動車組制動第2章

1、第二章 動車組制動系統(tǒng)的組成與功能電制動系統(tǒng)空氣制動系統(tǒng)防滑系統(tǒng)控制系統(tǒng)第一節(jié) 電制動系統(tǒng)概述再生制動電制動的控制及有效利用 概述1電制動的基本原理電氣制動是利用電機(jī)的可逆性原理。在牽引工況時，牽引電機(jī)作電動機(jī)運(yùn)行，將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，軸上輸出牽引轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動列車運(yùn)行。在電氣制動時，列車的慣性力帶動牽引電動機(jī)，此時牽引電機(jī)將作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將列車動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽敵鲋苿与娏鞯耐瑫r，在牽引電機(jī)軸上產(chǎn)生反轉(zhuǎn)矩并作用于輪對，形成制動力使列車減速或在下坡道上以一定速度運(yùn)行。 2.電制動的形式 根據(jù)電氣制動時電能消耗的方式，電氣制動分為電阻制動和再生制動二種形式。（1）如果電氣制動時將產(chǎn)生的電能利用電

2、阻使之轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，稱之為電阻制動。（2）如果將電氣制動時產(chǎn)生的電能重新反饋到電網(wǎng)去加以利用，稱之為再生制動。3.電制動的優(yōu)越性（1）提高了列車行車的安全性。（2）減少了閘瓦和車輪磨耗。（3）提高了列車下坡運(yùn)行速度。4. 采用電制動時應(yīng)滿足的基本要求（1）具有電氣穩(wěn)定性，并保證必要的機(jī)械穩(wěn)定性。（2）具有廣泛的調(diào)節(jié)范圍，沖擊力小。（3）機(jī)車由牽引狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電制動狀態(tài)應(yīng)線路簡單，操縱方便，具有良好的制動性能，負(fù)載分配力求均勻。機(jī)械穩(wěn)定性：指機(jī)車牽引列車在正常運(yùn)行中，不會由于偶然原因引起速度發(fā)生微量變化而使列車的穩(wěn)定運(yùn)行遭到破壞。電制動的機(jī)械穩(wěn)定性是指當(dāng)偶然原因使機(jī)車運(yùn)行速度增高(或降低)時，

3、制動力應(yīng)隨之增大(降低)，以保持原來的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。判定穩(wěn)定性的條件： 0 電氣穩(wěn)定性：指電傳動機(jī)車在正常運(yùn)行中，不會由于偶然因素的緣故，電流發(fā)生微量變化，而使?fàn)恳姍C(jī)的電平衡狀態(tài)遭到破壞。制動能量與速度的平方成正比，制動能力的影響因素：制動材料的摩擦性能對粘著利用的局限性制動熱量和機(jī)械制動部件磨耗壽命的限制再生制動再生制動產(chǎn)生的能量除了一定比例（一般為20%80%，根據(jù)列車運(yùn)行密度和區(qū)間距離的不同而異）被其他相鄰列車吸收利用外，剩余部分將主要被列車的吸收電阻以發(fā)熱的方式消耗掉或被線路上的吸收裝置吸收。當(dāng)列車發(fā)車密度較低時，再生能量被其他車輛吸收的概率將大大降低。當(dāng)列車發(fā)車間隔大于10 min

4、時，再生制動能量被吸收的概率幾乎為零，此時絕大部分制動能量將被車輛吸收電阻吸收，變成熱能并向四外散發(fā)，這必將使隧道和站內(nèi)的溫度升高。制動力kN速度（km/h）再生制動力-速度曲線 緊急非常電制動的控制及有效利用 定子磁場轉(zhuǎn)速f電源頻率 P感應(yīng)電機(jī)的極數(shù)電制動的控制及有效利用 電制動力（制動轉(zhuǎn)矩）T制動轉(zhuǎn)矩k電機(jī)常數(shù)U逆變器輸出電壓finv逆變器輸出頻率fs轉(zhuǎn)差頻率第二節(jié) 空氣制動系統(tǒng)壓力空氣供給系統(tǒng)空氣制動控制系統(tǒng)基礎(chǔ)制動裝置壓力空氣供給系統(tǒng)空氣壓縮機(jī)安全閥干燥裝置濾油器風(fēng)缸空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)SL22-49螺桿式壓縮機(jī)安 全 閥干 燥 裝 置LTZ 015.1H型雙塔式空氣干燥裝置濾 油 器

5、風(fēng) 缸空氣制動控制系統(tǒng)電空轉(zhuǎn)換閥（EP閥）中繼閥調(diào)壓閥電磁閥增壓缸制動缸管路空氣制動控制系統(tǒng)電空轉(zhuǎn)換閥（EP閥）中 繼 閥電 磁 閥ONOFF基礎(chǔ)制動裝置傳動部分摩擦部分傳 動 部 分杠桿式傳 動 部 分一體式摩 擦 部 分制動盤材料鑄鐵鑄鋼鑄鐵-鑄鋼鍛鋼復(fù)合材料鋁合金整體式對半式纖維復(fù)合材料輕 耐熱裂 高速性能好常用制動磨損大 摩擦系數(shù)受溫度影響鋁合金基復(fù)合材料（鋁合金母材+陶瓷粒子）輕 耐磨 耐疲勞摩 擦 部 分閘片材料合成材料燒結(jié)材料復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性 耐磨性 導(dǎo)熱性能（高溫強(qiáng)度）對盤的作用 經(jīng)濟(jì)性空氣制動系統(tǒng)工作原理第三節(jié) 防滑裝置防滑裝置的種類微機(jī)控制的防滑器防滑

6、裝置的種類機(jī)械式防滑器電子式防滑器微機(jī)控制的防滑器微機(jī)控制的防滑器優(yōu)點(diǎn)微機(jī)控制的防滑器可對制動、即將滑行、緩解、再粘著的全過程進(jìn)行動態(tài)檢測與控制，信息采用脈沖處理，簡單可靠，無零點(diǎn)漂移，故無需調(diào)節(jié)和補(bǔ)償；微處理器（MPU）的處理速度極快，可大大提高檢測精度，即使微小而緩慢的滑行也能及早檢測出來并采取措施加以防止；可以利用軟件隨時提供有關(guān)信息，進(jìn)行自我檢查、診斷和監(jiān)督，必要時可對有關(guān)信息隨時進(jìn)行存儲、調(diào)用和顯示；能根據(jù)新的情況和要求很方便地改變控制判據(jù)而不必改動軟件。 結(jié)構(gòu)作用原理防滑電磁閥結(jié)構(gòu)原理減速度檢測速度差檢測第四節(jié) 制動控制制動系統(tǒng)的總體構(gòu)成制動系統(tǒng)的操縱方式制動系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)總體

7、構(gòu)成制動控制器制動電子控制裝置列車線繼電器操 縱 方 式ATC操縱操作手柄操縱緊急制動的操縱ATC操縱ATC裝置根據(jù)粘著特性曲線自動對列車速度進(jìn)行控制。若列車速度高于信號規(guī)定的速度，將自動進(jìn)行制動；當(dāng)列車速度降低至規(guī)定速度以下時，將自動緩解。在兩列車相互接近和在車站停車前，ATC也會根據(jù)特性曲線自動施行制動。ATC制動時可使用常用制動和非常制動來實現(xiàn)，即：當(dāng)使用常用制動但在規(guī)定的距離內(nèi)列車速度不能降低至規(guī)定數(shù)值時，就使用非常制動。 操作手柄操縱列車的發(fā)車、加速、時間調(diào)整，以及從30km/h到停車地點(diǎn)的制動操作都是司機(jī)通過手柄來操縱的。在向列車發(fā)出制動指令時，人工操縱具有優(yōu)先權(quán)，即：當(dāng)司機(jī)把制動

8、控制器轉(zhuǎn)到司機(jī)控制位時，自動轉(zhuǎn)到手動預(yù)定制動值。 緊急制動的操縱下列任何一種原因均可引起緊急制動指令的產(chǎn)生： 總風(fēng)壓力下降到規(guī)定值以下； 列車分離； 檢測到制動力不足； 操作緊急制動按鈕，使緊急電磁閥失電； 手柄置（鑰匙）取出位。制動控制系統(tǒng)的工作原理動車組制動力的計算制動控制器的制動指令控制電路動車組制動力的計算 作用在動車組上的合力 ：Fy牽引力W列車總?cè)枇?B列車總制動力B 平均到列車每千牛重力上的合力，稱為單位合力c，其單位是N/kN，表達(dá) ：三個力并非同時作用在列車上，單位合力的組成按動車組的工況有六種情況 (l)牽引運(yùn)行 (2)惰力運(yùn)行 制動地段的加算坡道千分?jǐn)?shù) (3)動力制動

9、(4)空氣緊急制動 (5)空氣常用制動 (6)動力制動加空氣常用制動 再生制動力的計算 每輛動車具有如圖所示的動力制動能力當(dāng)列車速度低于10km/h時，動力制動力為零；速度在l025km/h時，動力制動力逐漸上升；速度在25-100km/h之間，可提供的最大動力制動力為恒力；速度大于100km/h時，動力制動力大小受到恒功率線限制 B43.217.281025100250制動控制器的制動指令控制電路常用制動（6167線）設(shè)17級實施混合制動，即由動車的再生制動負(fù)擔(dān)拖車的部分空氣制動；快速制動（152線）采用與上述相同的混合制動模式，并具有最大常用制動力1.5倍（70km/h以下）的制動力。緊急

10、制動（153、154線）按安全回路失電制動的模式。緊急制動：純空氣制動列車速度大于160km/h，低減速度（0.6m/s2）；在160km/h以下，較高減速度（0.778m/s2）。這樣設(shè)定的目的是最大限度的利用粘著，減小制動距離。緊急制動指令和快速制動指令同時輸出，緊急制動作為備份方式，只有制動裝置發(fā)生故障的車輛才產(chǎn)生緊急制動，而其他制動裝置正常的車輛產(chǎn)生快速制動模式下對應(yīng)的減速度。備用制動(輔助制動)在制動裝置異常、制動指令線路斷線時使用電氣指令式的備用制動（相當(dāng)于3個級別）空氣制動。制動系統(tǒng)原理 動車組的制動指令是由司機(jī)制動控制器發(fā)出的，經(jīng)列車信息監(jiān)控系統(tǒng)傳送到每輛車的制動控制裝置，由制

11、動控制裝置的制動控制單元結(jié)合速度、空重車和制動級別等信息進(jìn)行運(yùn)算，按制動控制規(guī)律（減速度隨速度的變化）控制EP閥電磁部，并經(jīng)中繼閥(起放大容量作用)送出壓縮空氣到增壓氣缸，由基礎(chǔ)制動裝置完成制動作用。制動指令在正常情況下是由司機(jī)制動控制器或由ATC指令經(jīng)信息控制系統(tǒng)傳送而來的。在列車發(fā)生事故、故障等異常情況下，由手動或自動監(jiān)測控制系統(tǒng)通過列車控制線將指令傳送到編組中的每輛車。這些制動指令都是由DC100V電源來傳遞的。（1）制動指令控制電路當(dāng)轉(zhuǎn)動制動手柄時，同軸的凸輪組（主令控制器）接通或斷開不同電接點(diǎn)，從而形成制動指令。制動控制器的制動指令控制電路制動指令數(shù)字輸出（指令線狀態(tài)）X61線X62

12、線X63線X64線X65線X66線X67線152線運(yùn)轉(zhuǎn)1N2N3N4N5N6N7N快速取出ATC常用ATC快速（2）常用制動控制電路原理通過司機(jī)制動控制器，使電制動指令線（10）、制動級位指令線（6167）共計8根指令線順序得電，向列車中每輛車傳送數(shù)字制動指令。各車上的制動控制單元（BCU）接收到制動指令后，根據(jù)制動級別和載荷信號等計算出所需的制動力，通過150（A、B）線送給牽引變流器（此時相當(dāng)于電制動的控制裝置）。BCU根據(jù)已施加的電制動的反饋量，計算出所需要的空氣制動力，并將信號送到空氣制動裝置，產(chǎn)生相應(yīng)與制動指令的空氣壓力。常用制動控制電路（3）快速制動控制電路原理 快速制動是常得電的152號線失電時產(chǎn)生的制動作用。此時的制動力是100%的電制動力加上40%50%的空氣常用制動力，當(dāng)電制動力為0時為140%或150%的空氣常用制動力。 152線失電條件： 司機(jī)制動控制器處于快速制動位； ATC發(fā)出快速制動指令(控制EBR常開觸點(diǎn))； 緊急制動繼電器（JTR）失電。（4）緊急制動控制原理緊急制動控制電路是從頭車制動控制器到尾車的153號線和返回154號線來實現(xiàn)的。它能產(chǎn)生獨(dú)立于常用制動和快速制動的緊急制動作用。其標(biāo)志為：JTR線圈失電。條件： 司機(jī)制動控制器手柄在取出位(B0FR B7FR線圈都失電)； 總風(fēng)缸空氣壓力低于590kPa時(MRrAPSR主風(fēng)缸空壓開關(guān)繼電器