克諾爾電空制動機(jī)電空聯(lián)合制動

1、第5章 電空聯(lián)合制動（克諾爾電空制動機(jī)）我國城軌車輛大多采用了德國克諾爾制動機(jī)公司生產(chǎn)的模擬式電空制動裝置，它通過列車總線貫通整個列車，形成連續(xù)回路。該模擬制動裝置的操作是采用電控制空氣、空氣再控制空氣的方式。制動的電指令是利用脈沖寬度調(diào)制，能進(jìn)行無極控制?？諝庵苿友b置主要由風(fēng)源及管路系統(tǒng)、控制部分和執(zhí)行部分三個主要部分組成?？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、制動控制單元bcu、空氣控制屏等組成。5.1制動控制單元bcu5.1.1制動控制單元的組成與控制關(guān)系制動控制單元bcu是空氣制動的核心，主要由模擬轉(zhuǎn)換閥、緊急電磁閥、稱重閥、均衡閥（中繼閥）、載荷壓力傳感器

2、（將載荷壓力轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號傳輸給ecu）、壓力開關(guān)等元件組成。制動控制單元由模塊化設(shè)計(jì)，所有的元件都安裝在一個鋁合金集成板上。這樣設(shè)計(jì)的主要目的是集成板便于從車上拆卸和更換，維修檢查或大修時(shí)不會影響車輛的運(yùn)行。圖5-1所示為制動控制單元?dú)饴泛唸D。圖5-2所示是制動控制單元示意圖。圖5-1制動控制單元?dú)饴泛唸Da模擬轉(zhuǎn)換閥 ； e緊急電磁閥 ； c稱重閥 ； d均衡閥 ； f載荷壓力傳感器 ； h壓力開關(guān) ； j、k、i、m、n壓力測試接口圖5-2 制動控制單元原理示意圖制動控制單元的工作原理如下：當(dāng)壓力空氣從制動儲風(fēng)缸b04進(jìn)入制動控制單元b06后，一路進(jìn)入緊急電磁閥e、一路進(jìn)入模擬轉(zhuǎn)換閥a

3、、另一路進(jìn)入均衡閥d。5.1.2模擬轉(zhuǎn)換閥模擬轉(zhuǎn)換閥的組成（如圖5-3）由穩(wěn)壓氣室、電磁進(jìn)氣閥、電磁排氣閥、氣電轉(zhuǎn)換器組成。圖5-3模擬轉(zhuǎn)換閥1穩(wěn)壓氣室 2電磁進(jìn)氣閥 3電磁排氣閥 4氣電轉(zhuǎn)換器作用原理：當(dāng)微處理機(jī)發(fā)出制動指令時(shí)，進(jìn)氣閥的勵磁線圈得電勵磁，頂杠克服進(jìn)氣閥彈簧力，壓開閥芯，打開進(jìn)氣閥，使制動貯風(fēng)缸的壓力空氣通過進(jìn)氣閥進(jìn)入模擬轉(zhuǎn)化閥輸出口，作為預(yù)防控制壓力cv1輸出。cv1一路送向緊急閥e，同時(shí)cv1也送向氣電轉(zhuǎn)換器和排氣閥口，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(shí)，則繼續(xù)開放進(jìn)氣閥口，預(yù)防控制壓力c

4、v1繼續(xù)增高；而當(dāng)大于參考值時(shí)，則關(guān)閉進(jìn)氣閥并打開排氣閥，壓力空氣排向大氣，預(yù)控制壓力cv1降低，當(dāng)cv1降到符合制動指令的要求時(shí)，進(jìn)氣閥和排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài)。作用：使制動貯風(fēng)缸的壓力空氣所產(chǎn)生的壓力信號轉(zhuǎn)化成相對應(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。5.1.3緊急閥 緊急閥（如圖5-4所示）是一個電磁閥控制的二位三通閥，它的三個閥口分別圖5-4 緊急閥5空心閥彈簧 9活塞 18電磁閥 23空心閥桿 3a、3b、3c、16、25k形密封圈 v1、v2、v3、v4閥口制動貯風(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

5、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作用，而活動桿頂部做成閥口結(jié)構(gòu)。在常用制動時(shí)，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氣路，另一方面開放a2與a3通路，這時(shí)由模擬轉(zhuǎn)換閥輸出的預(yù)控制壓力cv2.同樣，cv2壓力空氣也是通過氣路板內(nèi)部管道進(jìn)入稱重閥。在緊急制動時(shí)，緊急閥失電，其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

6、離開空心閥，打開a1與a3通路，制動貯風(fēng)缸壓力空氣就越過模擬轉(zhuǎn)換閥而直接進(jìn)入稱重閥。作用：在制動時(shí)候，通過緊急閥的電磁閥的得失電，控制制動貯風(fēng)缸壓力空氣進(jìn)入稱重閥的方式。5.1.4稱重閥稱重閥的結(jié)構(gòu)、原理為杠杠模板式結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)原理（如圖5-5所示），主要由負(fù)載指令部、壓力調(diào)整部和杠杠部組成。結(jié)構(gòu)：負(fù)載指令部：主動活塞、主動活塞模板、從動活塞、k型密封圈及調(diào)整彈簧i、調(diào)整螺釘?shù)炔糠纸M成壓力調(diào)整部：橡膠夾心法、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：由杠杠、滾輪支點(diǎn)和調(diào)整螺釘組成。圖5-5 稱重閥1.1主動活塞 1.2主動活塞模板 1.3k形密封圈 1.4從動活塞 1.5閥體

7、1.6閥蓋 1.7調(diào)整彈簧 2.1橡膠夾心閥 2.2均衡活塞模板 2.3均衡活塞 2.4頂桿 2.5調(diào)整彈簧 3.1杠桿 3.2滾輪支點(diǎn)作用原理：與負(fù)載重量成正比的空氣壓力信號（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,活塞桿頂在杠杠左端，使杠杠左端下降而右端上升，繞支點(diǎn)沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，同時(shí)右側(cè)壓力調(diào)整彈簧的向上作用力，也推動杠杠右端上升，從而使空心閥桿向上運(yùn)動，推開夾心閥，開放充氣閥口，由緊急閥來預(yù)控制壓力cv2經(jīng)充氣閥座，成為預(yù)控制壓力cv3輸出到均衡閥。同時(shí)該壓力送到均衡活塞上方，當(dāng)均衡活塞上方空氣壓力和下方空氣頂杠壓力平衡時(shí)，夾心閥在夾心閥彈簧作用下關(guān)閉，停止向均衡閥供

8、風(fēng)。當(dāng)乘客減少時(shí)，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杠推力，于是均衡活塞下移，空心閥桿離開夾心閥，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)空氣彈簧壓力很低，直至破損而無壓力時(shí)，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。由于克諾爾模擬制動機(jī)的模擬轉(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，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)換閥失靈。其主要作用是在緊急制動發(fā)生時(shí)體現(xiàn)。由于緊

9、急制動時(shí)預(yù)防制動壓力是從制動貯風(fēng)缸直接經(jīng)緊急閥到達(dá)稱重閥，中間沒有經(jīng)過模擬轉(zhuǎn)換閥的控制，而緊急閥也僅僅作為通路的選擇，不起控制空氣大小的作用。所以在緊急制動時(shí)，預(yù)控制壓力cv2流經(jīng)稱重閥時(shí)，也受到其的通道阻力，壓力有所下降，成為預(yù)控制壓力cv3并通過管路板進(jìn)入均衡閥。作用：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。5.1.5均衡閥克諾爾模擬制動機(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，再由均衡閥根據(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”的作用。結(jié)構(gòu)：均衡閥由帶橡膠閥面的空心導(dǎo)向桿、模板活塞

10、、進(jìn)/排氣閥座、彈簧等部分組成如圖5-6所示圖5-6 均衡閥1均衡閥座 2連接座 v1、v2閥口 1.2閥體 1.6導(dǎo)向桿彈簧 1.7空心導(dǎo)向桿 1.9均衡活塞 k1、k2、k3k型密封圈 d1、d2節(jié)流孔 m1橡膠膜板作用原理：由d2孔進(jìn)入均衡閥的預(yù)控制壓力cv3，推動具有模板的活塞（均衡活塞）上移，首先關(guān)閉了通向制動缸的排氣閥口v2，然后進(jìn)一步打開進(jìn)氣閥口v1，使制動貯風(fēng)缸來的壓力空氣經(jīng)接口r進(jìn)入均衡閥，再經(jīng)打開的進(jìn)氣閥口v1，接口c充入制動缸，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(shí)該壓力經(jīng)節(jié)流孔d1充入均衡活塞上方，平衡下側(cè)壓力。當(dāng)上下側(cè)壓力平衡時(shí)，均衡活塞回到平衡位置，

11、導(dǎo)向桿在彈簧力的作用下重新關(guān)閉進(jìn)氣口v1，制動缸壓力停止上升。從上述可知，均衡閥能迅速的進(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，并且兩者之壓力比為1：1，即制動缸壓力與cv3相等，從而實(shí)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，使預(yù)控制壓力cv1、cv2、cv3均通過此閥口向大氣排出。由于cv3壓力空氣排出，均衡閥活塞在其上方制動缸壓力空氣作用下下移，于是均衡閥中的進(jìn)氣閥關(guān)閉，而排氣閥打開，使制動缸的壓力空氣經(jīng)開啟的排氣閥排出，列車緩解。作用：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

12、用，即均衡閥起到“放大”的作用。5.2空氣控制屏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，便于安裝、調(diào)試與維修。空氣控制屏的主要組成元件如圖5-7所示及其功能如下：1、制動控制元件bo2-截?cái)嗳T，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；bo3-止回閥，防止制動系統(tǒng)管路的壓力空氣逆流；bo7-壓力測試點(diǎn)，此處可以得到主風(fēng)管壓力；bo8-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(shí)，列車將自動實(shí)施緊急制動，并牽引封鎖，當(dāng)主風(fēng)管壓力高于700 kpa時(shí)，列車解除牽引封鎖；b12-減壓閥，將主風(fēng)管壓力空氣減壓至630 kpa。b19-脈

13、沖閥，用于控制停放制動的施加與緩解；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350 kpa時(shí)，停放制動指示燈（藍(lán)燈）亮，表示停放制動以施加；當(dāng)壓力高于4509 kpa時(shí)，停放制動指示燈滅，表示停放制動已緩解；b20-雙向閥，防止常用制動與停放制動同時(shí)施加時(shí)而造成制動力過大；b22-壓力測試點(diǎn)，此處可以得到停放制動的壓力。圖5-7 空氣控制屏的主要組成元件2、車門控制單元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)管壓力空氣減至350 kpa，供車門控制系統(tǒng)使用；t07-安全閥，防止車門控制系統(tǒng)壓力過大；t08-截?cái)嗳T，可用來切除車門控制系統(tǒng)管路

14、與主風(fēng)管的通路，便于測試與檢修。3、空氣彈簧控制單元l02-截?cái)嗳T，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?cái)嗳T，可用來切除車間外供氣管路與主風(fēng)管的通路；x02-車間外接供氣快速接頭。空氣控制屏z01與外界設(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。5.3制動微處理機(jī)控制系統(tǒng)制動控制系統(tǒng)有一個用于控制電空制動和防止車輪滑行控制的微處理機(jī)，

15、常稱為制動微機(jī)控制單元（ecu）。它是空氣制動管路控制的核心。制動實(shí)施時(shí)，它接收各種與制動有關(guān)的信號（如制動指令pwm信號、電制動實(shí)際值信號、載荷信號等），計(jì)算出一個當(dāng)時(shí)所需空氣制動力的制動指令，并將其輸出給bcu。同時(shí)ecu還實(shí)施監(jiān)控每根軸的轉(zhuǎn)速，一旦任一輪對發(fā)生滑行，能迅速向該輪軸的防滑閥（g01）發(fā)出指令，溝通制動缸與大氣的通路，使制動缸能迅速的排氣，從而解除該輪對的滑行現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)ecu對各輪對滑行的單獨(dú)保護(hù)控制。此外，制動微處理機(jī)控制系統(tǒng)還具有本車的控制系統(tǒng)故障診斷功能和故障存儲功能。、制動微處理機(jī)控制系統(tǒng)對每一輛車都是獨(dú)立的。ecu的基本結(jié)構(gòu)：外形成單層機(jī)箱結(jié)構(gòu)形式，共裝有13塊標(biāo)準(zhǔn)

16、的印刷電路板，分別是：sv板為電源板；ssi板為信號的輸入/輸出；epa板為電氣模擬信號的輸入；aa板為電氣模擬信號的輸出；ad板為模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換；ae板為模擬輸入信號的處理；di模板為故障診斷；cp板為中央處理器cpu板；com板為通信板；ge板為速度傳感器輸入信號的處理；va板為防滑控制板；t板為瞬態(tài)保護(hù)板，主要是速度傳感器、防滑閥信號的輸入與輸出；其中，sv、ssi、epa、aa和t板通板與外部電路連接。ecu的基本功能：實(shí)現(xiàn)了與列車制動相關(guān)的各項(xiàng)功能，包括：制動機(jī)的計(jì)算和分配、保壓制動的觸發(fā)、快速制動指令、制動指令值pwm信號、載荷壓力信號、躍升元件觸發(fā)器、沖擊極限、防滑控制

17、等。5.3.1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。電空控制系統(tǒng)方框圖如圖5-8所示，圖中輸入信號的功能如下：圖5-8 電空制動控制系統(tǒng)方框圖（1）制動指令：此指令是微機(jī)根據(jù)變速要求，即司機(jī)實(shí)施制動的百分比所下達(dá)的指令。（2）制動信號：這是制動制動指令的一個輔助信號，它表示運(yùn)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)換器轉(zhuǎn)換成電信號。此信號以客室門關(guān)閉時(shí)的存儲信號為準(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

18、即替補(bǔ)即將消失的電制動。（5）緊急制動信號：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)動制動單元bcu中的緊急制動閥動作，從而實(shí)施緊急制動。（6）保持制動：這個信號能防止車輛在停車前的沖動，能使車輛平穩(wěn)的停止。它的功能為以下三個階段：第一階段：當(dāng)列車車速低于10km/h時(shí)，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0.3秒。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)列車車速低于4km/h時(shí)，一個小于制動指令的保持制動級開始實(shí)施，即瞬時(shí)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(shí)間有關(guān)，由停車檢測根據(jù)最初的

19、狀態(tài)來決定。第三階段：由于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。5.3.2電空制動控制原理當(dāng)微處理機(jī)根據(jù)制動要求發(fā)出制動指令時(shí)，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，此負(fù)載補(bǔ)償器實(shí)際就是一個負(fù)載檢測器。它根據(jù)負(fù)載信號存儲器中所存儲的負(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

20、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(shí)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)化閥，并接受模擬轉(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。在列車速度低于4km/h時(shí)，制動指令將被保持制動的級（于制動指令相

21、對應(yīng)）所替代。當(dāng)列車需要實(shí)行常用全制動（即100%制動指令）和緊急制動時(shí)，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)載存儲器的信號，從而大大縮短信號傳輸時(shí)間，并使電-氣轉(zhuǎn)換器工作。簡單來說，電空聯(lián)合制動就是一種電制動為主，空氣制動為輔的聯(lián)合制動方式，兩者的關(guān)系是，電制動失效時(shí)，空氣制動可以獨(dú)立實(shí)施；電制動力不足時(shí)，空氣制動開始作用，使列車制動力達(dá)到相應(yīng)的要求。電空聯(lián)合制動的采用，使得機(jī)車可以在執(zhí)行空氣制動時(shí)，充分利用電制動來減少基礎(chǔ)制動裝置的機(jī)械磨損，加快制動力上升速度，提高制動系統(tǒng)的可靠性和安全性，以達(dá)到延長基礎(chǔ)制動裝置

22、的使用壽命和減少制動距離的目的。德國西門子、法國阿爾斯通等公司生產(chǎn)的電力機(jī)車無一不是采用電空聯(lián)合制動的方式。電空制動系統(tǒng)是由電控系統(tǒng)（ebcu）和氣動系統(tǒng)（pbcu）組成，電空轉(zhuǎn)換裝置是整個制動系統(tǒng)的核心部分。電空轉(zhuǎn)換裝置原理：容積室傳感器反饋回壓力的信號，同時(shí)與系統(tǒng)制定的制動強(qiáng)度進(jìn)行對比，得出誤差值，對誤差值進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，修正驅(qū)動ep充氣閥pwm信號的占空比，以改變?nèi)莘e室的壓力，使系統(tǒng)最終達(dá)到所要求的制動強(qiáng)度，電空轉(zhuǎn)換裝置如圖5-9所示5-9電空轉(zhuǎn)換裝置功能結(jié)構(gòu)圖我國的電空聯(lián)合制動技術(shù)已經(jīng)在電力機(jī)車領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，從交-直傳動電力機(jī)車到交流傳動電力機(jī)車，電空聯(lián)合制動技術(shù)在不斷的完善。

23、現(xiàn)階段電空聯(lián)合制動存在的問題以及改進(jìn)措施。如圖5-10所示，在電空聯(lián)合制動的過程中，制動減速度有一個短時(shí)間的明顯增大（圖內(nèi)虛線方框內(nèi)），如此，列車將快速減速，制動距離比預(yù)定的短，造成列車提前停車。目前地鐵車站多會安裝站臺安全門，列車提前停車就會造成列車車門與安全門對位不準(zhǔn)確，導(dǎo)致列車車門打開后，乘客不能上下車或者上下車通道空間變得窄小。在人工駕駛的模式下，如果停車對位不準(zhǔn)，可以列車司機(jī)的二次對標(biāo)后，使列車停到合適的位置上。但是列車在投入自動駕駛模式運(yùn)營后，對列車停車位置與停車精度的要求非常高，提前停車會造成停車位置不準(zhǔn)確，信號系統(tǒng)可能收不到列車進(jìn)站停車的信號。這樣信號系統(tǒng)將無法給出列車開門的使

24、能信號，造成列車車門無法打開，對線路運(yùn)營造成嚴(yán)重的影響。 圖5-11減速度的變化示意圖原理分析：造成此現(xiàn)象的首要原因是與列車制動閘瓦性能有關(guān)。地鐵列車制動閘瓦一般采用瞬時(shí)摩擦系數(shù)變化小及磨損少的合成閘瓦。但在本質(zhì)上。合成閘瓦的性能任然是速度越高，摩擦系數(shù)越低；溫度越高，摩擦系數(shù)越低。但在實(shí)際的地鐵列車制動中，閘瓦的摩擦系數(shù)會因溫度而變化.雖然整個制動過程中，閘瓦摩擦系數(shù)動態(tài)變化的，但是制動控制系統(tǒng)在計(jì)算施加給制動缸的空氣壓力時(shí)，無法采用一個動態(tài)變化的摩擦系數(shù)來計(jì)算，只能采用一個固定的值。因此，在制動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上要充分考慮不同的制動工況，尤其要考慮列車大載客量下全常用制動、快速制動或者是緊急

25、制動等極端的制動情況。另外，地鐵列車需要頻繁的進(jìn)行制動，閘瓦上聚集的熱量無法得到充分的釋放等因素也不容忽視。在上述幾種工況下，由于列車在制動初始階段就采用空氣制動，隨著閘瓦與輪對接觸時(shí)間的增長，閘瓦的摩擦系數(shù)因溫度的升高而降低了很多，所以摩擦系數(shù)的定值要選擇一個較低的平均值。這樣在施加空氣制動時(shí)，制動控制系統(tǒng)就要給出一個較大的制動缸壓力指令來保證列車的停車距離，造成實(shí)際上閘瓦摩擦系數(shù)要高于制動控制系統(tǒng)用于制動計(jì)算的定值摩擦系數(shù)，從而給出的制動缸壓力指令偏大，致使閘瓦施加的制動力大于實(shí)際所需。如圖5-11所示制動減速度突然增大使得列車提前停車問題，就是上面所分析的原因造成的。在常用制動中，主要依

26、靠電制動來實(shí)施制動，只有當(dāng)列車速度降到8km/h時(shí)，才逐步用空氣制動來代替電制動。這種低速情況下，閘瓦與輪對的接觸時(shí)間不長，還不足以積累大量的熱量使閘瓦溫度飆升，所以閘瓦的摩擦系數(shù)相對較高，按照平均摩擦系數(shù)而施加的制動缸壓力所造成的制動力也就偏大，最終造成電空聯(lián)合制動的不平滑過渡，造成實(shí)際的制動距離小于預(yù)期的情況。二改進(jìn)措施在實(shí)際應(yīng)用中，地鐵列車的制動是優(yōu)先使用電制動的。只有在電制動不能滿足制動需求時(shí)，才能又空氣制動進(jìn)行補(bǔ)充。在電制動的控制技術(shù)上，國外技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)發(fā)達(dá)了，因此，在地鐵列車的設(shè)計(jì)時(shí)首先可以考慮大功率的制動電阻。這樣一般情況下的常用制動，列車制動初始階段采用再生制動，當(dāng)列車速度降到

27、很低或者再生制動不能滿足制動要求時(shí)，逆變器控制打開制動電阻回路進(jìn)行耗能，直到列車停止。采用電制動就完全可以滿足列車的制動需求，空氣制動這是只用負(fù)責(zé)保持制動的施加。其次，對于列車制動控制系統(tǒng)給出的一般常用制動指令，若電制動能夠滿足制動要求，則在低速電制動與空氣制動的過渡階段相應(yīng)的減小施加在制動缸的氣壓值，這樣所產(chǎn)生的制動力就不會隨著閘瓦摩擦系數(shù)而增大，另外，由于電空混合制動過渡不平滑是由于閘瓦的物理特性所決定，所以要考慮開發(fā)性能更穩(wěn)定、摩擦系數(shù)變化更小的新型合成閘瓦。建議總結(jié)：1.采用大功率制動電阻來滿足制動需求，空氣制動只用于保持制動。2.在列車低速電空制動交替階段減小對制動缸的壓力值，抵消掉

28、因閘瓦系數(shù)而增加的制動力。3.開發(fā)性能更穩(wěn)定，閘瓦系數(shù)變化更小的新型合成閘瓦5.4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(dú)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、g03.2）和測速齒輪（g04）等部件組成。圖5-12防滑控制系統(tǒng)作用原理圖如圖5-12所示，在每根車軸上都設(shè)有一個對應(yīng)的防滑電磁閥g01（也稱排放閥），它們由ecu防滑系統(tǒng)所控

29、制。當(dāng)某一輪對上的車輪的制動力過大而使車輪滑行時(shí)防滑系統(tǒng)所控制的、與該輪對相對應(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)視著同一輛車上的四個輪對的轉(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(shí)間，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(shí)，對制動力進(jìn)行控制，作用如下：（1）防止車輪抱死。（2）避免滑動（3）最佳地利用黏著，以獲得最短的制動距離。防滑系統(tǒng)控制車輪的線速度。當(dāng)黏著不良時(shí)，列車的速度和車輪的速度之間將產(chǎn)生一個速度差。防滑系統(tǒng)就是應(yīng)用這個量對防滑電磁閥g0