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城轨车辆工作原理
城轨车辆是指在城市轨道交通系统中运行的车辆。
城轨车辆的工作原理主要涉及三个方面：电力系统、牵引系统和控制系统。
1. 电力系统：城轨车辆采用电力供能，通常是通过接触轨以及架设在轨道上的供电设备，如电网供电或第三轨供电系统，提供电能给车辆。
电能被转化为机械能，用于驱动车辆的运行。
城轨车辆通常采用直流电供能，但部分地区也有采用交流电供能的城轨车辆。
2. 牵引系统：城轨车辆的牵引系统负责将电能转化为机械能，实现车辆的运动。
通常采用电动机作为牵引系统的核心部件。
电动机由电能驱动，通过转动车轮实现车辆的推进。
不同型号的城轨车辆可能采用不同类型的电动机，如直流电动机或三相异步电动机。
3. 控制系统：城轨车辆的控制系统用于控制车辆的启动、停止、速度调节等功能。
控制系统通常由多个子系统组成，包括主控制器、牵引变流器、制动系统和辅助电源等。
主控制器负责接收车辆驾驶员的指令，控制车辆的运行状态。
牵引变流器将电力系统提供的直流电转换为适合电动机驱动的交流电。
制动系统用于控制车辆的刹车，通常包括电子制动和机械制动两种方式。
辅助电源提供车辆其他系统的电能需求，如照明和通信系统等。
综上所述，城轨车辆的工作原理是通过电力系统提供电能，牵
引系统将电能转化为机械能，控制系统实现对车辆的控制和管理，从而实现车辆的运行。
城市轨道交通车辆的制动模式随着城市轨道交通的快速发展，轨道交通车辆的制动系统也得到了极大的改进和完善。
车辆的制动模式是指车辆在运行过程中，通过何种方式来减速和停车。
目前，常见的城市轨道交通车辆制动模式主要包括电制动、气制动和机械制动。
电制动是城市轨道交通车辆中最常见的制动模式之一。
它是通过电动机的反向工作将车辆动能转化为电能，再通过电阻器将电能转化为热能来实现减速和停车。
电制动具有制动力大、响应速度快、制动距离短等优点，是车辆制动的首选模式。
此外，电制动还可以通过调整电机的工作方式来实现不同的制动效果，如再生制动和电阻制动。
气制动是城市轨道交通车辆中另一种常见的制动模式。
它是通过压缩空气来产生制动力，实现车辆的减速和停车。
气制动主要由制动踏板、空气压缩机、储气罐和制动器组成。
当司机踩下制动踏板时，空气压缩机会将空气压缩并储存在储气罐中，当需要制动时，空气会通过制动器释放出来，产生制动力。
气制动具有制动力稳定、可靠性高等优点，适用于高速运行的轨道交通车辆。
机械制动是城市轨道交通车辆中较为传统的制动模式，主要通过摩擦力来实现减速和停车。
机械制动主要由制动盘、刹车片和刹车踏板组成。
当司机踩下刹车踏板时，刹车片会与制动盘接触并产生摩擦力，从而减速和停车。
机械制动具有结构简单、制动力稳定等优点，但相对于电制动和气制动来说，制动效果较差。
除了上述三种主要的制动模式，城市轨道交通车辆还常常采用辅助制动模式，如惯性制动、再生制动和电阻制动。
惯性制动是指利用车辆的惯性来实现减速和停车，通过调整车辆的传动装置来改变车辆的运动状态。
再生制动是指利用电动机的工作原理，将车辆动能转化为电能并回馈给电网，实现能量的回收和再利用。
电阻制动是指通过调整电阻器的工作状态，将电能转化为热能来实现制动。
城市轨道交通车辆的制动模式主要包括电制动、气制动和机械制动。
电制动具有制动力大、响应速度快的优点；气制动具有制动力稳定、可靠性高的特点；机械制动结构简单、制动力稳定。
城轨电空制动系统工作原理一、概述城轨电空制动系统是城市轨道交通中常见的一种制动方式，它通过电力和气压来实现列车的制动。
该系统具有安全可靠、制动效果好等优点，因此被广泛应用于城市轨道交通中。
二、系统组成城轨电空制动系统主要由以下几部分组成：1. 制动管路：由气缸、管路和阀门等组成，负责传递气压信号。
2. 电控装置：由控制器和计算机等组成，负责控制整个制动系统的运行。
3. 制动盘和制动鞋：负责产生摩擦力，使列车减速或停车。
4. 供电装置：为整个制动系统提供电力支持。
三、工作原理城轨电空制动系统的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 列车司机踩下紧急制动按钮或自然停车按钮时，控制器会发出信号给计算机。
2. 计算机根据接收到的信号计算出列车需要施加的刹车力，并将指令发送给气压控制器。
3. 气压控制器根据计算机发送的指令，控制制动管路中的气压变化，使制动盘和制动鞋接触，产生摩擦力。
4. 列车减速或停车后，计算机会发出解除制动信号，气压控制器则会减少或消除气压信号，使制动盘和制动鞋分离。
四、具体操作流程1. 列车司机踩下紧急制动按钮或自然停车按钮时，控制器会发出信号给计算机。
2. 计算机根据接收到的信号计算出列车需要施加的刹车力，并将指令发送给气压控制器。
3. 气压控制器根据计算机发送的指令，控制主风管中的气压变化。
当需要施加刹车时，气压控制器会打开快速放空阀门，使主风管中的气体迅速排放。
当需要解除刹车时，气压控制器则会关闭快速放空阀门，并逐渐增加主风管中的气体压力。
4. 当主风管中的气体压力下降到一定程度时，进入辅助风管中的空气就会被抽入主风管。
这些空气会经过气压控制器中的电磁阀，进入制动缸中。
当空气进入制动缸时，气缸活塞就会向外推动，使制动盘和制动鞋接触，产生摩擦力。
5. 列车减速或停车后，计算机会发出解除制动信号，气压控制器则会逐渐减少或消除主风管中的气体压力。
这样一来，进入辅助风管中的空气也就不再进入制动缸了。
第六章制动控制系统
制动控制系统是空气制动系统的核心，它接受司机或自动驾驶系统（ATO）的指令，并采集车上各种与制动有关的信号，将指令与各种信号进行计算，得出列车所需的制动力，再向动力制动系统和空气制动系统发出制动信号。
动力制动系统进行制动时将实际制动力的等值信号反馈给制动控制系统，制动控制系统通过运算协调动力制动和空气制动的制动量。
空气制动系统将制动系统发来的制动力信号经流量放大后使执行部件产生相应的制动力。
这就是制动控制系统的主要功能。
6.1 制动控制系统的组成
如图6.1制动控制系统主要由电子制动控制单元（EBCU）、空气制动单元（BCU）和电气指令单元等组成。
图6.1制动控制系统的组成
6.1.1 电子制动控制单元
在电子技术和微机技术的迅猛发展下，列车的制动控制由微机综合列车运行中的所有参数，经过判断和运算，给制动系统发出精确的指令。
以微机为中心的电子控制装置被称为电子制动控制单元（EBCU）、微机制动控制单元(MBCU)
或制动控制电子装置（BCE）等。
它有一下主要功能：
（1）接受司机控制器或ATO的指令，与牵引控制系统协调列车的制动和缓解。
（2）将接收到的动力制动实际值经 EP转换，将电信号转换成气动信号发送给空气制动控制单元。
（3）控制供气系统中空气压缩机组的工作周期，监控主风缸输出压力等参数。
（4）在列车制动过程中始终收集列车所有轮对速度传感器发来的速度参数，对轮对在制动过程中出现的滑行进行监视。
（5）对列车制动时的各种参数和故障进行监视与记录。
6.1.2空气制动控制单元
空气制动控制单元是制动系统中电气制动和空气制动的联系点，也是电子、电子信号与气动信号的转换点。
在过去论述中称为中继阀或EP。
（一）EP
由电磁线圈、铁芯、顶杆和活塞等组成。
当它的电磁线圈没有励磁时，铁芯和连杆落在阀底，通路阻断或通路与大气连通。
当线圈励磁，铁芯被吸引上移，推动顶杆和活塞上移，通路与储风缸压力空气连通。
（二）中继阀
它上部是给排阀，下部是腔室。
腔室中是活塞和膜板，活塞和膜板带动有空心通路的顶杆上下移动。
中继阀也是一个将电信号转换成压力空气的电磁阀，只是电信号的变化不是励磁电流的变化，而是通过电磁阀励磁线圈和消磁状态的不同组合，将多个电信号输入转换成对应空气压力输出。
（三）空重车调整阀
空重车调整阀的作用是根据车辆载重的变化，即根据乘客的多少，输出一个空气压力信号，并通过中继阀使单元制动机风缸保持一个恒定的制动力。
空重车调整阀的输入是车辆二系弹簧的空气压力信号。
考虑到车辆载重的不平衡，一般采取前后转向架对角的两个空气弹簧压力为输入信号，这样就能比较准确地使空重车调整阀的输出压力信号与乘客负载成一定比例关系。
由于电子技术的发展，现在许多空重车信号已经直接将空气弹簧压力转换成电子信号输入BCE或MBCU，空重车调整阀输出的空气压力信号在常用制动时根本不起作用。
但是在紧急制动时，空重车调整阀输出的空气压力信号还是可以越过中继阀，对紧急制动起到限制冲动的作用。
6.1.3 电气指令单元
现在城市轨道交通车辆的制动系统无一例外地采用电气指令单元来快速、准确、可靠地传递司控器的指令。
采用电气指令可以使列车制动、缓解迅速、停车平稳无冲动，缩短制动距离。
（一）数字式电气指令制动控制系统
数字式指令指开关指令的组合，属于分档控制。
这样的分档制动指令通过具有多块气动膜板的中继阀的动作，使制动缸获得恒定的七级压力。
数字式电气指令制动控制系统操作灵活，可控性能好。
我国自行制造的北京地铁车辆使用的SD型制动系统即为数字式电气指令制动控制系统。
（二）模拟式电气指令制动控制系统
模拟式电气指令制动系统可以实现无极制动和连续操纵。
常用的模拟电信号有电流、电压、频率和脉冲等，这些模拟量可以传递制动控制信号。
理论上，模拟式电气指令制动控制系统的操纵比数字式的更方便，但它对指令传递的设备性能要求比较高。
如果设备性能不能满足要求，其精度会降低，从而会影响制动效果。
从目前趋势来看，城市轨道交通车辆采用脉冲宽度调制的模拟式电气指令制动控制系统，应当是较为先进的列车制动控制系统。
6.2 制动控制策略
6.2.1恒制动率控制
城市轨道交通车辆载客情况变化很大，无论空载、满载或超员，都应保证列车的减速度与司机制动命令相对应。
因此，列车控制系统必须检测各界车辆的负载重量，对应于各动车和拖车的负载重量变化而自动调整各级制动缸压力。
在运行过程中，司机控制器的各制动级位都可以保持恒定制动率，得到恒定减速度。
列车控制系统将每节车各个空气弹簧的压力信号由压力传感器变换为电压信号后，取平均值；按照满载和空载极限值设置上下界，作为车辆负载信号电压输出。
车辆负载信号与制动指令相乘得到对应于各车负载的制动力指令曲线，将一个动车组单元中的各动车和拖车制动力指令曲线相加、放大后作为需求制动力指令送入列车制动系统，就能实现恒制动率控制。
6.2.2空气制动滞后控制
实现指令减速度目标，列车编组内的各车有多种分担制动力的方法。
过去一般采用的控制方法就是各节车各自承担自己需要的制动力，即均匀制动方式。
采用这种控制方式，拖车所需的制动力将全部由自己的空气制动系统承担，拖车的闸瓦磨损要比有电气制动的动车快得多。
随着近年来逆变控制的三厢感应电动机牵引系统的大量应用，由于三厢感应电动机优良的自身再黏着特性，使黏着系数的期望值大大提高，既可以最大限度地使用点制动力而不会发生滑行。
因此，各节车在分担制动力时，在其利用黏着不超过限制的范围内，提高动车的制动里而减少拖车的制动力，以实现最大利用动力制动的目的。
所以，采用VVVF控制或斩波控制的列车，可以取得较高的期待黏着系数，在不超过年捉限制的范围内充分利用动车的电气制动力，不足部分再由拖车的空气制动力补充，这样可以节约能源，降低拖车机械制动的磨耗。
这种控制方式称为空气制动滞后控制。
