【正文】 車輛進行電氣制動時，首先應(yīng)該是再生制動，即向供電網(wǎng)反饋電能。 再生制動 直流再生制動電路在各種形式的制動中，電氣制動是一種較理想的動力制動方式，它是建立在電動機的工作可逆性基礎(chǔ)上的。而且，電阻帶產(chǎn)生的高溫明火會引起列車其他設(shè)備或者電纜的燃燒，給列車運行安全帶來了潛在危險。但是熱量會散發(fā)到隧道中，使隧道中的溫度升高，這對地下車站的空調(diào)環(huán)境很不利，夏季大大增加了通風(fēng)和空調(diào)的電費支出。通風(fēng)機轉(zhuǎn)速非常高，排風(fēng)量很大。電阻帶分阻安裝在由電磁瓶絕緣的鐵架上，電阻帶之間留有很大的通風(fēng)空間。圖 42 制動電阻箱結(jié)構(gòu)圖一般每個動車都安裝有制動電阻器箱，里面裝有足夠的制動電阻（如圖 42） 。交流制列車電阻制動的原理與直流制列車基本相同，只是控制設(shè)備不僅有直流斬波器，還有三相逆變器；不僅要調(diào)節(jié)制動電流、電壓，還要調(diào)節(jié)頻率。它的動力制動調(diào)節(jié)方法與上海直流制列車的直流斬波控制電阻制動電路不同：斬波器通過控制導(dǎo)通角改變制動電路中某個制動電阻的電阻值，以此調(diào)節(jié)制動電流，使列車保持制動力恒定。但是直流斬波控制電阻制動電路也有多種，不完全相同。而實際上由于牽引電動機整流器不允許靜止不動長時問通過額定電流，以防止整流器過熱而燒毀。在加饋區(qū)制動時，只需調(diào)節(jié)半控整流電路中晶閘管的移相角即可調(diào)節(jié)加饋電源輸出，及時補足制動電流，維持制動電流不變。目前大部分電力機車都采用這種制動方式。加饋電阻制動就是為提高機車在低速運行時的輪周制動力，從電網(wǎng)中吸收電能，補足到電動機的電樞電流中去，以獲得理想的輪周制動力。電路中的電阻(R7～R9)也根據(jù)制動電流調(diào)節(jié)需要，按照車速的逐步減低而逐級短接，最后全部切除。圖 41 所示為一個直流斬波控制電阻制動電路。這時由列車運行動能轉(zhuǎn)換成的電能將全部消耗在列車上的電阻器中，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌l(fā)到大氣中去。(5)電氣制動電路的設(shè)計力求簡單。(3)各臺電動機的制動力應(yīng)相等。(2)應(yīng)具有電上的穩(wěn)定性。 電制動的基本要求一個安全可靠的電制動(動力制動)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下基本要求：(1)應(yīng)具有機械的穩(wěn)定性。通過轉(zhuǎn)換電路和受電器將電能反饋給供電觸網(wǎng)，提供本車輔助電源或同一電網(wǎng)中相鄰運行列車使用的方式，叫再生制動。由于現(xiàn)代城市軌道交通車輛一般都是采用電力牽引的動車組，采用直流或交流電動機牽引動力，因此以電氣制動作為主要制動已成為潮流。同時，閘瓦與車輪踏面摩擦后會產(chǎn)生粉塵和熱量，對環(huán)境有嚴(yán)重的污染，而且，頻繁和過量的使用摩擦制動，將使閘瓦更換頻繁，車輛踏面的維修大量增加。盤形制動裝置的散熱性好，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，制動力恒定，熱容量大，允許其具有較大的制動功率。城軌車輛的閘瓦分為鑄鐵閘瓦和合成閘瓦，在我國城軌車輛中采用最廣。PC7Y 型單元制動器是不帶停發(fā)制動的，而 PC7YF 型制動單元裝置是帶停放制動的。PC7Y 型和 PC7YF 型的單元制動器都是屬于閘瓦類型的制動器。現(xiàn)在我國 90％的制動系統(tǒng)都是克諾爾公司的產(chǎn)品，后面還會繼續(xù)介紹。但是，盤形制動代替閘瓦制動后，使輪軌間的黏著系數(shù)有所下降，這是它的最大缺點。盤式制動的最大優(yōu)點就是散熱性好，因此摩擦系數(shù)穩(wěn)定，制動力恒定，熱容量大，允許其具有較大的制動功率。圖 34 克諾爾盤形制動裝置1制動盤；2 單元制動缸；3 吊桿；4閘片；5閘片托；7杠桿；8支點拉板圖 35 盤形制動結(jié)構(gòu)1—輪對　2—單元制動缸　3—吊桿　4—制動夾鉗 5—閘瓦托 7—杠桿　8—支點拉板28盤形制動裝置代替閘瓦制動裝置，沒有了閘瓦對車輪踏面的摩擦，因此不存在對踏面的燒損，也減少了車輪的損耗。盤形制動裝置按其安裝形式不同可分為軸盤式和輪盤式。如圖 34 和 35 盤形制動裝置一般由單元制動機、夾鉗、閘片和制動盤等組成。因此，必須計算在故障情況下的制動熱量。特別是高速列車在電制動故障時，必須完成空氣摩擦制動使車輛停下來，這樣大的制動功率會使閘瓦熔化，車輪踏面過熱剝離或熱裂。合成閘瓦是將合成材料按規(guī)定的比例混合均勻后，置于鋼模內(nèi)與鋼背熱壓成為一個整體的。鋼背內(nèi)側(cè)還焊有加強筋，以增加鋼背的剛度。鋼背外側(cè)中部，裝有用鋼板焊制成的閘瓦鼻子，其外形與中磷鑄鐵閘瓦相同，并可互換使用；而高摩合成閘瓦則因與低摩合成閘瓦、中磷鑄鐵間瓦的摩擦系數(shù)相差太大，不能互換使用。鋼背內(nèi)側(cè)開有槽或孔，以提高摩擦體與鋼背的結(jié)合強度。合成閘瓦的結(jié)構(gòu)：合成閘瓦本身強度較小，因而在其背面壓裝一塊鋼板（鋼背） ，間瓦的厚度為 45mm。 （5）可避免磨耗鐵粉的污損及因制動噴火星而引起的火災(zāi)事故。（4）質(zhì)量輕，一般只為鑄鐵閘瓦的 1/21/3。（2）耐磨性好，使用壽命長；節(jié)約鑄鐵材料。二、合成閘瓦合成閘瓦是以樹脂、石棉、石墨、鐵粉和硫酸鋇等材料為主熱壓而成的閘瓦。但是含磷量過高，會增加閘瓦的脆性。高磷閘瓦還有一個優(yōu)點，就是制動時火花少。高磷鑄鐵閘瓦的耐磨性比中磷鑄鐵閘瓦高 1 倍左右。（二）鑄鐵閘瓦高磷鑄鐵閘瓦與中磷鑄鐵閘瓦相比，主要是提高了含磷量。在合成閘瓦中，按其基本成分，可分為合成樹脂閘瓦和石棉橡膠閘瓦；按其摩擦細(xì)數(shù)高低，又可分為高摩擦系數(shù)合成閘瓦和低摩擦系數(shù)合成閘瓦（簡稱為高摩合成閘瓦和低摩合成閘瓦）。城軌車輛上使用的閘瓦基本上分為兩大類，即鑄鐵閘瓦和合成閘瓦。停放制動器人工緩解后需向緩解風(fēng)缸再次充氣，使其復(fù)位后，才能實現(xiàn)下次停放制動的施加。（2）緩解狀態(tài)：當(dāng)停車制動器的緩解風(fēng)缸 31 充氣時，緩解活塞 32 使停放制動彈簧 35 壓縮，活塞桿 33 帶動停車制動桿 37 復(fù)位，從而松開制動杠桿 4，使停放制動緩解。當(dāng)緩解風(fēng)缸的風(fēng)壓為零時，閘瓦壓力達到最大。 37停放制動杠桿停車制動器工作原理如下：25（1）制動狀態(tài)：當(dāng)彈簧制動器的緩解風(fēng)缸 31 排氣時，停車制動彈簧 35 伸張，通過活塞桿 33 帶動停放制動杠桿 37 推動制動杠桿 4，使閘瓦壓緊車輪而產(chǎn)生制動作用。35停放制動彈簧。33活塞桿。 31緩解風(fēng)缸。7閘瓦托吊。5閘瓦間隙調(diào)整器。 3活塞桿。24圖 31 PC7Y 型單元制動機1制動缸；2傳動杠桿；3安裝在制動缸缸體上的樞軸；4手制動杠桿；5緩解彈簧；6制動缸活塞；7扭簧；8閘瓦；9閘瓦間隙自動調(diào)整器圖 32 PC7YF 型單元制動機1制動缸。 （三）停發(fā)制動器停放制動器是一套輔助制動器，其設(shè)置的目的是在車輛停放時，防止發(fā)生溜車。（二）單元制動器的工作原理當(dāng)列車制動時，如圖 31 所示，制動缸 1 充氣，在壓力空氣的作用下，制動缸活塞壓縮緩解彈簧 5 向右移，活塞桿推動制動杠桿，而杠桿的另一端則帶動閘瓦間隙器向車輪方向推動閘瓦托及閘瓦，使閘瓦緊貼車輪。如圖 31 PC7Y 型制動機PC7YF 型單元制動器是在 PC7Y 型單元制動器的基礎(chǔ)上增加了一個用于停放制動的彈簧制動器，包括緩解風(fēng)缸 3緩解活塞 3活塞桿 3螺紋套筒3停放制動彈簧 3緩解拉簧 3停放制動杠桿 37 等?？酥Z爾制動機的兩種單元制動機是 PC7Y 型和帶停發(fā)制動機的PC7YF 型。他們之間各有特點：基礎(chǔ)制動裝置由于采用杠桿聯(lián)運機構(gòu)，所以各個輪對的制動力均勻，同步性好；而單元制動機是單個供氣動作，輕便靈活，體積小，占用空間少，靈敏度高。大多數(shù)城軌車輛采用單元制動機。23第 3 章 基礎(chǔ)制動裝置空氣制動系統(tǒng)中的制動執(zhí)行裝置，通常被稱為基礎(chǔ)制動裝置。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。其他的空氣管路部件有截斷塞門、脈沖電磁閥、止回閥、減壓閥、空氣過濾器和安全閥。雙塔式空氣干燥器一般都用在交流傳動車上?？諝飧稍锲饔袉嗡胶碗p塔式兩種。螺旋式空壓機的特點：（1）噪聲小，振動??；（2）可靠性高和壽命長；（3）維護簡單?？諝鈮嚎s機現(xiàn)在城軌里面用主要是兩種：活塞式空氣壓縮機和螺旋式空氣壓縮機。風(fēng)源系統(tǒng)是空氣制動系統(tǒng)里面的重要的部分。世界各國(包括我國在內(nèi))許多高速列車(200km ／h 以上)和準(zhǔn)高速(160 km／h) 列車都采用了電空制動機。在列車施行階段緩解、緩解電磁閥 8 的通路被關(guān)閉、列車管空氣壓強保持不變時，保壓電磁閥 7 將三通閥的排氣通路切斷，所以，三通閥主活塞雖然仍停留在充氣緩解位，制動缸經(jīng)三通閥與排氣口相通，但此時不通大氣，制動缸空氣壓強能保持不變，即可以實現(xiàn)階段緩解。圖 212 電空制動機l列車管；2三通閥； 3副風(fēng)缸；4制動缸； 5加速緩解風(fēng)缸；6制動電磁閥；7 保壓電磁閥；8緩解電磁閥；9止回閥；EX 通大氣如圖 212 所示，在制動時各車的制動電磁閥 6 的排氣口同時打開，將列車管 1 的壓力空氣排往大氣，產(chǎn)生制動作用。它的特點是制動作用的操縱控制用電，但制動作用的原動力還是壓力空氣(它與大氣的壓差)。 電空制動機21電空制動機為電控空氣制動機的簡稱。（2）具有制動力不衰減性。上述的三通閥屬于二壓力機構(gòu)的閥，還有種閥，通常稱為三壓力機構(gòu)閥，也稱分配閥，其特點是：（1）具有階段制動和階段緩解。（2）由于制動缸的風(fēng)源與排氣口離制動缸較近，其制動與緩解不再通過制動閥進行，因此制動與緩解的一致性較直通制動機好，列車縱向沖動較小，適合于較長編組的列車。由于此時活塞兩側(cè)壓差較小，不足以克服滑閥與滑閥座之間的摩擦力，所以活塞位于此位不再移動，制動缸保壓。三通閥活塞左側(cè)壓力不再下降，但三通閥活塞仍處于左極端的制動位，因此副風(fēng)缸壓力空氣繼續(xù)充向制動缸，活塞右側(cè)的壓力繼續(xù)下降。隨著制動管壓力刀鋒繼續(xù)下降，活塞兩側(cè)壓差加大到能夠克服滑閥與滑閥座之間的摩擦力時，活塞帶動滑閥左移至極端位，滑閥切斷制動缸通大氣的通路，同時滑閥通孔下端與滑閥座制動缸孔 R 對準(zhǔn)，形成副風(fēng)缸向制動缸的充氣通路。當(dāng)兩20側(cè)壓差較小時，不足以推動活塞，副風(fēng)缸的壓力空氣有通過充氣溝逆流的現(xiàn)象。制動時，駕駛員把制動閥手柄放在制動位，制動管內(nèi)的壓力空氣經(jīng)制動閥排氣減壓。副風(fēng)缸內(nèi)壓可一直充至與制動管的壓力相等，即達到制動管定壓，制動缸緩解后的最終壓力為零。三通閥內(nèi)形成以下兩條通路：①制動管→充氣溝→滑閥室→副風(fēng)缸；②制動缸→滑閥室 R 孔→滑閥底面 N 槽→三通閥 Ex 口→大氣。圖 211 三通閥工作原理1三通閥活塞及活塞桿；2 節(jié)制閥；3滑閥；4副風(fēng)缸；5制動缸；6三通閥；i充氣溝；B間隙三通閥由于它與制動管、副風(fēng)缸和制動缸相通而得名。由此可見，自動空氣制動機是依靠制動管中壓縮空氣的壓力變化來傳遞制動信號，制動管增壓緩解，減壓則制動，其中，三通閥是制動缸充氣或排氣的控制部件。19制動閥操縱手柄放在制動位時，制動管內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)制動閥 EX 口排向大氣。如此時制動缸中有壓縮空氣，則經(jīng)三通閥的排氣口 16 排入大氣。在緩解位時它聯(lián)通給氣閥與制動管的通路；制動位時它使制動管與制動閥上的 EX 口相通，制動管壓縮空氣經(jīng)它排向大氣；保壓位時仍保持各路不通。自動空氣制動機工作原理如圖 210 所示。 自動式空氣制動機自動式空氣制動機與其他空氣制動機不同的是，增加了三個部件：在總風(fēng)缸與制動閥之間增加了給氣閥；在每節(jié)車輛的制動管與制動缸之間增加了三通閥和副風(fēng)缸。（4）制動時全列車制動缸的壓縮空氣都由總風(fēng)缸供給；緩解時，各制動缸的壓縮空氣都需要經(jīng)制動閥排氣口排入大氣。（2）能實現(xiàn)階段緩解和階段制動。當(dāng)駕駛員將操縱手柄在制動位與保壓位之間來回操縱，或在緩解位與保壓位之間來回操縱時，制動缸壓力能分階段上升或降下，即實現(xiàn)階段制動或階段緩解。（3）保壓位。操縱手柄在緩解位放置的時間應(yīng)足夠長，使制動缸內(nèi)的壓縮空氣排盡，壓力降至為零。（2）緩解位。壓縮空氣由制動管進入各個車輛的制動缸，壓縮空氣推動制動缸活塞移動，并通過活塞桿帶動基礎(chǔ)制動裝置，使閘瓦壓緊車輪，產(chǎn)生制動作用。駕駛員要實施制動時，首先把操縱手柄放在制動位，總風(fēng)缸的壓縮空氣經(jīng)制動閥進入制動管。在緩解位時，制動管內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)制動閥17Ex 口排向大氣；在保壓位時，制動閥保持總風(fēng)缸、制動管和 Ex 口各不相通；在制動位時，總風(fēng)缸管壓縮空氣經(jīng)制動閥流向制動管?？諝鈮嚎s機將壓縮空氣儲入總風(fēng)缸內(nèi)，經(jīng)總風(fēng)缸管至制動閥。圖 28 安全閥1閥體 2活塞 3彈簧 4頂桿 5調(diào)節(jié)螺母 6上蓋 B排氣口 V發(fā)口 空氣制動機空氣制動，又稱為機械制動或摩擦制動，主要以壓縮空氣為動力，由車輛的風(fēng)源系統(tǒng)供給。設(shè)定壓力通過調(diào)節(jié)螺母來調(diào)節(jié)?？諝膺^濾器對在多塵環(huán)境下運行的列車的制動系統(tǒng)的可靠性具有極其重要的作用。16（4）減壓閥：它的作用是調(diào)節(jié)壓縮空氣系統(tǒng)中的空氣壓力。脈沖電磁閥用于氣電控制回路中，如果電脈沖觸發(fā)，則控制腔充氣或排氣，或按順序交替進行，雙塔式干燥塔要用到。15圖 26 錐芯獨立式截斷塞門1閥體 2塞門芯 3蓋 4彈簧 5手把圖 27 帶排氣口的截斷塞門（2）脈沖電磁閥：它是先導(dǎo)控制的二位三通閥，它是由一個氣動往復(fù)閥芯和用于預(yù)控的電磁閥組成。截斷塞門有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式：一種是錐芯獨立式；另一種是球芯式。如圖 25。此外，帶有空氣干燥塔的 C 車增加一個再生儲風(fēng)缸。 風(fēng)缸及其他空氣管路部件風(fēng)缸是用于儲存壓縮空氣的，用鋼板制成，具有很高的耐壓性，是一種高壓容器。一部分干燥過的壓力空氣（約 13%~18%）被分流出來 ,經(jīng)過再生節(jié)流膨脹后,進入另一個干燥塔對已吸水飽和的吸附劑進行脫水再生,再生工作后的壓力空氣經(jīng)過油水分離器時，再把積聚在網(wǎng)格圈上的油、水及機械雜質(zhì)等。從空氣壓縮機輸出的壓力空氣首先