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1、动车组制动技术,第一节 300km/hEMU制动系统,第二节 制动控制装置,第一节 300km/hEMU制动系统,一、EMU制动系统特点,300km/h中速动车组采用电气指令式微机控制直通式电空制动，其主要特点为： 制动力由动车再生制动和各车电气指令式电空制动组成。 具有速度-粘着的模式控制； 具有根据载荷自动调整制动力的控制； 具有防滑保护控制； 以2M1T和单独M车为单元、动车再生制动优先，拖车空气制动延迟，再生制动力不足时由空气制动力补充； 具有与车载ATC接口，施行安全制动； 具有故障诊断和相关信息保存功能。,制动方式：,（1）手动操作,常用制动（6167线）设17级 实施混合制动，即
2、由动车的再生制动负担拖车的部分空气制动； 快速制动（152线）采用与上述相同的混合制动模式，并具有最大常用制动力1.87倍（70km/h以下）的制动力。 紧急制动（153、154线）按安全回路失电制动的模式，下列任何一种原因均可引起紧急制动指令的产生：, 总风压力下降到规定值以下； 列车分离； 检测到制动力不足； 操作紧急制动按钮，使紧急电磁阀失电； 换端操纵，手柄置（钥匙）取出位。,紧急制动： 纯空气制动 列车速度160300km/h，低减速度（0.6m/s2）； 在160km/h以下，较高减速度（0.778m/s2）。这样设定的目的是最大限度的利用粘着，减小制动距离。 紧急制动指令和快速制
3、动指令同时输出，紧急制动作为热备份方式，只有制动装置发生故障的车辆才产生紧急制动，而其他制动装置正常的车辆产生快速制动模式下对应的减速度。,（2）备用制动 在制动装置异常、制动指令线路断线时 使用电气指令式的备用制动（相当于3级、5级、7级常用制动）空气制动（指令A、B）。,二、制动控制规律减速度,粘着制动利用车轮和钢轨之间粘着实现并受其制约的。,轮轨间的粘着系数易受各种因素的影响，变化较大，比如，会受运行速度和雨、霜、雪等气候条件的影响，还受轨面和车轮接触面的状态（即生锈、油脂或灰尘等污垢、接触面的表面光洁度等因素）的影响。,另外，轴重也是在运行中随线路的状态变化，还有列车加速减速时产生的轴
4、重转移。 由此粘着力在运行中受各种因素和条件的影响而总有变化。尤其对于快速运行的动车组，在高速运行下制动时发生滑行概率相当高。,300km/hEMU为减少滑行的发生，专门采用能实现与粘着曲线相适应的制动力控制方式，即所谓速度一粘着模式控制方法。,应预先充分考虑到粘着系数的变化，采用较低的计算粘着系数。 在低粘着条件下制动，轮轨之间很容易产生滑行，甚至呈出车轮被抱死的状态，因此，因车轮固定点接触轨面滑行而严重磨损轨面，同时引起制动距离的增大，带来安全问题，还会使乘坐舒适性下降。 因此，对轮轨间产生的相对滑行状态，应尽快地检测到，同时减小制动力更使轮轨间尽快重新恢复粘着，以防止制动距离的延长。为了
5、满足这一点，动车组采用滑行快速检测和粘着迅速恢复的控制方法。,三、制动系统组成,1. 制动系统,动车组制动装置采用了再生制动和电气指令式空气制动装置并用的制动系统。 T车采用全空气制动方式 M车、T车基础制动装置均采用气压油压变换的增压气缸和油压盘式制动装置。 另外，为减轻闸瓦的磨损，空气制动采用延迟投入控制方式。,2. 制动控制装置构成及作用,制动控制装置是将制动控制器、空气制动上所需的各种阀门以及风缸作为整体组件吊下车辆地板下面。包括：制动控制器、EP电空转换阀、B10压力调整阀、B11压力调整阀、 紧急电磁阀、中继阀、风缸等 。,四、制动系统原理,动车组的制动指令是由司机制动控制器发出的
6、，经列车信息监控系统传送到每辆车的制动控制装置，由制动控制装置的制动控制单元结合速度、空重车和制动级别等信息进行运算，按制动控制规律（减速度随速度的变化）控制EP阀电磁部，并经中继阀送出压缩空气到增压气缸，由基础制动装置完成制动作用。,功能及动作,常用快速制动耐雪制动,司机制动控制器,车辆信息控制装置 (中枢装置),车辆信息 终端设备,车辆信息 终端设备,制动控制器,制动控制器,主变换装置,电空变换阀,中继阀,电空变换阀,中继阀,B11调压阀 紧急电磁阀,B11调压阀 紧急电磁阀,增压气缸,增压气缸,电气 光纤 空气压 油压,制动控制装置,制动控制装置,车,车,滑行控制阀,滑行控制阀,功能及动
7、作,紧急制动,司机制动控制器,总风不足等,车,车,制动控制器,制动控制器,电空变换阀,中继阀,电空变换阀,中继阀,B11调压阀 紧急电磁阀,B11调压阀 紧急电磁阀,增压气缸,增压气缸,电气 光纤 空气压 油压,滑行控制阀,滑行控制阀,功能及动作,辅助制动,不能使用通常制动时备用者。,电空变换阀,电空变换阀,先头车指令用 辅助制动 模式发生器,辅助制动 模式发生器,辅助制动 模式发生器,先头车指令用 辅助制动 模式发生器,1. 制动指令,在正常情况下是由司机制动控制器或由ATC指令经信息控制系统传送而来的； 在列车发生事故、故障等异常情况下，由手动或自动监测控制系统通过列车控制线将指令传送到编
8、组中的每辆车。 这些制动指令都是由DC100V电源来传递的。,（1）制动指令控制电路 当转动制动手柄时，同轴的凸轮组接通或断开不同电接点，从而形成制动指令,（2）常用制动控制电路原理,通过司机制动控制器，使电制动指令线（10）、制动级位指令线（6167）共计8根指令线顺序得电，向列车中每辆车传送数字制动指令。 各车上的制动控制单元（BCU）接收到制动指令后，根据制动级别和载荷信号等计算出所需的制动力，通过150（A、B）线送给牵引变流器（此时相当于电制动的控制装置）。 BCU根据已施加的电制动的反馈量，计算出所需要的空气制动力，并将信号送到空气制动装置，产生相应与制动指令的空气压力。,（3）快
9、速制动控制电路原理,快速制动是常得电的152号线失电时产生的制动作用。 此时的制动力是100%的电制动力加上40%50%的空气常用制动力，当电制动力为0时为140%或150%的空气常用制动力。 152线失电条件： 司机制动控制器处于快速制动位； ATC发出快速制动指令； 紧急制动继电器失电。,（4）紧急制动控制原理,紧急制动控制电路是从头车制动控制器到尾车的153号线和返回154号线来实现的。 能产生独立于常用制动和快速制动的紧急制动作用。 条件： 司机制动控制器手柄在取出位； 总风缸空气压力低于590kPa时； 列车分离； 车辆设备故障； 操作紧急制动开关。,（6）备用制动控制原理,在常用制
10、动系统发生故障时，控制电路对全车的EP阀直接发出指令，控制增压缸的空气压力，产生空气制动作用。,（7）ATP制动控制原理 ATP制动指令有最大常用制动和快速制动两种，通过比较允许速度和列车速度来决定制动指令的级别，当列车超过允许速度时产生制动作用。,2. 速度控制,动车组运行速度除牵引工况外，在很多情况下是在司机操作或ATP指令下靠制动来控制的。 ATP指令的制动控制是通过比较允许列车速度和实际运行速度来控制的。 此时的实际列车运行速度是根据头车的两个ATP轴（一号车的2、3轴）的转速脉冲信号计算出的。 为使制动力适应粘着力的变化，采用了前面提到的速度粘着力控制模式的制动力控制电路，装在BCU
11、内部。,3. 空气压力控制,空气压缩机输出空气压力780880kPa，经该车的总风缸和总风管送到编组中其他车的总风缸。 装有空气压缩机车辆的总风缸处设有安全阀，设定值为930 950kPa。,4. 增压缸的空气压力控制,根据制动指令、载荷信号计算出的制动力 减去电制动的反馈信号后，得到实际需要的空气制动力 将此制动力转换为EP阀的电流 由EP阀转换产生与其电流成比例的空气压力 将此压力作为中继阀的控制压力 通过中继阀产生增压气缸的空气压力。,五、制动系统的制动功能,具有常用、快速、紧急、备用制动、耐雪制动功能。,本车辆用制动装置是采用再生制动并用电气指令式空气制动装置。4M4T的列车构成中对T
12、车使用全面机械型制动方式。基础制动方式是M车、T车均采用变换空压、油压的增压气缸和油压盘式制动装置。另外，为减轻闸瓦的磨损起见，进行延迟充气控制。 基本组件定为1M1T组件，再本组件内实行延迟充气控制。 再生制动和空气制动的转换动作，是由于电空协谐控制在制动控制器判断所发生的制动力，如查出再生制动力不够，便以空气制动来补充。 同时，Tc车装载电指令用另一读法来念BP管装载车辆的BP压力指令，读替指令器，作为被救援可能。,1. 常用制动 制动力分成7级控制 系统自动进行空气延迟控制 M车再生制动力除满足本车制动力要求外，多余制动力用来代替T车的一部分制动力，T车不足的制动力由其空气制动力补充，从
13、而维持本动拖单元所需要的制动力，并实现和保持规定减速度。 另外具有空重车载荷适应功能，按需变化制动力，维持一定的减速度。,2. 快速制动 制动力比常用制动高1.5倍，司机操作制动手柄时或动车组未能减速到在闭塞区间规定的出口速度时，控制装置接受ATC的指令立即发出快速制动动作。 3. 紧急制动 紧急情况时的暂停制动；在列车分离、总风压力（MR压力）不足、制动手柄在取出位时发出动作，没有空重车载荷调整功能。,4. 备用制动 制动控制装置故障或 制动指令线断线 以及救援时使用。 司机操作控制台上的控制开关及Tc车配电盘辅助制动开关便能发出动作 制动力与动车组的速度无关,5. 耐雪制动 防止下雪时雪块
14、进入制动盘和闸片之间 此时活塞推出，消除闸片和制动盘面之间的间隙，防止雪的进人。 速度110km/h以下、操作耐雪制动开关或操作制动手柄产生。 制动缸压力（BC压力）设定在6020kPa,六 电制动控制原理,制动系统是在全阶梯、全速度范围采用“T车优先延迟充气控制”。“延迟充气控制”是指着以M车的再生制动力来承受T车所需的部分制动力或全部制动力，如果超过M车能承受的制动力，其超过的制动力用以空气制动来补足的控制方式。 为了在一车厢编组的车辆之内要获得目标的减速度，而由各车辆担负制动力时，如果不会超过可利用的紧贴力界限之内，能使M车设定较高的制动力，就抑制T车制动力设定较低状态，也能得到目标的所
15、需减速度。 采用“延迟充气控制”方式，将能M车的再生制动力来担负T车所需的制动力，便能提高M车的电力再生率，同时也能防止T车制动衬带的磨损。,如采用“T车优先延迟充气控制”，就能更提高再生制动力的设定值，进而能提高电力再生率的控制方式。 产生M车再生制动力不够的状态，就先给T车补充等于不足量的空气制动力，将到达T车空气制动力在自车能够动作的所需制动力，然后，对还不够的再生制动量用于M车的空气制动力来补充，如再生制动力全面失效的状态时，M、T车均会动作空气制动。,七 防滑控制原理,滑行后的紧贴控制方法，是M车系列使用装备在主电动机的速度传感器(PG传感器)，T车系列是利用装备在各车辆轴端的速度发
16、电机所发出的信号，算出各轴每20毫秒的速度，检测出空滑状态。得知滑行后，电气制动器采取缩小再生制动模式的方法，空气制动器采用降低BC压力的方法来进行再紧贴的控制。,第二节 制动控制装置,一、制动控制装置构成及作用,1. 制动控制装置的构成 由制动控制器 空气制动的各种阀 风缸组成 整体吊装在车辆地板下。,2. 制动控制装置的作用,（1）常用及快速制动控制 内装制动控制器，接受光纤及硬导线所发来的常用制动或快速制动指令，结合运行速度、空气弹簧压力、再生制动力等各项因素，算出必要的空气制动力，然后输出控制电流。 从制动控制器输出的电流在EPLA电空变换阀（EP阀）变换为空气压力，然后供给到中继阀，
17、在中继阀放大后，将压力空气输出到增压气缸。,（2）紧急制动控制 处于常带电的紧急制动指令线失电时，紧急电磁阀立即发出动作把调压阀的压力送到FD-1中继阀，在中继阀FD-1放大后，使压力空气送到增压气缸。 调压阀有两挡控制，把列车运行速度分成160km/h以上的高速区域和160km/h以下的低速区域。 在高速区域的压力转换指令线受电，装在B11调压阀的VM32电磁阀动作而输出低压。 在低速区域指令线无电，故B11调压阀输出高压。,（3）耐雪制动控制 制动控制器接受耐雪制动信号后，自动判断制动条件和速度条件，然后根据消除闸片和制动盘面之间的空隙所需的空气压力，把它变换控制电流输出，经过与常用、快速制动相同的空气压力控制，使压力空气供给到增压气缸。 （4）滑行检测及再粘着控制 （5）电动空气压缩机的控制 （6）制动监控,（7）空重车载荷控制 不管车重的状态要保持规定的制动性能需要进行空重车载荷控制。将空气弹簧压力(AS压力)用压力传感器实行电空变换，把它做为空重车载荷信号而进行制动控制。此时，考虑产生故障等时，另外实施无载车限制及满载车限制控制。 无载限制 : 呈出无载车时的70以下状态时，就判断载传感器系统产生故障，使AS压力调整为满载时的100压力。 满载限制 : 呈出满载车时的120以上状态时，就判断载传感器系统产生故障，使AS压力调整为满载时的100压力。,