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、
高速列车制动方式分类
从能量的观点来看，制动的实质就是将列车动能转变成其他能量或转移走；从作用力的观点来看，制动就是让制动装置产生与列车运行方向相反的外力，使列车产生较大的减速度，尽快减速或停车。
（1）根据列车动能转移方式的不同，列车制动可分为如下几种方式：
①盘形制动。
②电阻制动。
③再生制动。
④磁轨制动。
⑤轨道涡流制动。
⑥旋转涡流制动。
⑦风阻制动。
上述制动方式中的盘形制动和磁轨制动也可称为摩擦制动，都是通过机械摩擦来消耗高速列车动能的制动方式。其优点是制动力与列车速度无关。无论列车是高速运行还是低速运行，都有制动能力，特别是在低速运行时能对列车施行制动直至停车。可以说摩擦制动始终是高速列车最基本的制动方式。摩擦制动的缺点是制动力有限，因受散热限制而使制动功率增大。电阻制动、再生制动、轨道涡流制动和旋转涡流制动等也可称为动力制动，都是利用某种能量转换装置将运行中列车的动能转换为其他形式的能量，并予以消耗的制动方式。其特点是制动力与列车速度有很大关系，列车速度越高，制动力越大，随着列车速度的降低，制动力也随之下降。
（2）根据制动力的形成方式不同，制动方式可分为黏着制动和非黏着制动。车轮在钢轨上滚动时，轮轨接触处既非静止，也非滑动，在铁路术语中用“黏着”来说明这种状态。黏着制动是指依靠黏着滚动的车轮与钢轨黏着点之间的黏着力来实现列车制动的方式。黏着制度包括闸瓦制动、盘形制动、电阻制动、再生制动及电磁涡流转子制动等。以闸瓦制动为例，车轮、闸瓦和钢轨三者之间有3种可供分析的状态：第一种是难以实现的理想的纯滚动状态；第二种是应极力避免的“滑行”状态；第三种是实际运用中的黏着状态。在上述3种情况中，纯滚动状态为最理想的轮轨接触状态，但实际上是不可能实现的；为避免车轮踏面擦伤、制动距离延长，需要防止“滑行”；黏着状态介于两者之间，它可以随气候与速度等条件的不同有相当大的变化。
由于列车的制动能量和速度的平方成正比，因此高速列车的动能很大，需要足够大的制动功率和更灵敏的制动操纵系统。而传统的空气制动装置要受制动热容量和机械制动部件磨耗寿命的限制，以及摩擦材料性能对黏着利用的局限性，因此，高速列车要采用能提供强大制动能力并更好利用黏着的复合制动系统。虽然考虑到乘座舒适度，但是制动距离随列车速度的提高而适当延长是不可避免的。高速列车制动的总目标是控制制动距离，因此制动距离不会随车速的提高而增长太多。复合制动系统通常由制动控制系统、动力制动、摩擦制动（如盘形制动和踏面制动等）系统、微机控制的防滑器和非黏着制动装置等组成。复合制动力的产生分别来自电气（动力制动）、机械（盘形制动或踏面制动）和非黏着力（磁轨制动或涡流制动）。高速列车的复合制动模式包括不同车辆在不同制动作用工况和各种速度下的制动能量分配关系，应根据列车的动力方式和编组条件进行设计并通过微机进行控制。
城市轨道交通车辆构造习题答案
单元1车辆基本知识1、判断题
（1）城轨车辆运⽤时普遍采⽤动车组的编组形式，所以城轨车辆有动车和拖车之分。（√）（2）动车以D表⽰，拖车以T表⽰。（√）
（3）我国推荐的轻轨电动车辆有3种型式：4轴动车、6轴单铰接式和8轴双铰接式车。（√）（4）通常每节城轨车辆都有属于⾃⼰的固定的编号，各城轨车辆制造商或运营商的编号⽅式⼀样。（×）
（5）贯通道是车辆与车辆之间的客室连接通道。（√）2、选择题（含单选和多选）
（1）转向架是车辆的⾛⾏装置，安装于车体与轨道之间，⼀般由（ABCD）等组成。A、构架
B、轮对轴箱装置
C、弹簧悬挂装置
D、制动装置
（2）A型城轨车辆，它的车宽度为（C）⽶。A、2.6
B、2.8
C、3.0
（3）车辆主要尺⼨中新轮直径为（C）A、830mm
B、805mm
C、840mm
D、780mm
（4）下列说法正确的是（C）A、列车运⾏速度越⾼，其所受到的空⽓阻⼒越⼩
B、坡越⼤，列车的坡道阻⼒越⼩
C、低速时，列车的轴承和轮轨的摩擦阻⼒影响⽐较⼤
D、所有作⽤在列车的外⼒⼤于零时，列车将减速运⾏
三、简答题1.简要说出城市轨道交通车辆的主要结构、类型和特点。
答：城轨交通车辆主要结构由车体及客室内装、转向架、车门、车体连接装置、制动和风源系统、电⽓牵引装置、辅助电源系统、列车乘客信息系统、列车控制和故障诊断系统、空调与通风系统
城轨交通车辆类型：按照车宽分类有A、B、C三种车，按照是否带动⼒装置分为动车和拖车
城轨交通车辆特点：（1）列车动⼒分散布置，车载设备设计紧凑；（2）列车运⾏快速准时，安全舒适；（3）列车车体轻量化。（4）列车车辆连接采⽤封闭式全贯通通道。（5）列车车门数量多。（6）列车采⽤调频调压交流传动。（7）列车具有先进的微机控制技术及故障⾃诊断功能。（8）车辆部件设计和材料选⽤都以安全为⾸要原则，设备正常功能失效时，其响应都将以安全为导向⽬标。2.简要说出城市轨道交通车辆的编组。
制动机复习题
一、简答题
1、什么叫二压力机构制动机？什么叫三压力机构制动机？
二压力机构制动机：凡是根据两种压力之间的变化去掌控三通阀或分配阀的主活塞动作，以同时实现刹车、减轻与保压促进作用的制动机。
三压力机构制动机：凡是根据三种压力之间的变化来控制分配阀的主活塞动作，以实现制动、缓解与保压作用的制动机。
2、“电空位”转回“空气位”操作方式时，应当并作哪些准备工作工作?
（1）将操纵节机车空气制动阀上的电空转换扳钮移至“空气位”，并将手柄移至缓解位。（2）将操纵节机车空气制动阀下方调压阀53的输出压力值调整为定压（500kpa或600kpa）。
（3）将电空刹车屏柜上的切换阀153由“正常位”切换至“空气位”。
3、重联阀的用途是什么?
重联阀不仅可以并使同型号机车制动机重联，也能够与其它类型机车重联采用，以便同时实现多机除雪。重联阀可以并使重联机车制动机的刹车、减轻促进作用与本务机车协调一致。在重联运转中，一旦出现机车拆分，重联阀将自动维持制动缸压力，并使重联机车制动机恢复正常至本务机车制动机的工作状态，以便于压低列车，起著拆分后的维护促进作用。
4、紧急制动后15s内，为什么不能进行缓解操纵？如何调整该时间参数？
请问：紧急制动后15s内，若司机展开减轻压低，则dk―1型电空制动机无法可信同时实现减轻。这是因为，减轻时，列车管及就是由总风经双阀口式中继阀的供气阀口获得充风的，而紧急制动后15s内，应急阀CHCHO阀口打开所相连的列车管放风气路大于双阀口式中继阀可供气阀口打开所相连的列车管充风气路，所以，若此时展开减轻压低，则列车管无法获得可信充风，即为刹车系统无法同时实现可信减轻。例如必须展开调整则须发生改变缩孔ⅲ孔径的大小,达至调整CHCHO阀口打开及微动控制器95sa闭合电路838―839时间的目的。
