城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)（高職）教學(xué)課件

1項(xiàng)目1

城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)概述

2項(xiàng)目2

制動(dòng)控制原理3項(xiàng)目3

供風(fēng)系統(tǒng)4項(xiàng)目4

動(dòng)力制動(dòng)5項(xiàng)目5

基礎(chǔ)制動(dòng)裝置6項(xiàng)目6

SD型制動(dòng)控制系統(tǒng)7項(xiàng)目7

KBGM模擬式電氣指令制動(dòng)系統(tǒng)8項(xiàng)目8

EP2002

型制動(dòng)控制系統(tǒng)9項(xiàng)目9

HRDA數(shù)字指令式制動(dòng)系統(tǒng)10項(xiàng)目10

KBWB模擬式電氣指令制動(dòng)系統(tǒng)

11項(xiàng)目11NABTESCO

型制動(dòng)控制系統(tǒng)城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)項(xiàng)目一城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)概述以城市軌道交通的特點(diǎn)和車

輛制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具備的條件城市軌道交通車輛制動(dòng)

系統(tǒng)的發(fā)展歷程城市軌道交通車輛

制動(dòng)機(jī)的種類制動(dòng)的基本概念和目錄ontents項(xiàng)目導(dǎo)入本項(xiàng)目系統(tǒng)闡述了城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的基本知識(shí)。通過(guò)對(duì)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生

可以了解車輛制動(dòng)系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，能夠掌握車輛制動(dòng)的主要內(nèi)容，為下一步學(xué)習(xí)本教

材的知識(shí)和運(yùn)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1

了解制動(dòng)系統(tǒng)的基本概念；2

了解車輛制動(dòng)系統(tǒng)的分類；3

了解城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具備的條件；4

熟悉制動(dòng)系統(tǒng)的重要作用；5熟悉城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷史。知識(shí)目標(biāo)3

能夠掌握城市軌道交通車輛制動(dòng)機(jī)的不同分類方式；

能夠掌握城市軌道交通的特點(diǎn)。能夠掌握城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)模式；能夠掌握城市軌道交通車輛一般制動(dòng)設(shè)計(jì)的原則；能力目標(biāo)任務(wù)一

制動(dòng)的基本概念和制動(dòng)系統(tǒng)的重要作用Part

1

一、制動(dòng)的基本概念列車制動(dòng)系統(tǒng)和列車制動(dòng)裝置制動(dòng)作用和緩解作用制動(dòng)的實(shí)質(zhì)制動(dòng)機(jī)制動(dòng)力基礎(chǔ)制動(dòng)裝置制動(dòng)距離8基本概念初速度(km/h)常用制動(dòng)距離(m)緊急制動(dòng)距離(m)8023420060136118406556Part

1

一、制動(dòng)的基本概念

9表1-1

廣州地鐵規(guī)定的制動(dòng)距離緊急制動(dòng)快速制動(dòng)保壓制動(dòng)(停車制動(dòng)或保持制動(dòng))Part

1

二、

城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)模式

10對(duì)軌道交通來(lái)講，制動(dòng)系統(tǒng)有著非常重要的作用。制動(dòng)系統(tǒng)作用的可靠性是列車行車安全的基本保證。列車因故障不能行駛時(shí)不會(huì)有什么危險(xiǎn)，若在運(yùn)行中因制動(dòng)裝置故障不能停車，則后果是不堪設(shè)想的。所以我國(guó)和諧號(hào)CRH動(dòng)車組列車的制動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念是故障導(dǎo)向安全，采用多級(jí)制動(dòng)控制方式和制動(dòng)能力冗余設(shè)計(jì)。安全第一，

“不止不行”。對(duì)現(xiàn)代軌道交通而言，制動(dòng)的重要作用早就不僅僅是安全的問(wèn)題了，制動(dòng)已經(jīng)成為限制列車運(yùn)行速度和牽引力進(jìn)一步提高的重要因素?，F(xiàn)代軌道交通列車正朝著高速重載方向發(fā)展，運(yùn)行速度越高，牽引力越大，需要的制動(dòng)力也就越大。如果只提高運(yùn)行速度及牽引力而沒(méi)有更大功率的制動(dòng)裝置來(lái)保證，其高速重載就不可能實(shí)現(xiàn)。所以，制動(dòng)裝置的重要作用一方面在于使列車在任何情況下都可減速或停車，確保行車安全；另一方面它也是提高列車運(yùn)行速度、提高牽引力(即提高軌道通運(yùn)輸能力)的重要手段。從安全的目的出發(fā)，

一般列的制動(dòng)功率要比驅(qū)動(dòng)功率大510倍。列車的動(dòng)能量與行駛速度成二次方關(guān)系，速度200300

km/h動(dòng)車組的制動(dòng)能量是普通列車的49倍?？梢?jiàn)，能力強(qiáng)大的制動(dòng)裝置對(duì)

于保證列車高速、重載、安全運(yùn)行有著至關(guān)重要的意義。衡量一個(gè)國(guó)家的軌道交通水平，首先要看其能制造多大牽引力的機(jī)車。而牽引與制動(dòng)是互相促進(jìn)的，沒(méi)有先進(jìn)的制動(dòng)技術(shù)就沒(méi)有現(xiàn)代化的軌道交通。Part

1

三、

制動(dòng)系統(tǒng)的重要作用

11任務(wù)二

城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷程隨著20世紀(jì)初科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，制動(dòng)技術(shù)逐步發(fā)展為空氣制動(dòng)。我國(guó)旅客列車空氣制動(dòng)機(jī)最早使用L3型客車制動(dòng)機(jī)。

L3是一種客車三通閥，中華人民共和國(guó)成立后對(duì)其進(jìn)行改造命

名為GL3型客車三通閥。20世紀(jì)60年代末，國(guó)內(nèi)開始研制新型客貨車制動(dòng)機(jī)——103型貨

車分配閥和104型客車分配閥。104型客車分配閥于1975年通過(guò)原鐵道部的技術(shù)鑒定，在

客車上得到全面推廣使用，從此GL3

型三通閥停止生產(chǎn)。1989年原鐵道部又通過(guò)F8型客車分配閥技術(shù)鑒定，104型和F8型空氣制動(dòng)機(jī)成為我國(guó)旅客列車使用的主型制動(dòng)機(jī)，可混編

使用。所謂空氣制動(dòng)機(jī)，就是用壓力空氣作為制動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源，并用壓力空氣的壓力變化來(lái)實(shí)現(xiàn)列車的制動(dòng)和緩解作用的制動(dòng)裝置。這種空氣制動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用于鐵路、地鐵、輕軌、獨(dú)軌等車輛上。Part

2

一、城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展

13我國(guó)20世紀(jì)60年代末開通的北京地鐵用的均為國(guó)產(chǎn)車，配備自制的制動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，如使用DK

型電空制動(dòng)機(jī)，它是由電磁閥組和制動(dòng)閥控制的空氣制動(dòng)。它的特點(diǎn)是在扳動(dòng)制動(dòng)閥手柄進(jìn)行空氣制動(dòng)的同時(shí)，裝在制動(dòng)閥上面的電氣制動(dòng)控制器相應(yīng)地發(fā)生作用。這時(shí)，空氣制動(dòng)和電氣控制作用同時(shí)產(chǎn)生，當(dāng)電制動(dòng)失效時(shí)，空氣制動(dòng)還能發(fā)生作用。

DK型電空制動(dòng)機(jī)空氣制動(dòng)部分是在鐵路客車原LN

型空氣制動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上加以改造的，主控機(jī)構(gòu)先期直接采用GL3型三通閥。由于城市軌道交通車輛空重車質(zhì)量相差較大，所以加裝了空重車調(diào)整裝置，基礎(chǔ)制動(dòng)裝置為踏面制動(dòng)。后來(lái)對(duì)DK

型電空制動(dòng)機(jī)進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，仿照客車分配閥設(shè)計(jì)了膜板分配閥，在操作靈活性和可靠性方面與GL3

型三通閥相比有了較大的提高。但DK型制動(dòng)系統(tǒng)在電阻制動(dòng)與空氣制動(dòng)的匹配上采用切換方式，因而制動(dòng)力控制性能較差。Part

2

一、城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展

14最近幾十年來(lái)，由于電力電子、變流技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使電氣指令式制動(dòng)控制系統(tǒng)不斷改進(jìn)、發(fā)展，大功率電力電子元件的出現(xiàn)使電氣再生制動(dòng)成為可能，微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使制動(dòng)防滑系統(tǒng)更加精確和完善。從20世紀(jì)70年代開始，由長(zhǎng)春客車廠與鐵道科學(xué)研究院合作研究開發(fā)地鐵車輛用的SD型數(shù)字式直通電空制動(dòng)機(jī)。此項(xiàng)技術(shù)是傳統(tǒng)的軌道機(jī)車車輛制動(dòng)機(jī)在地鐵上的一個(gè)飛躍。該制動(dòng)系統(tǒng)縮短了空走時(shí)間和制動(dòng)距離，改善了車輛制動(dòng)的一致性，其性能比較先進(jìn)：列車導(dǎo)線傳遞脈寬調(diào)制(PWM)

控制信號(hào)，手控15級(jí)，自動(dòng)駕駛64級(jí)，車輛制動(dòng)機(jī)解碼，電氣制動(dòng)優(yōu)先，電空制動(dòng)相互匹配。它具有制動(dòng)壓力準(zhǔn)確、傳輸速度快、操作方便以及可實(shí)現(xiàn)空氣制動(dòng)與電氣制動(dòng)自動(dòng)配合的優(yōu)點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)在凸輪變阻車、斬波調(diào)壓車、斬波調(diào)阻車上得到了廣泛應(yīng)用。但采用這種控制技術(shù)，動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力在制動(dòng)初期上升較慢，而在列車快要停車時(shí)又衰減較快，需要空氣制動(dòng)力進(jìn)行補(bǔ)充。該制動(dòng)系統(tǒng)較DK

型自動(dòng)式電磁空氣

制動(dòng)系統(tǒng)在動(dòng)力制動(dòng)與空氣制動(dòng)的配合、制動(dòng)和緩解的一致性上，與控制動(dòng)力制動(dòng)能力的充分運(yùn)用上存在著改進(jìn)的空間，而且在實(shí)踐中，控制閥的性能受材料和工藝的影響極大，所以SD

型電空制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)已被逐步淘汰。Part

2

一、城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展

15我國(guó)已修建了幾千千米城市軌道交通線路。這些軌道交通線路上的軌道交通車輛的制動(dòng)系統(tǒng)大都采用微機(jī)控制直流電空制動(dòng)系統(tǒng)。其原理基本相同，但在具體的實(shí)施方法上有所區(qū)別，

主要有以下幾種形式。(1)以上海地鐵和廣州地鐵1、2號(hào)線為代表的德國(guó)KNORR

(克諾爾)公司的城市軌道車輛制動(dòng)系統(tǒng)。它是目前國(guó)內(nèi)A型車上運(yùn)用最廣的制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)為模擬式制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)指令采用PWM信號(hào)或網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，它們被傳遞到每個(gè)車輛的微機(jī)制動(dòng)控制單元。微機(jī)制動(dòng)控制單元一般單獨(dú)設(shè)置在車廂內(nèi)。而空氣制動(dòng)控制單元由兩塊氣動(dòng)集成板和風(fēng)缸等組成，分別

固定在車輛底架下，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。目前深圳、南京地鐵車輛和大連輕軌車輛，甚至部分國(guó)內(nèi)試制的高速電動(dòng)車組上也采用了該制動(dòng)系統(tǒng)。(2)以北京地鐵、天津地鐵為代表的B型車上采用較多的是日本NABCO

(納博克)公司生產(chǎn)的HRDA

型數(shù)字指令式制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)為數(shù)字式制動(dòng)系統(tǒng)，即常用制動(dòng)指令采用3根指令線編碼，共7級(jí)。微機(jī)制動(dòng)控制單元與空氣制動(dòng)控制單元集成在一起，固定于車輛底架下面?？諝庵苿?dòng)控制單元較為簡(jiǎn)單，在武漢輕軌和重慶單軌等項(xiàng)目上也采用了此制動(dòng)系統(tǒng)?；A(chǔ)制動(dòng)根據(jù)車輛的不同有所區(qū)別。Part

2

一、城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展

16(3)以上海地鐵3號(hào)線

、5號(hào)線為代表的英國(guó)原Westinghouse制動(dòng)機(jī)公司(現(xiàn)為KNORR

英國(guó)子公司)的微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)按整車模塊化原則設(shè)計(jì)，集成度較高。它將微機(jī)制動(dòng)控制單元、空氣制動(dòng)控制單元、風(fēng)缸、風(fēng)源等除必須安置在轉(zhuǎn)向架附近的部件外，全部在一個(gè)安裝架上集成安裝，方便運(yùn)用維護(hù)。該系統(tǒng)同樣采用PWM

信號(hào)傳遞制動(dòng)指令，為模擬式制動(dòng)系統(tǒng)。

EP轉(zhuǎn)換采用四個(gè)開關(guān)電磁閥閉環(huán)控制的方

法。(4)德國(guó)KNORR

公司生產(chǎn)的架控式KP2002制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)目前得到了廣泛應(yīng)用。所謂架控式，就是在一個(gè)轉(zhuǎn)向架上裝一個(gè)EP2002閥，一個(gè)EP2002閥只控制一個(gè)轉(zhuǎn)向架，如果一個(gè)EP2002閥出現(xiàn)故障，只需切除一個(gè)轉(zhuǎn)向架上的空氣制動(dòng)控制，使故障對(duì)列車運(yùn)行的影響減至最小。我國(guó)廣州地鐵3號(hào)線是世界上第一個(gè)使用EP2002

制動(dòng)系統(tǒng)的用戶。Part

2

一、城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展

17(5)我國(guó)架控式EP09

制動(dòng)系統(tǒng)。廣州地鐵公司與鐵道科學(xué)研究院在2008年12月開始研

制開發(fā)的架控式EP09

制動(dòng)系統(tǒng)，在2010年8月10日通過(guò)專家評(píng)審，現(xiàn)已在廣州地鐵3號(hào)線、北京地鐵15號(hào)線上裝車使用，性能可靠。地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)是地鐵的關(guān)鍵部件，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EP09

制動(dòng)系統(tǒng)的研制成

功，是在變壓變頻交流傳動(dòng)系統(tǒng)、微處理器模擬直通電空制動(dòng)系統(tǒng)上的一項(xiàng)重大突破，徹底打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，為我國(guó)城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化做出了突出貢獻(xiàn)。(6)法國(guó)法維萊公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的車控式EPACLite和架控式EPAC

制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)用于我國(guó)上海地鐵6號(hào)線、8號(hào)線、13號(hào)線，深圳地鐵4號(hào)線，南京地鐵南延線，哈爾濱地鐵1號(hào)線上。

EPAC2制動(dòng)系統(tǒng)是基于單管的電空制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)車控和架控兩種方案。

EPAC2是一個(gè)緊湊的制動(dòng)單元，能根據(jù)收到的制動(dòng)命令實(shí)現(xiàn)電空常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)。(7)中車集團(tuán)株洲機(jī)車廠和美國(guó)西屋制動(dòng)機(jī)公司聯(lián)合研制的車控式ERV

制動(dòng)系統(tǒng)和架控式IERV

制動(dòng)系統(tǒng)。該制動(dòng)系統(tǒng)首次在我國(guó)城市軌道交通車輛上批量使用，其中ERV

制動(dòng)系統(tǒng)已應(yīng)用于我國(guó)長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線車輛上，經(jīng)過(guò)運(yùn)用考驗(yàn)，完全滿足我國(guó)地鐵車輛的制動(dòng)

需要。Part

2

一、城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展

18模擬式制動(dòng)系統(tǒng)

的特點(diǎn)(1)指令傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單。(2)由于采用微機(jī)控制，能方便地增加諸如根據(jù)荷

載變化進(jìn)行控制、減速度控制和減速度微分控制等功

能；能夠控制列車或列車基本單元內(nèi)的制動(dòng)力分配，

如動(dòng)力制動(dòng)剩余制動(dòng)力可用于拖車制動(dòng)；也可對(duì)動(dòng)力

制動(dòng)和空氣制動(dòng)進(jìn)行防滑控制，不必另設(shè)防滑控制單元。(3)能夠適應(yīng)空氣制動(dòng)和動(dòng)力制動(dòng)的混合作用。(4)由于制動(dòng)指令是無(wú)級(jí)傳輸?shù)?，能?duì)制動(dòng)系統(tǒng)精確控制，所以能更好地適應(yīng)列車自動(dòng)駕駛的要求。(1)反應(yīng)迅速，可靠性好。(2)電信號(hào)沒(méi)有臨界限制，制動(dòng)力一般只根據(jù)荷載變化進(jìn)行調(diào)整。(3)除了信號(hào)傳給系統(tǒng)外，其他部分結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。(4)有些數(shù)字式制動(dòng)系統(tǒng)如空氣運(yùn)算型等，空氣制動(dòng)與動(dòng)力制動(dòng)的

混合使用比較困難，特別適用于動(dòng)力制動(dòng)和空氣制動(dòng)單獨(dú)使用的地

鐵列車。(5)由于制動(dòng)指令是有級(jí)傳輸?shù)模蚨渑c列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)一起使用的適應(yīng)性不如模擬式制動(dòng)系統(tǒng)。Part

2

二、

地鐵制動(dòng)系統(tǒng)形式的選擇

19常用的數(shù)字式制動(dòng)

系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)電制動(dòng)為主。(2)緊急制動(dòng)由空氣制動(dòng)提供。(3)車輛停放時(shí)的制動(dòng)由彈簧力提供，壓縮空氣緩解。(4)在電制動(dòng)力不足的情況下，動(dòng)車與拖車分別根據(jù)各自車輛所接收的制動(dòng)指令，同時(shí)施加空氣制動(dòng)。(5)在緊急制動(dòng)過(guò)程中如果電制動(dòng)失效，空氣制動(dòng)將代替電制動(dòng)，且根據(jù)車輛載質(zhì)量施加適量的空氣制動(dòng)。(6)低速運(yùn)行時(shí)，由空氣制動(dòng)代替電制動(dòng)，實(shí)施保持制動(dòng)使列車停車。(7)當(dāng)車輛需要運(yùn)行時(shí)，保持制動(dòng)由牽引指令進(jìn)行緩解，隨著車輛牽引力的不斷增大，保持制動(dòng)逐漸緩解，可以防止?fàn)恳Σ蛔銜r(shí)制動(dòng)完全緩解造成的車輛后退。Part

2

三、

地鐵車輛一般制動(dòng)設(shè)計(jì)原則

20任務(wù)三

城市軌道交通車輛制動(dòng)機(jī)的種類Part

3

一、按照制動(dòng)時(shí)列車動(dòng)能的轉(zhuǎn)移方式分類

221.

摩擦制動(dòng)機(jī)(1)閘瓦制動(dòng)機(jī)

(2)盤形制動(dòng)機(jī)(3)軌道電磁制動(dòng)機(jī)2.

動(dòng)力制動(dòng)機(jī)(1)再生制動(dòng)機(jī)

(2)電阻制動(dòng)機(jī)Part

3

一、按照制動(dòng)時(shí)列車動(dòng)能的轉(zhuǎn)移方式分類

23Part

3

一、按照制動(dòng)時(shí)列車動(dòng)能的轉(zhuǎn)移方式分類

24(c)安裝輪盤式制動(dòng)盤的輪對(duì)

(d)制動(dòng)盤安裝實(shí)物圖1——車輪；2——車軸；3——制動(dòng)盤(軸盤);4——制動(dòng)盤(輪盤)圖1-2

盤形制動(dòng)裝置示意圖(a)軸盤式整體制動(dòng)

(b)輪盤式制動(dòng)盤在車輪上安裝情況Part

3

一、按照制動(dòng)時(shí)列車動(dòng)能的轉(zhuǎn)移方式分類

25圖1-3

軌道電磁制動(dòng)機(jī)2.

非黏著制動(dòng)機(jī)列車制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力大小不受黏

著力的限制，稱為非黏著制動(dòng)。

由于系統(tǒng)制動(dòng)力不從輪軌之間獲

取，因此它可以獲得較大的制動(dòng)

力。Part

3

二、

按照列車制動(dòng)力的獲取方式分類

261.

黏著制動(dòng)機(jī)(1)純滾動(dòng)狀態(tài)

(2)滑行狀態(tài)

(3)黏著狀態(tài)Part

3

三、

按照制動(dòng)源動(dòng)力分類

27電空制動(dòng)機(jī)

液壓制動(dòng)機(jī)自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)

旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)機(jī)翼板式空氣制動(dòng)機(jī)軌道渦流制動(dòng)機(jī)Part

3三、

按照制動(dòng)源動(dòng)力分類

28圖1-4

軌道渦流制動(dòng)原理制動(dòng)指令液壓制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)電子控制單元電磁閥指令電液制動(dòng)裝置,液壓基礎(chǔ)制動(dòng)裝置制動(dòng)力

(洛侖茲力)渦流N圖1-6

液壓制動(dòng)的控制過(guò)程轉(zhuǎn)動(dòng)方向圓盤圖1-5

旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)原理圖電氣制動(dòng)力2.

架控式制動(dòng)機(jī)1.

車控式制動(dòng)機(jī)Part

3

四、按照總體控制方式分類

30Part

3

四、按照總體控制方式分類31防滑電子裝置

制動(dòng)控制電子裝置防滑閥制動(dòng)控制氣閥列車控制信號(hào)制動(dòng)控制信號(hào)圖1-7

車控式制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)示意圖Part

3

四、按照總體控制方式分類

32傳向架制動(dòng)設(shè)備空氣制動(dòng)防滑系統(tǒng)EP列車指令線列車網(wǎng)絡(luò)WSP制動(dòng)管理制動(dòng)控制風(fēng)源系統(tǒng)制動(dòng)控制單元圖1-8

車控式制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)原理圖亭放控制和懸扭控制單元集中式控制制動(dòng)缸壓力BCPWSP-Part3

四、

按照總體控制方式分類

33圖1-9

架控式制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)示意圖Part

3

四、

按照總體控制方式分類

34分布式控制EP列車指令線列車網(wǎng)絡(luò)CAN

總線制動(dòng)管理停放控制和制動(dòng)控制懸掛控制單元圖1-

10

架控式制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)原理圖分布式制動(dòng)

控制系統(tǒng)制動(dòng)控制WSP

WSP任務(wù)四

城市軌道交通的特點(diǎn)和車輛制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具備的條件(1)城市軌道交通的每條路線不長(zhǎng)，

一般在20~30km;

站距很短，

一般在1~2

km。

如北京地鐵1號(hào)線從四惠東站到蘋果園站，全長(zhǎng)31.04km,

有26座車站，平均站間距離1.194km;

而哈爾濱地鐵1號(hào)線全長(zhǎng)17.44km,共有18座車站，平均站間距離不到1km。由于站間距離短，列車加速、減速及停車比較頻繁。為了提高運(yùn)行速度，增加列車密度，必須使列車起動(dòng)快、制動(dòng)快、制動(dòng)距離短。由于地鐵車站一般設(shè)有屏蔽門，所以停車精度要求也高。這就要求車輛制動(dòng)裝置具有操縱靈活、動(dòng)作迅速、停車平穩(wěn)、準(zhǔn)確、制動(dòng)功率和制動(dòng)力大等特點(diǎn)。(2)城市軌道列車的乘客量波動(dòng)大，無(wú)乘客時(shí)僅車輛自重，相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較輕的。為了降

低能耗，車輛車體的材質(zhì)采用鋁合金和薄壁不銹鋼型材，所以自重較小。而車輛坐、立乘客均滿載時(shí)總質(zhì)量卻很大，乘客在總質(zhì)量中占相當(dāng)份額，如地鐵系統(tǒng)的A型車輛定員為310人，而在超員的情況下(AW3工況下，9人/m2)

每節(jié)車輛裝載旅客達(dá)430人左右。因此，

乘客量對(duì)車輛總質(zhì)量有較大的影響，容易引起制動(dòng)效能的變化。而制動(dòng)效能又是表征制動(dòng)能力的重要參數(shù)，制動(dòng)效能如變化大，對(duì)列車制動(dòng)時(shí)保證一定的減速度、防止車輪滑行及減輕車輛間縱向沖動(dòng)都是不利的。因此，在城市軌道交通動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)中都設(shè)有空重車自動(dòng)調(diào)整裝置，使制動(dòng)系統(tǒng)具備在各種載客的工況下使車輛制動(dòng)效能基本恒定的性能。Part

4

一、城市軌道交通的特點(diǎn)

36(3)城市軌道電動(dòng)列車在部分車輛甚至所有車輛上裝有獨(dú)立的牽引電動(dòng)機(jī)，這就為采用電

制動(dòng)提供了基本條件。電制動(dòng)功率大，尤其是在較高速度范圍內(nèi)，能承擔(dān)大部分的制動(dòng)負(fù)荷，可以滿足城市軌道交通車輛軸制動(dòng)功率大的要求；電制動(dòng)是非摩擦制動(dòng)，沒(méi)有摩擦副零件的磨耗和噪聲，減少了維護(hù)費(fèi)用和對(duì)環(huán)境的污染，因而比較經(jīng)濟(jì)；使用再生制動(dòng)可以節(jié)約能源，具有一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，所以采用電制動(dòng)具有積極的意義。但電制動(dòng)在低速時(shí)制動(dòng)力小，而且要保證在電制動(dòng)失效和緊急情況下的行車安全，又要滿足停車和停放的要求，所以摩擦制動(dòng)是一種必備的制動(dòng)方式。在幾種制動(dòng)方式同時(shí)安裝和使用時(shí)，要充分發(fā)揮它們的最佳作用，需要一套完善的制動(dòng)控制裝置來(lái)控制，使它們協(xié)調(diào)配合。Part

4

一、城市軌道交通的特點(diǎn)

37(4)城市軌道交通行車密度大，乘客要求候車時(shí)間短且快速安全，運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)，留給軌道交通線路和車輛的檢修作業(yè)的時(shí)間很短，因而采用較強(qiáng)的軌道結(jié)構(gòu)部件，采用整體道床的較多。車輛的日常維修(日檢)一般都在夜間進(jìn)行。(5)我國(guó)擁有軌道交通的城市都是國(guó)際化程度較高、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快、人口密度較大(城區(qū)人口在300萬(wàn)人以上)、城市交通出行存在一定困難的城市。如我國(guó)的北京、天津、上海、廣

州等城市的城市軌道交通發(fā)展得比較早。正在建設(shè)城市軌道交通的城市有南京、深圳、重慶、武漢、長(zhǎng)春、青島、大連、沈陽(yáng)、西安、長(zhǎng)沙、哈爾濱、杭州、蘇州、溫州等。Part

4

一、城市軌道交通的特點(diǎn)

38(1)操縱靈活，制動(dòng)減速度大，作用靈敏可靠，車組前后車輛的制動(dòng)、緩解一致。(2)具有足夠的制動(dòng)能力，保證車組在規(guī)定的制動(dòng)距離內(nèi)停車。(3)對(duì)新型的城市軌道交通車輛，

一般要求具有電制動(dòng)功能，并且在正常制動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)盡

量充分發(fā)揮電制動(dòng)能力，以減少對(duì)城市環(huán)境的噪聲污染和降低運(yùn)行成本。同時(shí)，還應(yīng)具有電制

動(dòng)與摩擦制動(dòng)協(xié)調(diào)配合的制動(dòng)功能。(4)制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)保證列車在長(zhǎng)大下坡道上制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)力不會(huì)衰減。(5)電動(dòng)車組各車輛的制動(dòng)能力應(yīng)盡可能一致，制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)乘客數(shù)量的變化，具有空重

車調(diào)整能力，以減少制動(dòng)協(xié)調(diào)配合的制動(dòng)功能。(6)具有緊急制動(dòng)能力。遇有緊急情況時(shí)，能使列車在規(guī)定距離內(nèi)安全停車。緊急制動(dòng)作用

除可由駕駛員操縱外，必要時(shí)還可由行車人員利用緊急按鈕進(jìn)行操縱。(7)城市軌道交通列車在運(yùn)行中發(fā)生諸如列車分離、降弓、斷電、制動(dòng)系統(tǒng)故障等危及行車

安全的事故時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)啟動(dòng)緊急制動(dòng)裝置。Part

4

二、城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具備的條件

39項(xiàng)目小結(jié)本項(xiàng)目系統(tǒng)闡述了城市軌道交通車輛制動(dòng)系

統(tǒng)的基本知識(shí)。首先介紹了制動(dòng)的基本概念

和制動(dòng)系統(tǒng)的重要作用，簡(jiǎn)要闡述了城市軌

道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷程，重點(diǎn)對(duì)城

市軌道交通車輛制動(dòng)機(jī)的種類進(jìn)行了詳盡的

描述，最后對(duì)城市軌道交通的特點(diǎn)和車輛制

動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具備的條件作了簡(jiǎn)要的介紹。謝謝大家項(xiàng)目二制動(dòng)控制原理作

以目錄ontents制動(dòng)力的產(chǎn)生及黏著蠕滑理論制動(dòng)力的計(jì)算與分配制動(dòng)防滑控制制動(dòng)指令項(xiàng)目導(dǎo)入本項(xiàng)目全面、系統(tǒng)地闡述了城市軌道交通車輛制動(dòng)控制原理的基本知識(shí)，具有很強(qiáng)的針

對(duì)性和實(shí)用性。通過(guò)對(duì)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解車輛制動(dòng)控制的相關(guān)知識(shí)，能夠掌

握車輛制動(dòng)的理論內(nèi)容。1

了解制動(dòng)控制基本性能的要求；2

了解控制系統(tǒng)的控制范圍；3

熟悉數(shù)字式制動(dòng)指令、模擬式制動(dòng)指令。知識(shí)目標(biāo)能夠掌握蠕滑理論、黏著系數(shù)與蠕滑率的關(guān)系；能夠掌握制動(dòng)力計(jì)算與分配；能夠掌握制動(dòng)防滑控制裝置和制動(dòng)防滑控制原理。能力目標(biāo)任務(wù)一

制動(dòng)控制的要求47滿足規(guī)定的制動(dòng)距離要求滿足規(guī)定的減速度要求滿足黏著利用率要求有較高的再生制動(dòng)率滿足制動(dòng)平穩(wěn)性要求滿足制動(dòng)精度要求Part

1

一、制動(dòng)控制基本性能的要求

48123Part

1

一、制動(dòng)控制基本性能的要求

497

滿足故障條件下制動(dòng)能力的要求8

滿足救援條件下的制動(dòng)能力的要求9

滿足列車防溜對(duì)制動(dòng)能力的要求空電復(fù)合控制的編組控制模式空電復(fù)合控制的單元控制模式空電復(fù)合控制的單車控制模式空電復(fù)合控制的架控模式空電復(fù)合控制的軸控模式Part

1

二、

控制系統(tǒng)的控制范圍

50任務(wù)二

制動(dòng)指令511.

數(shù)字式制動(dòng)指令概念2.

數(shù)字式指令形成方式3.

數(shù)字式制動(dòng)指令的傳輸Part

2

一、數(shù)字式制動(dòng)指令

52制動(dòng)指令線緩解1級(jí)2級(jí)3級(jí)4級(jí)5級(jí)6級(jí)7級(jí)常用101100011常用200111001常用300001111表2-1

各級(jí)指令對(duì)應(yīng)表(1表示得電

；0表示失電)Part

2制動(dòng)指令線緩解1級(jí)2級(jí)3級(jí)4級(jí)5級(jí)6級(jí)7級(jí)常用101111111常用200111111常用300011111常用400001111常用500000111常用600000011常用700000001Part2一、數(shù)字式制動(dòng)指令

54表2-2

各級(jí)指令對(duì)應(yīng)表(1表示得電；0表示失電)Part2一、數(shù)字式制動(dòng)指令

55開關(guān)電量電纜數(shù)字通信電纜司機(jī)制動(dòng)控

制器含：開關(guān)電

量、數(shù)字編碼司機(jī)制動(dòng)控

制器含：開關(guān)電量圖2-

1

數(shù)字式制動(dòng)指令形成方式數(shù)字通信電纜數(shù)字編碼Part

2

一、數(shù)字式制動(dòng)指令

56制動(dòng)控制裝置電子控制單元圖2-2

數(shù)字式制動(dòng)指令硬線傳輸與網(wǎng)絡(luò)傳輸示意圖網(wǎng)絡(luò)傳輸線

(光

纖或硬線)司機(jī)制動(dòng)控制器網(wǎng)絡(luò)

主機(jī)2.

模擬式制動(dòng)指令的傳輸1.

模擬式制動(dòng)指令概念Part

2

二、

模擬式制動(dòng)指令

57信號(hào)電壓/信號(hào)電流/信號(hào)頻率/脈寬PWM

波/脈位PPM波可以兩根傳輸電線模擬式制動(dòng)指令形成方式Part

2二、

模擬式制動(dòng)指令

58司機(jī)

控制器圖2-3級(jí)位牽引SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB,EB占空比15.0%23.8%32.5%41.3%50.0%58.8%67.5%76.3%90.0%Part2

二、

模擬式制動(dòng)指令

59表2-3

PWM

制動(dòng)指令信號(hào)占空比Part

2

二、

模擬式制動(dòng)指令SB(PWM)司機(jī)制動(dòng)控制器或ATP/ATO電子控制單元牽引控制裝置電子控制單元圖2

-

4

模擬制動(dòng)指令的硬線傳輸示意圖空氣壓力控制板空氣壓力控制板制動(dòng)控制裝置制動(dòng)控制裝置SB(PWM)M車T車60在地鐵列車電空制動(dòng)系統(tǒng)中，司機(jī)制動(dòng)控制器是司機(jī)操縱列車制動(dòng)，即發(fā)出制動(dòng)指令的裝置。模擬型制動(dòng)手柄裝置的主要部件是形成模擬電量的電子元器件，把司機(jī)制動(dòng)手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)位置(對(duì)應(yīng)了不同的制動(dòng)級(jí)位),通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器(角位移編碼器),轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的模擬信號(hào)幅值。最常用的模擬信號(hào)是脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)，需要一個(gè)精密的角度線性電位器，用不同制動(dòng)級(jí)位對(duì)應(yīng)的電阻值調(diào)制脈沖信號(hào)發(fā)生器的脈沖信號(hào)寬度，形成占空比信號(hào)。該信號(hào)可經(jīng)列車傳輸線或列車網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線傳輸。數(shù)字型制動(dòng)手柄裝置通常由手柄、傳動(dòng)軸、凸輪盤、微動(dòng)開關(guān)、接線座盒、安裝座等組成。一個(gè)典型的NABTESCO司機(jī)制動(dòng)控制器(牽引制動(dòng)一體化)手柄結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-5所示。牽引制動(dòng)手柄，也稱為主手柄。手柄在垂直于臺(tái)面的位置(即鉛垂位)為中

立位，由此位置向前推為牽引控制區(qū)，向后拉為制動(dòng)控制區(qū)，其中制動(dòng)控制區(qū)的前半?yún)^(qū)為常用制動(dòng)區(qū)(7級(jí)SB),常用制動(dòng)區(qū)之后有一個(gè)定位是快速制動(dòng)位FB。Part

2

三、

制動(dòng)指令裝置——司機(jī)制動(dòng)控制器

61Part

2

三、

制動(dòng)指令裝置——司機(jī)制動(dòng)控制器

62當(dāng)司機(jī)操作制動(dòng)手柄置于常用制動(dòng)區(qū)某個(gè)位置(常用制動(dòng)級(jí)位)時(shí)，實(shí)際上就把反映手

柄位的信息如常用7位(以下記為B7),以數(shù)字量形式經(jīng)列車網(wǎng)絡(luò)傳送到各車制動(dòng)控制裝置，在計(jì)算機(jī)的計(jì)算和控制下，查表找出該級(jí)位、此時(shí)列車速度對(duì)應(yīng)的列車制動(dòng)減速度，再與車輛總重等數(shù)據(jù)一起計(jì)算出此時(shí)該車所需的制動(dòng)力，控制中繼閥向制動(dòng)缸輸出

相應(yīng)的空氣壓力。減速度指令方式控制原理示意圖如圖2-6所示。Part

2

三、

制動(dòng)指令裝置——司機(jī)制動(dòng)控制器

63Part

2三、

制動(dòng)指令裝置——司機(jī)制動(dòng)控制器

64圖2-6

減速度指令方式控制原理示意圖因此，采用電氣指令方式的空氣制動(dòng)機(jī)，其制動(dòng)指令的本質(zhì)是制動(dòng)手柄位對(duì)應(yīng)的列車制動(dòng)減速度，也是司機(jī)所希望的列車減速度能力和表現(xiàn)，指令信息形式是電氣量(模擬量或數(shù)字量)。指令的具體內(nèi)容因指令信息形式的不同而不同。模擬量表達(dá)的制動(dòng)指令中，指令的具體內(nèi)容就是電壓(或電流、脈沖寬度等)的具體數(shù)值；而在數(shù)字量表達(dá)的制動(dòng)指令中，經(jīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)氖墙?jīng)過(guò)編碼形成的數(shù)字量，其

具體內(nèi)容對(duì)應(yīng)的是指令制動(dòng)級(jí)位的數(shù)字量，如B7,

以列車網(wǎng)絡(luò)通信方式傳遞。顯然，不論是模擬指令還是數(shù)字指令，其傳播速度大大高于空氣制動(dòng)波速。其中，數(shù)字指令信息受網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度和通信協(xié)議的影響，比純粹模擬電氣指令信息的傳輸稍有延遲。減速度指令模式，對(duì)應(yīng)了制動(dòng)控制的減速度控制模式。就是說(shuō)，制動(dòng)控制是以動(dòng)車組應(yīng)達(dá)到或維持預(yù)定的減速度為目標(biāo)的，制動(dòng)力的分配、調(diào)整控制要以此為前提。Part

2

三、

制動(dòng)指令裝置——司機(jī)制動(dòng)控制器

65任務(wù)三

制動(dòng)力的產(chǎn)生及黏著蠕滑理論66制動(dòng)力的形成與黏著關(guān)系圖2-9是一個(gè)輪對(duì)利用閘瓦制動(dòng)產(chǎn)

生制動(dòng)力的過(guò)程。Part

3

一、黏著概念67圖2-7所示為列車以速度v在平直線路上運(yùn)行時(shí)的一個(gè)

動(dòng)輪的受力情況。為了描述清晰，圖中將動(dòng)輪與鋼軌

分離。動(dòng)輪與鋼軌的黏著一、黏著概念Part

368Part

3

一、黏著概念

69圖2-8

軌面與車輪踏面的擦傷一、黏著概念Part

370傳統(tǒng)理論認(rèn)為：車輪相對(duì)鋼軌滾動(dòng)時(shí)，接觸面是一種干摩擦的黏著狀態(tài)，除非制動(dòng)力或牽引力大于黏著力時(shí)才會(huì)轉(zhuǎn)入滑動(dòng)摩擦狀態(tài)。但是現(xiàn)代研究表明，由于車輪和鋼軌都是彈性體，滾動(dòng)時(shí)輪軌接觸處會(huì)產(chǎn)生彈性變形，這種彈性變形會(huì)使接觸面間發(fā)生微量滑動(dòng)，稱之為“蠕滑”。對(duì)“蠕滑”的研究和分析，可以進(jìn)一步深化我們對(duì)黏著的認(rèn)識(shí)。車輪在正壓力的作用下，輪軌接觸處產(chǎn)生彈性變形，形成橢圓形的接觸面。從微觀上看，

兩個(gè)接觸面是粗糙不平的。由于切向力Fi的作用，車輪在鋼軌上滾動(dòng)時(shí)，車輪和鋼軌的粗糙

接觸面間產(chǎn)生新的彈性變形，接觸面間出現(xiàn)微量滑動(dòng)，即所謂的“蠕滑”

。蠕滑的產(chǎn)生是

由于在車輪接觸面的前部產(chǎn)生壓縮，后部產(chǎn)生拉伸；而在鋼軌接觸面的前部產(chǎn)生拉伸，后

部產(chǎn)生壓縮。隨著動(dòng)輪的滾動(dòng)，車輪上原來(lái)被壓縮的金屬陸續(xù)放松，并被拉伸；而鋼軌上

原來(lái)被拉伸的金屬陸續(xù)被壓縮，因而在接觸面的后部出現(xiàn)滑動(dòng)。Part3

二、

蠕滑理論

71如圖2-10所示，切向力在接觸面上形成兩個(gè)性質(zhì)不同的狀態(tài)和區(qū)域：接觸面的前部，輪軌

間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，稱為滾動(dòng)區(qū)，用陰影線表示；接觸面的后部，輪軌間有相對(duì)滑動(dòng)，稱為

滑動(dòng)區(qū)。這兩個(gè)區(qū)域的大小隨切向力的變化而變化。當(dāng)切向力增大時(shí)，滑動(dòng)區(qū)面積增大，滾動(dòng)區(qū)面積減小。當(dāng)切向力超過(guò)某一極限值時(shí)，滾動(dòng)區(qū)面積為零，只剩下滑動(dòng)區(qū)，整個(gè)接

觸面間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，輪軌間黏著被破壞，車輪在鋼軌上開始明顯打滑，即出現(xiàn)“空轉(zhuǎn)”

或“滑行”。Part3

二、

蠕滑理論

72二、蠕滑理論P(yáng)art

373由以上分析表明，車輪在鋼軌面上滾動(dòng)的黏著狀態(tài)實(shí)際上是“滾中帶微滑”的狀態(tài)。車輪在鋼

軌面上滾動(dòng)的過(guò)程中發(fā)生縱向滑動(dòng)，該滑動(dòng)包括兩種情況：

一種是列車在實(shí)施制動(dòng)后發(fā)生的，

即車輛所受的制動(dòng)力超過(guò)了輪軌間的黏著力，車輪轉(zhuǎn)速急劇降低甚至停轉(zhuǎn)，這種縱向滑動(dòng)叫作“滑行”;另一種是列車在牽引工況下發(fā)生的，即輪周牽引力超過(guò)了輪軌間的黏著力，此時(shí)車

輪飛速轉(zhuǎn)動(dòng)而列車速度很慢甚至根本不動(dòng)，這種縱向滑動(dòng)叫作“空轉(zhuǎn)”。Part3

二、

蠕滑理論

742.

黏著系數(shù)與蠕滑率的關(guān)系1.

蠕滑率Part

3

三、

黏著系數(shù)與蠕滑率的關(guān)系

75圖2-11

黏著系數(shù)與蠕滑率的關(guān)系Part

3

三、

黏著系數(shù)與蠕滑率的關(guān)系

76車輪踏面與鋼軌表面的狀態(tài)車輛運(yùn)行速度和狀態(tài)線路質(zhì)量動(dòng)車有關(guān)部件的狀態(tài)Part

3

四、

影響?zhàn)ぶ禂?shù)的因素77影響任務(wù)四

制動(dòng)力的計(jì)算與分配782.

電制動(dòng)力的計(jì)算1.

空氣制動(dòng)力的計(jì)算Part

4

一、制動(dòng)力計(jì)算79負(fù)載工況拖車/kg動(dòng)車/kgAW。3498043320AW25346062800AW36102069360Part

4

一、制動(dòng)力計(jì)算

80表2-4

不同工況下每輛車的制動(dòng)總負(fù)載Part

4

一、制動(dòng)力計(jì)算

81圖2-12

一根動(dòng)軸的電制動(dòng)力與速度的關(guān)系等磨耗原則空氣制動(dòng)均勻分配Part

4

二、制動(dòng)力分配

82拖車空氣制動(dòng)優(yōu)先分配節(jié)能原則任務(wù)五

制動(dòng)防滑控制WSP83(一)滑行檢測(cè)裝置——速度傳感器(二)微機(jī)控制的防滑控制單元(三)防滑電磁閥Part

5一、制動(dòng)防滑控制裝置

84制動(dòng)風(fēng)缸

制動(dòng)控制單元防滑控制單元接線板防滑閥

防滑閥

防滑閥

防滑閥制動(dòng)缸[速度傳感器Part

5

一、制動(dòng)防滑控制裝置

85圖2-

13

制動(dòng)防滑控制示意圖速度傳感器速度傳感器制動(dòng)缸Part

5

一、制動(dòng)防滑控制裝置

86圖2-14

速度傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖圖2-15

速度傳感器實(shí)物圖Part

5

一、制動(dòng)防滑控制裝置

87圖2-

16

防滑閥結(jié)構(gòu)總成雙閥電磁閥電氣連接觸銷VM1W-EV.閥門支架通道板側(cè)板側(cè)板Part

5

一、制動(dòng)防滑控制裝置881——外部閥口；2——

內(nèi)部閥口；3——雙閥用電磁鐵；4——側(cè)板；5——

電樞彈簧；6——通道板；

7——

電樞膜板；8——錐形彈簧：9——控制室SD;10——閥座VD;11——

噴嘴dD(并非所有型號(hào))

;12——

閥門支架；13——噴嘴dC

(并非所有型號(hào));14——

閥座VC;15——C膜板；16——控制室SCPart

5

一、制動(dòng)防滑控制裝置

89圖2-

18

正常制動(dòng)施加及緩解Part

5

一、制動(dòng)防滑控制裝置

90圖2-19

滑行緩解排風(fēng)狀態(tài)Part

5

一、制動(dòng)防滑控制裝置

91圖2-20

保壓狀態(tài)(二)防滑控制原理1.

防滑控制的一般方法2.回復(fù)檢測(cè)(僅限空氣制動(dòng)滑行檢測(cè))

3.

再黏著檢測(cè)Part

5

二、

制動(dòng)防滑控制原理

92(一)滑行檢測(cè)1.

速度差判據(jù)控制

2.

減速度判據(jù)控制3.

減速度微分判據(jù)控制

4.

滑移率判據(jù)控制圖2-21

根據(jù)速度差進(jìn)行判斷的曲線圖二、

制動(dòng)防滑控制原理Part593圖2-22

根據(jù)減速度進(jìn)行判斷的曲線圖Part

5

二、

制動(dòng)防滑控制原理

94Part

5

二、

制動(dòng)防滑控制原理

95圖2-23

根據(jù)減速度進(jìn)行判斷的曲線圖圖2-24

根據(jù)減速度微分進(jìn)行判斷的曲線圖二、

制動(dòng)防滑控制原理Part

596圖2-25

滑移率與黏著力的關(guān)系曲線二、

制動(dòng)防滑控制原理Part

597基準(zhǔn)軸速度計(jì)算加減速度計(jì)算速度差

計(jì)算滑移率

計(jì)算1軸(滑行、空轉(zhuǎn))2軸(滑行、空轉(zhuǎn))

3軸(滑行、空轉(zhuǎn))

4軸(滑行、空轉(zhuǎn))抱死檢測(cè)監(jiān)視滑行、空轉(zhuǎn)檢測(cè)監(jiān)視SKG2速度計(jì)算SKG3滑行空轉(zhuǎn)抱死檢測(cè)控制Part

598圖2-26

防滑控制原理圖車輪直徑補(bǔ)償計(jì)算防滑閥控制SKG1SKG4項(xiàng)目小結(jié)本項(xiàng)目系統(tǒng)闡述了制動(dòng)控制原理的基本

知識(shí)。本著循序漸進(jìn)、由淺入深的指導(dǎo)

思想，首先介紹了制動(dòng)控制的要求，簡(jiǎn)要闡述了制動(dòng)指令，重點(diǎn)對(duì)制動(dòng)力的產(chǎn)

生及黏著蠕滑理論、制動(dòng)力的計(jì)算與分

配進(jìn)行了詳盡的描述，最后對(duì)制動(dòng)防滑控制WSP

作了簡(jiǎn)要的介紹。99謝謝大家項(xiàng)目三供風(fēng)系統(tǒng)作二次冷卻器及空氣

壓縮機(jī)的主要附件制動(dòng)管路附件和

制動(dòng)管路布置氣路傳動(dòng)

原理說(shuō)明目錄ontents空氣干燥器項(xiàng)目導(dǎo)入本項(xiàng)目系統(tǒng)闡述了城市軌道交通車輛供風(fēng)系統(tǒng)的基本知識(shí)，具有很強(qiáng)的針對(duì)性和實(shí)用性。

通過(guò)對(duì)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解車輛供風(fēng)系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，能夠掌握車輛供風(fēng)系統(tǒng)

的結(jié)構(gòu)、工作原理。1

了解活塞式空氣壓縮機(jī)、螺桿式空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)；

掌握空氣干燥器的結(jié)構(gòu)；3

熟悉二次冷卻器及空氣壓縮機(jī)的主要附件。知識(shí)目標(biāo)

掌握活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理；2

掌握螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作原理；3

了解空氣干燥器的工作原理；掌握風(fēng)源系統(tǒng)及管路系統(tǒng)的組成。能力目標(biāo)任務(wù)一

空氣壓縮機(jī)組106圖3-1

活塞式空氣壓縮機(jī)107圖3-3

螺桿式空氣壓縮機(jī)圖3-2

葉片式空氣壓縮機(jī)108活塞式空氣壓縮機(jī)，由固定機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)

/排氣機(jī)構(gòu)、中間冷卻裝置和潤(rùn)滑裝置等幾部分

組成。Part

1

一、活塞式空氣壓縮機(jī)

109電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)空氣壓

縮機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)

帶動(dòng)高、低位置三個(gè)活塞同時(shí)

在氣缸內(nèi)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。構(gòu)造組成工作原理圖3-4

活塞式空氣壓縮機(jī)1——潤(rùn)滑油泵；2——機(jī)體；3——油壓表；4——空氣濾清器；5、8——進(jìn)氣閥片；6——排氣閥片；7、9——低壓缸活塞；10——高壓缸活塞；11——主風(fēng)缸；12——壓力控制器；13——上集氣箱；14——散熱管(中冷器);15——下集氣箱Part

1

一、活塞式空氣壓縮機(jī)

1101——驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；2——進(jìn)氣過(guò)濾器；3——呼吸器；4——聚合過(guò)濾器；5——低壓缸；6——低壓閥；7——高壓缸；8——高壓閥；9——冷卻進(jìn)口；10——黏滯風(fēng)扇；11——扇葉；12,18——彈性裝置；13——

曲軸；15——油位觀測(cè)鏡；16——

中間凸緣；17——柔性連軸節(jié)；

A1——空氣出口；A2——空氣進(jìn)口；A3——冷卻空氣Part

1

一、活塞式空氣壓縮機(jī)

111Part

1

二、

螺桿式空氣壓縮機(jī)

112結(jié)構(gòu)組成、功能及工作原理(1)結(jié)構(gòu)組成(2)功能(3)工作原理特點(diǎn)(1)噪聲小、振動(dòng)小。(2)可靠性高和壽命長(zhǎng)。

(3)維護(hù)簡(jiǎn)單。工作過(guò)程(1)吸氣過(guò)程

(2)壓縮過(guò)程

(3)排氣過(guò)程螺桿式空氣壓縮機(jī)主要技術(shù)參數(shù)17個(gè)圖3-

6

TSAG-0.9ARI

I

型螺桿式空氣壓縮機(jī)組的結(jié)構(gòu)1——

電動(dòng)機(jī)：2——

中托架：3——蝸殼；

擴(kuò)壓器；5——冷卻器；6——冷卻系統(tǒng)；7——機(jī)體油氣桶部分；8——壓力維持閥；9——真空指示器；10——進(jìn)氣閥；11——機(jī)頭；12——油氣筒；13——潤(rùn)滑油過(guò)濾器；14——視油鏡；15——空氣過(guò)濾器Part1

二、

螺桿式空氣壓縮機(jī)

113Part

1

二、

螺桿式空氣壓縮機(jī)

114圖3-7

螺桿式空氣壓縮機(jī)工作原理圖3-8

螺桿式空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的流程1——螺桿式空氣壓縮機(jī)；

2——聯(lián)軸器；3——冷卻風(fēng)機(jī)；4——

電動(dòng)機(jī)；

5——空、油冷卻器(機(jī)油冷卻單元)

;

6——冷卻器(壓縮空氣后冷卻單元);7——壓力開關(guān)；

8——進(jìn)氣真空指示器；

9——真空指示器；10——空氣濾清器；

11——油細(xì)分離器；

12——最小壓力維持閥；

13——安全閥；

14——溫度開關(guān)；

15——視油鏡；

16——泄油閥；

17——溫度控制閥；

18——油氣筒組成；

19——機(jī)油過(guò)濾器；20——單向閥Part

1

二、

螺桿式空氣壓縮機(jī)

115如圖3-9所示，主風(fēng)缸壓力由兩個(gè)裝置(一個(gè)壓力傳感器A1

,

一個(gè)壓力開關(guān)A2)

控制，

并有安全閥保護(hù)。所需的壓力信息由壓力傳感器(A1)感應(yīng)并將其傳給列車控制單元

VTCU,列車控制單元VTCU

控制電動(dòng)機(jī)的啟停(有的空氣壓縮機(jī)由電子制動(dòng)控制單元

進(jìn)行控制)。當(dāng)主風(fēng)缸壓力低于7.5×102kPa(可調(diào))時(shí)，空氣壓縮機(jī)開始啟動(dòng)。當(dāng)主風(fēng)缸壓力升到9.0×102kPa時(shí)，空氣壓縮機(jī)停止工作。壓力控制器用作檢查壓力開關(guān)A2

的可靠性，并作TRB

模式(列車通信控制限制/備份模式)的備用系統(tǒng)。Part1

三、

空氣壓縮機(jī)組的控制

116圖3-9

空氣壓縮機(jī)控制示意圖A1——壓力傳感器；A2——壓力開關(guān)；A3——雙塔式空氣干燥器；

A4——空氣壓縮機(jī)Part

1

三、

空氣壓縮機(jī)組的控制

117由于列車編組中空氣壓縮機(jī)不止一臺(tái)，為確保它們的均衡使用，避免空氣壓縮機(jī)內(nèi)產(chǎn)生冷凝水，其運(yùn)轉(zhuǎn)周期必須大于30%。因此，只有前導(dǎo)單元車上的空氣壓縮機(jī)出現(xiàn)故障或列車壓縮空氣消耗過(guò)大，主風(fēng)缸壓力下降到6.5×102kPa以下時(shí)，第二臺(tái)空氣壓縮機(jī)才啟動(dòng)。也有的城市軌道交通車輛的空氣壓縮機(jī)采用單雙日控制。當(dāng)有一臺(tái)空氣壓縮機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，車組列車仍能正常運(yùn)營(yíng)，列車性能不會(huì)受到影響，但仍在工作的那臺(tái)空氣壓縮機(jī)輸出加倍，設(shè)計(jì)能滿足雙倍負(fù)荷的要求。Part1三、

空氣壓縮機(jī)組的控制

118任務(wù)二

空氣干燥器1191202.

作用原理如圖3-11、

3-121.

結(jié)構(gòu)組成單塔式(也稱單筒式)空氣干燥器是一種無(wú)熱再生作用的干燥器，其結(jié)構(gòu)如圖3-11所示。它的特點(diǎn)是吸附劑的吸附作用與再生作用在同一干燥筒內(nèi)進(jìn)行，由油水分離器、干燥筒、排水閥、電磁閥、再生風(fēng)缸和消聲器等組成。在油水分離器中存有許多拉希格圈(一種用鋁片或銅片做成的有縫的小圓筒，見(jiàn)圖3-12)

。干燥器則是一個(gè)網(wǎng)形的大圓筒，其中盛滿顆粒狀的吸附劑。Part

2

一、單塔式空氣干燥器

121圖3-11單塔式空氣干燥器1——空氣干燥筒；2——彈簧；3——單向閥；4——帶孔擋板；5——干燥筒體；6——吸附劑；7——油水分離器；8——拉希格圈；9——排泄閥；10——消聲器；11——彈簧；12——活塞；13——

電磁閥；14——線圈：15——排氣閥；16——銜鐵；17——帶排氣的截?cái)嗳T；18——再生儲(chǔ)風(fēng)缸；19——節(jié)流孔；I——進(jìn)口管；

Ⅱ-接口Part

2

一、單塔式空氣干燥器122Part

2

一、單塔式空氣干燥器

123圖3-12

拉希格圈1.

結(jié)構(gòu)組成它由干燥筒(1)

、干燥器座(5)

、雙活塞

閥(4)

、電磁閥(3)四個(gè)主要部分組成。2.作用原理及過(guò)程(1)作用原理(2)作用過(guò)程Part

2

二、

雙塔式空氣干燥器

1243.

循環(huán)控制圖3-13

雙塔式空氣干燥器1——干燥筒；2——壓力指示器；3——

電磁閥；4——雙活塞閥；5—干燥器座；A——排泄口；P——進(jìn)氣口；B——出氣口Part

2

二、

雙塔式空氣干燥器

125Part

2

二、

雙塔式空氣干燥器

126(干燥筒a為干燥工況；干燥筒b為再生工況)1——干燥筒；2——吸附劑；3——油水分離器；4、12——止回閥；5、10——克諾爾K形環(huán)；6——預(yù)控制閥；7——

電磁閥；8——雙活塞閥；9——隔熱材；11——旁通閥；13——干燥器座；14——再生節(jié)流孔；A——排泄口；0,-0,——排氣口；P——進(jìn)氣口；

P——

出氣口；V,-V——閥座Part

2

二、

雙塔式空氣干燥器

12719a、19b——干燥筒；

T——工作循環(huán)影響膜式干燥器干燥效果的因素(1)空氣流速。

(2)空氣壓力。

(3)入口溫度。

(4)反吹量。Part

2

三、

膜式空氣干燥器

128膜式空氣干燥器系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)、工作原理(1)前置過(guò)濾器(2)膜式干燥器(3)膜的干燥過(guò)程Part

2

三、

膜式空氣干燥器

129氣水過(guò)濾器

精密過(guò)濾器

排水電磁閥

超精密過(guò)濾器圖3-

16膜式空氣干燥系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)膜干燥器排水口三通球閥Part

2

三、

膜式空氣干燥器

130圖3-17

氣水分離器工作原理Part

2

三、

膜式空氣干燥器

131圖3-18

介質(zhì)過(guò)濾器工作原理Part2三、

膜式空氣干燥器

132圖3-

19

膜式干燥器起始狀態(tài)

圖3-20

膜式干燥器達(dá)平衡狀態(tài)水分子濃度高

水分子濃度低Part

2

三、

膜式空氣干燥器

133干燥的部分減壓、膨脹后的壓縮空氣壓縮空氣形成非常干燥的反吹氣滲透出來(lái)的水分子滲膜纖維管圖3-21

膜式干燥器工作原理示意圖潮濕的反吹氣Part

2

三、

膜式空氣干燥器134任務(wù)三

二次冷卻器及空氣壓縮機(jī)的主要附件135蛇管式二次冷卻器翅片管式二次冷卻器板翅式二次冷卻器Part

3

一、二次冷卻器

分類136圖3-24蛇管式二次冷卻器一、二次冷卻器Part

3137圖3-25

翅片管式二次冷卻器的結(jié)構(gòu)及氣體流向Part

3

一、二次冷卻器

138圖3-26

A-1-RD

型冷卻器Part

3

一、二次冷卻器

139Part

3

一、二次冷卻器

140圖3-27

典型的板翅式冷卻器單層結(jié)構(gòu)分解圖圖3-28

板翅式二次冷卻器外形圖Part

3

二、

空氣壓縮機(jī)附件

141空氣濾清器溫度開關(guān)進(jìn)氣閥安全閥Part

3

二、

空氣壓縮機(jī)附件

142油細(xì)分離器及油

過(guò)濾器壓力維持閥壓力開關(guān)溫控閥卡扣空濾蓋空濾器過(guò)濾板感應(yīng)塞進(jìn)氣口Part

3

二、

空氣壓縮機(jī)附件

143圖3-29

空氣濾清器的結(jié)構(gòu)1——進(jìn)氣閥座；2——卸荷噴嘴O形圈；3——密封墊片；4——墊圈；5——螺母；6——螺釘；7——進(jìn)氣閥閥板；8——進(jìn)氣彈簧；9——進(jìn)氣閥閥座；10——擋圈；11——卸荷氣缸；12——0形圈；13——0形圈；14——卸荷活塞；15——B

形密封圈；16——卸荷彈簧；17——卸荷閥座；18——擋圈Part

3

二、

空氣壓縮機(jī)附件

144圖3-30

真空指示器Part

3

二、

空氣壓縮機(jī)附件

145圖3-32

止回閥結(jié)構(gòu)1——

閥座V;2——

閥錐；3——彈簧圖3-33

減壓閥的結(jié)構(gòu)1、5、8——密封圈；2——排氣閥；3——彈簧；4——

閥蓋頂；6——進(jìn)氣口；7——活塞；9——

閥體；10——鎖緊螺母；11——調(diào)節(jié)螺栓；12——調(diào)節(jié)彈簧；13——大彈簧；14——過(guò)濾網(wǎng)；V1、V2——閥

口Part

3

二、

空氣壓縮機(jī)附件146圖3-34

SV10

型安全閥的結(jié)構(gòu)1——

閥體；2——

閥桿；3——壓縮彈簧；4——調(diào)節(jié)螺栓；5——排放螺栓；6——鉛封；

B——排氣裝置；V——閥座Part

3

二、

空氣壓縮機(jī)附件

147Part

3

二、

空氣壓縮機(jī)附件

1481——溫控閥芯；2——0形圈；3——溫控閥蓋；4——卡環(huán)圖3-36

溫控閥截面圖Part

3

二、

空氣壓縮機(jī)附件

149Part

3

二、

空氣壓縮機(jī)附件

150Part

3

二、

空氣壓縮機(jī)附件

1511——泄油閥；2——泄油閥閥帽；3——泄油管任務(wù)四

制動(dòng)管路附件和制動(dòng)管路布置1522.

壓力表(1)用途(2)

安裝位置

與構(gòu)造1

.

截

斷塞

門安裝在空氣制動(dòng)機(jī)的制動(dòng)管上，通過(guò)手柄移動(dòng)到相關(guān)位置來(lái)控制空氣管路的開啟或關(guān)閉：當(dāng)手柄與管路平行時(shí)為開啟狀態(tài)；當(dāng)手柄與管路垂直時(shí)為關(guān)閉狀態(tài)。Part

4

一、制動(dòng)管路附件

153圖3-42

球芯式截?cái)嗳T的結(jié)構(gòu)1——

閥體；2——球；3——球密封圈；4——密封墊片；5——手柄；6——鎖位板；7——鉚釘；8——

閥桿；9——壓緊螺套；10——

閥桿上密封墊；11——

閥桿下密封墊；12——接頭密封墊；13——接頭Part4

一、制動(dòng)管路附件154圖3-43

帶排氣口的球芯式截?cái)嗳T1——手柄；2——密封圈；3——?dú)んw；4——排氣口1;5——排氣口2;6——0形環(huán)Part

4155156

一

、制動(dòng)管路附件

Part4風(fēng)缸是用于儲(chǔ)存壓縮空氣的，用鋼板制成，具有很高的耐壓性，是一種高壓容器，其容積較大。帶安全閥的主風(fēng)缸如圖3-46所示。地鐵車輛有各種風(fēng)缸，如上海地鐵1號(hào)線列車每節(jié)車上有4個(gè)風(fēng)缸：

一個(gè)250L總風(fēng)缸、

一個(gè)100L空氣懸掛系統(tǒng)風(fēng)缸、

一個(gè)50L制動(dòng)風(fēng)缸以及一個(gè)50

L氣動(dòng)車門風(fēng)缸。此外，

帶有空氣干燥塔的C車增加一個(gè)再生風(fēng)缸。上海地鐵交流制列車每節(jié)車上有5個(gè)風(fēng)缸：

一個(gè)100L主風(fēng)缸、一個(gè)100L副風(fēng)缸、一個(gè)

60L氣動(dòng)車門風(fēng)缸以及兩個(gè)空氣懸掛系統(tǒng)風(fēng)缸。此外，帶受電弓的B車還增加一個(gè)5

L小風(fēng)缸，用于緊急情況下的升弓操作。Part

4

二、風(fēng)缸

157Part4158Part

4二、風(fēng)缸

159城市軌道交通車輛車下制動(dòng)設(shè)備及管路的布置情況，如下所述。(1)城市軌道交通車輛車下制動(dòng)設(shè)備均布置于枕內(nèi)一端兩側(cè)。制動(dòng)設(shè)備(除M1/M4

車含風(fēng)源系統(tǒng))及設(shè)備布置位置(M1/M4

車風(fēng)源裝置布置于枕內(nèi)一端一位側(cè))各車型相

同，如圖3-47所示。(2)管路，如圖3-48所示?？v向管路布置在橫梁開孔之內(nèi)；橫向管路與縱向管路高低交錯(cuò)安裝；制動(dòng)管路接口避開設(shè)備上部設(shè)置管接件。(3)單車制動(dòng)緩解塞門安裝于二位側(cè)中間六人座椅下部，如圖3-49所示。(4)制動(dòng)軟管的布置，如圖3-50所示。(5)停放制動(dòng)軟管的布置，如圖3-51所示。(6)總風(fēng)軟管的布置，如圖3-52所示。圖3-47

供風(fēng)裝置車下布置圖1——空壓機(jī)干燥器；2——制動(dòng)閥件組成；3——空壓機(jī)啟動(dòng)裝置；4——風(fēng)缸管路組成；5——制動(dòng)及停放控制單元管路組成Part

4

三、

車下制動(dòng)設(shè)備及管路布置

161Part

4

三、

車下制動(dòng)設(shè)備及管路布置

162Part

4

三、

車下制動(dòng)設(shè)備及管路布置

163圖3-50

制動(dòng)軟管的安裝位置1———位端制動(dòng)軟管；2——防滑閥；3——二位端制動(dòng)軟管Part

4

三、

車下制動(dòng)設(shè)備及管路布置

164Part

4

三、

車下制動(dòng)設(shè)備及管路布置

165圖3-51

停放制動(dòng)軟管的安裝位置圖3-52

總風(fēng)軟管的布置Part

4

三、

車下制動(dòng)設(shè)備及管路布置

166任務(wù)五

氣路傳動(dòng)原理說(shuō)明167以四方廠生產(chǎn)的地鐵列車為例：列車編組由6節(jié)車輛組成，如圖3-53所示。制動(dòng)系統(tǒng)采用KNORR公司的EP2002制動(dòng)系統(tǒng)，控制理念是基于分布式的單個(gè)轉(zhuǎn)向架控制。Part

5

一、列車組成介紹

168Part

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一、列車組成介紹169拖車T。動(dòng)車M1

動(dòng)車M2拖車TO

動(dòng)車M1

拖車T。圖3-53

列車編組示意圖風(fēng)源裝置

(A

組

)常用/緊急制動(dòng)部分停放制動(dòng)部分空氣簧供風(fēng)裝置

(L

組

)汽笛裝置

(P

組

)其他用風(fēng)操作裝置