。（1）PBCU組成EP09型制動系統(tǒng)制動控制單元如圖6-53所示，制動控制單元氣動控制部分如圖6-54所示。制動控制單元在車輛安裝情況如圖6-55所示。一般每輛車有兩套制動控制單元，從功能上可以分為制動網(wǎng)關(guān)單元(EP09G)如圖6-56所示，制動控制單元（E09S）如圖6-57所示，制動擴(kuò)展單元（EP09R）如圖6-58所示。制動網(wǎng)關(guān)單元負(fù)責(zé)和車輛制動系統(tǒng)的通信；并進(jìn)行制動計算，分配制動力給其他單元。制動控制單元執(zhí)行相關(guān)轉(zhuǎn)向架的制動控制；制動擴(kuò)展單元(EP09R)不進(jìn)行制動控制計算，沒有安裝網(wǎng)絡(luò)接口，但具有模擬和數(shù)字量接口功能。EP09G負(fù)責(zé)和TMS通訊，還接收列車硬線信號執(zhí)行相應(yīng)的操作模式和制動級別。6.7EP09型制動系統(tǒng)一、EP09型制動系統(tǒng)的組成

圖6-53EP09制動系統(tǒng)制動控制單元圖6-54制動控制單元氣動控制單元

圖6-57EP09S（智能控制單元）圖6-58EP09R（遠(yuǎn)程IO控制單元）圖6-55制動控制單元在車輛上安裝情況圖6-56EP09G（網(wǎng)關(guān)控制單元）一、EP09型制動系統(tǒng)的組成

（2）EBCU組成EP09的電子制動控制單元（EBCU）從設(shè)計、生產(chǎn)和檢修、維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化要求出發(fā)，采用了標(biāo)準(zhǔn)的模塊化的結(jié)構(gòu)，按系統(tǒng)的功能要求劃分為若干個功能模塊，每個功能模塊為一個電子插件板。機(jī)箱中的模塊插件包括EPC制動控制插件板、MVB通信插件板、CAN通信插件板、VLD載荷控制插件板、EXB繼電器輸出擴(kuò)展插件板、DIO數(shù)字量輸入/輸出插件板、CDP顯示插件板、CDR記錄插件板、AIO模擬量輸出插件板、PW1和PW2電源插件板等組成，根據(jù)EP09G/EP09S/EP09R的功能不同進(jìn)行配置。機(jī)箱中的插件板的布置和功能如圖6-59所示。2.控制單元的結(jié)構(gòu)制動控制單元內(nèi)各部件的位置如圖6-60所示。背面接口定義：1-總風(fēng)輸入口，通過各個氣控閥給制動缸供風(fēng)。2-BCP2軸輸出，輸出2軸需要的制動壓力：該壓力大小受電子控制模塊的控制。3-BCP1軸輸出，輸出1軸需要的制動壓力：該壓力大小受電子控制模塊的控制。4-AS1空簧入口，輸入空簧的壓力，通過制動控制單元的傳感器進(jìn)行檢測，用于制動力的調(diào)整。一、EP09型制動系統(tǒng)的組成圖6-59EBCU電控制模塊及功能一、EP09型制動系統(tǒng)的組成圖6-60制動控制單元結(jié)構(gòu)圖一、EP09型制動系統(tǒng)的組成5-AS2空簧入口，輸入空簧的壓力，通過制動控制單元的傳感器進(jìn)行檢測，用于制動力的調(diào)整。6-PB/MR入口，根據(jù)不同車輛的配置，輸入停放制動缸壓力或者總風(fēng)壓力，由單元內(nèi)部的傳感器進(jìn)行檢測，并傳輸給制動系統(tǒng)。制動控制單元的電子制動裝置機(jī)箱中的模塊插件包括電源插件、強(qiáng)迫緩解插件、制動控制插件、空重車調(diào)節(jié)插件、開關(guān)量輸入輸出插件、CAN通信插件、模擬量輸入輸出插件、CF卡記錄插件及顯示控制插件。三個機(jī)箱中的插件配置如圖6-61，圖6-62，圖6-63所示。EP09架控制動單元氣動模塊（見圖6-64）?；诔墒斓募夹g(shù)進(jìn)行氣控閥的設(shè)計；集成板的粘接技術(shù)大量應(yīng)用，穩(wěn)定可靠；氣控閥安裝于集成板上，便于維護(hù)。一、EP09型制動系統(tǒng)的組成圖6-61EP09G電子插件機(jī)箱板卡圖6-62EP09R電子插件機(jī)箱板卡一、EP09型制動系統(tǒng)的組成圖6-63EP09S電子插件機(jī)箱板卡圖6-64EP09架控制動單元氣動模塊二、

EP09型制動系統(tǒng)的作用原理

制動系統(tǒng)主要有常用制動、緊急制動、保持制動、車輪防滑保護(hù)、制動施加指示、遠(yuǎn)程緩解、制動的沖動限制、制動供給風(fēng)缸的低壓指示、制動缸壓力連通控制等功能。1．常用制動/緩解控制功能

常用制動時，EPC板根據(jù)本轉(zhuǎn)向架應(yīng)施加的制動力計算出本轉(zhuǎn)向架的制動缸壓力目標(biāo)值，實際的制動缸壓力由2根軸制動缸壓力（BCP）傳感器來檢測。在沒有滑行時，電磁閥（連接電磁閥）A4是不通電的，使同一轉(zhuǎn)向架上2根軸上的制動缸氣路被連通，產(chǎn)生相同的制動缸壓力，因此在常用制動控制時，2路壓力傳感器信號是冗余的。

EPC板通過對保壓和排風(fēng)電磁閥的組合通電控制，可以實現(xiàn)制動缸的充風(fēng)、保壓和排風(fēng)。制動缸壓力控制的保壓和排風(fēng)電磁閥的組合通電控制，可以實現(xiàn)制動缸的充風(fēng)、保壓和排風(fēng)。

由于常用制動時每臺轉(zhuǎn)向架上的2根軸的制動缸壓力是相同的，在調(diào)節(jié)制動缸壓力時，可以由其中任一根軸的保壓/排風(fēng)電磁閥來控制，另一個軸的保壓/排風(fēng)電磁閥始終工作在保壓狀態(tài)。6.7EP09型制動系統(tǒng)二、EP09型制動系統(tǒng)的作用原理

EPC板根據(jù)實際制動缸壓力的反饋信號實施對保壓/排風(fēng)電磁閥的控制來實現(xiàn)制動壓力的閉環(huán)控制。當(dāng)實際制動缸壓力低于制動缸壓力設(shè)定值時，EPC板控制保壓/排風(fēng)電磁閥組為充風(fēng)組合均（不通電）對制動缸進(jìn)行充風(fēng)使其壓力上升；當(dāng)實際制動缸壓力高于制動缸壓力設(shè)定值時，EPC板控制保壓/排風(fēng)電磁閥組為排風(fēng)組合（均通電），對制動缸進(jìn)行排風(fēng)使其壓力下降。EPC板根據(jù)制動缸的設(shè)定值與實際值的偏差大小來控制一個控制節(jié)拍中（采樣周期）充排風(fēng)的時間長短（工作率和占空比），偏差越大則通電時間就越長。當(dāng)實際制動缸壓力與制動缸壓力設(shè)定值間的偏差小于允許誤差時，就停止對制動缸的充風(fēng)或排風(fēng)，2根軸的電磁閥組均處于保壓狀態(tài)，制動缸壓力就可以穩(wěn)定不變。常用制動的壓力控制是以每臺轉(zhuǎn)向架為單位施加的，并根據(jù)該轉(zhuǎn)向架的空氣懸掛壓力（ASP）進(jìn)行隨載荷變化的壓力補(bǔ)償，使BCP壓力達(dá)到所要求的目標(biāo)值。。二、EP09型制動系統(tǒng)的作用原理

本系統(tǒng)采用失電制動、得電緩解的模式，滿足故障導(dǎo)向安全的原則。它除了接收由司控器發(fā)出的手動控制指令外，還可接收ATO指令實施列車自動制動控制；或監(jiān)控列車的目標(biāo)速度，為超速時自動實施ATP的最大常用制動防護(hù)。設(shè)計的常用制動平均減速率（100km/h~0）為1.0m/s2，沖擊極限率為0.75m/s3。采用硬線控制，網(wǎng)絡(luò)冗余常用制動是空氣制動與電制動自動配合的電-空混合制動：當(dāng)電制動力不足或喪失時：可由空氣制動來補(bǔ)足，或替代所需的總制動力。但本項目空氣制動補(bǔ)充的方式采用在以制動單元為單位的所有車上平均分?jǐn)偪諝庵苿恿?。?dāng)電制動力減速接近停車前，為保證平穩(wěn)停車，將以空氣制動力來替代快速衰退的電制動力。常用制動受最大允許縱向沖擊率限制。二、EP09型制動系統(tǒng)的作用原理2．緊急制動/強(qiáng)迫緩解控制功能緊急制動的系統(tǒng)為獨立的系統(tǒng)。緊急制動線狀態(tài)由強(qiáng)迫緩解控制板（CMPREL）來檢測，當(dāng)CMPREL檢測到緊急制動線的失電狀態(tài)時，會把緊急制動的施加信號發(fā)給 EPC板，EPC板收到緊急制動的施加指令后，控制2根軸上的制動缸壓力控制電磁閥使它們都處于失電狀態(tài)，使制動缸壓力達(dá)到稱重的緊急制動壓力水平。強(qiáng)迫緩解電磁閥使用的是緊急制動電源，當(dāng)緊急線失電時，強(qiáng)迫緩解功能自動失效。當(dāng)BCU無電或故障時，CMPREL板上BCU正常的繼電器將會復(fù)位，接通強(qiáng)迫緩解的電磁閥動作電路，如果緊急制動線有電，BCU將通過強(qiáng)迫緩解電磁閥使制動缸壓力緩解，當(dāng)緊急制動失電時，緊急制動仍能施加。二、EP09型制動系統(tǒng)的作用原理

緊急制動的壓力控制是以每臺轉(zhuǎn)向架為單位施加的，并根據(jù)該轉(zhuǎn)向架的空氣懸掛壓力（ASP）進(jìn)行隨載荷變化的壓力補(bǔ)償。該控制功能一直處于激活狀態(tài)。其緊急制動的最大壓力被次級調(diào)整減壓閥的設(shè)定所限制，而最小的空車壓力又被主調(diào)節(jié)閥的彈簧設(shè)定所保證，這就使萬一電子稱重失效時，既可防止緊急制動壓力的完全