南京地铁车辆制动系统特点分析

２００５年第５期２００５年９月１０日机车电传动

ＥＬＥＣＴＲＩＣＤＲＩＶＥＦＯＲＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥＳ№５，　２００５

Ｓｅｐ． １０，　２００５

男，工程师，从事电传动内燃机车、地铁车辆维修技术管理工作。

摘要：根据南京地铁车辆制动系统的特点，分析了该地铁车辆制动系统的作用原理及作用过

程，对电制动、能耗制动、空气制动分别作了较为详尽的分析和说明。

关键词：　地铁；制动系统；车辆；特点分析；南京

中图分类号：Ｕ２３１；Ｕ２６６．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－１２８Ｘ（２００５）０５－００４７－０３

收稿日期：２００５－０３－１６；收修改稿日期：２００５－０８－１０

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｂｒａｋｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｎａｎｊｉｎｇ　ｍｅｔｒｏ　ｖｅｈｉｃｌｅ

ＺＨＡＮＧ Ｈｅ－ｐｉｎｇ

（Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，　Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｍｅｔｒｏ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．，　Ｎａｎｊｉｎｇ，　Ｊｉａｎｇｓｕ　２１００１２，　Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｒａｋｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｎａｎｊｉｎｇ　ｍｅｔｒｏ　ｖｅｈｉｃｌｅ，　ｉｔ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ．　Ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｂｒａｋｉｎｇ，　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｂｒａｋｉｎｇ　ａｌｏｎｇ　ｗｉｔｈ　ｐｎｅｕｍａｔｉｃ　ｂｒａｋｉｎｇ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌｓ．

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｍｅｔｒｏ；　ｂｒａｋｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ；　ｖｅｈｉｃｌｅ；　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ；　Ｎａｎｊｉｎｇ

０引言

南京地铁１号线车辆采用法国ＡＬＳＴＯＭ公司生产的动车组。为了适应城市快速轨道车辆运行速度高、站间距离短、启动制动频繁等特点，在动车组制动系统的设计中，本着安全、可靠的原则，采用了微机控制的电空制动。该制动系统具有启制动快、制动距离短、反应迅速、停车稳、准确性高、制动力大、安全可靠等特点。制动部件集成化程度高，维护简单、重量轻，并具有自我诊断及故障保护显示功能。

１制动组合方式

南京地铁１号线车辆制动系统由电制动及空气制

动系统组成，以电制动为主。电制动包括再生制动和电阻制动，两者能连续交替使用。在网压高于ＤＣ　１　８００　Ｖ时，再生制动能平稳地转到电阻制动；在整个运行速度范围内，电阻制动力能单独满足制动的要求；紧急制动时，制动力由空气制动提供；车辆停放时的制动力由弹簧力提供，压缩空气缓解。

在电制动力不足的情况下，动车和拖车分别根据各自车辆所接收的制动指令，同时施加空气制动。在电制动失效或紧急制动过程中，空气制动将替代电制动，且根据列车载重施加空气制动。

低速运行时，由空气制动代替电制动，实施保持制动使整列车停车。当车辆需要运行时，保持制动由牵引指令进行缓解，并随车辆牵引力的不断增大，保持制动逐渐缓解，可以防止牵引力不足时，制动完全缓解造成的车辆后退。

２电制动

２．１作用原理

在变频调速系统中，电机的减速和停机是通过逐渐降低定子给定频率来实现的。再生制动时，电机从电动机状态变为发电机状态，电机再生的电能经牵引逆变器反馈到直流电路（即地铁直流供电网）。由于直流电路的电能无法回馈到交流电网，仅靠变频器本身的电容吸收，或供列车所在直流接触网供电区段上的其他车辆牵引用。其他车辆能消耗部分电能，但电容仍有短时间的电荷堆积，形成“泵升”电压，使直流电压Ｕｄ升高，过高的直流电压会使各部分器件受到损害。

因

机车电传动 ２００５年

此，当直流电压Ｕ

ｄ

超过一定值时，必须采用能耗制动。

２．２能耗制动

能耗制动是在变频器直流侧加放电电阻单元组件，将再生电能消耗在电阻上来实现电制动的。这是一种处理再生能量的最直接的方法，它是将再生能量通过专门的能耗制动电路消耗在电阻上，转化为热能，称为电阻制动，包括制动斩波器和制动电阻两部分。２．２．１制动斩波器

南京地铁车辆制动斩波器是当直流电路的电压

Ｕ

ｄ

＞１　７５０　Ｖ，超过规定的限值时，自动接通耗能电路，使直流电路通过制动电阻后以热能方式释放能量。制动斩波器是外置式，它包括功率管、电压采样比较电路和驱动电路。驱动电路由牵引控制电子装置控制。

２．２．２制动电阻

制动电阻是将再生能量以热能形式消耗的载体。ＡＬＳＴＯＭ公司采用的是铝合金电阻，该电阻器耐振动性、耐气候性较好，广泛应用于恶劣的工控环境，易紧密安装，易附加散热器，外形美观。制动电阻值１．５５Ω，

由整体风扇强迫冷却，并设置了过温保护装置。２．２．３制动过程

能耗制动过程如下：（１）当电机在外力作用下减速、反转时（包括被拖动），电机即以发电状态运行，能量反馈回直流电路，使母线电压升高。（２）当直流电路电压Ｕ

ｄ

＞１　７５０　Ｖ时，制动斩波器功率管以ＰＷＭ方式开通，电流流过制动电阻。（３）制动电阻消耗电能转化为热能，制动电流的大小由ＰＷＭ方式的占空比决定。（４）

直流电路电压Ｕ

ｄ

＜１　６５０　Ｖ时，制动斩波器功率管截止，制动电阻无电流流过。

３空气制动

南京地铁１号线车辆制动控制系统是将微机控制、总线传输、网络通信融于一体的电、气综合制动系统。其中空气制动系统设备主要分为以下几部分：空气供给／处理装置，摩擦制动控制装置，防滑控制装置，空气悬挂、供给和控制装置，辅助装置（见图１）

。

　第５期 张和平：南京地铁车辆制动系统特点分析

３．１空气供给／处理装置及其作用原理

（１）空气压缩机的启停控制是通过制动控制电子装置（ＢＣＥ）来实现的。每个空气供给和制动控制组合模块配有一个压力传感器Ａ２．８，压力传感器检测总风管的压力并且传送信号给ＢＣＥ，ＢＣＥ将根据压力传感器显示的总风压力信号（通常８．４￣９．５　ｂａｒ之间）来启动和关闭压缩机Ａ２．１。

（２）该供风装置不同于其他类似供风系统的一个显著特点是，Ａ车上的ＢＣＥ接受来自ＦＩＰ网络的信号决定两个压缩机的主辅模式，每天更换。如果一个压缩机能够满足列车空气的需求，另一个压缩机就不工作；如果一个压缩机不能满足列车的需求，并且空气压力下降到７．５ｂａｒ以下，另一台压缩机将启动。

（３）该供风系统通过安全阀Ａ２．６保护系统安全。安全阀动作压力１０．５ｂａｒ，防止因供风自动控制系统故障导致过多的压力进入总风缸Ａ６．７，确保供风安全。３．２摩擦制动控制装置

（１）常用制动

ＢＣＥ　Ａ６．９接受所有车辆的空气弹簧平均压力信号，根据该信号计算出该车辆制动所需的制动力，同时将反映车辆质量的载荷信号传送给ＦＩＰ网络系统，拖车载荷信号通过ＦＩＰ网络传送到动车的ＢＣＥ和牵引控制装置。动车的载荷信号也通过ＰＷＭ线传送到相应的牵引控制电子装置，牵引控制装置经过综合计算后将决定制动力的分配。对于动车，动力制动装置和正常摩擦制动系统是同时存在的，这两种制动系统都是由司机控制器和ＡＴＯ自动驾驶装置控制。无论哪种，该装置都能提供连续的动力制动和摩擦制动。如果制动需求值超过动力制动能力，这时空气制动根据总的制动力要求补充动力制动不足部分。混合制动要求制动缸的压力可以不一样，只要动力制动和摩擦制动制动力的和达到制动力所需求的值。ＰＣＥ将计算需求补充的摩擦制动力传给ＢＣＥ，ＢＣＥ将该信号传送到ＢＣＵ　Ａ６．６．１。ＢＣＵ结合实施和缓解电磁阀Ａ１３来改变制动缸压力，达到制动和缓解的目的。

（２）紧急制动

紧急制动电磁阀（在ＢＣＵ　Ａ６．６．１中）接受来自紧急制动指令线的命令信号，该电磁阀失电时，来自ＢＣＵ的控制压力被允许通过称重阀ｂ进入中继阀ｄ，产生紧急制动。

当紧急制动控制线路得电时，紧急电磁阀得电，旁路的实施和缓解电磁阀允许制动风缸的压力空气通过称重阀直接进入中继阀，紧急制动被缓解。

（３）停放制动

停放制动的控制是以充气和排气为基础的，当总风缸管被加压，供给空气送入停放制动缸以便克服弹簧力，当车辆停止并且总风管的空气逐渐泄漏，当总风缸管压力≤３．３　ｂａｒ时，作用在停放制动传动机构内的弹簧的空气也排向大气，停放制动实施电磁阀Ａ６．６．５得电，施加停放制动；当管压≥３．８　ｂａｒ时，停放制动缓解电磁阀Ａ６．６．６得电，停放制动缓解。制动力大小由弹簧力决定，南京地铁１号线所设计的弹簧制动力可确保ＡＷ３载荷下车辆能停在３３‰的长大坡道上。

每个制动控制面板内有一个停放制动缓解压力开关来显示停放制动的施加和缓解，司机可通过控制停放制动电磁阀来实施停放制动，以测试停放制动的性能及状态。

（４）基础制动装置

南京地铁１号线车辆基础制动装置采用的是踏面单元制动型式，踏面制动单元又分为带停放制动装置和不带停放制动装置两种踏面制动形式。制动时闸瓦压紧车轮，车轮闸瓦间发生摩擦，车辆的动能大部分通过车轮和闸瓦间的摩擦变成热能，经车轮和闸瓦最终散逸到大气中。

３．３防滑系统（ＷＳＰ）

防滑系统的控制核心是ＢＣＥ，ＢＣＥ接受到速度信号后同时进行以下两类计算和比较：

（１）一个轴的减速度是否超过了先前设定的参数；

（２）所有轴相对速度水平与预设值比较。

当检测到滑行时，ＷＳＰ通过减小与每个轴有关的制动缸压力来控制车轮滑行的深度。该系统通过修正能自动调整到车轮滑行的最佳水平，以便最大地利用粘着系数。

为确保系统的安全性，每个转向架的排风阀控制输出量，且每个速度信号都被监视。在正常情况下，动力制动引起的滑行由ＰＣＥ（牵引控制电子装置）控制；摩擦制动引起的滑行由空气制动控制单元（ＢＣＵ）控制。在动力制动模式下，如果出现较大的滑行，制动控制装置将发送给ＰＣＥ的轮滑信号设为高电平。当ＰＣＥ探测到这个输入信号正在变为高电平，制动力就迅速降为零。制动力保持为零（也就是说电制动失效），同时轮滑输入高电平。当轮滑输入信号再次设为低电平时，制动力就会逐渐恢复。

当滑行现象被修正时，制动力分两个阶段逐渐回升。首先，以接近冲击极限的速率回升，直到制动力已经达到设定门槛值；然后，制动力逐渐回升到滑行出现时的制动力值。到达这一点时，滑行修正就完成了。这个滑行修正的参数能达到优化系统控制的目的，并将反复出现滑行的可能性降到最小。

３．４辅助设备

３．４．１四点校平空气弹簧控制系统

系统通过控制安装在车体和转向架之间两个空气弹簧的压力，能使车辆的高度自动维持在一个预定值，成比例的载重压力反馈。这样，空气弹簧的比率和弹簧支持的载重是很匹配的，并通过压力均衡阀Ｌ９将控制信号传给称重阀。 （下转第６９页）

　第５期 李希彪，郑大立：８Ｋ机车第二次大修的尝试和探索

３．７

对８Ｋ机车控制线路进行再设计

配合ＬＣＵ逻辑单元对控制电路进行再设计，同时更换电线和辅助电路电线，消除因电线老化严重而导

致的接地短路的隐患。

４结论

从２００３年７月至今，大同西电力机务段按照上述方案已完成大修机车１４台。大修后的机车质量稳定，未再发生机破。发生电器和制动类的故障而造成的临修仅３件。

控制电路的逻辑单元（ＬＣＵ）改造，彻底消除了牵

引无流、主断路器不闭合等惯性故障，极大地提高了机

车运行的可靠性。制动系统的国产化改造后效果明显，解决了制动配件短缺的现况（２００４年９月，该系统通过了铁科院型式试验）。

由于机车运行工况较为复杂，同时各工况下故障的种类繁多，而且有些检修人员还未掌握真正的故障原因，计算机预先存储的各工况下逻辑单元的输入输出量及各部件的应有的状态信息就受到了限制，机车出现故障后不能给乘务人员以有效的提示。这都需要今后不断完善、提高。３．４．２称重阀

该阀是一种混合压力限制装置，这个装置接受一个来自空气弹簧系统的控制压力信号并且根据车辆的载重限制它到中继阀的出口压力，如果空气弹簧压力信号因种种原因而排掉，载荷分离阀就假定超载性能。载荷信号通过秤重阀传给ＢＣＵ制动控制装置Ａ６．６．１。

４制动控制

南京地铁１号线车辆采用德国克诺尔公司生产的模拟电－空联合制动控制系统。其控制原理见图２，控制指令采用电控制空气、空气再控制空气的办法。电指令采用ＰＷＭ方式调制，能进行无级控制，每个微机制动控制装置控制同一节车的两个转向架，由司机控制台上司机控制器ＤＣＨ实现控制操作。

（１）　输入信号

①制动指令线。根据司机手柄的位置由Ｅｎｃｏｄｅ编码器所下达的指令，是脉宽调制信号（２ＰＷＭ）。

②制动信号ＬＶ。高电平时保持制动命令，防止车辆停车前的冲动，使车辆平稳停车。

③负载信号的传递线。拖车载重信号将通过ＦＩＰ线

传输到动车的ＢＣＥ装置。

④紧急制动控制信号。跳过电子制动控制信号系统，直接驱动ＢＣＥ中的紧急阀动作的安全保护信号。

⑤保持制动信号，防止车辆在停止时的溜车。（２）制动控制原理

①司机控制器或ＡＴＯ发出制动信号，制动列车线被激活，发出制动指令，动车ＢＣＥ＼ＰＣＥ及拖车ＢＣＥ经过对电制动信号、电制动实际值、电制动滑行等综合计算后判断：如果速度在１８　ｋｍ／ｈ以上时，允许使用的主要制动模式是电制动，气制动为辅。

②控制制动力大小的电流信号被编码器编译成２个ＰＷＭ信号，ＰＷＭ信号由ＰＷＭ列车线输出。③ＰＷＭ信号触发ＩＧＢＴ，使所有电机减速。为了使制动力效果最好，同时兼顾冲击极限的限制。总的制动力应综合考虑摩擦制动的载荷要求。

④当司机手柄上发出最

大制动力指令时，通过ＰＷＭ调制制动列车线被激活，它将提供最大制动效果（快速制动），这条指令通过“ＰＷＭ”信号传送，能达到紧急制动的性能（１．３　ｃｍ／ｓ２的减速度）。除非列车线ＬＶ被设为低电平，否则快速制动将一直保持激活。快速制动是可逆的。

⑤当列车速度在１８　ｋｍ／ｈ以下时，电制动取消，ＢＣＵ发出摩擦制动指令，制动控制功能由ＢＣＵ独立完成。

５结束语

南京地铁车辆制动系统的设计开发和应用是成功的。相信不久将会有更多先进的地铁车辆面世，也希望

通过对ＡＬＳＴＯＭ公司地铁车辆制动技术设计性能、功能探讨，对未来地铁车辆制动技术的发展起到一些有益的作用。

图２一个牵引单元组制动控制原理图Ｔｃ——拖车；Ｍｐ——带受电弓动车；Ｍ

——动车

新城市轨道交通车辆制动系统习题库

绪论 一、判断： 1、使运动物体减速，停车或阻止其加速称为制动。（×） 2、列车制动系统也称为列车制动装置。（×） 3、地铁车辆的常用制动为电空混合制动,而紧急制动只有空气制动。（√） 4、拖车空气制动滞后补充控制是指优先采用电气制动,不足时再补拖车的气制动（×） 5、拖车动车空气制动均匀补充控制是指优先采用电气制动,不足时拖车和动车同时补充气 制动（√） 6、为了保证行车安全，实行紧急制动时必须由司机按下紧急按钮来执行。（×） 7、轨道涡流制动能把列车动能转化为热能，且不受黏着限制，轮轨间没有磨耗。（√） 8、旋转涡流制动能把列车动能转化为热能，且不受黏着限制，轮轨间没有磨耗。（×） 9、快速制动一般只采用空气制动，并且可以缓解。（×） 10、制动距离和制动减速度都可以反映列车制动装置性能和实际制动效果。（√） 11、从安全的目的出发，一般列车的制动功率要比驱动功率大。（√） 12、均匀制动方法就是各节车各自承担自己需要的制动力，动车不承担拖车的制动力。（√） 13、拖车空气制动优先补足控制是先动车混合制动，不足时再拖车空气制动补充。（×） 14、紧急制动经过EBCU的控制，使BCU的紧急电磁阀得电而实现。（×） 二、选择题： 1、现代城市轨道交通车辆制动系统不包括（C）。 A.动力制动系统 B.空气制动系统 C.气动门系统 D.指令和通信网络系统 2、不属于制动控制策略的是（A）。 A.再生制动 B.均匀制动方式 C.拖车空气制动滞后补足控制 D.拖车空

气制动优先补足控制 3、直通空气制动机作为一种制动控制系统（ A ）。 A.制动力大小靠司机操纵手柄在制动位放置时间长短决定，因此控制不太精确 B.由于制动缸风源和排气口离制动缸较近，其制动和缓解不再通过制动阀进行， 因此制动和缓解一致性较自动制动机好。 C.直通空气制动机在各车辆都设有制动、缓解电空阀，通过设置于驾驶室的制动 控制器使电空阀得、失电 D.直通空气制动机是依靠制动管中压缩空气的压力变化来传递制动信号，制动管 增压时缓解，减压则制动 4、三通阀由于它和制动管、副风缸及制动缸相通而得名（ B ） A.充气缓解时，三通阀内只形成以下一条通路：①制动管→充气沟i→滑阀室→副 风缸； B.制动时，司机将制动阀操纵手柄放至制动位，制动管内的压力空气经制动阀排 气减压。三通阀活塞左侧压力下降。 C.在制动管减压到一定值后，司机将制动阀操纵手柄移至保压位，制动管停止减 压。三通阀活塞左侧压力继续下降。 D.当司机将制动阀操纵手柄在制动位和保压位来回扳动时，制动管压力反复地减 压——保压，三通阀则反复处于冲压位。 5、城市轨道交通在运行过程中，乘客负载发生较大变化时，一般要求制动系统（ B ） A．制动功率不变 B.制动率不变 C.制动力不变 D.制动方式不变. 6、下列不属于直通式空气制动机特点的是：（B） A．列车分离时不能自动停车B．制动管增压缓解，减压制动 C．前后车辆的制动一致性不好D．制动力大小控制不精确 7、下列制动方式中，不属于黏着制动的是：（C） A．空气制动B．电阻制动C．轨道涡流制动D．旋转涡流制动 8、下列制动方式中，属于摩擦制动的是：（A ） A．磁轨制动B．电阻制动C．再生制动D．轨道涡流制动 三、填空题：

浅析地铁列车制动系统失效

浅析地铁列车制动系统失效 摘要：制动系统是列车重要的系统，它能使列车迅速的减速或停车，地铁列车由于站距较短，会频繁的使用制动，所以制动系统必须有很高的可靠性，应有效避免整车制动系统失效，造成不能停车。本文从制动系统的执行机构、制动系统的控制机构以及列车主控制系统对制动系统的控制等方面着手，通过对各系统可能出现的引起制动失效故障进行分析，说明列车整车制动系统失效的可能性。 关键词：制动控制；故障风险；失效 Analyzing the subway train braking system failure DENG Pei-jin （Guangzhou Metro Corporation , Guangzhou 510310,China） Abstract: The braking system is important for the train, which enables slow down or stops the train rapidly. The braking system must have high reliability, which due to the shorter distance between each subway station that we should use the brake frequently to avoid the whole brake system invalided resulting not stop. This article describes the possibility of train vehicle brake system failure, which commencing from the actuator braking system, the braking system control mechanism and the control of the train braking system master, and also analyzing each system that may be caused by brake failure fault. Key words：Brake control；Failure risk；Failure 2011年7月23甬温线浙江省温州市境内出现高速列车追尾事故，造成重大的人员伤亡和财产损失，作为同高速动车类似的城市轨道列车，我们经常有疑问，高速行驶的多编组地铁车会不会在紧急情况下有停不住车的可能，列车制动系统的可靠性到底如何，失效的风险有多大，对于这些问题，本文将进行探讨。 制动系统遇有紧急情况应能使电动车组在规定距离内安全停车，一旦出现故障就会有制动失效的可能性，制动失效会使列车不能停车或停不住车，因此就会有列车追尾的危险。作为地铁列车，其设计在这些方面都是有考虑的，下文是引起制动失效的常用故障，以及对这些故障的风险性分析，分析该故障引起制动系统失效的可能性，最后得出结论从车辆本身设计来说出现制动系统失效的可能性很小，是可以有效避免出现安全事故的。 1.制动的实现 地铁电客车通常配备有两套制动系统：一个电制动系统（ED制动）；一个气

地铁车辆再生制动能量利用方案

地铁车辆再生制动能量利用方案 摘要：目前，节能减排已成为我国的基本国策，建设低碳型交通基础设施、推广应用低碳型交通运输装备是城市轨道交通建设者责任。地铁由于站间距比较短，制动频繁、列车起动，考虑各钟车型、站距、编组、发车间隔等差异，列车电制动时产生的再生能量可达到牵引能量的40%以上。充分利用列车再生能量将节约大量能量，产生效益可观，为节能减排做出贡献。西安市地铁已经运营1、2号线，在建3、4、5、6号线，如何在保证线路运行安全的前提下，提高供电水平，同时为城市节能减排做出贡献，是我们必须考虑的问题。 关键词：轨道交通；列车制动；能量回馈 1 传统列车车载制动电阻方案存在的问题 目前国内外城市轨道交通动车组列车均采用VVVF牵引/制动系统，采用交流电机驱动列车，制动系统普遍采用空气制动和电制动混合的形式。列车在运行时，牵引系统将电能转为机械能，使机车启动加速；在制动时，一部分采用电制动，将机械能转为电能使列车制动，另一部分采用空气制动，通过刹车闸瓦与车轮踏面摩擦而产生制动使列车减速。传统列车上设置了车载制动电阻。当列车制动时，首先采用再生制动方式，列车电机从电动机状态转换为发电机状态，将机械能转换为电能返回到牵引网系统，返回到牵引网系统的能量部分被相邻列车吸收，由于线路的行车密度等多种因素，很大部分能量不能被回馈，此时大量电能量得不到释放，将会使系统供电网电压

急剧上升，为此列车上设置了制动电阻，将这部分能量通过电阻变成热能吸收，稳定系统电压。电阻所转化的热能，车站环控专业通过隧道活塞风、车站轨顶排风和车站轨底排风，将热量排出车站外。 车载制动电阻使用虽然方便，但也有缺点：（1）列车制动电阻吸收再生制动能量转换为热能白白消耗了，没有起到节能减排作用。（2）列车制动电阻吸收再生制动能量转换为热能散于隧道内，虽然部分可以通过隧道活塞风排出隧道，但还有部分遗留在隧道，这部分热量使隧道温升逐步上升；（3）列车制动电阻重量大，列车运行时，不仅没有节能，还增加列车牵引能耗。（4）制动电阻体积大，而且考虑制动电阻散热需在列车上安装通风设备，这样会使列车底部其他设备安装布局困难；（5）制动电阻发热会对车体底板形成烘烤效应，有引发火灾危险。（6）列车采用车空气制动，增加闸瓦的损耗，加大车辆维修工作量，提高了运营成本，摩擦闸瓦产生大量金属粉尘，造成环境污染。 2 国内外现状 在国外城市轨道交通运输系统中，再生制动能量吸收技术发展历程主要有车载电阻耗能式、逆变回馈式、超级电容储能式以及飞轮储能式吸收等。其中最先发展的车载电阻耗能式因其可靠、结构简单等优点应用最为广泛，相对较少的是能量回馈式和能量存储式的应用。国外轨道交通研究制动能量吸收技术较早，已有成熟产品，而国内在这方面的研究刚起步，使用车载电阻耗能式较多，不能够很好的把再生制动能量充分利用起来。 图1 2.1 车载电阻耗能型吸收

城市轨道交通列车制动系统的特点及发展趋势初探

城市轨道交通列车制动系统的特点及发展趋势初探 发表时间：2018-06-07T11:18:32.193Z 来源：《基层建设》2018年第11期作者：刘艳虎 [导读] 摘要：针对城市轨道交通车辆制动系统，对其空气压缩、制动盘和控制系统三个主要部分的特点和技术发展趋势进行深入分析，旨在为以后的技术研究和发展提供可靠参考依据。 苏州市轨道交通集团有限公司运营分公司江苏苏州 215000 摘要：针对城市轨道交通车辆制动系统，对其空气压缩、制动盘和控制系统三个主要部分的特点和技术发展趋势进行深入分析，旨在为以后的技术研究和发展提供可靠参考依据。 关键词：城市轨道交通；车辆制动系统；空气压塑；制动盘；控制系统 城市轨道交通站间距短，列车制动频繁，其制动系统的可靠性决定了车辆运行安全，是现阶段城市轨道交通研究的重要内容这一。在科技快速发展的背景下，轨道交通车辆制动系统技术也得到很大程度的改进，为轨道交通发展奠定了坚实基础。 1空气压缩 1.1技术背景 如今，铁路对用气质量提出越来越高的要求，压缩气体必须达到较高的无水和无油条件，这使无油空压机进入快速发展时期。尽管现阶段铁路领域的无油空压机实际应用仍有限，但依靠其无油这一显著特征，将很快在市场占据主导地位。 若按压缩方式，可对无油空压机做以下分类：回转形式的无油空压机以及循环往复形式的无油空压机。后者与活塞式空压机相对应，前者则与最常用的螺杆形式的空压机相对应。从活塞式空压机的角度讲，主要有两种不同的润滑形式，即干式润滑及水润滑。 活塞与螺杆空压机常用于铁路领域，螺杆适合低压和中小流量，而活塞适合高压与多种压力范围。采用水润滑形式的无油螺杆，不仅结构复杂，而且对环境有严格要求，在铁路这种复杂环境下并不适用；采用干式的无油螺杆，其排量超过3m3/min，但仍未能达到出口压力，同样在铁路中不适用。从目前的铁路行业发展看，其对空压机有下列几项特殊要求：经久耐用；耐冲击、污染和高温；振动与噪声较低；维护难度与成本较低。 1.2技术原理 活塞式空压机进入随曲轴联动旋转状态后，在连杆提供的传动作用下促使活塞进行往复运动，此时活塞的顶部表面、气缸的内部表面和气缸盖三者形成的容积必定产生具有周期性特点的变化。活塞由气缸盖做运动后，容积不断增加，此时气体在进气管中推开进气阀门到达气缸，到容积不再增加为止，阀门关闭；活塞进入反向运动状态后，上述容积开始减少，但压力持续增大，超出排气压力以后，阀门打开，气体开始向外部不断排出，当活塞运动到最大行程后，阀门将自动关闭。活塞再次进入反向运动状态后，重复以上过程。 1.3特殊结构 对全无油形似的活塞空压机，其原理和油润滑形式的活塞空压机大致相同，区别为将油润滑换成自润滑。其中，气缸采用铝合金加工而成，表面做特殊处理，减小摩擦以延长使用寿命；活塞也采用铝合金加工而成，各活塞上设置导向环与密封环，二者都采用自润滑材料，能使摩擦达到最小；连杆和活塞由特殊销进行连接，配有全封闭式轴承，无需维护，并在设计过程中考虑了防超温使用。曲轴和各连杆间同样使用这种轴承；气阀为长寿命阀，能满足特殊的实际使用要求。 1.4优缺点 1.4.1优点 压缩空气输出更为洁净，只有极少量水和污染物，下游净化单元能直接去除，无油蒸汽和油滴，能防止下游管路被污染；压力范围较广，任何一种流量情况下，都能提供所需压力；具有很高的热效率，耗电省；具有较强的适用性，表现为排气范围广，受压力影响小等方面；可大幅降低维护成本，减少工作量；无润滑油方面的输出，过滤部件可长时间使用，负担小；由于不使用润滑油，所以还能解决低温启动方面的问题，而且对运转率也没有太高的要求。 1.4.2缺点 排气的连续性较差，存在一定气流脉动；在运转过程中可能产生较大的振动。 2制动盘 在当前的轨道交通车辆中，铝合金制动盘得到广泛应用，其优点有： 第一，自重轻，密度比铸钢与铸铁都小，能减轻车辆自重，尤其是簧下质量，若能减轻簧下质量，则能减小振动和噪音。此外，车辆自重减轻其能耗必定有所降低，能提高节能减排指标。 第二，有良好的耐磨性及导热性，且摩擦系数保持稳定，将钢铁替换为铝合金，能在减轻质量的同时，延长寿命，降低成本，保证可靠性与安全性。此外，出色的导热性能还能使制动盘适应反复变化的热负荷，降低了热疲劳裂纹产生率。 我国从九十年代起有相关院校开始研究铝基复合材料在列车制动盘中的应用，提出很多方法，如喷溅法和粉末冶金法等。然而，因研制难度相对较大，加之制造工艺十分复杂，所以成果主要为样件，要实现批量化生产的目标，还需要进一步的研究。 近几年，我国很多企业在广泛调研这项技术的前提下，对该行业现有技术能力进行综合，提出一套制造工艺，并通过一段时间的摸索与总结，初步掌握批量生产办法。制动盘摩擦副现已完成各项分析实验，其所有性能指标都达到要求，且优于同类产品。 3基于模块化的新制动系统 3.1系统特点 采用以CAN总线为基础的分布式控制，各控制单元均能在CAN总线的支持下构成整个控制网络。EP09/S能提供防滑控制与电空制动两项功能，仅存在紧急制动对应的输入输出接口，需由总线提供常用指令；对EP09/G而言，不仅具有EP09/S全部功能，而且还有列车总线接口及扩展接口，能起到类似网关的作用，并对制动力进行管理。 3.2性能要求 控制单元可提供的防滑控制与电空制动等功能都相对固定，具有实现模块化与小型化目标的条件。实际应用要求对于系统提出了很高的要求，集中在接口能力方面，如各模拟量实际扩展和不同接口方式等，而且对系统测试、故障诊断与时间存储也有着越来越高的实际要求，因受到架控单元机箱等因素的限制和影响，当前的网关单元在扩展能力上还有待于进一步提高。

地铁车辆制动系统工作原理

地铁车辆制动系统工作原理 摘要：随着城市规模的快速发展和城市人口的不断增多，所面临的交通问题也越来越严重。本文对地铁车辆的制动功能设计进行了说明，并介绍了制动指令的相关设计，最后介绍了混合制动控制系统设计及相关控制策略，以供读者参考 关键词：地铁车辆；制动系统 随着我国经济建设的不断推进，近年来城市轨道交通快速发展，国内许多大型城市都已有了地铁或者轻轨，随着大量的轨道交通项目投入运营，人们的日常出行变得更加方便，可随之而来的担忧也困扰着人们：“我们经常乘坐的地铁会不会刹车失灵呢、会不会追尾呢？” 1．地铁车辆的制动功能设计 地铁车辆采用减速度控制模式，制动指令为电气指令，即制动系统根据电气减速度指令施加制动力。乘客通过站台固定区域上下车，因而地铁车辆每次停站位置要求准确无误，为满足此要求，ATO系统或司机根据停车距离给定列车减速度电气指令，地铁车辆制动过程中必须能够根据减速度指令快速施加相应制动力，即制动响应准确、迅速。 制动系统设有载荷补偿功能。由于城市轨道交通车辆载客量大，乘客上下频繁，因此要求制动过程中能够根据车辆载荷变化自动调整制动力，称之为载荷调整功能。 常用制动具有防冲动限制功能。制动指令是电气信号，制动指令变化瞬间可以完成，如果制动力跟随制动指令迅速变化，就可能造成冲动，引起乘客不适，而且常用制动需频繁施加，为减少制动时的冲动以避免制动力变化过快引起乘客不适，常用制动过程中需限制制动力的变化速率，称之为冲动限制功能。 2．制动系统功能 2.1常用制动 常用制动采用模拟电气指令方式，是由微处理器控制的直通式电空制动，它采用减速度控制模式，其制动力随输入指令大小无级控制，制动控制单元根据减速度指令和车辆实际载重来计算目标制动力，产生相应的减速度。常用制动具有冲击率限制功能，以改善乘坐的舒适性；常用制动采用空电混合制动并优先使用电制动，不足部分由空气制动补足，以尽可能减少空气制动的负荷。 2.2快速制动 当司机操作主控制器手柄使其处于快速制动位时快速制动被触发。快速制动是一种特殊的制动模式。快速制动与紧急制动的制动率相同。快速制动优先使用

地铁车辆制动系统浅析

毕业论文(设计)任务书题目城轨车辆制动系统浅析 学生姓名李星燃学号 11022315 班级： 110223 专业：城市轨道交通车辆 分院：工程技术分院 指导教师：王洋 2013 年 11 月 1 日

城轨车辆制动系统浅析 0、引言 为适应车辆运行速度高、站间距离短、起动制动频繁等要求，轻轨车辆采用了Knorr公司的微机控制电空制动系统，该系统具有反应迅速、制动距离短、部件集成化程度高、可以实现平稳停车等特点。 车辆在制动过程中电制动优先，然后施加空气摩擦制动。车辆正常状态下使用的空气制动是常用制动，紧急制动是在紧急情况下由司机触发或列车紧急制动环线失电而自动施加的，停放制动是制动系统自动施加的弹簧制动。 列车在运行过程中，当速度在电制动零速点（ v=3km/h）与淡出点之间时，通过编码器输出“电制动力达到多大值”信号，使得电制动和空气摩擦制动混合施加。当列车运行在恒电制动力最高速度和电制动淡出点之间时，仅使用电制动，当列车运行速度超过恒电制动力最高速度时，电制动和空气摩擦制动又混合施加（图1）。

下面分别介绍这几种制动方式的制动原理及应用方式。 1、电制动 城市轨道车辆电制动采用再生制动与电阻制动。当“制动列车线”激活发出制动指令时，优先采用电制动。如果“运行系统网络”允许，使用的主要制动模式是再生制动，当接触网网压高于750 V时，不能够吸收再生制动反馈回来的能量，则采用牵引控制单元控制的电阻制动。 （1）再生制动。 在变频调速系统中，电机降速和停机是通过逐渐减小定子给定频率来实现的，由于惯性原因，电机的转子仍旧处于被动的运行状态，当同步转速ω1小于转子ω时，转子电流相位几乎改变了180°，电机从电动机状态变为发电机状态；与此同时，电机轴上的转矩变成制动转矩 T e，电机处于再生制动状态。电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈到直流电路，再生循环使用。

城市轨道交通车辆制动技术题库

城市轨道交通车辆制动技术 题库 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

1. 防滑控制系统主要由、和防滑动作机械部件组成。 2. 上海地铁基础制动装置采用制动机厂生产的。 3. BCU和BECU分别是和系统的缩写。 4. 上海地铁和广州地铁使用的电气指令制动控制系统为式电气指令式制动控制系统。 5. 模拟转换阀是上海地铁车辆KNORR制动系统中使用的一个电磁阀，它由三部分组成：电磁进气阀、和组成。 6. EP阀又称阀，是SD数字式制动控制单元中的一个转换阀。 7. 空压机的驱动电机一般有电机和电机。 8. 经空气压缩机压缩输出的空气压力单位，一般用bar来表示，1bar等于MPa。 9. 空气干燥塔可以将从空气压缩机输出的高压压缩空气中的和分离出去，以达到各用气系统对压缩空气的要求。 10. 空气压缩机组一般由、、、等装置组成。 11. 上海地铁knorr公司的空气压缩机，在进行压缩空气时一般经过两级冷却，分别为冷却和冷却。 12. 除空气制动系统用气外，城市轨道列车还有以下部件需要用到压缩空气：、、、等。 13. 空气压缩机组一般采用方式进行润滑。 14. 空气干燥器一般做成塔式的，有和两种。 15. 电阻制动所采用的制动电阻，材料一般采用合金带钢条，这种合金带钢条不仅具有稳定的，而且具有相当大的。 16. 再生制动失败，列车主电路会自动切断反馈电路转入制动电路。 17. 直流斩波器按列车控制单元及制动控制单元的指令，不断调节斩波器的，无级、均匀地控制，使制动力和再生制动电压持续保持恒定。 18. 电动车组中既有动车又有拖车，拖车没有电动机，只能使用制动，动车带有电动机，可以进行制动。 19. 一般列车在高速时，常用制动都先从制动开始，最后在列车10km/h 以下低速时，由制动将车停止。 20. 动轮与钢轨间切向作用力的最大值与物理学上的最大静摩擦力相比要(大or小)一些，情况要更复杂一点，其主要原因是由于的存在所导致。 21. 伴随着蠕滑产生静摩擦力，轮轨之间才能传递。 22. 一般城市轨道车辆的制动方式主要有三类：、和电磁制动。 23. 电磁制动有两种形式：和。 24. 轮对在钢轨上运行，一般承受载荷、载荷和载荷。 25. 城市轨道交通系统都有明确的车辆运行规程，对于列车制动能力，上海地铁规定，列车在满载乘客的条件下，任何运行速度时，其紧急制动距离不得超过米。 26. 现代城市轨道车辆的制动系统一般都应该具有以下组成部分：、和。 27. 城市轨道车辆制动技术正朝着、、和的目标不断前进。 28. 最近几十年来，制动技术取得了很大进展，出现使电气再生制动成为可能，使制动防滑系统更加精确完善。

城市轨道车辆制动系统原理分析

2014届毕业设计说明书课题名称：城轨车辆制动系统分析 二级院校铁道牵引与动力学院 班级宁波检修11级 学生姓名周旺 指导老师左继红 完成日期 2013.12

2014届毕业设计任务书 一、课题名称：城轨车辆制动系统的原理分析 二、指导老师：左继红 三、设计内容与要求 1.课题概要 城市轨道交通运输是我国交通运输网络的重要组成部分，它的发展与城市经济的发展息息相关。目前，世界各地的主要政治、经济、文化等中心城市都兴建了不同形式的轨道交通运输网，有些还成为所在城市的重要景观和标志性建筑。我国北京、上海、广州、南京等城市的地下铁道已经开通，成为这些城市市内交通运输的支柱。另外还有许多其他的城市交通网也在筹建和建设之中。城市轨道交通运输的发展必将为我国经济的发展插上腾飞的翅膀。 地铁车辆制动系统用于保证地铁车辆的运行安全，具有多种操作模式，与传统列车制动系统相比，结构和工作原理更为复杂。 通过对此课题的学习和设计，使学生能更好的理解地铁车辆制动和空气管路系统的工作原理，培养学生运用所学的基础知识和专业知识的能力，提高学生利用所学基本理论和自身具备的技能来分析解决本专业相应问题的能力，使学生树立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法，完成工程技术人员必须具备的基本能力的培养和训练。 2.设计内容与要求 1、熟悉地铁制动在铁路运输中的作用。 2、简单介绍地铁车辆制动系统的组成。 3、详细分析地铁车辆及列车制动系统的工作原理和工作过程。 4分析现有制动系统存在的不足之处，利用自己所学的专业知识，提出改进设计意见和具体实施方案。 四、设计参考书 1.《城市轨道交通车辆制动技术》殳企平编著水利水电出版社 2.《列车制动》侥忠主编中国铁道出版社 3.《电力机车制动机》那利和主编中国铁道出版社 4. https://www.wendangku.net/doc/8a16235181.html,/ec/C356/kcms-2.htm 5 .https://www.wendangku.net/doc/8a16235181.html, 6. https://www.wendangku.net/doc/8a16235181.html, 7. https://www.wendangku.net/doc/8a16235181.html, 五、设计说明书内容 1.封面 2.目录 3.内容摘要（200—400字左右，中英文）

国产化地铁A型车牵引与制动系统的配合

国产化地铁 A 型车牵引与制动系统的配合引言 随着城市轨道交通装备国产化进程的日益推进，地铁车辆的核心装备，车辆电气牵引系统也已经由株洲南车时代电气XX公司 完成自主开发并已在国内多个地铁市场完成推广应用。 国内早期的A型地铁列车车辆均由国外整体引进，外方主导了列车各子系统的功能关系。当列车牵引系统实施国产化后，有关牵引与制动系统之间的关系必然由国内车辆集成商与自主牵引供货商共同制订和完成。做为国内最早投入地铁运营的城市之一深圳市为响应国家发改委的号召，在深圳地铁 5 号线部分列车 上实施了牵引系统国产化。其中的电气牵引系统采用了时代电气自主研发的电气牵引系统，列车制动系统采用了KNOR公司的 EP2002制动系统。自主的牵引系统与车辆制动系统的之间配合关系牵涉到列车的牵引与制动性能，因此完善的接口及功能设计至关重要。本文就深圳地铁5号线国产列车牵引系统、制动系统以及两者之间相互配合关系进行了阐述。

1、电气牵引系统 国产 A 型列车地铁采用 4 动 2 拖六辆编组，具体编组型式为- A*B*C=C*B*A- ；三辆车为一单元车组，六辆车为列车编组。列车采用 DC1500V 架空接触网受流。 自主电气牵引系统包含牵引传动系统、辅助电源系统和网络控制和诊断系统。整个列车电气系统包括受电弓、高压电器箱、牵引逆变器、辅助电源箱、110V 蓄电池充电机、牵引电机、齿轮装置、滤波电抗器、制动电阻、避雷器、司控器以及网络控制系统组成。 高压主电路通过B车受电弓受流，首先经过高压电器箱HV01,主要功能是进行电路分配，以及实现为主电路的隔离及保护。经 过高压箱HV01分配后的高压电路，一部分送到动车（B车与C车）高压电器箱HV02为牵引主电路供电，另一部份为辅助系统提供高压输入。高压电器箱HV02主要实现牵引主回路的前级充放电功能，另外还提供接地检测及电抗器储能吸收保护等电路，经过HV02后的高压电送至线路电抗器后到牵引逆变器以提供牵引逆变器的高压输入，经过牵引逆变器的逆变控制产生三相交流电驱动异步牵引电机，最终实现列车的驱动。牵引逆变器配置相应的制动电阻，以提供电阻制动时的能量消耗。 牵引传动系统采用目前地铁车辆较为广泛所采用的VVVF 牵引逆变器- 异步牵引电动机构成的交流传动系统。逆变器控制装置即传

浅谈地铁车辆基础制动装置

浅谈地铁车辆基础制动装置 摘要：从地铁电客车诞生的那一刻起，制动系统就对地铁电客车的安全起到至关重要的作用。目前对于地铁电客车制动系统的研究侧重于制动控制，包括制动控制的理论和方法，以及对制动控制新技术的应用。介绍了地铁车辆基础制动装置的特点，分析了踏面制动和盘形制动的不同，得出盘形制动的优势。 关键词：地铁车辆制动盘形制动 引言： 随着我国城市化进程的发展，城市吸引力不断扩大，人口集聚力不断增强，大、中城市人口数量屡创新高。为了更好的缓解城市交通拥堵的问题，许多城市选择了建设轨道交通来改善交通状况。地铁车辆的运行速度也由最初的60km/h，逐渐提高到80 km/h、100 km/h，甚至更高。车辆在高速运行中必须依赖制动系统调节列车运行速度和及时准确地在预定地在预定地点停车，保证列车安全正点地运行。 1、制动系统的发展历史 最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力,这时的车 辆的质量比较小,速度比较低,机械制动虽已满足车辆制动的需要,但随着汽车自质量的增加,助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。这时,开始出现真空助力装置。1932年生产的凯迪拉克采用鼓式制动器,并有制动踏板控制的真空助力装置。1936年,博世公司申请一项电液控制的装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助力的制动器。1971年,克莱斯勒车采用了四轮电子控制的装置。这些早期的装置性能有限,可靠性不够理想,且成本高。1979年,默本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的制动装置。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现,以及电子信息处理技术的高速发展,制动装置已经成为性能可靠、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。 2、地铁车辆制动的特点 地铁与铁路虽都属于轨道交通，但地铁车辆主要在城市内运营与铁路运输还是存在一些区别，在车辆制动方面主要有以下特点。 2.1 制动类型。 制动系统作为城轨车辆的重要系统，直接涉及到车辆的运行性能和安全，影响乘客的乘坐舒适度。因此，车辆制动系统类型的选择、性能尤为重要。为了适应城市快速轨道车辆运行速度高、站间距离短、启动制动频繁等特点，现代

地铁车辆制动系统的故障与维护

地铁车辆制动系统的故障与维护 本文介绍了地铁车辆制动系统的主要性能及采用的德国克诺尔制动机公司生产的模沙拟式电控制动系统，其中，微处理制动控制与车轮滑行控制电子单元，以及制动控制单元BCU 是该 模拟式电控制动系统的核心控制部件。制动控制单元的所有部件集中地装在一个单独的具有气路的集成板上，进行模块化计, 结构紧凑，便于检修维护。本文主要针对制动系统的故障、维护进行探讨。 我国地铁建设事业在最近的十年内，取得了非常大的进步，针对地铁车辆空 气制动系统常见的故障与维护现状进行分析，并给出一些相关的维护建议。为了适应短距离起停车的特点，必须使列车启动快、制动距离短。这就要求制动系统装置具有操纵灵活，响应迅速，停车平稳、准确和制动力大等特点。城市轨道车辆为动、拖车编组列车，所以要求编组列车的各车辆的制动能力尽可能一致，并且能够适应列车乘客量的变化，具有空、重车的调节功能，以降低制动时列车的纵向冲击。 1、地铁内燃机车空气制动系统常见的故障主要有两种现象。 1.1第一种现象就是在七步闸试验的过程中，出现故障，并且具有重复性，将部件拆开之后，会发现内部的配件已经有些损坏，如金属件磨损超限、橡胶膜板破裂及“ 0＂型圈损坏等等， 这时候只需要更换配件即可，此类事故出现的概率较小。针对第一种情况，主要以预防为主，具体预防措施：

1.1.1在定期检查的过程中，一旦发现不良的配件，或者可预测到的破损部件进行及时的更换。 1.1.2在对机车进行大范围的检修时，及时对易损的日常磨损部件进行更换工作，并且对全部的风源管路进行彻底的清洗，还有对所有的逆止阀、截止阀和三通阀进行更新。 1.2第二种现象就是七步闸在试验的过程中，能够运转正常，但是，在拆卸之后，会发现少量的杂质和油水在里面，这时候，只需要进行简单的清洗并吹干即可。 第二种情况发生的概率较低，并且也不容易察觉，但是，故障一旦发生，就会因为处理超时而造成严重的事故发生。导致第二种情况发生的原因主要是其中的空气管路系统变“脏”导致的，由于在运行使用的过程中，会有一些灰尘、沙粒及各种金属氧化物等成分进入风源管路，从而导致“脏”的出现。因此，这种情况下，重在防治。 2、空气管路系统“脏”的具体原因 2.1来自空气中的沙尘现在的地铁轨道，很多都设置在地面上，致使制动风源源于外部空气，当空气中的沙尘过多的时候，过滤系统不能完全的进行阻隔，长久使用之后，就会在管路中出现大量的沙尘沉积。尤其是在一些干燥多沙及隧道内的地区。 2.2在检修过程中异物掉入管路中当工作人员对部件进行拆卸的时候，管口暴露在外面，这段时间内，由于工作的疏忽大意，就会有一些异物掉入到管口之中，而又没有及时的发现，就会为日后的地铁运行带来严重的安全隐患。

城市轨道车辆制动系统设计毕业设计(开题报告)

毕业设计（论文） 开题报告 题目跨座式城市单轨交通车辆 制动系统设计 专业城市轨道车辆工程 班级08级城轨1班 学生戴学宇 指导教师赵树恩 重庆交通大学 2012年

1. 选题的目的和意义 随着我国城市化进程的加快，城市交通拥堵、事故频繁、环境污染等交通问题日益成为城市发展的难题。城市轨道交通以其大运量、高速准时、节省空间及能源等特点，已逐渐成为我国城市交通发展的主流。在城市轨道交通系统中，跨坐式单轨交通制式因其路线占地少，可实现大坡度、小曲率线径运行，且线路构造简单、噪声小、乘坐舒适、安全性好等优点而逐渐受到关注。 在我国城市轨道交通迅速发展的同时，其运营安全保障已成为目前面临的重要问题。车辆作为城市轨道交通运输的载体，由于速度快、载客量大、环境复杂，其运行安全状况不容乐观——车辆故障不断出现、事故常有发生，这些故障不但严重的影响到正常运营，一旦引发事故将会带来巨大的人员伤亡和经济损失。制动系统是城市轨道交通车辆的关键系统，直接影响其安全运行，为提高车辆运行的安全性，对制动系统的设计便显得尤为关键。 2.国内外研究现状及分析 基础制动装置是确保城市轨道交通车辆行车安全的措施之一。在分析城市轨道车辆运输特点基础上, 李继山,李和平,严霄蕙（2011）《盘形制动是城市轨道车辆基础制动装置的发展趋势》[1]结合城市轨道车辆基础制动装置具体类型,分析了城市轨道车辆踏面制动与盘形制动的优缺点, 用有限元模拟城轨车辆车轮 踏面温度场及热应力, 表明速度100 km/ h 及以上的城轨列车基础制动不适宜采用踏面制动, 指出盘形制动是城市轨道交通车辆基础制动的发展的必然趋势。丁锋（2004）在《城市轨道交通车辆制动系统的特点及发展趋势》[2]一文中介绍并分析了我国城市轨道交通车辆制动系统的形式、构成、技术特点及发展趋势。吴萌岭，裴玉春，严凯军（2005）在《我国城市轨道车辆制动技术的现状与思考》[3]中较为详细地回顾了我国城市轨道车辆制动系统的发展历程，分析了目前我国新型城市轨道车辆制动系统的特点，并与我国自主研发适用于高速动车组的同类型制动系统作了技术比较。分析了我国自主研发城市轨道车辆制动系统的技术基础，指出国内技术与产品和国外相比存在着系统理念、设计经验和系统可靠性方面的差距，同时指出自主研发城市轨道车辆制动系统存在的问题，并提出了建议。邹金财（2010）《一种轨道车辆空气制动系统优化及仿真》[4]利用Simulationx 仿真软件对工矿窄轨土渣车的空气制动系统的改进前以及改进方案进行仿真，在与试验真实值对比后得到了正确的结论，通过对该空气制动系统优化中仿真手段应用过程的阐述，为机车车辆系统优化方法提供了参考。师蔚，方宇（2010）《城

南京地铁车辆制动系统特点分析

２００５年第５期２００５年９月１０日机车电传动 ＥＬＥＣＴＲＩＣＤＲＩＶＥＦＯＲＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥＳ№５，　２００５ Ｓｅｐ． １０，　２００５ 男，工程师，从事电传动内燃机车、地铁车辆维修技术管理工作。 摘要：根据南京地铁车辆制动系统的特点，分析了该地铁车辆制动系统的作用原理及作用过 程，对电制动、能耗制动、空气制动分别作了较为详尽的分析和说明。 关键词：　地铁；制动系统；车辆；特点分析；南京 中图分类号：Ｕ２３１；Ｕ２６６．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－１２８Ｘ（２００５）０５－００４７－０３ 收稿日期：２００５－０３－１６；收修改稿日期：２００５－０８－１０ Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｂｒａｋｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｎａｎｊｉｎｇ　ｍｅｔｒｏ　ｖｅｈｉｃｌｅ ＺＨＡＮＧ Ｈｅ－ｐｉｎｇ （Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，　Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｍｅｔｒｏ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．，　Ｎａｎｊｉｎｇ，　Ｊｉａｎｇｓｕ　２１００１２，　Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｒａｋｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｎａｎｊｉｎｇ　ｍｅｔｒｏ　ｖｅｈｉｃｌｅ，　ｉｔ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ．　Ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｂｒａｋｉｎｇ，　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｂｒａｋｉｎｇ　ａｌｏｎｇ　ｗｉｔｈ　ｐｎｅｕｍａｔｉｃ　ｂｒａｋｉｎｇ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌｓ． Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｍｅｔｒｏ；　ｂｒａｋｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ；　ｖｅｈｉｃｌｅ；　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ；　Ｎａｎｊｉｎｇ ０引言 南京地铁１号线车辆采用法国ＡＬＳＴＯＭ公司生产的动车组。为了适应城市快速轨道车辆运行速度高、站间距离短、启动制动频繁等特点，在动车组制动系统的设计中，本着安全、可靠的原则，采用了微机控制的电空制动。该制动系统具有启制动快、制动距离短、反应迅速、停车稳、准确性高、制动力大、安全可靠等特点。制动部件集成化程度高，维护简单、重量轻，并具有自我诊断及故障保护显示功能。 １制动组合方式 南京地铁１号线车辆制动系统由电制动及空气制 动系统组成，以电制动为主。电制动包括再生制动和电阻制动，两者能连续交替使用。在网压高于ＤＣ　１　８００　Ｖ时，再生制动能平稳地转到电阻制动；在整个运行速度范围内，电阻制动力能单独满足制动的要求；紧急制动时，制动力由空气制动提供；车辆停放时的制动力由弹簧力提供，压缩空气缓解。 在电制动力不足的情况下，动车和拖车分别根据各自车辆所接收的制动指令，同时施加空气制动。在电制动失效或紧急制动过程中，空气制动将替代电制动，且根据列车载重施加空气制动。 低速运行时，由空气制动代替电制动，实施保持制动使整列车停车。当车辆需要运行时，保持制动由牵引指令进行缓解，并随车辆牵引力的不断增大，保持制动逐渐缓解，可以防止牵引力不足时，制动完全缓解造成的车辆后退。 ２电制动 ２．１作用原理 在变频调速系统中，电机的减速和停机是通过逐渐降低定子给定频率来实现的。再生制动时，电机从电动机状态变为发电机状态，电机再生的电能经牵引逆变器反馈到直流电路（即地铁直流供电网）。由于直流电路的电能无法回馈到交流电网，仅靠变频器本身的电容吸收，或供列车所在直流接触网供电区段上的其他车辆牵引用。其他车辆能消耗部分电能，但电容仍有短时间的电荷堆积，形成“泵升”电压，使直流电压Ｕｄ升高，过高的直流电压会使各部分器件受到损害。 因

地铁车辆制动系统原理分析与研究_毕业设计

毕业设计说明书 课题名称：地铁车辆制动系统原理分 析与 专业系轨道交通系

毕业设计任务书 一．课题名称： 城轨车辆制动系统的原理分析 二．指导老师： 左继红 三．设计内容与要求 1.课题概要 城市轨道交通运输是我国交通运输网络的重要组成部分，它的发展与城市经济的发展息息相关。目前，世界各地的主要政治、经济、文化等中心城市都兴建了不同形式的轨道交通运输网，有些还成为所在城市的重要景观和标志性建筑。我国北京、上海、广州、南京等城市的地下铁道已经开通，成为这些城市市内交通运输的支柱。另外还有许多其他的城市交通网也在筹建和建设之中。城市轨道交通运输的发展必将为我国经济的发展插上腾飞的翅膀。 地铁车辆制动系统用于保证地铁车辆的运行安全，具有多种操作模式，与传统列车制动系统相比，结构和工作原理更为复杂。 通过对此课题的学习和设计，使学生能更好的理解地铁车辆制动和空气管路系统的工作原理，培养学生运用所学的基础知识和专业知识的能力，提高学生利用所学基本理论和自身具备的技能来分析解决本专业相应问题的能力，使学生树立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法，完成工程技术人员必须具备的基本能力的培养和训练。 2.设计内容与要求 1、熟悉地铁制动在铁路运输中的作用。 2、简单介绍地铁车辆制动系统的组成。 3、详细分析地铁车辆及列车制动系统的工作原理和工作过程。 4分析现有制动系统存在的不足之处，利用自己所学的专业知识，提出改进设计意见和具体实施方案。 四．设计参考书 1. 《城市轨道交通车辆制动技术》殳企平编著水利水电出版社

2．《列车制动》侥忠主编中国铁道出版社 3. 《电力机车制动机》那利和主编中国铁道出版社 4. https://www.wendangku.net/doc/8a16235181.html,/ec/C356/kcms-2.htm 5 .https://www.wendangku.net/doc/8a16235181.html, 6. https://www.wendangku.net/doc/8a16235181.html, 7. https://www.wendangku.net/doc/8a16235181.html, 五．设计说明书内容 1.封面 2.目录 3.内容摘要（200—400字左右，中英文） 4.引言 5.正文（设计课题，内容与要求，设计方案，原理分析，设计过程及特点） 6.设计图纸 7.结束语 8.附录（图表，材料清单，参考资料） 六．设计进程安排 第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。 第2周：熟悉地铁制动在铁路运输中的作用。 第3-6周：介绍地铁车辆制动系统的组成，分析地铁车辆及列车制动系统的工作原理和工作过程。 第7周：检查，完成说明书，打印，装订。 第8周：毕业答辩准备及答辩。 七．毕业设计答辩及论文要求 1.毕业设计答辩要求 答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文.专题报告等必要资料交给指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。 学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题任务，目地和意义，所采用的原始资料或参考文献，设计的基本内容和主要方法，成果结论和评价。 答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论，知识，设计与计算方法实验方法，测试方法，鉴别学生独立工作能力，创新能力。

地铁车辆交流传动系统

本文简要的探讨了地铁车辆交流传动系统的组成、控制原理、牵引和电制动特性曲线，对地铁车辆的系统电路进行了简要的描述，分析了直流传动和交流传动的优缺点。 我国早期的地铁列车多为国产直流传动电动车组，采用凸轮调阻或斩波调阻的牵引控制方式，牵引电机为直流电机。而近几年建设的地铁项目均采用了进口交流传动电动车组，牵引控制方式为VVVF逆变器控制，牵引电机为异步电机。与直流传动系统相比，交流传动系统具有恒功速度范围宽、功率因数和粘着系数高、牵引电机结构简单和维修方便等优势。 1 交流传动系统的组成 地铁车辆与铁路机车在结构、系统集成上大不相同，机车是完整的牵引系统，与后面连接的载客（货）车厢相对独立；而地铁车辆则是编列成组，虽然分为动车和拖车两部分，但都是旅客车厢，动力系统均被分散安装于各车箱的地板下（动力分散）。 交流传动系统是以调压调频VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）逆变器为核心的电传动系统。主要由高速断路器、滤波电抗器、VVVF逆变器和异步电动机等装置构成。地铁车辆交流传动系统的组成因生产厂家的不同及用户要求的不同而不相同，这里以六节编组的四动两拖（Tc+M+M+M+M+Tc）地铁车辆为例，简要探讨交流传动系统的组成。 下图为一个“两动一拖（2M1T）”单元主电路实例。电网经受电弓后分别经两台动车（B车和C车）的高速开关给逆变器供电，而在拖车（A车）上的辅助逆变器的供电是经过隔离二极管的。 下图为1C4M单元主传动系统原理电路图，1C4M是指一台VVVF逆变器给同一辆车四台相互并联的异步电动机供电的方式，也叫“车控”方式。其中滤波电抗器和滤波电容器构成线路滤波器。VVVF逆变器包含斩波器，斩波器由T7、T8构成，斩波器主要功能用于电阻制动，用它来调节制动电流大小，其另一个功能为过电压保护。 2 交流传动系统的控制原理 VVVF控制的基本原理为通过改变VVVF逆变器各IGBT元件的开通时间来改变负载的电压，通过改变VVVF逆变器各IGBT元件开通的周期来改变输出的频率。异步电动机的转矩公式为：T=K1·φ·Ir=K2·（V/fi）2·fs