城市轨道交通车辆第章空气管路与制动系统

第一章 地铁列车制动系统概述近年来，地铁车辆快速发展，运行速度由最初的60 km/h逐渐提高到80 km/h、100 km/h，甚至更高。

地铁运行站间距较短，起动、停车频繁，为保障行车效率，要求车辆具有较大的起动加速度和制动减速度。

车辆在高速运行中必须依赖制动控制系统调节列车运行速度和及时准确地在预定地点停车。

地铁载客量大、乘客上下车频繁，要保证列车安全运行，就必须要求地铁具有很高的制动性能。

因此，制动控制系统是地铁车辆必不可少的组成部分，列车的制动能力是列车运营安全及运输能力的根本保证。

第一节 车辆制动基本概念一、制动的本质如图1-1所示，对于城市轨道交通车辆来说，制动力的施加可使运行的列车迅速减速或停车，也可以避免长时间停放的列车因重力作用或风力吹动而溜车。

从能量的角度看，制动的实质就是列车动能的耗散或转移。

图1-1 列车减速或停车二、制动的基本概念1. 制 动制动是指人为地制止列车运行，包括运行列车减速、停车、阻止其运动或加速运动；或使静止的列车保持其静止状态。

2. 制动的缓解对已施加制动的列车，为了重新起动或再次加速，必须解除或减弱其制动作用，称为制动的缓解。

3. 保 压保压是指制动过程中的一个压力保持的中间状态，即使制动缸获得的压力不变，这要求如果有压力泄漏，则控制部分能够自动补充压缩空气以维持制动缸压力不变。

4. 制动装置制动装置是为了使列车能够实施制动或缓解而安装于列车上的一整套设备。

5. 制动力由制动装置产生的与列车运行方向相反的外力称为制动力。

6. 制动冲击率制动冲击率是制动时制动减速度随时间的变化率，本质上是制动力随时间的变化率（力学中力的冲击的描述）。

7. 制动率制动率是指全列车制动闸瓦或闸片的压力总和与列车所受重力之比。

制动率的概念可以延伸至一节车、一个转向架、一根轴的相应比值，也即单车制动率、转向架制动率、轴制动率。

制动率是描述列车制动能力的一个物理量。

只有用相对值（比值）去比较不同列车（辆、架、轴）的制动力大小才有意义。

城市轨道交通车辆电空制动系统技术要求1 通用要求1.1 一般要求单节车辆采用动力转向架和非动力转向架配置或者牵引系统采用架控方式进行牵引控制的列车宜采用架控制动系统。

电空制动系统应按一列车或一个单元进行系统设计，车辆及相关系统之间接口、功能应匹配，且应避免相互干扰。

整个系统设计应具有完整性并符合故障导向安全原则。

电空制动系统应采用模块化设计，零部件应尽量集中布置，并应具有互换性，主要部件之间应留有维护空间。

电空制动系统的紧急制动的安全性应按GB/T 21562的SIL4等级进行设计，常用制动和防滑控制功能的安全性应按GB/T 21562的SIL2等级进行设计。

电空制动系统管路及其配套的管接头等部件宜采用不锈钢材质，风缸应进行防锈、防腐处理。

电空制动系统不应产生或含有对人体有毒有害的物质。

车体外部安装的制动设备，电气连接器防护等级应满足GB/T 4208—2017中IP65的要求，风源系统电机防护等级应满足IP54的要求，速度传感器防护等级应满足IP68的要求，连接器应满足IP67要求，其它部件防护等级应至少满足IP55的要求。

电空制动系统应设有与列车总线通信的多功能车辆总线（MVB）、控制器局域网（CAN）或以太网等的网络接口。

电空制动系统应能连续调节和控制制动力。

电空制动系统应具有保证运行的列车减速或停车的能力，应满足列车在规定条件下的制动减速度和制动距离要求。

电空制动系统应具有保证静止列车不溜逸的能力。

电空制动系统应能与牵引系统的电制动相互配合实现电空混合制动。

电空制动系统应能充分利用车轮与轨道之间的黏着条件，应能充分发挥制动能力。

电空制动系统应能在司机控制器、ATO或ATP等的操纵下对列车进行阶段或一次性的制动与缓解控制。

电空制动系统正常工作压力范围宜为750kPa～900kPa或800kPa～950kPa，最高工作压力不应大于1000kPa。

当电空制动系统总风管（缸）空气压力降到低于某一压力值时，列车应自动采取导向安全的措施保障列车运行安全。

城市轨道交通车辆的制动模式城市轨道交通是一种快速、高效的公共交通工具，其安全性是保证城市交通运行的关键。

而车辆的制动系统就是保障城市轨道交通安全的一个重要组成部分。

本文将介绍城市轨道交通车辆的制动模式。

一、电制动电制动是城市轨道交通车辆的主要制动方式之一。

电制动是通过电机逆变器控制车辆电机的电流，使车辆产生制动力，从而实现制动的过程。

在电制动中，车辆电机的电流变成负值，电机产生制动力，将车辆减速甚至停下来。

电制动具有制动平稳、制动距离短、制动效率高等优点。

二、空气制动空气制动是城市轨道交通车辆的另一种主要制动方式。

空气制动通过控制车辆的空气制动系统，将车辆制动盘与车轮接触，产生制动力从而实现制动的过程。

空气制动具有制动力大、制动效率高、制动距离短的优点。

但由于空气制动需要耗费空气制动缸内的压缩空气，因此其制动距离和制动平稳性都会受到影响。

三、再生制动再生制动是城市轨道交通车辆的一种辅助制动方式。

再生制动通过逆变器控制电机的电流，将旋转的车轮所带动的电机转换成电能，并将这些电能反馈给车辆的电源系统，从而实现制动的过程。

再生制动具有制动平稳、制动距离短、不会消耗太多能量的优点。

四、紧急制动紧急制动是城市轨道交通车辆的一种应急制动方式。

紧急制动可以通过手柄或按钮等操作，使车辆的制动系统立即切断牵引电源，同时加紧空气制动或电制动以实现制动的过程。

紧急制动具有制动力大、制动距离短、制动效率高等特点，但也容易产生车轮滑动，增加制动距离和制动平稳性的难度。

城市轨道交通车辆的制动模式有电制动、空气制动、再生制动和紧急制动等多种方式。

在实际运行中，不同的制动模式可以根据车辆的具体情况和运行状态进行选择，以保证城市轨道交通的安全、高效运行。

轨道作业车制动系统原理
轨道作业车的制动系统是确保车辆在行驶过程中能够安全减速
和停止的关键部件。

制动系统的原理涉及到几个重要方面，我会从
多个角度来解释。

首先，轨道作业车的制动系统通常包括空气制动和手动制动两
种类型。

空气制动是主要的制动方式，它利用空气压力来传递力量，使制动器与车轮接触并减速车辆。

手动制动则是作为备用或辅助制
动系统，通常在紧急情况下使用。

其次，空气制动系统的原理是基于空气压力的传递和释放。

当
司机踩下制动踏板时，空气制动阀打开，允许空气进入制动缸。

制
动缸内的空气压力会推动制动鼓或制动盘上的制动鞋或制动片，从
而与车轮接触并产生制动力，使车辆减速。

当释放制动踏板时，制
动缸内的空气压力被释放，制动力也随之消失，车辆恢复行驶。

此外，制动系统还包括制动盘、制动鼓、制动鞋、制动片等部件。

制动盘和制动鼓是制动器的关键部分，它们与车轮相连，通过
制动鞋或制动片与之接触产生制动力。

制动鞋和制动片通常由摩擦
材料制成，当与制动盘或制动鼓接触时，摩擦产生制动力，使车辆
减速。

最后，制动系统的原理还涉及到制动液、制动管路和制动辅助系统。

制动液在空气制动系统中起着传递压力和润滑作用，而制动管路则将压力传递到各个制动器。

制动辅助系统如制动助力器和防抱死系统则提供了额外的安全和辅助功能，确保制动系统在各种条件下都能可靠工作。

总的来说，轨道作业车的制动系统原理涉及到空气压力传递、摩擦制动原理、制动器部件和制动辅助系统等多个方面，它们共同作用确保了车辆在行驶过程中的安全减速和停止。

空气制动，又称为机械制动或摩擦制动。

城市轨道交通车辆常用的空气制动方式有闸瓦制动和盘形制动。

空气制动主要以压缩空气为动力，压缩空气由车辆的供气系统供给。

一空气制动系统的组成城市轨道交通车辆的空气制动系统由供气系统、基础制动装置（常见的有闸瓦制动系统与盘形制动装置）、防滑装置和制动控制单元组成。

供气系统主要由空气压缩机、空气干燥剂、压力控制装置和管路组成，供气系统除了给车辆制动系统供气外，还向车辆的空气悬架设备，车门控制装置（气动门），气动喇叭，刮水器及车钩操作气动控制设备等需要压缩空气的设备供气。

防滑装置适用于车轮与钢轨黏着不良时，对制动力进行控制的装置。

它的作用是：防止车轮即将抱死；避免滑动并最佳地利用粘着力，以获取最短的制动距离。

制动控制单元是空气制动的核心部件，它接受微机制动控制单元（EBCU)的指令，然后再指示制动执行部件动作。

其组成部分有：模拟转换阀、紧急阀、称重阀和均匀阀等。

这些部件都安装在一块铝合金的气路板上，实现了集成化。

这样避免用管道连接而造成容易泄露和占用空间大等问题。

二、空气制动系统的控制方式空气制动系统按其作用原理的不同，可以分为直通式空气制动机，自动式空气制动机和直通自动式空气制动机。

1.直通式空气制动机直通式空气制动机的机构如图所示空气压缩机将压缩空气储入总风缸内，经总风缸管至制动阀。

制动阀有缓解位、保压位和制动位3个不同位置。

在缓解位时，制动管内的压缩空气经制动阀Ex (Exhaust) 口排向大气；在保压位时，制动阀保持总风缸、制动管和Ex口各不相通；在制动位时，总风缸管压缩空气经制动阀流向制动管。

（1）制动位驾驶员要实施制动时，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。

制动管是一根贯穿整个列车，两端封闭的管路。

压缩空气由制动管进入各个车辆的制动缸，压缩空气推动制动缸活塞移动，并通过活塞杆带动基础制动装置，使闸瓦压紧车轮，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，由驾驶员操纵手柄在制动位放置时间长短而定。

地铁空气制动原理地铁是现代城市轨道交通系统的重要组成部分，运行快速、安全、环保。

其中，空气制动是地铁列车的重要制动方式之一、本文将从地铁空气制动的原理、组成和工作过程等方面进行详细介绍。

地铁空气制动系统由两个主要部分组成：制动气压生成系统和制动气压传输系统。

制动气压生成系统通过压缩机将外界空气压缩成高压气体，并通过蓄气罐储存，在蓄满气压后，将气体输送到制动器中。

制动气压传输系统负责将储存的高压气体传输到各个制动器中。

二、地铁空气制动系统组成1.制动机构：制动机构是实现列车制动的重要组成部分，通常由制动器、制动鞋和制动鼓等部分组成。

当制动指令发送给制动机构时，制动器会通过制动鞋与制动鼓摩擦，从而产生制动力。

2.制动操作系统：制动操作系统是控制制动机构工作的核心部分，包括制动总阀、制动空气管路系统和制动命令传输线路等。

通过制动总阀的控制，决定制动时机和制动强度。

3.制动气源系统：制动气源系统是提供制动气体的重要组成部分，主要包括压缩机、储气罐等设备。

通过压缩机将外界空气进行压缩，并将压缩气体储存于储气罐中，供制动系统使用。

4.控制系统：控制系统是掌控整个地铁空气制动系统工作的关键部分，由控制器、传感器等构成。

控制器能够接收并处理制动指令，通过传感器对列车运行状态进行监测，确保制动系统的正常工作。

三、地铁空气制动的工作过程1.制动气源系统工作：当列车收到制动指令后，制动气源系统将启动，压缩机开始工作，将外界空气进行压缩，并将压缩气体储存于储气罐中，以备制动使用。

2.制动器工作：当制动指令传输到制动操作系统时，制动操作系统会驱动制动总阀，使高压气压进入制动器。

制动器中的制动鼓开始旋转，制动鞋与制动鼓之间产生摩擦力，从而产生制动力，减速列车的运动。

3.制动指令传输：制动指令由控制器发送至制动操作系统，并通过控制器及传感器对列车运行状态进行监测，确保制动系统正常工作。

4.制动力调节：通过调节制动总阀的开度，确定制动气源的输送量，调节制动力的大小，以适应不同速度和制动度的要求。