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单元5 城市轨道交通车辆制动系统课件EP2002

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EP2002制动控制系统在地铁车辆中的应用分析

EP2002制动控制系统在地铁车辆中的应用分析
２ ． ２ 常用 制动
车轮防滑控制系统采用轴控式 防滑方式，防滑控制 单元和 防滑 阀集成在Ｅ Ｐ ２ ０ ０ ２ 阀内部。Ｅ Ｐ ２ ０ ０ ２ 系统通过检 测单个轴的减速度和每根轴与旋转速度最高的轴的速度 差来判断车轮是否发生了滑行，通过控制施加的制动力 来校正车轮滑行，防滑控制用于实现车轮和轮轨间较好
列车控制系统 ，由制动管理系统进行再生制动和电空制 动的复合 。制动管理系统在保证不超过摩擦系数情况下 施加最大的制动力，同时保证列车摩擦制动与实际乘客 载重匹配，依据每节车的重量分配制动力，从而使最重 的车获取最大的制动力，使各车 的减速度相 同。
２ ． ３ 快 速制 动
参考文献 ［ １ 】 段继超．地铁 车辆制动控制 系统设计［ Ｄ ］ ．成都：
轨道客车有限责任公司产品技术研究中心，硕士。
１ ２ ５
西 南交通 大 学 ，２ ０ １ ２ ．
［ ２ ］ 中国国家标准化管理委员会．地铁ห้องสมุดไป่ตู้辆通用技术条
件 （ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ７ ９ ２ ８ ． ２ ０ ０ ３ ）［ Ｓ ］ ．北京 ：中国标准 出版
社 ，２ ０ ０ ３ ．
列 车 快速 制 动是 一种 特 殊 的制 动 方式 ，控制 方 式和 常 用制 动相 同，制 动 手柄 置 于 陕速 制 动 ”位 时触 发快 速 制动 ， 具有 和紧 急 制动 相 同 的减速 度 。快 速 制动 不是 安 全 的紧 急制 动 ，属 于可 取 消制 动 ，制 动过 程 中需 要 防
２ 制 动 系统 功能
２ ． １ 紧 急制 动
进行 补充 。 ２ ． ４ 停放 制 动
紧急制动为纯空气制动 ，紧急制动 时，牵引锁闭同 时启动 防滑保护系 统。紧急制动时 ，产生最大 的制动 力，同时达到最大 的减速度 ；紧急制动的平均减速度大

城市轨道交通制动系统ppt课件

城市轨道交通制动系统ppt课件
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自动空气制动机特点
制动管减压制动、增压缓解，列车分离时能自 动制动停车。
由于制动缸的风源与排气口离制动缸较近，其 制动与缓解不再通过制动阀进行，因此制动与 缓解一致性较直通制动机好，列车纵向冲动较 小，适合于较长编组的列车。
有阶段制动及一次缓解性能。
13
（二）自动空气制动机原理图
制动力大小，取决制动缸内压缩空气的压力。 由驾驶员操纵手柄在制动位放置时间的长短而定，
8
(2)缓解位
要缓解时，驾驶员将操纵手柄置于缓解 位，各车辆制动缸内的压缩空气经制动管 从制动阀EX口排入大气。
操纵手柄在缓解位放置的时问应足够长， 使制动缸内的压缩空气排尽，压力降低至 零。此时制动缸活塞借助制动缸缓解弹簧 的复原力，使活塞回到缓解位，闸瓦离开 车轮，实现车辆缓解。
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三通阀工作原理
（a）充气缓解位 （b）制动位 （c）保压位
15
(1）制动位
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（2）缓解位
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(3)保压位
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（三）直通自动空气制动机原 理图
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直通自动空气制动机 的特点
具有阶段制动和阶段缓解。同时，制动管要充到 定压，制动缸才能完全缓解。
具有制动力不衰减性。即在制动中立位或缓解中 立位时，当制动缸压力因漏泄等原因而下降时， 三通阀能自动地给予补充压缩空气，保证制动缸 压力保持原值。
因此控制不太精确。 制动时全列车制动缸的压缩空气都由总风缸供给；缓解时，
各制动缸的压缩空气都须经制动阀排气口排人大气。因此 前后车辆的制动的一致性不好。
5
（一）直通式空气制动机原理图
6
制动阀
制动阀有缓解位、保压位和制动位3个不 同位置。

城轨车辆制动系统课件

城轨车辆制动系统课件

制动控制方式
城轨车辆制动系统采用多种制动控制 方式，如电制动、空气制动等，以满 足不同情况下的制动需求。
制动系统在城轨车辆中的实践案例
北京地铁
北京地铁采用具有自主知识产权的城轨 车辆制动系统，实现了列车的安全、可 靠制动。
VS
上海地铁
上海地铁采用进口的城轨车辆制动系统， 为列车提供稳定的制动和停车功能。
对于不符合法规与标准的行为，需要进行整改和处罚，加强监管和执法力度，提高城轨车辆制动系统的 安全性和可靠性。
制动系统相关法规与标准的未来发展与完善
随着城市轨道交通的快速发展和技术进步，制 动系统相关法规与标准也需要不断更新和完善 ，以适应新的安全需求和技术发展趋势。
未来发展与完善过程中，需要加强国际交流与 合作，借鉴国际先进经验和技术成果，推动制 动系统相关法规与标准的国际化和标准化。
制动系统的发展趋势与未来展望
智能化
01
随着技术的发展，城轨车辆制动系统将更加智能化，实现自动
化控制和故障诊断。
节能环保
02
未来城轨车辆制动系统将更加重视节能环保，采用更加高效的
制动方式，减少能源消耗和环境污染。
自主创新
03
未来城轨车辆制动系统将更加重视自主创新，研发具有自主知
识产权的核心技术，提升我国城轨交通产业的竞争力。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
城轨车辆制动系统概述
制动系统的定义与功能
定义
城轨车辆制动系统是用于控制列 车运行速度并在必要时使列车安 全停止的系统。
功能
城轨车辆制动系统具有减速、停 车和保持车辆静止等基本功能， 同时还可以根据需要调车辆制动系统通过制动器将车辆动能转化为热能散发到空气中，从而实现 制动。

城轨车辆制动系统 ppt课件

城轨车辆制动系统 ppt课件
第一阶段：当列车制动到速度8Km/h，触发保压制动信号。这时，电 制动逐步退出，而由气制动来替代。
第二阶段：接近停车时（列车速度0.5Km/h），一个小于制动指令 （最大制动指令的70%）的保压制动开始自动实施，即瞬时地将制动缸压 力降低。
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一、城轨制动基础知识
2020/12/27
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一、城轨制动基础知识
• 缓解：对已经施行制动的物体，解除或减弱其制 动作用，均可称之为“缓解”。
列车制动停车后起动加速前或运行途中限速制动后加速前均要解除制 动作用，即施行缓解作用。
• 使列车减速或阻止其加速的力称为制动力，而产 生并控制这个制动力的装置叫做制动机，也称制 动装置。基础制动装置：传送制动原动力并产生 制动力的制动执行装置。
空气制动。
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
快 紧急情况下、制动系统各部分作用均正常时所采取的一种制 速 动方式 制 电制动不起作用，仅空气制动，制动过程可以施行缓解。 动 受冲击率限制，具有防滑保护和载荷修正功能。
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动控制方式
常用制动力分配原则
(1)电制动力的分配原则：由于车辆编组每单元为三节，假设每 单元自己提供制动力，总共需要300%的制动力，而电制动时只 有动车能提供制动力，每单元的三节车中只有两节动车，因此 每节动车承担150%的制动力。 (2)气制动力的分配原则：由A、B和C车组成的单元车则需300％ 的气制动力，每节车的 (气制动控制单元)根据本车的载荷重量 负责本车100％的制动力。

地铁车辆EP2002制动系统防滑保_...

地铁车辆EP2002制动系统防滑保_...
采用 的 主 要 车 轮 滑 行 检 测 参 数 有 ： 速 度 差 Δｖ， 一 般 为 １０～１５ ｋｍ ／ｈ； 减速度 ａ， 通常为 ３～４ ｍ ／ｓ２； 滑移率 η， 一 般 为 １５％ ； 还 有 减 速 度 微 分 ｄａ／ｄｔ， 极 个 别 的 采 用 速 度 差 微分 ｄ（ Δｖ） ／ｄｔ。
ＥＰ２００２ ｂｒ ａｋｅ ｓｙｓｔｅｍ ＷＳＰ ｆｏｒ ｍｅｔｒ ｏ ｖｅｈｉｃｌｅｓ
ＪＩＡ Ｎ Ｇ Ｘ ｉａｎｇ－ｌｕ， Ｃ Ａ ＩＹ ｏｎｇ－ｌｉ
（ Ｃ ＳＲ Ｚｈｕｚｈｏｕ Ｅ ｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｏｃｏｍ ｏｔｉｖｅ Ｃ ｏ．， Ｌｔｄ．， Ｚｈｕｚｈｏｕ ４１２００１， Ｃ ｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ Ｗ ＳＰ ｗ ｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ， ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆｍ ｅａｓｕｒｅｍ ｅｎｔ， ａｎｄ Ｗ ＳＰ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆｍ ｅｔｒｏ ｖｅｈｉｃｌｅ Ｅ Ｐ２００２ ｂｒａｋｅ ｓｙｓｔｅｍ ．
邮编： ４１２００１
电话（ 传真） ： ０７３３－８４４１１２５
Ｅ －ｍ ａｉｌ： ｄｌｊｃｊｓ＠ ｍ ａｉｌ．ｇｏｆｒｏｎｔ．ｃｏｍ
Ｈ ｔｔｐ ： Ｄ ＪＪＩ．ｃｈｉｎａｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ．ｃｎ
户名： 中国南车集团株洲电力机车厂《电力机车与城轨车辆》期刊社
帐号： １９０３０２０５０９０２４５８０４３８
图 １ 车轮减速度控制原理图
Ｅ Ｐ２００２ 制动系统综合以上两种方式进行滑行 判 定， 当检测到这两种车轮滑行中任意一种， 则负责该转向架 的 Ｅ Ｐ２００２ 阀将快速沟通该轴制动缸与大气之间的通路， 制动缸压力空气能在 ６００ ｍ ｓ 之内排出， 通过减小制动缸 的压力来消除滑行现象； 同时控制系统将定期执行地面 速度检测， 以便更新计算真实的列车速度。系统能根据轨 道条件精确的控制滑行深度， 这将改进后面车轮的黏着 条件， 在低黏着情况下使用最大制动力， 同时确保没有车 轮擦伤。当车轮防滑保护装置计算确定黏着条件回到正 常状态， 系统将返回到最初的状态并停止地面速度测试。

城轨交通车辆典型制动系统介绍

城轨交通车辆典型制动系统介绍
ATP为automatic train protection的简称，即自动列车防护
典型制动系统介绍
1 EP2002制动系统
1.EP2002制动系统的组成
EP2002阀的核心部件是三个机电一体化的电磁阀，即智能阀（ smart valve）、远程输入/输出阀（RIO valve）和网关阀（gateway valve）。智能阀是机电一体化的产品，包括一个安装在气阀上的电子控 制部件。智能阀产生电控制动信号直接控制气阀，对转向架的电控制动 和车轮滑行进行控制。RIO阀除具有智能阀的所有功能外，还可以通过硬 线与其控制的转向架上的牵引控制单元进行通信，使电制动和空气制动 协调工作。网关阀除具有RIO阀的功能外，还具有制动管理的功能。
典型制动系统介绍
1 பைடு நூலகம்P2002制动系统
3.EP2002制动系统的缺点
EP2002制动系统的缺点如下： （1）关键部件维修难度大。EP2002阀的技术含量高且集成化程度高 ,出现故障时,基本上都需要将整个阀送回制造厂家进行维修,维修周期长。 （2）互换性差。阀出现故障,只能够用相同类型的阀进行更换。 （3）无直观的故障显示代码。没有直观的数字故障代码显示功能,工 作人员只能通过专用软件才能查找故障，这便加大了故障处理的难度。
典型制动系统介绍
1 EP2002制动系统
2.EP2002制动系统的优点
(9)总体成本降低。EP2002制动控制系统的产品价格基本与常 规制动控制系统的产品价格相同。但是使用EP2002制动控制系统, 电气线路、大部分分散部件及管路几乎消失。同时由于安装和调试 时间缩短、后期维护费用降低等原因,制动控制系统的总体成本将低 于一般制动控制系统的总体成本。
典型制动系统介绍
图5-9 国内某地铁车辆的EP2002制动系统的基础制动装置的分布

城市轨道交通车辆制动系统课件EP2002

城市轨道交通车辆制动系统课件EP2002
在每个司机室内设有一个双针压力表，用于显示主风缸 的压力和第一根车轴上的单元制动机的制动缸压力。双针压 力表带有内部照明，并有常规测试/校正接口。
5.1 EP2002型制动系统的结构和主要优缺点
三.EP2002阀的结构
一个EP2002阀就相当于一般空气制动系统中的微 机控制单元（EBCU）加上制动控制单元BCU的组合， 此外，它还具有网络通信的功能。根据架控的需要， 装备了EP2002制动控制系统的列车，每节车均装有 两个EP2002阀，并且分别安装在其控制的转向架附 近的车体底架上。所有的EP2002阀上都带有多个压 力测试口，可以方便地测量储风缸压力、制动机风 缸压力、车辆载荷压力以及停放制动缸压力等。 EP2002阀的内部结构如图5-11所示。EP2002阀的 气动部件如图5-12所示。
一.系统特点
图5-1 EP2002阀完全分布式控制 图5-2 EP2002阀半分布式控制
一.系统特点
车控方式（集中式）制动系统包括集中气动控制、集中电子控制和 本车转向架气动控制阀。如图5-3所示。
图5-3 车控方式示意图
一.系统特点
架控（分布式）制动系统如图5-4所示。将制动控制和带气动 阀的制动管理电子装置结合在了安装于每个转向架上的单个机电一 体化包中。
三.EP2002阀的结构
图5-11 EP2002阀的内部结构 电子装置：1-BCU卡；2-模拟卡；3-总线耦合器（“通讯”）卡；4-RBX卡；5-电源 卡；PVU（气动阀单元）伺服控制阀包括：6-反馈传感器；7-继动阀；8-先导控制提 升阀。
三.EP2002阀的结构
图5-12 EP2002气动阀单元
智能阀的内部结构如图5-13所示。智能阀是一个“机 电EP”装置，其中包括一个电子控制段（RBX卡），该 电子控制段直接装在一个称为气动阀单元（PVU）的气 动伺服阀上。起控制作用的 EP2002 网关阀通过CAN 制 动总线传达制动要求，每个阀门据此控制着各自转向架 上制动调节器内的制动缸压力（BCP）。本设备通过转 向架进行常用制动和紧急制动，同时通过车轴进行车轮

城轨交通车辆制动系统—EP2002制动系统

城轨交通车辆制动系统—EP2002制动系统

四、EP2002制动系统的应用
由于EP2002制动控制系统与常规的制动系统相比有比较 突出的优点，目前已经在国内许多新建造的城轨交通车辆中获 得了广泛的应用。比如西安地铁1号线、广州地铁3号线、上海 6辆编组改8辆编组列车已采用这种制动方式，并取得了良好的 效果，其中广州地铁3号线是世界上第一个在地铁车辆上使用 EP2002制动系统的城轨车辆项目。随着EP2002制动系统技术 的不断改进，它将更广泛应用于北京、天津、南京、上海、深 圳等城市的地铁车辆上。
EP2002将制动控制和制动管理电子设备以及常用制动（SB）气 动阀、紧急制动（EB）气动阀和车轮防滑保护装置（WSP）气动阀 都集成在各转向架（EP2002网关阀、RIO阀及智能阀）的机电设备 集成包中。气动系统可以通过一个中心点向各个EP2002阀门供风或 从各处向阀门供风。
整个EP2002制动系统包括空气压缩机、空气干燥塔、大小储风 缸、控制单元和检测点，均采用模块化设计。EP2002制动系统的主 要特点可概括为结构紧凑、质量轻，安装方式多样，使用维护方便 。
图5-23广州地铁3号线地铁车辆采用 EP2002制动系统的动车气路原理
B00—制动控制模块; B10—转向架空 气制动切除塞门; P04—汽笛;
W01—解钩电磁阀; W03—截断塞门
5-23
一、EP2002制动系统的组成
如
图
5.EP2002制动系统的基础制动装置 如图5 24所示为国内某地铁车辆的 EP2002制动系统的基础制动装置的分布。 由图可知，EP2002基础制动装置由每轴3 个制动盘组成，以保证制动作用的可靠性。 图5 24国内某地铁车辆的EP2002制 动系统的基础制动装置的分布
一、EP2002制动系统的组成

城市轨道交通车辆构造课件第5章第8-9节

城市轨道交通车辆构造课件第5章第8-9节

第九节 供气系统的工作模式
表5-3 空气压缩机的选择模式
三、压缩机的操作 四、空气干燥器运行
表5-4 干燥塔参数(单位：s)
第九节 供气系统的工作模式
【实践操作】
1.实践练习 1)根据本章的知识，掌握基础制动装置的拆卸和安装方法。 2)根据本章的知识，进行空气压缩机的保养和维护。 2.书面练习 1)制动方式的分类有哪些？ 2)风源系统的组成是什么？ 3)活塞式空气压缩机的作用原理是什么？ 4)KBWB制动系统中称重阀、主控阀的功用是什么？ 5)KBWB模拟式电气指令制动系统的特点有哪些？ 6)EP2002制动控制系统的主要组成有什么？
第八节 EP2002制动控制系统
(4)停放制动 为了满足列车较长时间停放的要求，停放制 动采用弹簧施加，压缩空气缓解方式；另外，停放制动时 还具有手动缓解功能。 (5)保压制动 激活保压制动的条件：当城轨列车施加制动 后，当检测到列车速度约为0.5km/h时(该速度值可以加以调 整)由EP2002阀激活保压制动，以防止列车溜动。 1)驾驶员将主控制器手柄打在牵引位，每个牵引系统将牵引 力的实际值发送给列车主VCU。 2)主VCU计算列车牵引力实际值的总和。 3)牵引力实际值的总和足以起动列车(会引起列车后溜)。
第八节 EP2002制动控制系统
2)缩短了制动响应时间。 3)提高了制动精确度。 4)空气消耗量减少。 5)节省安装空间、减小质量、减少布管和布线数量。 6)更高的可靠性和可用性，降低了故障率。 7)维护工作量小。 8)缩短了安装和调试时间。 9)降低总体成本。
第八节 EP2002制动控制系统
10)可以根据每个转向架的载荷压力调整施加在本转向架上 的制动力，比常规制动控制单元以每节车载荷压力进行制 动力控制更加精确和优化。 2. EP2002制动控制系统的缺点 (1)关键部件维护难度增大 由于EP2002阀的技术含量和集 成化程度极高，在EP2002阀出现故障时，基本上都需要将 整个阀送回制造厂家进行维修，且维修周期长；而如果常 规制动控制系统出现故障，只需有经验的工作人员直接查 找并更换故障部件(如压力传感器、防滑阀、印制电路板等)， 就可缩短维护周期，减少对车辆产生的影响。

地铁车辆EP2002制动系统应用研究

地铁车辆EP2002制动系统应用研究

电控空压机模块是把过滤器、外接接口等功能与电动空压机组成一个整体，该模块包含以下元件：
A01：VV120型空气压缩机，提供压缩空气供给制动和辅助系统；
A02：连接软管，起到缓解振动的作用；1-BCU 卡；2-模拟卡；3-总线耦合器（通讯）卡；4-RBX 卡；
5-电源卡；6-反馈传感器；7-继动阀；8-先导控制提升阀
图1
图2
从管路引出的一个专供测试用的气接口，可连接气压制动风缸（B03）为空气制动储存压缩空气；带电触电
图1汽泵密封水系统图
泄漏点。

②8月15日化验油中含水30.2mg/L，8月22日化验油中含水89.06mg/L。

③8月26日上午7：40化验油中含水2016mg/L，9：40开始外接滤油机滤油，16：00化验油中含水99.4mg/L，合格。

期间进行冷油器打压查漏，没有发现泄漏点。

④8月29日化验油中含水40.45mg/L，油中含水没有增加。

其后每天对11小汽机油箱底部进行放水检查。

⑤9月1日化验油中含水95.6mg/L，油箱底部放水约5公斤。

单元5 城市轨道交通车辆制动系统课件EP2002

单元5 城市轨道交通车辆制动系统课件EP2002

四.EP2002制动系统的优缺点
（一）EP2002制动系统的优点 （二）EP2002制动系统的缺点
EP2002制动控制系统的优点主要表现在以下几方面： 1. 减小了故障情况下对列车的影响。如果一个EP2002阀出现故障， 则只有一个转向架的制动失效，列车只需要对此转向架损失的制动力进 行补偿；而一般制动控制系统中的制动电子控制单元ECU出现故障，列 车需要对本节车损失的制动力进行补偿。因此，使用架控方式的EP2002 制动控制系统尤其适合于短编组的地铁列车。 2. 缩短了制动响应时间。根据克诺尔制动机公司的试验数据， EP2002制动控制系统的响应时间比常规制动控制系统的响应时间缩短约 0.2S。 3. 提高了制动精确度。常规制动控制系统的精确度约为 ±0.2×105Pa；而EP2002制动控制系统提供给制动缸制动力的精确度可 达到±0.15×105Pa。 4. 减少了空气消耗量。由于EP2002阀靠近转向架安装，从EP2002 阀到制动缸的管路长度减小，所以在制动时的空气消耗量将减小，同时 空气泄漏量也将减小。
EP2002制动系统将制动控制和制动管理电子设备 以及常用制动（SB）气动阀、紧急制动（EB）气动 阀和车轮防滑保护装置（WSP）气动阀都集成到装在 各转向架（EP2002 网关阀、RIO 阀和智能阀）上的 机电包中。气动系统可以通过一个中心点向各个 EP2002 阀门供风或从各处向阀门供风。 EP2002阀有完全分布式控制和半分布式控制两种形 式。完全分布式控制如图5-1所示；半分布式控制如 图5-2所示。
三.EP2002阀的结构
一个EP2002阀就相当于一般空气制动系统中的微 机控制单元（EBCU）加上制动控制单元BCU的组合， 此外，它还具有网络通信的功能。根据架控的需要， 装备了EP2002制动控制系统的列车，每节车均装有 两个EP2002阀，并且分别安装在其控制的转向架附 近的车体底架上。所有的EP2002阀上都带有多个压 力测试口，可以方便地测量储风缸压力、制动机风 缸压力、车辆载荷压力以及停放制动缸压力等。 EP2002阀的内部结构如图5-11所示。EP2002阀的气 动部件如图5-12所示。

城市轨道交通车辆构造05制动系统

城市轨道交通车辆构造05制动系统

直通自动空气制动机与自动空气制动机在制动机的组成上基本相同制动机的 三通阀有较大的区别。
一、空气制动系统的组成: 供气系统、基础制动装置、防滑装置和制动控制单元；
常见的基础制动装置有闸瓦制动装置与盘形制动装置。
其中，供气系统主要由空气压缩机、空气干燥器、压力控制装 置和管路组成，供气设备除了给车辆制动系统供气外，还向车辆的 空气悬挂设备、车门控制装置(气动门)、气动喇叭、刮雨器及车钩 操作气动控制设备等需要压缩空气的设备供气。
2) 制动位。 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，右侧副风缸压 力大于左侧。当两侧压差较小时，不足以推动活塞，副风缸的压 力空气有通过充气沟7逆流的现象。但由于制动管压力下降较快， 活塞两侧的压差仍继续增加。
压差达到足以克服活塞及节制阀的阻力时，活塞及活塞杆带动节制阀相 左移一间隙距离，使活塞杆与滑阀之间的间隙B置于前部，活塞遮断充气 沟，副风缸压力空气停止逆流，滑阀上的通孔上端开放，与副风缸相通 。随着制动管压力的继续下降，活塞两侧压差加大到能够克服滑阀与滑 阀座之间的摩擦力时，活塞带动滑阀左移至极端位，滑阀切断制动缸通 大气的通路，同时滑阀通孔下端与滑阀座制动缸孔r对准，形成副风缸向 制动缸的充气通路。如果三通阀一直保持这一位置，最终将使副风缸压 力与制动缸压力平衡。
1) 制动位 司机要实行制动时，首先把操纵手柄放在制动位，总风缸的压缩空气 经制动阀进入制动管。制动管是一根贯通整个列车、两端封闭死的管 路，压缩空气由制动管进入各个车辆的制动缸6，压缩空气推动制动 缸活塞9移动，并通过活塞杆带动基础制动装置7，使闸瓦10压紧车 轮12，产生制动作用。制动力的大小，取决于制动缸内压缩空气的压 力，由司机操纵手柄在制动位放置时间的长短而定。

城市轨道交通系统制动概述ppt课件

城市轨道交通系统制动概述ppt课件
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所以，制动装置的重要作用在于：一方面使列车在任何 情况下减速或停车，确保行车安全；另一方面也是提高列 车运行速度，提高牵引重量，即提高轨道交通运输能力的 重要手段。从安全的目的出发，一般列车的制动功率要比 驱动功率大5～10倍。列车的制动能量和速度成平方关系， 时速200km/h～300k/h动车组的制动能量是普通列车的4～ 9倍，可见，能力强大的制动装置对于保证列车高速、重载、 安全运行有着至关重要的意义。衡量一个国家的轨道交通 运输水平，首先要看能制造多大牵引力的机车，但牵引与 制动是互相促进的，无先进的制动技术就没有现代化的轨 道交通运输。
6
3．快速制动 是为了使列车尽快停车而实施的制动，其制动力高于常用全制动 (上海、广州快速制动力高于常用全制动22% )。这种制动方式在紧急 情况下、制动系统各部分作用均正常时所采取的一种制动方式，其特 点是与常用制动相同，制动过程可以施行缓解。 受冲击率极限的限制，主控制器手柄回“0”位，可缓解，具有防 滑保护和载荷修正功能。
1.掌握制动系统的基本概念 2.掌握车辆制动系统的分类 3.了解制动系统应具有的基本要求
1
一.基本概念
1．列车制动系统和列车制动装置 为使列车能实施制动和缓解而安装于列车 上的一整套装置，总称为“列车制动装置”， 有时，“制动”与“制动装置”均简称为 “闸”，实施制动简称为“上闸”，亦可简称 为“下闸”，使制动得到缓解简称为“松闸”。 现代轨道交通车辆的制动系统是由动力制动系 统和空气制动系统及指令和通信网络系统三部 分组成的。
三是以上海3号线、5号线为代表的原英国 Westinghouse 公司的微机控制直通电空制动系统。系统 按整车模块化原则设计，集成度较高。它将微机制动控制 单元、气制动控制单元、风缸、风源等除必须安置在转向 架附近的部件外，全部在一个安装架上集成安装，方便运 用维护。该系统同样采用PWM信号传递制动指令，为模拟 式制动系统。EP转换采用4个开关电磁阀闭环控制的方法。

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由此可见，自动式空气制动机的特点是列车管 排气（减压）时制动缸充气（增压），发生缓 解。优点是，当列车发生分离事故，制动软管 被拉断时，列车管风将急剧下降，三通阀（主） 活塞将自动而迅速地左移到制动位，由于各车 都有副风缸分别向制动缸供风，制动缸动作较 快，故列而且列车前后部开始制动作用的时间 表差小，即制动和缓解的一致性较好，适用于 编组较长的列车。因此在世界各国（包括中国） 铁路上得到最广级最持久的应用。
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（二）按制动原动力和控制方式的不同分类 按制动原动力和操纵控制方式的不同，
铁路机车车辆制动机可分为：手制动机、空 气制动机、电空制动机、电磁制动机和真空 制动机。
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1.手制动机 手制动机是以人力制动原动力，以手轮的转
动方向和手力大小来操纵控制。构造简单, 费 用低廉，是铁路历史上使用最久远、生命力 最顽强的制动机。铁路发展初期，机车车辆 上只有这种制动机，每车或几个车配备一名 制动员，按司机笛声号令协同操纵，由于制 动力弱，动作缓慢，不便于司机直接操纵， 所以很快就被非人力制动机取而代之，手制 动机成辅助的备用制动机。

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但是，如果在制动缸降压过程中将制动阀手柄由缓 解位移至保压位，则列车管和副风缸虽能停止充风增 压，三通阀（主）活塞都仍停留在右极端（缓解位）， 制动缸的风仍继续排向大气，直至完全缓解。制动阀 手柄反复在缓解位和保压位之间移动，只能使列车管 和副风缸的风压呈阶段式上升，都不能使制动缸实现 阶段缓解，即只能实现“一次彻底缓解”，又称“轻 易缓解”。
城市轨道交通车辆制动系统 绪论
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第一节 列车制动的几个基本概念 制动：人为的制止物体的运动，包括使其减
速、阻止其运动或加速运动。
缓解：对已经实行制动的物体，解除或减弱 其制动作用。

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4)盘形制动运用经济。
一般来说，盘形制动的闸片面积 比闸瓦制动的闸瓦面积大，承受的 单位面积压力小，它的磨耗率也小。
5)盘形制动代替闸瓦制动后，使 轮轨间的粘着系数有所降低。
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❖ C.轨道电磁制动: 在转向构架侧梁4下通过升 降风缸2安装有电磁铁1，电磁铁下设有磨耗 板，制动时将电磁铁放下，使磨耗板与钢轨 吸住，电动车组的动能通过磨耗板与钢轨的 磨擦转化为热能，然后经钢轨和磨耗板最终 散于大气。轨道电磁制动能得到较大的制动 力，因此常被城轨车辆用作紧急制动的一种 补充制动手段。
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1—轮对；2—制动盘；3—制动缸；4—制动夹钳；5—牵引电机。
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SW-200 转向架的盘型制动装置
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盘形制动机的特点
1)盘形制动装置代替了闸瓦对车轮踏面的摩擦， 因而不存在对车轮的热影响，同时也减少了车轮的 磨耗，延长了车轮的使用寿命和改善了运行品质， 保证了行车安全。
2)盘形制动的散热性能比较好，所以摩擦系数稳定， 能得到较恒定的制动力。它的热容量允许它具有较 高的制动功率。
3)由于可以自由地选择制动盘和闸片的材料，使这 一对摩擦副具有最佳的制动参数。可以获得较高的 摩擦系数，并且比较稳定。因此可以减小闸片压力， 制动缸及杠杆的尺寸都可以缩小，减轻了制动装置 的重量。
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❖ d. 制动系统应保证列车在长大下坡道上制动 时，其制动力不会衰减。
❖ e. 电动车组各车辆的制动能力应尽可能一致， 制动系统应根据乘客量的变化，具有空重车调 整能力，以减少制动时的纵向冲动。
❖ f. 具有紧急制动能力。遇有紧急情况时，能 使城轨列车在规定距离内安全停车。紧急制动 作用除可由司机操纵外，必要时还可由行车人 员利用紧急按钮进行操纵。
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分布式控制
BP 列车指令线 列车网络 CAN总线
BCP
制动管理 WSP 制动控制 停放控制 和悬挂控 制单元
图 5-4
架控式示意图
EP2002制动系统的设计寿命为40年，大修 周期间隔为9年，而且所有设备都有一个基于 软件的寿命过期指示器，提示系统部件何时需 要预防性大修。 整个EP2002制动系统，包括它的空气压 缩机、空气干燥塔、大小储风缸、控制单元和 检测点，均采用模块化设计。因此，它的结构 紧凑、重量轻，适用于各种不同的安装方式， 使用、维护方便。
RIO（远程输入/输出）阀的内部结构如图5-15所 示。它比智能阀多了两块电子控制板，即制动控制单 元板和模拟输入输出板。除了具有智能阀的所有功能 外，RIO阀还可以通过制动控制单元板和硬线与其控 制的转向架上的牵引控制单元通信，使电制动和空气 制动协调工作。 与网关阀有着相同的I/O口，但并不进行制动控制 运算而且没有安装网络接口卡。可编程的输入被RIO 阀读取，然后通过EP2002双通道CAN总线传至主网 关阀。RIO阀的可编程输出状态由主网关阀控制。 RIO阀的输入输出接口如图5-16所示。
图5-17
网关阀结构图
在EP2002系统中，一个EP2002网关阀中 的制动要求分配功能可以将SB制动力要求分 配至列车装有的所有制动系统，以达到司机 /ATO要求的制动力。网关阀的输入输出接口 如图5-18所示。
图5-18 网关阀的输入输出接口
1. 设备外壳：外壳为阳极氧化铝重载挤出成型。外壳 保护内部电子部件与外部工作环境隔离并为设备提供 IP66 级密封。 2. 气动阀单元 (PVU)：此气动伺服单元由本地制动控 制卡发出指令，用来控制进行常用制动、紧急制动和车轮 防滑保护的各车轴上的 BCP 压力。 3. 供电单元 (PSU) 卡：供电单元卡接收所输入的电 池供电和加热器供电。主供电经调控后在内部被传送至设 备内的其他电子元件卡上。加热器供电则被传输至加热器 单元，使其可以在极低温度下进行工作（如果已在原装设 备制造商处安装）。 4. 本地制动控制 (RBX) 卡：本地制动控制卡根据主 网关单元通过专用 CAN 总线传达的制动要求来控制 PVU 以进行常用制动、紧急制动和车轮防滑保护。
1.掌握EP2002型制动系统的结构 2.了解EP2002型制动系统的特点和主要优缺点 3.了解EP2002型制动系统的网络结构 4.掌握EP2002型制动系统的控制过程和作用原理
一.系统特点
EP2002制动系统是德国克诺尔公司生产的轨道车辆制 动控制系统，为电气模拟指令式制动控制系统。其核心部 件为EP2002阀，负责空气制动系统的控制、监控和车辆控 制系统的通信。EP2002制动控制系统与常规制动控制系统 的最大区别在于设计思想不同：常规的制动控制系统采用 车控式，即一个制动电子控制单元控制同一节车的2个转 向架；而EP2002制动控制系统采用架控式新概念，即1个 EP2002控制1个转向架，这样当一个EP2002出现故障时， 只有1个转向架空气制动时失效，减少了对车辆的影响。 由于其与常规制动系统相比具有相对突出的优点，目前在 国内多条新建轨道交通车辆上得到广泛应用。
图5-13
智能阀结构图
图5-14 智能阀的输入输出接口
从输入输出关系可以看出，智能阀的主要功能有 以下几方面： 1. 常用制动时根据转向架的负载对输出制动压力进 行调整并输出制动机压力。 2. 紧急制动时根据转向架的负载对输出制动压力进 行调整并输出制动机压力。 3. 对每个轮对的滑行进行保护（WSP控制）。 4. 制动应用显示。 5. 储风缸失压时向继电器输出断开信号。 6. 通过CAN总线向网关阀报告本车故障监视情况。
二.系统组成
EP2002制动系统组成示意图如图5-5所示。它主要由 EP2002阀、制动控制模块以及其他辅助部件组成，其中核 心部件是三个机电一体化的电磁阀，即网关阀（Gateway valve）、智能阀（Smart valve）和远程输入/输出阀 （RIO valve）。网关阀和输入输出阀的外形如图5-6所示， 智能阀外形如图5-7所示。EP2002阀的安装位置如图5-8所 示。EP2002阀的外接线缆如图5-9所示。EP2002阀各接口 的功能如图5-10所示。三个阀分别装在其所控制的转向架 上（每个转向架对应一个阀），三个阀通过一个专用的 CAN 总线连接在一起。
与EP2002制动系统联系最紧密的有供气单元和基础制动装 置。供气单元主要由空气压缩机、空气干燥塔、储风缸及供 气压力控制等部件组成。它的主要功能是向列车提供压缩空 气（风源）。压缩空气不仅是空气制动系统的风源，而且是 列车上其他气动设备，例如空气弹簧、升弓风缸和刮雨器等 使用的风源。供气单元的所有部件被集成在一个安装架上， 既节省了安装空间，又缩短了气路管，减少漏泄，方便检修。 一般空气压缩机配置VV120型，空气干燥塔配置双塔型。基础 制动装置是空气制动系统的执行机构，大多选用德国克诺尔 制动机公司的单元制动机，其中一半为带停放制动机构的单 元制动机。 在每个司机室内设有一个双针压力表，用于显示主风缸 的压力和第一根车轴上的单元制动机的制动缸压力。双针压 力表带有内部照明，并有常规测试/校正接口。
图5-11 EP2002阀的内部结构 电子装置：1-BCU卡；2-模拟卡；3-总线耦合器（“通讯”）卡；4-RBX卡；5-电源 卡；PVU（气动阀单元）伺服控制阀包括：6-反馈传感器；7-继动阀；8-先导控制提 升阀。
图5-12
EP2002气动阀单元
智能阀的内部结构如图5-13所示。智能阀是一个“机 电EP”装置，其中包括一个电子控制段（RBX卡），该 电子控制段直接装在一个称为气动阀单元（PVU）的气 动伺服阀上。起控制作用的 EP2002 网关阀通过CAN 制 动总线传达制动要求，每个阀门据此控制着各自转向架 上制动调节器内的制动缸压力（BCP）。本设备通过转 向架进行常用制动和紧急制动，同时通过车轴进行车轮 防滑保护控制。阀门受软件和硬件的联合控制和监控， 并可以检测潜在的危险故障。结合使用各车轴产生的车 轴速度数据和其他阀门通过专用CAN 制动总线传来的速 度数据即可进行车轮防滑保护。如图5-14展示了智能阀 的 I/O 状况。
图5-15 RIO阀结构图
图5-16
RIO阀的输入输出接口
网关阀的内部结构如图5-17所示。它比RIO阀又 多了一块电子控制板—网络通信板。具有RIO阀和智 能阀的所有功能，并将常用制动压力要求分配至所有 装在本地CAN网络中的EP2002阀门。网关阀也可以 提供EP2002控制系统与列车控制系统的连接。 EP2002 网关阀可以按要求定制，以连接MVB、LON、 FIP和RS485通信网络以及/或者传统列车线缆和模拟 信号系统。
四.EP2002制动系统的优缺点
（一）EP2002制动系统的优点 （二）EP2002制动系统的缺点
EP2002制动控制系统的优点主要表现在以下几方面： 1. 减小了故障情况下对列车的影响。如果一个EP2002阀出现故障， 则只有一个转向架的制动失效，列车只需要对此转向架损失的制动力进 行补偿；而一般制动控制系统中的制动电子控制单元ECU出现故障，列 车需要对本节车损失的制动力进行补偿。因此，使用架控方式的EP2002 制动控制系统尤其适合于短编组的地铁列车。 2. 缩短了制动响应时间。根据克诺尔制动机公司的试验数据， EP2002制动控制系统的响应时间比常规制动控制系统的响应时间缩短约 0.2S。 3. 提高了制动精确度。常规制动控制系统的精确度约为 ±0.2×105Pa；而EP2002制动控制系统提供给制动缸制动力的精确度可 达到±0.15×105Pa。 4. 减少了空气消耗量。由于EP2002阀靠近转向架安装，从EP2002 阀到制动缸的管路长度减小，所以在制动时的空气消耗量将减小，同时 空气泄漏量也将减小。
5. 制动管理 (BCU) 卡：制动管理卡仅安装在EP2002网关阀中， 包括对整列列车进行制动管理的所需功能，而且还可以支持可配置 的I/O端口。如果使用主网关阀，则制动管理功能激活并且与所有 其他的智能阀和网关阀通过CAN总线建立通信。如果未使用主网 关阀而仍使用一个普通网关阀，则BCU卡将作为一个远程输入/输 出（RIO）工作，可以允许直接进入制动CAN总线而无需直接发送 线缆信号至主网关阀。 6. 可选网络COMMS卡：可选择的网络通信卡仅安装在 EP2002网关阀中。此卡可以符合MVP、FIP、LON和RS485接口 标准（一个通信卡对应一种协议标准）。通信连接可以用于控制和 诊断数据传输。 7. 可选模拟 I/O 卡：可选择的模拟 I/O 卡可安装到各种型号的 网关阀和 RIO 阀上以提供进行常用制动控制所需的模拟信号。
5. 连接阀：可以使BCP输出以气动方式汇合或分开。 在常用制动或紧急制动时， 两个BCP输出汇合以通过转向架进行控制。在经车轴进行 车轮防滑保护的系统上，当WSP动作时，两车轴互相被气 动孤立，每个车轴上的BCP都通过BCP调节段得到独立控 制。 6. 远程缓解：远程缓解功能可以使用也可以不使用。 作为EP2002阀功能的一个组成部分。当远程缓解输气。系统还具有一个硬件互锁，可以在出现紧急制动要 求时防止EP2002阀被远程缓解。 7. 紧急制动脉动限制：紧急制动脉动限制可以使用 也可以不使用。如果不使用紧急制动脉动限制，将气路 中的紧急制动脉动限制电磁阀换成一块孔板。
图5-5 EP2002制动系统组成示意图
图5-6 网关阀和/输入输出阀外形
图5-7
智能阀外形
图5-8 EP2002阀安装位置
图5-9 EP2002阀的外接线缆图
图5-10 EP2002型阀各接口的功能
SK1-CAN/PAL总线；PL1-测速；PL2-电源；PL3-数字I/O；SK2-模拟I/O；PL4-MVB总线
EP2002制动系统将制动控制和制动管理电子设备 以及常用制动（SB）气动阀、紧急制动（EB）气动 阀和车轮防滑保护装置（WSP）气动阀都集成到装在 各转向架（EP2002 网关阀、RIO 阀和智能阀）上的 机电包中。气动系统可以通过一个中心点向各个 EP2002 阀门供风或从各处向阀门供风。 EP2002阀有完全分布式控制和半分布式控制两种形 式。完全分布式控制如图5-1所示；半分布式控制如 图5-2所示。