【正文】 制動機原理示意圖直通式空氣制動機的工作原理：列車管充氣，制動缸增壓，產(chǎn)生制動作用；列車管排氣，制動缸減壓，緩解制動。供風(fēng)系統(tǒng)由空氣壓縮機及其附件（干燥裝置、油水分離器、調(diào)壓器、安全閥）、儲風(fēng)缸、管路及其附件、壓力表等組成，具體組成形式與產(chǎn)品型號有關(guān)。圖31 有軌電車制動系統(tǒng)組成示意圖傳統(tǒng)的機車車輛制動機有兩種類型—空氣制動機和電空制動機，電空制動機是在空氣制動機基礎(chǔ)上引入電控（電磁、電子或微機控制）部分構(gòu)成的，它們都可以簡稱為空氣制動。（1）由于有軌電車是動力分散，列車制動裝置是指動車制動裝置和拖車制動裝置的組合，它們共同形成的完整的制動系統(tǒng)，強調(diào)系統(tǒng)的概念；，采用電氣制動和空氣制動的復(fù)合制動，各自制動力的調(diào)整需要一個制動系統(tǒng)來完成；空氣制動部分采用電空制動機；，各車減速度作用一致；，應(yīng)充分發(fā)揮再生制動的效果；，充分利用粘著。閘瓦制動、盤形制動、電阻制動和再生制動均屬于粘著制動，并且制動力的大小也受粘著限制；磁軌制動則屬于非粘著制動，其制動力的產(chǎn)生只取決于制動體和鋼軌之間的摩擦或電渦流作用。常用的摩擦制動方式主要有閘瓦制動和盤形制動，在高速動車組和有軌電車制動系統(tǒng)中會用到磁軌制動也屬于摩擦制動。制動作用的解除叫做緩解，包括分布操縱的部分解除和一次操縱的徹底解除。第2章 有軌電車制動概述列車制動是人為地利用制動力使列車減速、停車、阻止其運動或加速的統(tǒng)稱。我國的城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)于1965年始于首都北京，經(jīng)過40多年的發(fā)展，目前已有北京、上海、天津、廣州、南京、深圳建成里程不等的地鐵系統(tǒng)，重慶、武漢也已經(jīng)開行了輕軌系統(tǒng)，還有成都、西安、沈陽、杭州等城市的地鐵系統(tǒng)正在建設(shè)當中。世界上第一個地鐵系統(tǒng)于1863年在英國倫敦建成，經(jīng)過一百多年的發(fā)展，各種城市軌道交通系統(tǒng)遍布全球，由于種種原因，歐洲發(fā)達國家及日本的城市軌道交通運輸非常發(fā)達，城市軌道交通車輛種類較多，主要有地鐵車輛、跨坐式（單軌）車輛、懸掛式車輛、有軌電車，其中地鐵車輛是最重要的城市軌道交通車輛，其制動技術(shù)水平非常高。同時，國產(chǎn)城市軌道交通制動系統(tǒng)的研制成功和推廣應(yīng)用，還會提高我國軌道交通制動水平的技術(shù)，促進技術(shù)進步。近幾年，國內(nèi)研制的新型有軌電車，采用了大量新技術(shù)，但由于國內(nèi)還沒有一種能適用于現(xiàn)代有軌電車的先進、成熟的國產(chǎn)制動系統(tǒng)，到目前為止，制動系統(tǒng)是城市軌道車輛上唯一沒有實現(xiàn)國產(chǎn)化運用的產(chǎn)品。所以也有很多城市在修建有軌電車系統(tǒng)，例如大連、長春的有軌電車一直在運行，也有部分大中城市在規(guī)劃或者已經(jīng)開始修建有軌電車系統(tǒng)。有軌電車制動系統(tǒng)設(shè)計方案第1章 緒論：自從世界上第一個地鐵系統(tǒng)于1863年在英國倫敦建成運行以來，盡管經(jīng)歷了各種曲折的發(fā)展過程，但世界各主要大城市無不以軌道交通系統(tǒng)作為城市骨干公共交通系統(tǒng)。制動系統(tǒng)是城市軌道交通運輸車輛最為關(guān)鍵的設(shè)備之一，制動系統(tǒng)性能的好壞，關(guān)系到車輛綜合技術(shù)水平和運行品質(zhì)能否提高，更為重要的是它涉及到城市軌道車輛的行車安全，所以制動系統(tǒng)是城市軌道車輛所有設(shè)備中綜合技術(shù)難度最高的，因此，各國在發(fā)展城市軌道交通運輸?shù)倪^程中，都把提高制動技術(shù)作為一個重要項目進行研究。所以研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、達到國際先進水平的制動系統(tǒng)，將使我們擺脫對進口產(chǎn)品的依賴，不僅為國家節(jié)約大量的外匯，還會帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進民族工業(yè)的發(fā)展。目前國內(nèi)很多車輛廠、研究所以及部分高校都在致力于先進軌道交通制動技術(shù)的研究，相信不久的將來我國的城市軌道交通車輛就會使用技術(shù)先進并且完全國產(chǎn)化得制動系統(tǒng)。歐洲、日本的大部分城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)采用的是德國KNORRBREMSE公司、法國FAIVELEY TRANSPORT公司，日本NABTESCO等公司的產(chǎn)品，這些公司的制動系統(tǒng)具有行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)水平，性能先進、可靠性高，以再生制動、電阻制動組合方式的電制動是主要的制動方式，在額定滿載載荷情況下，電制動的制動力可以滿足車輛減速至510km/h之前的制動力要求。包括地鐵、輕軌以及有軌電車在內(nèi)，我國已經(jīng)基本實現(xiàn)了城市軌道交通車輛的國產(chǎn)化，但作為關(guān)鍵技術(shù)的制動系統(tǒng)還依賴進口，成為唯一沒有實現(xiàn)國產(chǎn)化的部分，我國的地鐵車輛主要采用德國KNORR（克諾爾）公司，日本NABTESCO（納博泰斯克）公司的制動系統(tǒng)， 最新研發(fā)的大連有軌電車“大連人”號采用日本NABTESCO（納博泰斯克）公司的產(chǎn)品。對于列車，人為地使其減速或阻止其加速的外力是由列車制動裝置產(chǎn)生的，它與列車運動的方向相反，由軌道作于車輪，叫制動力。制動方式可以按制動時列車動能轉(zhuǎn)移方式、制動力獲取方式和制動源動力的不同進行分類。常用的動力制動方式主要有電阻制動和再生制動。，列車制動可以分為空氣制動方式和電氣制動方式。制動是有軌電車運行的主要也是最重要工況之一，制動系統(tǒng)的有效性和好壞直接影響列車安全第一系列重要環(huán)節(jié)，因此制動系統(tǒng)必須滿足響應(yīng)方面得基本要求?？諝庵苿酉到y(tǒng)的制動原動力來自壓縮空氣，制動力的產(chǎn)生依賴于輪軌接觸，屬于摩擦制動。制動控制裝置從整個控制原理上分為兩類：直通式空氣制動機和自動式空氣制動機。當列車分離時，列車管和制動缸處于排空狀態(tài)，無制動力、無法制動。三通閥由主活塞、滑閥、節(jié)制閥等組成，外接列車管、副風(fēng)缸管。圖33 自動式空氣制動機原理示意圖（1）制動性能要求（a）滿足規(guī)定的制動距離要求從系統(tǒng)制動能力上，首先要滿足緊急制動距離要求，另外從制動力控制上要滿足定點停車等制動距離的要求。2）滿足制動平穩(wěn)性要求制動平穩(wěn)性要求采取有軌電車各車的制動力同步上升、電制動與空氣制動的轉(zhuǎn)換或協(xié)調(diào)要平順、制動力與車廂重量成正比、采用密接車鉤等減小縱向沖動的措施。2） 制動減速度精度有軌電車的制動指令和制動力的控制都是按照減速度規(guī)定的，但制動系統(tǒng)最終提供給列車的是力——縱向減速力，如果把指令、制動力、列車質(zhì)量、列車速度視為一個控制系統(tǒng)的各個變量的話，那么完全可以做到用閉環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)既定的列車減速度，并且具有很高的精度。自動式是在自動空氣制動機的基礎(chǔ)上增加了電氣指令控制系統(tǒng)對列車管壓力的控制，通過同時對各車輛的列車管的減壓增加，使各車輛的三通閥同時作用，加快列車整體的制動及緩解速度，提高了自動空氣制動機的性能。由于直通式制動控制系統(tǒng)具有上述優(yōu)點，現(xiàn)在的有軌電車制動控制系統(tǒng)大多采用直通式空氣制動、配以電氣指令式的制動控制系統(tǒng)。當列車需要制動時，BCU根據(jù)制動指令及車中信號計算出所需的制動力，并向電氣制動控制裝置發(fā)出制動信號，電氣制動控制裝置控制電氣制動產(chǎn)生作用，并將實際制動力的等值信號反饋到BCU，BCU進行計算，并把計算結(jié)果相應(yīng)的電信號送到EP閥，EP閥將此電信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的空氣壓力信號送到中繼閥，中繼閥進行流量放大后使制動缸獲得相應(yīng)的壓力。在制動過程中，制動控制計算機則進行正向計算，根據(jù)制動指令對應(yīng)的制動減速度、當前速度、列車重量，計算出制動力大小，然后進行電氣制動和空氣制動的分配，根據(jù)電氣制動優(yōu)先原則，發(fā)出電制動請求指令，再根據(jù)電制動力的反饋，決定空氣制動力的大小。同時，壓力空氣流入到膜板上面的氣室，將達到電氣指令所需的壓力，膜板及排氣活塞被它下壓，接觸到排氣閥座，而關(guān)閉供氣通路，達到平衡位置。中繼閥管的壓力，即平衡腔的壓力降低到等于指令電流對應(yīng)的壓力，排氣活塞就開始上升，排氣閥座落到供排氣閥，使排氣管路關(guān)閉，重新回到平衡位置。模擬型EP閥的缺點表現(xiàn)在兩個方面，一是其響應(yīng)、控制精度與EP閥的結(jié)構(gòu)及性能關(guān)系很大，必須完善控制方法才能得到較好的控制精度和響應(yīng)特性；二是存在特性滯后。在制動控制單元BCU中，計算機完成了電氣控制量到空氣空置量的轉(zhuǎn)換后，需要一個空氣通路斷面較大，能夠通過較大風(fēng)量的輸出元件，這個功能通常由一個專用的空氣壓力控制閥——中繼閥來完成。制動位：控制信號壓力（ACAC2）通到下膜板的上下腔，供排氣閥桿上移打開供氣閥，來自制動風(fēng)缸的壓力空氣（一次壓力），經(jīng)供氣閥和供氣閥座開口部變?yōu)槎螇毫諝猓˙C）流出送往制動缸管，制動缸壓力上升，供排氣閥為供氣位，中繼閥處于制動位，如圖310所示。圖313 中繼閥原理圖（緊急制動位） 有軌電車基礎(chǔ)制動裝置主要采用空氣盤形制動器，同時采用磁軌制動器作為補充制動器，以滿足制動距離的要求。如果電機在正常運轉(zhuǎn)時，突然降低定子的供電頻率，轉(zhuǎn)子的機械慣性將使之維持在高于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速上，這時轉(zhuǎn)差率變?yōu)樨撝?，進入發(fā)電機狀態(tài)。在電制動工況，牽引控制單元充當制動控制單元的角色。圖316 電制動特性曲線圖有軌電車制動工況所需要的制動力特性與牽引特性相似，一般希望在高速下制動力要小，以減小施加制動時引起的縱向沖動，隨著速度的降低，希望制動力越來越大，以滿足制動距離、制動平均減速度的要求。在過電分相或高壓部分故障等情況下，可以切換為電阻制動，但此時必須有輔助電源維持支流環(huán)節(jié)的初始供電，以維持牽引電機的勵磁分量。根據(jù)行車過程中對列車減速效果的期望，司機根據(jù)操縱經(jīng)驗，可以選擇制動控制器的手柄位置以獲得所需的制動力。有軌電車的電空系統(tǒng)采用電氣指令式制動控制系統(tǒng)，制動指令一般是由司機制動控制器送出的，交給列車信息控制網(wǎng)絡(luò)傳輸給各車的制動控制裝置。在制動控制上，0和1分別對應(yīng)制動控制線的通斷電，可以產(chǎn)生7級制動級位，如果采用更多的制動控制線，可以得到更多的制動級位，通常對于有軌電車來說，常用有7級制動即可滿足要求。采用模擬指令對指令傳輸?shù)脑O(shè)備性能要求很高，一旦設(shè)備性能不能滿足要求，可能造成制動指令精度下降，影響制動效果。司機操縱結(jié)果是把手柄置于制動區(qū)某位置，這是通過把列車制動管與自動制動閥的排風(fēng)口相連，把制動管壓力降低到該位置對應(yīng)的減壓量，該減壓量信息在制動管中以空氣壓力波形式向列車后部傳遞，每車的三通閥根據(jù)減壓量大小輸出相應(yīng)的空氣壓力到制動缸。有軌電車采用電氣制動與空氣制動，在運行過程中優(yōu)先使用電氣制動，當電氣制動不能滿足制動要求時，空氣制動自動補充，這種制動方式稱為復(fù)合制動。在需要制動的時候采用電氣制動優(yōu)先，但需要空氣制動補充時，始終按照動車、拖車空氣制動時間投入、空氣制動率相同的方式控制制動力。制動控制采用的設(shè)計原則，實際上體現(xiàn)了制動系統(tǒng)的控制策略。當再生制動力小于或等于動車所需必要的制動力時拖車：全部為空氣制動。如果基礎(chǔ)制動裝置采用踏面制動，則有利于粘著系數(shù)的提高；如果基礎(chǔ)制動裝置采用盤形制動，則需要采用增粘措施提高粘著系數(shù)，避免或減少制動滑行的發(fā)生。氣缸內(nèi)為活塞和間隙自動調(diào)整裝置，活塞桿頭部與閘瓦連接，閘瓦為樹脂合成材料，閘瓦可以方便的更換，打開閘瓦托座上的鎖閉裝置，即能將閘瓦由內(nèi)向外的方向取出。車輪高速滑行會導(dǎo)致輪對踏面與軌面互相擦傷，滑行距離越長擦傷深度越大，可能造成車輪不易恢復(fù)轉(zhuǎn)動的嚴重后果，所以，有軌電車對制動過程中可能出現(xiàn)的滑行必須進行有效地控制。速度傳感器安裝在電機的非傳動軸端。（2）速度差檢測在發(fā)生標準速度規(guī)定量的速度差時，報檢測到滑行。