【正文】 ......................................29 電制動的必要性 ....................................................29 電制動的基本要求 ..................................................29 電阻制動 ...............................................................29 再生制動 ...............................................................31 直流再生制動電路 ..................................................31 再生制動時的電流控制 ..............................................33 直—交電路的再生制動 ..............................................33 本章小結(jié) ...............................................................35第 5 章 KBGM 模擬式電氣指令制動系統(tǒng) ...........................................36 供氣單元 ...............................................................37 制動控制單元 ...........................................................37 模擬轉(zhuǎn)換閥 ........................................................38 緊急閥 ............................................................39 稱重閥 ............................................................40 中繼閥 ............................................................41 停放脈沖閥 ........................................................42 微機制動控制系統(tǒng) .......................................................43 電空制動控制信號 ..................................................44 電空制動控制原理 ..................................................45 空氣制動制動系統(tǒng)作用原理 ...............................................46 防滑控制系統(tǒng) ...........................................................47 本章小結(jié) ...............................................................49第 6 章 總 結(jié) ...............................................................50致 謝 .......................................................................51參考文獻 .....................................................................521第 1 章 制動系統(tǒng)概述人為地制止物體的遠動，包括使其減速、阻止其運動或者加速，均可以稱之為“制動” 。為使列車能實施制動和緩解而安裝于列車上的一整套裝置，總稱為列車制動裝置。有時，制動與制動裝置均簡稱為閘。實施制動簡稱為上閘，也可簡稱為下閘。使制動得到緩解簡稱為松閘。在鐵路上，可分為機車制動裝置和車輛制動裝置。由于城市軌道交通車輛與鐵路車輛的編組形式不同，一般都采用動力分散型的動車組形式，所以可分為動車制動裝置和拖車制動裝置。城市軌道交通車輛操縱全列車制動功能的設(shè)備安裝在列車兩端的帶司機室的頭車上。頭車既可以是拖車也可以是動車，我國城市軌道交通車輛頭車一般是拖車。一套列車制動裝置至少包括兩個部分，即制動控制部分和制動執(zhí)行部分。制動控制部分由制動信號發(fā)生與傳輸裝置以及制動控制裝置組成。目前，制動控制部分主要有空氣制動控制部分和電空制動控制部分兩大類。制動執(zhí)行部分通常稱為基礎(chǔ)制動裝置，包括閘瓦制動、盤形制動、磁軌制動等不同方式。過去由于列車上安裝的制動裝置比較簡單、直觀，而且用壓縮空氣傳遞制動信號，因此稱其為一套制動裝置。但是隨著高速動車組和軌道交通車輛技術(shù)的發(fā)展，制動裝置中越來越多地采用了電氣信號和電氣驅(qū)動設(shè)備。微機和電子設(shè)備的出現(xiàn)使制動裝置變得無觸點化和集成化，并且使制動控制功能融入了其他電路不能獨立劃分。因此，只能按現(xiàn)代方法將具有制動功能的電子線路、電氣線路和氣動控制部分歸結(jié)為一個系統(tǒng)，統(tǒng)稱為列車制動系統(tǒng)。當(dāng)以壓力空氣作為制動信號傳遞和制動力控制的介質(zhì)時，該制動裝置稱為空氣制動控制系統(tǒng)，又稱空氣制動機。以電氣信號來傳遞制動信號的制動控制系統(tǒng)，稱為電氣指令式制動控制系統(tǒng)，其制動力的提供可以是壓力空氣、電磁力、液壓等方式?，F(xiàn)代軌道交通車輛的制動系統(tǒng)是由動力制動系統(tǒng)、空氣制動系統(tǒng)以及指令和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三部分組成的。（1）動力制動系統(tǒng)。它一般與牽引系統(tǒng)連在一起形成主電路，包括再生反饋電路和制動電阻器，將動力制動產(chǎn)生的電能反饋給供電接觸網(wǎng)或消耗在制動電阻器上。（2）空氣制動系統(tǒng)。它由供氣部分、控制部分和執(zhí)行部分等組成。供氣部分有空氣壓縮機組、空氣干燥器和風(fēng)缸等；控制部分有電—空轉(zhuǎn)換閥(EP)、緊急2閥、稱重閥和中繼閥等；執(zhí)行部分有閘瓦制動裝置和盤形制動裝置等。（3）指令和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它既是傳送司機指令的通道，也是制動系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換及制動系統(tǒng)與列車控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信的總線 城軌車輛制動系統(tǒng)的制動模式根據(jù)車輛的運行要求，制動系統(tǒng)采用以下幾種制動模式。（1）常用制動。正常運行下為調(diào)解或控制列車速度，包括進站停車所實施的制動，特點是作用比較緩和，制動力可以連續(xù)調(diào)節(jié)，制動過程中能夠根據(jù)車輛載荷自動調(diào)整制動力(當(dāng)常用制動力最大時即為常用全制動)。（2）緊急制動。在緊急情況下為使列車盡快停止而施行的制動，特點是作用比較迅速，而且將列車制動能力全部使用，通過故障導(dǎo)致安全的設(shè)計原則為“失電制動，得電緩解”的緊急空氣制動系統(tǒng)。緊急制動是在列車遇到緊急情況或發(fā)生其他意外情況時，為使列車盡快停車而實施的制動，其制動力與快速制動相同。緊急制動時考慮了脫弓、斷鉤、斷電等故障情況，故只采用空氣制動，而且停車前不可緩解，在盡可能減小沖動的情況下不對沖動進行具體限制。（3）快速制動。快速制動是為了使列車盡快停車而實施的制動，其制動力高于常用全制動( 上海、廣州快速制動力高于常用全制動 22％)。這種制動方式是在緊急情況下，制動系統(tǒng)各部分作用均正常時所采取的“種制動方式，其特點是與常用制動相同，制動過程可以施行緩解。受沖擊率極限的限制，主控制器手柄回“0”位，可緩解，具有防滑保護和載荷修正功能。（4）彈簧停放制動。為防止車輛在線路停放過程中發(fā)生溜滑，城軌車輛設(shè)置停放制動裝置。停放制動通常是將彈簧停放制動器的彈簧壓力通過問瓦作用于車輪踏面來形成制動力。以前停放制動也稱停車制動或彈簧停車制動，但在地鐵列車中，停車制動是另外一個概念，所以為區(qū)別開來，稱停放制動較好。庫內(nèi)停車時可以解決因制動缸壓力會因管路漏泄，無壓力空氣補充而逐步下降到零．使車輛失去制動力的停放問題。在正常情況下，彈簧力的大小不隨時間而變化，由此獲得的制動力能滿足列車較長時間斷電停放的要求。彈簧停放制動的緩解風(fēng)缸充氣時，停放制動緩解；彈簧停放制動的緩解風(fēng)缸排氣時，停放制動施加；還附加有手動緩解的功能。停放制動是列車停車后，為使列車維持靜止?fàn)顟B(tài)所采取的一種制動方式。（5）停車制動。對于地鐵列車來說，通常把停車前的這—段空氣制動過程稱為停車制動或保持制動。當(dāng)停車制動位列車減速到極低速度以后，為減小沖動，3制動力會有所降低。上海地鐵和廣州地鐵是在減速至 4km/h 左右，制動力降至70％。停車制動具有常用制動的特點。 城軌車輛制動系統(tǒng)的歷史沿革一、早期的制動方式自 1881 年德國柏林有了世界上第一輛有軌電車后，世界各大城市相續(xù)開始了大規(guī)模的城軌交通的建設(shè)。對于城軌車輛來說，除了要承載更多的乘客外，還有一項重要任務(wù)，那就是要使其運動中的車輛能夠安全的減速和停車，也就必須要對車輛實施制動。最早的有軌電車是以人工制動的。司機絞動剎車鋼絲，使木制的閘瓦緊靠車輪踏面，用摩擦力使車輪或車軸轉(zhuǎn)動減慢直至停止，以達到車輛減速或停車的目的。當(dāng)然，這種原始的制動方式既費力又不安全，時常會發(fā)生鋼絲斷裂和車輛失控事故。人們逐漸認識到，為了讓車輛以一定速度安全運行，必須使其具有同樣的減速和停車能力，必須重視對車輛制動的改進。忽視車輛制動將會發(fā)生危險，甚至造成旅客生命和財產(chǎn)的損失。因此，對制動機的研制成為近代鐵路和城軌交通的一個大熱門，有時甚至比電氣牽引上的發(fā)明更引人關(guān)注。1863 年，倫敦在市中心環(huán)路下面修建隧道，擬讓火車在市中心的地下通行。但是火車的煙霧在隧道中彌漫，盡管有通風(fēng)井，但是排放煙霧問題仍然難以解決。直到 1890 年，倫敦才建成電力牽引的地下鐵路，這就是意義上的第一條地鐵。地鐵在 20 世紀初的歐美地區(qū)的城市得到迅速發(fā)展。由于地鐵車輛是沿用鐵路車輛的，因此任何火車制動新技術(shù)會立即被利用于地鐵列車。當(dāng)時火車一般使用一般使用人工機械制動，例如杠桿撥動式閘瓦制動裝置。二、現(xiàn)代化的制動系統(tǒng)隨著 20 世紀初科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鐵路車輛上出現(xiàn)了空氣制動機。所謂空氣制動機就是利用壓力空氣作為制動的動力的來源，并用壓力空氣的壓力變化來實現(xiàn)列車的制動和緩解裝置。這種空氣制動機被廣泛應(yīng)用于鐵路、地鐵。這相比人工機械制動，安全性和可靠性有了很大的進步。20 世紀 30 年代，在歐美地區(qū)和日本出現(xiàn)了采用電信號來傳遞和緩解指令的制動控制系統(tǒng)，這是制動系統(tǒng)的一次改革，因為電信號的傳輸速度比空氣波速快得多。采用電信號的制動控制系統(tǒng)被稱為電氣指令式制動控制系統(tǒng)。20 世紀 50 年代，國外城軌車輛在大規(guī)模采用電磁空氣制動機的同時，還采用電氣指令制動控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動力制動和空氣制動。最近幾十年來，由于電力電子交流技術(shù)和微機技術(shù)的加入，使電氣指令式制動控制系統(tǒng)不斷改進、發(fā)展。大4功率電力電子元件的出現(xiàn)使電氣再生制動成為可能，微機技術(shù)的應(yīng)用使制動防滑系統(tǒng)更加完善。 國內(nèi)外的制動系統(tǒng)目前，我國城軌車輛制動系統(tǒng)主要分為國內(nèi)和國外產(chǎn)品，國內(nèi)制動系統(tǒng)為鐵道科學(xué)研究院機車車輛研究所所研制的制動系統(tǒng)，國外制動系統(tǒng)主要包括德國的KNORR 制動系統(tǒng)、日本 NABTESCO 制動系統(tǒng)和英國 WESTINGHOUSE 制動系統(tǒng)。以上均屬于當(dāng)今主型的模擬式直通電空制動系統(tǒng)，具有反應(yīng)快速、操縱靈活。一、國產(chǎn)制動系統(tǒng)由鐵道科學(xué)研究院機車車輛研究所所研制的國產(chǎn)制動系統(tǒng)，已成功運用于各城市的地鐵車輛中，如天津濱海線所采用的制動系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用微機控制的模擬式電－空制動系統(tǒng)，制動控制系統(tǒng)采用車控方式，即每輛車都配有一套電空制動控制裝置(EBCU)，空氣簧壓力取自前后轉(zhuǎn)向架各 1 點，將其平均后進行控制，EBCU 內(nèi)設(shè)有監(jiān)控終端，具有自診斷和故障記錄功能。二、德國 KNORR 制動系統(tǒng)德國 KNORR 制動系統(tǒng)主要指 KNORR 的 ESRA 電空制動系統(tǒng)。該電空制動系統(tǒng)是一種標(biāo)準化的制動系統(tǒng)，是傳統(tǒng)的直通電空制動系統(tǒng)，可用于機車、動車組和城軌等項目。該電空制動系統(tǒng) 1993 年研發(fā)，1995 年投入應(yīng)用。在我國，該電空制動系統(tǒng)主要應(yīng)用于上海、廣州、北京和天津等地鐵項目。三、日本 NABTESCO 制動系統(tǒng)日本 NABCO 制動系統(tǒng)主要指 NABCO 的 HRDA 型電空制動系統(tǒng)，1992 年投入應(yīng)用，是一種傳統(tǒng)的直通電空制動系統(tǒng)。在我國，該電空制動系統(tǒng)主要應(yīng)用于北京和天津的城軌項目。四、英國 WESTINGHOUSE 制動系統(tǒng)英國 WESTINGHOUSE 制動系統(tǒng)主要指英國 WESTINGHOUSE(現(xiàn)為KNORR 英國子公司)的 EP2022 電空制動系統(tǒng)，是一種基于架控的城軌直通電空制動系統(tǒng)。該電空制動系統(tǒng) 2022 年開始研發(fā)，2022 年裝車應(yīng)用。在我國，該電空制動系統(tǒng)主要應(yīng)用于上海、廣州、北京等地鐵項目。 制動方式及制動機的分類制動過程是人為產(chǎn)生并控制列車減速力的大小，從而控制列車減速運行或阻5止它加速的過程。制動過程中所需要的作用動力和控制信號的不同是區(qū)別不同制動機的重要標(biāo)志。例如：空氣制動機的作用動力和控制信號均為壓縮空氣（又稱壓力空氣） ；電空制動機的作用動力也是壓力空氣，但其控制信號則為電信號。因此了解制動機的作用動力和控制信號是分析和掌握該制動機工作過程的基本前提。 制動方式理論上，常以制動方式區(qū)別不同方式的制動。 制動方式是指制動過程中列車