重載高速列車制動(dòng)(七章)

重載和高速列車制動(dòng)2014.06李占株重載列車制動(dòng)

重載列車實(shí)際上是擴(kuò)編列車，它的速度并不高，但編組車輛數(shù)很多，列車很長，有的還是兩個(gè)列車合在一起的組合列車。對于空氣制動(dòng)機(jī)，在施行制動(dòng)或緩解時(shí)所產(chǎn)生的空氣波(列車管減壓波或增壓波)有一個(gè)沿列車管由前向后擴(kuò)散或傳播的過程;列車越長，其前后部開始制動(dòng)或緩解的時(shí)間差就越大。這種“沿列車長度的制動(dòng)或緩解作用的不同時(shí)性“是列車制動(dòng)或緩解時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈縱向沖動(dòng)的主要原因。對于重載(擴(kuò)編)列車，這個(gè)問題尤其突出。

由于上述原因，在列車制動(dòng)過程中的每一瞬間，各個(gè)機(jī)車車輛具有不同的單位制動(dòng)力。如果沒有車鉤的連接，各個(gè)機(jī)車車輛都要按各自的減速度運(yùn)行，但這是不可能的。如果機(jī)車車輛之間全部是剛性連接(車鉤與車鉤間沒有自由間隙，也沒有緩沖裝置)，則上述不同的單位制動(dòng)力只能導(dǎo)致各個(gè)連接件中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而不會(huì)引起各個(gè)機(jī)車車輛之間縱向沖動(dòng)。但是，為了使列車各機(jī)車車輛之間上下左有都具有一定的可折曲性，以適應(yīng)坡道起伏和通過曲線的需要，車鉤與車鉤之間都有一定的自由間隙(每對車鉤約為4omm)，所以，如果列車施行制動(dòng)時(shí)是在拉伸狀態(tài)，則制動(dòng)之初首先要消除這些自由間隙，這就必然會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的縱向沖動(dòng)，或者說，發(fā)生強(qiáng)烈的縱向動(dòng)力作用。

根據(jù)前蘇聯(lián)勃·勒·卡洛瓦茨基和沃·莫·卡贊林諾夫的理論研究，列車制動(dòng)時(shí)的縱向沖擊力（最大靜壓縮力和最大動(dòng)壓縮力的總和）R可按下列公式計(jì)算：其中

A—反映施行制動(dòng)時(shí)的車鉤狀態(tài)和制動(dòng)缸充氣特性的系數(shù)，制動(dòng)時(shí)車鉤在壓縮狀態(tài)下A≈0.42，在拉伸狀態(tài)、制動(dòng)缸變速充氣時(shí)A＝0.75（無變速則為1.5）；

K—一輛車的閘瓦壓力總和；l—一輛車的長度；

n—列車編組輛數(shù)；t—一輛車的充氣時(shí)間。

1）列車制動(dòng)時(shí)的縱向沖擊力或總壓縮力R都與制動(dòng)波速和制動(dòng)缸充氣時(shí)間成反比。2）與編組輛數(shù)n的平方及一輛車的長度l成正比。3）與制動(dòng)（K·k)成正比。4）列車在拉伸狀態(tài)下制動(dòng)，比壓縮狀態(tài)下大得多。

除了縱向沖擊外，重載列車由于編組輛數(shù)特別多，副風(fēng)缸也特別多，列車管也特別長，列車管總?cè)莘e很大，從而帶來下來問題：(1)初充風(fēng)時(shí)間特別長；(2)列車管減壓和增壓速度都很低；(3)列車管的減壓和增壓速度沿管長方向的“衰減”都較嚴(yán)重。所以，重載列車制動(dòng)裝置必須具備以下特點(diǎn)：1）要有很高的制動(dòng)波速和較高的緩解波速。為此必須加強(qiáng)和改進(jìn)每輛車的局部減壓性能，增添局部增壓性能，這樣沿列車管方向的衰減問題也可迎刃而解。2）在大力提高制動(dòng)波速的同時(shí)，采用制動(dòng)缸先快后慢的變速充氣方法，科學(xué)地延長制動(dòng)缸充氣時(shí)間，以達(dá)到大大減輕制動(dòng)沖擊、又不延長制動(dòng)距離的目的。3）采用摩擦系數(shù)較大的閘瓦，同時(shí)改用較小的制動(dòng)缸和副風(fēng)缸。4）采用性能良好的空重車調(diào)整裝置。5）列車管內(nèi)壁和各個(gè)連接管器要具有較小的流動(dòng)阻抗。6）要有密封式制動(dòng)缸和良好的“壓力保持”性能。近幾年來，北美和南非重載鐵路的20000t～40000t列車開始采用微機(jī)控制的直通電控空氣制動(dòng)系統(tǒng)（簡稱ECP）。該系統(tǒng)克服了自動(dòng)空氣制動(dòng)（包括自動(dòng)電空制動(dòng)）系統(tǒng)的不足，取得了巨大的成功。

ECP是電控空氣制動(dòng)系統(tǒng)的縮寫，是用微機(jī)系統(tǒng)直接控制副風(fēng)缸向制動(dòng)缸充風(fēng)制動(dòng)及制動(dòng)缸緩解，空氣是制動(dòng)力產(chǎn)生的來源，但空氣不作為制動(dòng)指令傳遞的介質(zhì)。什么是ECPECP制動(dòng)系統(tǒng)的基本原理在整列車上安裝1根雙股(直徑為8mm)電纜縱貫機(jī)車和車輛。利用該電纜，可將機(jī)車上的230VDC電源傳到車輛，還可通過電源線上的收發(fā)器，在機(jī)車和車輛之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。通過電纜，制動(dòng)指令以數(shù)據(jù)的形式從牽引機(jī)車傳出，同時(shí)作用在每輛車上。利用傳統(tǒng)的副風(fēng)缸和制動(dòng)缸，空氣仍然是制動(dòng)作用的“力量來源”，當(dāng)處于ECP制動(dòng)模式時(shí)，制動(dòng)管成為總風(fēng)管，且不同于傳統(tǒng)的空氣制動(dòng)系統(tǒng)，不再通過減壓產(chǎn)生制動(dòng)指令信號，從而保持了ECP的階段緩解能力，使列車操作和速度控制更為靈活。副風(fēng)缸制動(dòng)機(jī)備用制動(dòng)缸列車管AVRVCCDCID車輛參數(shù)列車電源、指令電空制動(dòng)板ECP原理圖由于空氣制動(dòng)波速無法超過300m/s，重載列車在常用，緊急制動(dòng)時(shí)發(fā)生前后制動(dòng)不一致，造成嚴(yán)重的斷鉤、脫軌事故。重載列車在長大下坡道上、由于沒有階段緩解作用，再充氣時(shí)間過長，容易造成列車失控，對安全產(chǎn)生威脅。開行萬噸級重載列車主要問題本務(wù)機(jī)車發(fā)出制動(dòng)信息，給車輛控制單元(CCD)，將副風(fēng)缸空氣直通制動(dòng)缸或制動(dòng)缸直接排空氣，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)、緩解?？諝庵蛔髦苿?dòng)動(dòng)力，不作傳布命令介質(zhì)列車管持續(xù)充風(fēng)給副風(fēng)缸、列車管制動(dòng)不排風(fēng)同步實(shí)現(xiàn)制動(dòng)與緩解列車分離或軟管斷開，能作出正確響應(yīng)，故障導(dǎo)向安全ECP與傳統(tǒng)空氣制動(dòng)系統(tǒng)主要區(qū)別有線與既有制動(dòng)機(jī)重疊單純ECP仿真模擬型ECP美國Webtec公司南非、加拿大QCM、美國CSX等美國紐約空氣制動(dòng)機(jī)公司加拿大CP美國BNSF美國ZEFTRON公司美國WFA無線ECP美國GEHarrs公司美國佛羅里達(dá)東部鐵路、澳大利亞BHPECP使用現(xiàn)狀1995年開始研制(美國)1997年開始裝車試驗(yàn)(美、加)1999年美國AAR制訂ECP規(guī)范S-42002002年美國、加拿大、澳大利亞、南非等國在重載單元列車上批量推廣，裝車已達(dá)數(shù)萬輛。基本上采用與既有制動(dòng)機(jī)共用方式、既有制動(dòng)機(jī)體備用。

ECP在南非重載鐵路應(yīng)用：

4臺(tái)11E電力機(jī)車(或6臺(tái)7E1電力機(jī)車)+200輛煤敞車(軸重28t，22t兩種)?？傊?0800t～22900t，電氣化鐵路。

ECP在美國CSX南方鐵路煤運(yùn)專線應(yīng)用：

2臺(tái)GEAC4400內(nèi)燃機(jī)車+95輛煤車(軸重31t)總重12000t。

ECP在澳大利亞BHP鐵礦專用線應(yīng)用(無線)3臺(tái)GEDash8內(nèi)燃機(jī)車+120輛煤車(軸重31t)，

總重15000t。機(jī)車上設(shè)備：HEU、操縱器、顯示屏、網(wǎng)絡(luò)裝置CSXAC4400LocomotiveCabECPDisplayRPD有線ECP組成與功能(2)機(jī)車上設(shè)備：機(jī)車數(shù)據(jù)模塊LID(3)機(jī)車上設(shè)備：機(jī)車電源(4)美國Webtec公司：車輛上設(shè)備：CCD、CID、電空執(zhí)行裝置(5)CCD(6)CCDCIDCCDPCBinLidCIDinBase,RemovableLid(7)電空執(zhí)行裝置(8)EOT(9)車間連結(jié)器(10)新型車間連結(jié)器(11)車間連結(jié)器安裝(12)美國NYAB公司ECP車輛設(shè)備(13)美國Zeftron公司模擬式ECP機(jī)車設(shè)備無線ECP組成車輛設(shè)備保證重載長大列車運(yùn)行安全平均車鉤力降低25%，斷鉤大大減少消除制動(dòng)工況下脫軌危險(xiǎn)直通制動(dòng)、充風(fēng)快、下坡安全制動(dòng)距離縮短：50～70%平交道口的事故率大大下降消除了意外緊急制動(dòng)現(xiàn)象

ECP的實(shí)用優(yōu)點(diǎn)和效益車輛平均周轉(zhuǎn)時(shí)間縮短，能力增加列車平均速度增加(制動(dòng)距離縮短、階段緩解、連續(xù)充風(fēng))

列車長度、重量增加(加拿大已從150輛增加到180輛)

編組場發(fā)車的制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)間加快平均周轉(zhuǎn)時(shí)間至少縮短9%機(jī)車動(dòng)力消耗減少有階段緩解、下坡時(shí)動(dòng)力制動(dòng)實(shí)質(zhì)上已不用速度控制精確，允許更高下坡速度，增加速度穩(wěn)定可以利用闖坡制動(dòng)空氣消耗降低節(jié)能23%

車輛維修費(fèi)用降低車輪磨耗減少(加拿大：7%)

閘瓦磨耗減少(加拿大：27%)

車輪過熱現(xiàn)象消除車輪踏面剝落大大減少車體疲勞載荷降低ECP是Westinghouse發(fā)明自動(dòng)制動(dòng)機(jī)后的100多年來貨車制動(dòng)系統(tǒng)最大的改革美國鐵路界權(quán)威人士評價(jià)：ECP取代貨車傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的意義就像內(nèi)燃機(jī)車取代蒸汽機(jī)車一樣。國際鐵路界對ECP的評價(jià)美國140萬輛貨車，用于固定單元列車約44萬輛占32%，運(yùn)量占41%。12年內(nèi)(至2015年)44萬輛(新生產(chǎn)+改造既有)全部裝ECP。在固定單元列車上全部應(yīng)用。ECP機(jī)車將達(dá)1萬臺(tái)。在推廣數(shù)量不斷擴(kuò)大前提下，一臺(tái)貨車ECP成本將能接近傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的成本。

ECP發(fā)展計(jì)劃

二、制動(dòng)系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)三、制動(dòng)功能（總體要求）四、制動(dòng)控制系統(tǒng)（指令、復(fù)合控制、BCU、閥、風(fēng)路、緊急環(huán)路、防滑、備用）一、制動(dòng)系統(tǒng)必須具備的條件五、國外高速列車制動(dòng)系統(tǒng)的分析高速列車制動(dòng)1.1盡可能縮短制動(dòng)距離以保障行車安全

區(qū)間長度司機(jī)室顯示速度安全區(qū)(連續(xù)制動(dòng))占領(lǐng)區(qū)間一、制動(dòng)系統(tǒng)必須具備的條件縮短制動(dòng)距離的措施(1)減少列車空走時(shí)間高速列車(16輛編組)空走時(shí)間值

表1項(xiàng)目電

空

制

動(dòng)空氣制動(dòng)電氣指令式電磁直通式自動(dòng)制動(dòng)式列車管壓力控制空走時(shí)間s0.10.21.03.5制動(dòng)缸壓力上升時(shí)間s1.22.25.09.5(2)

采用大功率盤形制動(dòng)機(jī)國際鐵盟規(guī)定：安全制動(dòng)—?jiǎng)恿κ卤ＷC制動(dòng)距離56t客車270km/h→01.7×108J=400升水0→100℃沸騰(3)采用復(fù)合制動(dòng)方式空氣盤形制動(dòng)+電氣動(dòng)力制動(dòng)(再生、電阻、渦流盤)+非粘著制動(dòng)(渦流軌、磁軌)ToK4003002001501006010o101102103104105106107108壽命次數(shù)1.2保證高速制動(dòng)時(shí)車輪不滑行(1)按速度控制制動(dòng)力的大小以充分利用粘著α(km/h/s)0.080.060.040.02μ0100200300V(km/h)0系列1.02.02.61.52.02.4(2)

采用高性能的防滑裝置0.150.100.05粘著系數(shù)050100150200250300350V(km/h)(3)采用非粘著制動(dòng)方式

渦流軌道制動(dòng)磁軌制動(dòng)ATCATO制動(dòng)平滑1.3司機(jī)操縱制動(dòng)系統(tǒng)靈活可靠，能適應(yīng)列車自動(dòng)控制的要求ATC—高速列車速度控制系統(tǒng)ATO—高速列車自動(dòng)駕駛1.4盡量降低制動(dòng)系統(tǒng)的簧下重量

動(dòng)軸輪對空心軸制動(dòng)盤輕質(zhì)大功率制動(dòng)盤，如碳素纖維復(fù)合制動(dòng)盤，復(fù)合陶瓷制動(dòng)盤二、制動(dòng)系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)對比——傳統(tǒng)制動(dòng)機(jī)的組成空壓機(jī)總風(fēng)缸自動(dòng)制動(dòng)閥制動(dòng)缸副風(fēng)缸三通閥列車管供風(fēng)系統(tǒng)制動(dòng)控制基礎(chǔ)制動(dòng)1、制動(dòng)裝置是動(dòng)車制動(dòng)裝置、拖車制動(dòng)裝置的組合，共同形成完整的制動(dòng)系統(tǒng)——強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的概念。制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)車制動(dòng)裝置拖車制動(dòng)裝置列車減速運(yùn)動(dòng)、停車、駐車電動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)2、在制動(dòng)控制上，采用電氣制動(dòng)與空氣制動(dòng)的復(fù)合制動(dòng)，各自制動(dòng)力的調(diào)整需要一個(gè)制動(dòng)控制系統(tǒng)來完成；空氣制動(dòng)部分采用電空制動(dòng)機(jī)；動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)電氣制動(dòng)控制裝置空氣制動(dòng)控制裝置牽引電機(jī)及輪對驅(qū)動(dòng)裝置

基礎(chǔ)制動(dòng)裝置（踏面或盤形制動(dòng)器）電氣制動(dòng)空氣制動(dòng)電動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)4、電動(dòng)車組因動(dòng)力分散而具有多節(jié)動(dòng)車，可以充分發(fā)揮再生制動(dòng)效果5、運(yùn)行速度較高，粘著系數(shù)小，制動(dòng)系統(tǒng)必須滿足粘著條件6、進(jìn)行防滑控制，充分利用粘著電動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)3、采用電氣指令、微機(jī)控制、直通式電空制動(dòng)1、安全性要求制動(dòng)能力制動(dòng)距離干線《技規(guī)》：列車在任何條件下，必須滿足緊急制動(dòng)距離的要求，以120km/h速度運(yùn)行的列車緊急制動(dòng)距離不大于800m160km/h速度——緊急制動(dòng)距離不大于1400m三、制動(dòng)功能（總體要求）安全要求還包括：緊急制動(dòng)——乘客疏散安全通道——如同時(shí)降弓等措施200km/h速度——緊急制動(dòng)距離不大于2000m2、操縱靈活，減速快，靈敏可靠，前后車輛制動(dòng)、緩解作用一致；3、具有動(dòng)力制動(dòng)能力，在正常制動(dòng)過程中，應(yīng)盡量充分發(fā)揮動(dòng)力制動(dòng)能力，以降低運(yùn)行成本；頭車尾車同時(shí)（同步）4、應(yīng)具有動(dòng)力制動(dòng)與摩擦制動(dòng)的復(fù)合制動(dòng)能力；5、制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)保證電動(dòng)車組在長大下坡道上運(yùn)行時(shí)，其制動(dòng)力不會(huì)衰減；6、電動(dòng)車組各車輛的制動(dòng)力應(yīng)盡可能一致，制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)乘客量的變化，具有載荷調(diào)整能力，以減少制動(dòng)時(shí)候的縱向沖動(dòng)；7、具有緊急制動(dòng)性能，遇有緊急情況時(shí)，能使電動(dòng)車組在規(guī)定距離內(nèi)安全停車。緊急制動(dòng)作用除了可由司機(jī)操縱外，必要時(shí)還可由行車人員利用緊急制動(dòng)按鈕進(jìn)行操縱；8、輕量化要求9、維修保養(yǎng)要求車體轉(zhuǎn)向架設(shè)備輕考慮到維修保養(yǎng)：狀態(tài)監(jiān)控+故障診斷+快速單元換件修司機(jī)室——司機(jī)制動(dòng)控制器轉(zhuǎn)向架——基礎(chǔ)制動(dòng)轉(zhuǎn)向架——基礎(chǔ)制動(dòng)四、制動(dòng)控制系統(tǒng)1.制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)車組制動(dòng)裝置采用了再生制動(dòng)和電氣指令式空氣制動(dòng)裝置并用的制動(dòng)系統(tǒng)（見圖5.3）。4M4T的列車編組中T車采用全空氣制動(dòng)方式。M車、T車基礎(chǔ)制動(dòng)裝置均采用帶氣壓——油壓變換的增壓氣缸和油壓盤式制動(dòng)裝置。另外，為減輕閘瓦的磨損，空氣制動(dòng)采用延遲投入控制方式。制動(dòng)控制采用以1M1T的基本制動(dòng)力控制單元，在單元內(nèi)實(shí)行延遲充氣控制。系統(tǒng)對再生制動(dòng)和空氣制動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，當(dāng)制動(dòng)控制器檢測到所產(chǎn)生的制動(dòng)力（再生制動(dòng)力）不足時(shí)，靠電－空聯(lián)合控制以空氣制動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)充。零部件名稱所需數(shù)量備注T1cM2M1T2T1kM2M1sT2c司機(jī)制動(dòng)控制器11電動(dòng)空氣壓縮機(jī)111干燥裝置111調(diào)壓器1制動(dòng)控制裝置111制動(dòng)控制裝置1制動(dòng)控制裝置11制動(dòng)控制裝置11增壓氣缸44444444動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)控制器有動(dòng)車和拖車之分空氣壓縮機(jī)位于3、5、7號車2.制動(dòng)控制裝置構(gòu)成及作用

空壓機(jī)總風(fēng)缸制動(dòng)閥制動(dòng)缸列車管空壓機(jī)總風(fēng)缸自動(dòng)制動(dòng)閥制動(dòng)缸副風(fēng)缸三通閥列車管電空制動(dòng)機(jī)：以壓縮空氣為動(dòng)力源，以電氣指令來操縱。電空制動(dòng)機(jī)可以有兩種形式：原有自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)加裝電控裝置以直通式空氣制動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)，電氣指令控制車輛制動(dòng)機(jī)，稱為電氣指令直通式電空制動(dòng)機(jī)。3、電氣指令由于直通式制動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在的電動(dòng)車組制動(dòng)控制系統(tǒng)大多采用直通式的電氣指令式制動(dòng)控制系統(tǒng)。引進(jìn)川崎的200km/h電動(dòng)車組（EMU）的制動(dòng)系統(tǒng)采用電氣指令式微機(jī)控制直通式電空制動(dòng)。4、制動(dòng)指令動(dòng)車組的制動(dòng)指令在正常情況下是由司機(jī)制動(dòng)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(dòng)或自動(dòng)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(dòng)指令都是由DC100V電源來傳遞的。（1）制動(dòng)指令控制電路在頭車的司機(jī)室設(shè)有制動(dòng)控制器，其制動(dòng)指令控制電路見圖5.10，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)制動(dòng)手柄時(shí)，同軸的凸輪組接通或斷開不同電接點(diǎn)，從而形成制動(dòng)指令。對應(yīng)的制動(dòng)指令線參見表5.3。制動(dòng)指令（功能）（1）手動(dòng)操作常用制動(dòng)設(shè)1～7級快速制動(dòng)采用與上述相同的混合制動(dòng)模式，并具有最大常用制動(dòng)力1.5倍的制動(dòng)力。緊急制動(dòng)按安全回路失電制動(dòng)的模式，下列任何一種原因均可引起緊急制動(dòng)指令的產(chǎn)生：①總風(fēng)壓力下降到590以下；②列車分離；③檢測到制動(dòng)力不足；④操作緊急制動(dòng)按鈕，使緊急電磁閥失電；⑤換端操縱，取出鑰匙。緊急制動(dòng)——純空氣制動(dòng)

160～200km/h范圍為低減速度（0.6m/s2）；160km/h以下為較高減速度（0.778m/s2）。緊急制動(dòng)指令和快速制動(dòng)指令同時(shí)輸出，緊急制動(dòng)作為熱備份方式，制動(dòng)裝置發(fā)生故障的車輛才產(chǎn)生緊急制動(dòng)，制動(dòng)裝置正常的車輛產(chǎn)生快速制動(dòng)模式下對應(yīng)的減速度。（2）輔助制動(dòng)在制動(dòng)裝置異常、制動(dòng)指令線路斷線時(shí)使用電氣指令式的輔助制動(dòng)。相當(dāng)于3級、5級、7級常用制動(dòng)及緊急制動(dòng)的空氣制動(dòng)。CIBCUDVDVDVDVBCUBCUBCU拖車動(dòng)車5、指令本質(zhì)及制動(dòng)控制1）1M+1T為單元、等減速度控制2）制動(dòng)控制規(guī)律——減速度6、指令傳輸電氣指令制動(dòng)控制單元基礎(chǔ)制動(dòng)備用電氣指令電氣指令微機(jī)控制直通式電空制動(dòng)列車網(wǎng)絡(luò)備用指令線總風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)主機(jī)電氣指令制動(dòng)控制單元基礎(chǔ)制動(dòng)備用減壓指令分配閥BP管列車網(wǎng)絡(luò)總風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)主機(jī)7、制動(dòng)供風(fēng)及管路系統(tǒng)動(dòng)車組上通常設(shè)有兩套供風(fēng)系統(tǒng)主供風(fēng)系統(tǒng)輔助供風(fēng)系統(tǒng)在動(dòng)車組運(yùn)行準(zhǔn)備時(shí)，如果總風(fēng)壓力不足、受電弓上升時(shí)，對真空斷路器（VCB）的壓力空氣進(jìn)行供給的空氣源。主要向總風(fēng)管供風(fēng)，為制動(dòng)系統(tǒng)、空氣簧、控制系統(tǒng)、衛(wèi)生系統(tǒng)等供給壓縮空氣源8、制動(dòng)系統(tǒng)原理（1）功能及動(dòng)作常用·快速制動(dòng)·耐雪制動(dòng)司機(jī)制動(dòng)控制器車輛信息控制裝置(中樞裝置)車輛信息終端設(shè)備車輛信息終端設(shè)備制動(dòng)控制器制動(dòng)控制器主變換裝置電空變換閥中繼閥電空變換閥中繼閥附帶電磁閥的調(diào)壓閥附帶電磁閥的調(diào)壓閥增壓氣缸增壓氣缸電氣光纖空氣壓油壓制動(dòng)控制裝置制動(dòng)控制裝置Ｔｃ車Ｍ車滑行控制閥滑行控制閥功能及動(dòng)作緊急制動(dòng)司機(jī)制動(dòng)控制器週詰ＭＲ兒薦Ｔｃ車Ｍ車制動(dòng)控制器制動(dòng)控制器電空變換閥中繼閥電空變換閥中繼閥附帶電磁閥的調(diào)壓閥附帶電磁閥的調(diào)壓閥增壓氣缸增壓氣缸電氣光纖空氣壓油壓滑行控制閥滑行控制閥功能及動(dòng)作輔助制動(dòng)不能使用通常制動(dòng)時(shí)備用者。電空變換閥電空變換閥先頭車指令用輔助制動(dòng)模式發(fā)生器輔助制動(dòng)模式發(fā)生器輔助制動(dòng)模式發(fā)生器先頭車指令用輔助制動(dòng)模式發(fā)生器（2）常用制動(dòng)控制電路原理（3）快速制動(dòng)控制電路原理快速制動(dòng)是常得電的152號線失電時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)作用152線失電條件：①司機(jī)制動(dòng)控制器處于快速制動(dòng)位；②ATC發(fā)出快速制動(dòng)指令；③緊急制動(dòng)繼電器失電。增粘控制（踏面清掃器控制）增粘研磨塊以500N的壓力壓向車輪踏面。名稱配置數(shù)量T1cM2M1T2T1kM2M1sT2c制動(dòng)控制器（M車）-11--11-制動(dòng)控制器（T車）1--11--1EP閥（EPLA電-空轉(zhuǎn)換閥）11111111調(diào)壓閥（Bll）11111111緊急電磁閥（VM14-ZH）11111111中繼閥（FD-1）11111111調(diào)壓閥（B1O）11111111總風(fēng)缸（150L）11111111制動(dòng)風(fēng)缸（100L）11111111控制風(fēng)缸（20L）11111111壓力開關(guān)(SPS-8WP-SD）22222222安全閥（E1L）--1-1-1-其他（止回閥、制動(dòng)控制裝置制動(dòng)控制器接受耐雪制動(dòng)信號后，自動(dòng)判斷制動(dòng)條件和速度條件，然后根據(jù)消除閘片和制動(dòng)盤面之間的空隙所需的空氣壓力，把它變換控制電流輸出，經(jīng)過與常用、快速制動(dòng)相同的空氣壓力控制，使壓力空氣供給到增壓氣缸。（4）耐雪制動(dòng)控制技術(shù)參數(shù)最高使用壓力：880kPa（9kgf/cm2）最高輸出側(cè)壓力：685kPa（7kgf/cm2）輸入電流：0～650mA

線圈：26.6±4%（20C）EP閥動(dòng)結(jié)構(gòu)作用原理1—電磁閥；2—柱塞；3—排氣活塞；4—供排氣閥；5—膜板進(jìn)風(fēng)出風(fēng)充氣制動(dòng)位充氣制動(dòng)位保壓進(jìn)風(fēng)緩解排風(fēng)進(jìn)風(fēng)三、制動(dòng)控制閥——中繼閥中繼閥（制動(dòng)位）進(jìn)風(fēng)出風(fēng)進(jìn)風(fēng)中繼閥（保壓位）排風(fēng)進(jìn)風(fēng)中繼閥（緩解位）進(jìn)風(fēng)出風(fēng)中繼閥（緊急制動(dòng)位）（5）制動(dòng)控制閥——調(diào)壓閥1.B10調(diào)壓閥進(jìn)風(fēng)進(jìn)風(fēng)高壓輸出定壓位功能①高壓輸出功能：電磁閥消磁VM14-2H去磁，該電磁閥呈出供氣狀態(tài)，總風(fēng)壓力空氣經(jīng)過電磁閥從A到封閉的C室，低壓輸出定壓位②低壓輸出功能：電磁閥勵(lì)磁，在C室無總風(fēng)壓力。VM14-2H電磁閥勵(lì)磁后，該電磁閥呈出排氣狀態(tài)，C室的壓力空氣經(jīng)過電磁閥排到大氣中，調(diào)壓范圍高壓位：300～700kPa低壓位：0～500kPa（比高壓降低）制動(dòng)系統(tǒng)風(fēng)路圖制動(dòng)指令電路圖制動(dòng)控制裝置（制動(dòng)控制單元——BCU）長：1120mm寬：1420mm高：650mm動(dòng)車組介紹長：1128.5mm寬：832.5mm高：605mm重量：416kg排氣壓力：880kPa排氣量：2m3/min方式:往復(fù)式電動(dòng)空壓機(jī)組動(dòng)車組介紹制動(dòng)缸

基礎(chǔ)制動(dòng)裝置9、防滑器

作用：

防止車輪滑行，但不能改善粘著。基本原理：通過檢測車輪角減速度等判據(jù)，對車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)做出判斷，如果車輪即將滑行，則在車輪由滾動(dòng)轉(zhuǎn)入滑行的過渡階段排制動(dòng)缸內(nèi)的壓力空氣來減小制動(dòng)力，使輪軌之間恢復(fù)粘著狀態(tài)。防滑器只能有效地利用輪軌間的粘著力而不能增大粘著力。機(jī)械式防滑器的作用原理：組成：傳感閥和排風(fēng)閥兩部分。原理：檢測車輪轉(zhuǎn)速的變化（角減速度），通過電磁閥控制制動(dòng)缸的排風(fēng)。3、防滑器的發(fā)展：機(jī)械式防滑器：車輪的角減速度作為唯一判據(jù)，把回轉(zhuǎn)體的慣性轉(zhuǎn)換成位移，打開閥門或接通電路，使角減速度驟低的輪對緩解。電子式防滑器：優(yōu)點(diǎn)：用多種判據(jù)，又具有較高的靈敏度和較快的作用速度，還能進(jìn)行必要的監(jiān)督和輪徑補(bǔ)償；缺點(diǎn)：分離電子元件的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象不易清除，需要進(jìn)行各種偏置電壓的大量調(diào)整工作，性能不穩(wěn)定；采用微機(jī)控制的防滑器：它可以對制動(dòng)、即將滑行、緩解、再粘著的全過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測與控制，檢測精度高。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(dòng)軟件。判別車輪打滑的依據(jù)有下列三種：轉(zhuǎn)速差控制（速度差控制）角減速度控制滑移率控制（蠕滑率控制）五、國外高速列車制動(dòng)系統(tǒng)的分析500系ICE3TGV2.1列車制動(dòng)控制系統(tǒng)采用微機(jī)控制優(yōu)先使用動(dòng)力制動(dòng)、協(xié)調(diào)配合可司機(jī)操縱，或ATC制動(dòng)力平穩(wěn)無沖動(dòng)電磁直通式電氣指令式[自動(dòng)、直通]數(shù)字式模擬式電空制動(dòng)共同特點(diǎn)：(1)日本高速動(dòng)車組的制動(dòng)控制系統(tǒng)電力制動(dòng)與空氣制動(dòng)協(xié)調(diào)方式電空切換式電空運(yùn)算式制動(dòng)力的分配方式：均衡制動(dòng)控制滯后充氣制動(dòng)控制：集中控制分散控制T車所需制動(dòng)力(FT)T車空氣制動(dòng)力M車所需制動(dòng)力(FM)MT組合單元所需制動(dòng)力(FMT)再生制動(dòng)力粘著限界(FE)M空車空氣制動(dòng)力再生制動(dòng)力0(FC)(FM)100%(FE)DCBA(2)

德國ICE高速列車制動(dòng)控制系統(tǒng)DBHUMCUEPEP列車管電空轉(zhuǎn)換閥(EP閥)螺線管線圈式EP閥閉環(huán)控制EP閥微機(jī)控制單元壓力傳感器容積室中繼閥空氣制動(dòng)信號備用制動(dòng)信號風(fēng)源大氣緩解電磁閥制動(dòng)電磁閥(3)

法國TGV高速列車制動(dòng)控制系統(tǒng)微處理器制動(dòng)電子控制器緊急制動(dòng)開關(guān)電空轉(zhuǎn)換閥(EP)電阻制動(dòng)中繼閥緊急傳感器緊急制動(dòng)按鈕牽引/制動(dòng)控制器司機(jī)閥制動(dòng)控制器速度列車管壓力傳感器緊急制動(dòng)風(fēng)缸列車管止回電空閥緊急制動(dòng)斷電器防滑排風(fēng)伐常用制動(dòng)風(fēng)缸制動(dòng)缸電空轉(zhuǎn)換裝置制動(dòng)緩解傳感器制動(dòng)電空閥輔助繼電器工況電空截止閥(4)三種制動(dòng)控制系統(tǒng)的比較微處理器作為控制中心電氣指令、通過EP單元，制動(dòng)由空氣完成故障導(dǎo)向安全優(yōu)先采用電制動(dòng)制動(dòng)與中央診斷系統(tǒng)兼容不同點(diǎn)：日本—數(shù)字式電氣指令直通式電空制動(dòng)，基本上采用控制導(dǎo)線控制德國—模擬式電氣指令自動(dòng)式電空制動(dòng)，可采用網(wǎng)絡(luò)控制。法國—模擬式電氣指令直通式電空制動(dòng)，可采用網(wǎng)絡(luò)控制共同點(diǎn)：2.2基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)—大功率盤形制動(dòng)裝置關(guān)鍵問題：Δ增加制動(dòng)盤熱強(qiáng)度，減少熱裂紋

Δ減輕制動(dòng)盤重量，降低簧下質(zhì)量制動(dòng)盤、閘片材質(zhì)片狀石墨鑄鐵盤—合金鑄鐵盤—高強(qiáng)度鑄鋼盤—鍛鋼盤—碳素纖維復(fù)合盤、鋁合金基復(fù)合盤、陶瓷合金復(fù)合盤合成閘片—粉末冶金閘片制動(dòng)盤結(jié)構(gòu)帶散熱肋片結(jié)構(gòu)—帶圓形、橢圓形肋柱結(jié)構(gòu)—整體不通風(fēng)實(shí)體鍛鋼結(jié)構(gòu)日本高速基礎(chǔ)制動(dòng)鍛鋼輪盤，粉末冶金閘片油壓增壓缸、踏面清掃器(增粘)固定螺栓(4個(gè))油壓出口清掃閘瓦閘瓦釬螺桿套茼活塞環(huán)閘瓦吊桿浮動(dòng)式杠桿對夾式杠桿油壓制動(dòng)缸調(diào)節(jié)套茼夾鉗連結(jié)桿閘片德國高速基礎(chǔ)制動(dòng)動(dòng)力車ICE1、ICE2每軸2套合金鑄鋼不通風(fēng)盤+粉末冶金閘片

ICE3、ICE350每軸2套鍛鋼輪盤+粉末冶金閘片拖車：ICE1、ICE2：4個(gè)帶通風(fēng)軸盤式鑄鐵盤+合成閘片

ICE3：2個(gè)鑄鋼軸盤+粉末冶金閘片

ICE350：3個(gè)鍛鋼軸盤+粉末冶金閘片法國高速基礎(chǔ)制動(dòng)TGV-PSE動(dòng)車：閘瓦拖車：每軸4個(gè)通風(fēng)式鑄鐵盤+合成閘片+閘瓦TGV-A動(dòng)車：粉末冶金閘瓦。拖車：每軸4個(gè)不通風(fēng)鍛鋼盤+粉末冶金閘片TGV-2N動(dòng)車：輪盤式盤形制動(dòng)：拖車、同TGV-A2.3非粘著制動(dòng)—磁軌制動(dòng)、電磁渦流軌道制動(dòng)必要性：高速時(shí)粘著系數(shù)下降至0.08～0.09

為得到較短制動(dòng)距離，保證行車安全磁軌制動(dòng)優(yōu)點(diǎn)消耗功率小1m:1kW軌面清掃增粘簧下質(zhì)量不增加縮短制動(dòng)距離25%～30%缺點(diǎn)鋼軌磨耗、發(fā)熱制動(dòng)力不能調(diào)整速度越高制動(dòng)越弱每輛車增重1t結(jié)冰危險(xiǎn)常用制動(dòng)不用渦流軌道制動(dòng)渦流軌道制動(dòng)優(yōu)點(diǎn)鋼軌無磨耗高速時(shí)制動(dòng)力大可控制結(jié)冰的有制動(dòng)力缺點(diǎn)功耗大，1m：37kW鋼軌嚴(yán)重發(fā)熱50km/h以下不能工作對軌道電路影響增加簧下質(zhì)量2.4t適用條件：無縫軌道線路，采用LZB信號系統(tǒng)渦流軌道磁軌制動(dòng)比較12108642050100150200250300350速度(km/h)制動(dòng)力(kN)渦流盤形制動(dòng)日本300系、700系拖車上采用、達(dá)到與動(dòng)力車再生制動(dòng)類似效果渦流磁鐵(固定)渦流盤(轉(zhuǎn)動(dòng))渦流渦流盤形制動(dòng)渦流盤形制動(dòng)原理結(jié)構(gòu)2.4動(dòng)力制動(dòng)—電阻、再生再生制動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)力可達(dá)制停、提高制動(dòng)效率