城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)(共63頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上西 南 交 通 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)THE DESIGN SOLUTION OF BRAKE SYSTEMFOR INTERCITY EMU年 級(jí):2010級(jí)學(xué) 號(hào):姓 名: 專 業(yè):車輛工程指導(dǎo)老師: 2014 年 6 月專心-專注-專業(yè)院 系 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 車輛工程 年 級(jí) 2010級(jí) 姓 名 題 目 指導(dǎo)教師評(píng) 語(yǔ) 指導(dǎo)教師 (簽章)評(píng) 閱 人評(píng) 語(yǔ) 評(píng) 閱 人 (簽章)成 績(jī) 答辯委員會(huì)主任 (簽章) 年 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書發(fā)題日期： 2014年2月24日 完成日期： 2014年6月10日題 目 城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 1、本論

2、文的目的、意義學(xué)生通過(guò)城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，可以加深對(duì)我國(guó)高鐵客運(yùn)專線CRH1、CRH2、CRH5型200250km/h EMU制動(dòng)系統(tǒng)的全面了解，系統(tǒng)掌握微機(jī)控制直通制動(dòng)控制工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、制動(dòng)性能、供風(fēng)系統(tǒng)、基礎(chǔ)制動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)控制。熟悉司機(jī)室設(shè)備、數(shù)字指令信號(hào)發(fā)生/傳輸、電子制動(dòng)控制單元、氣動(dòng)控制單元、基礎(chǔ)制動(dòng)、復(fù)合制動(dòng)、防滑控制、載荷控制、輔助供風(fēng)等作用原理和技術(shù)性能參數(shù)。2、學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù)學(xué)生應(yīng)會(huì)運(yùn)用氣動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)與自動(dòng)控制、電子電氣、測(cè)試、傳感器等知識(shí)，IEC 國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)和EN歐準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。根據(jù)200250 km/h高速動(dòng)車制動(dòng)

3、系統(tǒng)作用原理，設(shè)計(jì)出250km/h城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)指令網(wǎng)絡(luò)控制圖，常用復(fù)合制動(dòng)曲線圖、緊急復(fù)合制動(dòng)曲線圖、安全制動(dòng)曲線圖、管路布置圖、電氣原理圖，且滿足運(yùn)用環(huán)境-40+50的環(huán)境要求，尤其是在橡膠件、彈簧的材質(zhì)選取，傳感器選型、電磁閥可靠性方面應(yīng)注意。在畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的組織結(jié)構(gòu)中，應(yīng)對(duì)高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的理論知識(shí)進(jìn)行必要的文字描述和分析，并提出自己的觀點(diǎn)和看法，從而達(dá)到提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文質(zhì)量的目的。3、論文各部分內(nèi)容及時(shí)間分配（共 12 周）第一部分：緒論 1周第二部分：城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)作用原理 2周第三部分：城際動(dòng)車氣動(dòng)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 2周第四部分：城際動(dòng)車電氣控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 2周第五部

4、分：城際動(dòng)車基礎(chǔ)制動(dòng)方案設(shè)計(jì) 2周第六部分：撰寫論文及修訂、打印論文 2周評(píng)閱及答辯： 1周備 注 指導(dǎo)教師： 年 月 日審 批 人： 年 月 日摘要隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模迅速擴(kuò)大，大城市城區(qū)及衛(wèi)星城之間的聯(lián)系日益密切。城際動(dòng)車組是高速鐵路和城市軌道交通的紐帶，具有運(yùn)能大、安全舒適、快捷便利和節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，在促進(jìn)區(qū)域發(fā)展、解決城際旅客運(yùn)輸方面發(fā)揮越來(lái)越大的作用。隨著人們對(duì)乘坐舒適性要求的不斷提高和制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，制動(dòng)系統(tǒng)的功能已不僅僅是保證列車的安全運(yùn)行，如今制動(dòng)技術(shù)的研究重點(diǎn)已逐漸轉(zhuǎn)變到滿足列車高效性、舒適性要求上。本文以城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象。在了解國(guó)內(nèi)外高速電動(dòng)車組制

5、動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的前提下，本文深入研究了我國(guó)“和諧號(hào)”動(dòng)車組的制動(dòng)系統(tǒng)，分析動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)的組成和作用原理。并結(jié)合城際動(dòng)車自身的特點(diǎn)，確定其要實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)功能。最后，以氣動(dòng)控制系統(tǒng)及基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)為重點(diǎn)，按照“故障到向安全”的基本設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)出一套適用于時(shí)速250km城際動(dòng)車的制動(dòng)系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)的城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)為電氣指令微機(jī)控制的直通電空制動(dòng)系統(tǒng)，采用空氣制動(dòng)和再生制動(dòng)復(fù)合制動(dòng)的方式。該系統(tǒng)主要由制動(dòng)控制系統(tǒng)、指令發(fā)生及傳輸裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)、風(fēng)源系統(tǒng)、防滑裝置、撒砂裝置等組成。能夠?qū)崿F(xiàn)常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)、備用制動(dòng)、停放制動(dòng)及防滑控制等制動(dòng)功能。通過(guò)制動(dòng)控制系統(tǒng)計(jì)算出列車所需要的制動(dòng)力，并按照節(jié)能原則

6、的控制策略對(duì)再生制動(dòng)力和空氣制動(dòng)力進(jìn)行合理分配。制動(dòng)系統(tǒng)作為動(dòng)車組九大關(guān)鍵技術(shù)之一，制動(dòng)性能的好壞將直接影響列車的行車安全及運(yùn)行品質(zhì)。本文通過(guò)對(duì)列車制動(dòng)力、列車制動(dòng)率和緊急制動(dòng)距離的計(jì)算，得到初速度為250km/h的緊急制動(dòng)距離為2229.5m，滿足我國(guó)鐵路技術(shù)規(guī)定，從而在一定程度上驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)方案滿足安全性要求。關(guān)鍵詞： 城際動(dòng)車 制動(dòng)系統(tǒng) 空氣制動(dòng) 再生制動(dòng) 緊急制動(dòng)距離AbstractWith the rapid development of our national economy and the rapid expansion of city size, the

7、 ties between big cities and satellite cities are becoming increasingly close. Intercity EMU as a bond between high-speed railway and urban rail transportation, play a more and more important role in solving traffic congestion between cities, which has a lot of advantages such as large transpor

8、t capacity, high speed, comfortable ride, safety, energy conservation and environmental protection.With the development of brake technology, people's requirements for ride comfort continuously improve .The function of braking system is not only to ensure the safe operation of the train, now the

9、braking technologys research point has gradually transformed to meet the  efficiency and comfort requirements. This article takes the brake system of intercity EMUs as the research subject. After learning the development situation of braking system domestic

10、60;and foreign，this article have a deep research on the braking system of CRH EMUs and analyze its and . Combined with the characteristics of intercity EMU itself, this article determines what braking function it needs. Finally, taking pneumatic control system and foundation brake system as the

11、 key point, according to , this paper designs a brake system for the 250 kilometers intercity EMU. The brake system of intercity EMU adopts direct electro-pneumatic brake with the electrical instruction computer, which uses type of air brake and regenerative braking composite braking mode. The syste

12、m consists of air supply system, brake control system, system, instruction transmission device and anti-skid device, which can realize the brake function like common brake function, emergency braking, alternate brake and antiskid function. The brake control system calculates the required braking for

13、ce and distributes regenerative braking force and air brake force reasonably in accordance with the energy saving principle.Brake system is one of the nine key technologies of EMU, braking performance will directly influence the driving safety and ru

14、nning quality of train. In this article, through the calculation of train braking force, and emergency braking distance, we get that the emergency braking distance of 250km/h is 2229.5m, meeting the requirements of railway technology in China. That verifies the brake system designed for intercity EM

15、U in this paper meets the safety requirements in a certain extent.Key Words: intercity EMU; brake system; air brakes; regenerative braking; emergency braking distance目 錄第1章 緒論1.1 城際動(dòng)車概述隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模迅速擴(kuò)大，大城市城區(qū)及衛(wèi)星城之間的聯(lián)系日益密切，城際列車發(fā)揮著不可替代的作用。相較于其他列車，電動(dòng)車組具有節(jié)能環(huán)保、快捷舒適、安全可靠、運(yùn)用靈活等明顯優(yōu)勢(shì)。一些發(fā)達(dá)國(guó)家普遍將電動(dòng)車組運(yùn)用在城際鐵

16、路上，其已逐漸成為鐵路旅客運(yùn)輸?shù)闹髁姟３请H電動(dòng)車組以公交化的運(yùn)營(yíng)模式，主要用于中短途城市之間的通勤和商旅。它是為促進(jìn)我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和滿足城市之間的頻繁往來(lái)對(duì)城軌交通的需求而研制的一種新型交通工具。城際動(dòng)車作為高速鐵路和城市軌道交通的紐帶，具有載客能力強(qiáng)、起停速度快、快捷舒適、安全可靠和節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。城際動(dòng)車在我國(guó)的廣泛使用豐富完善了我國(guó)的軌道交通層次架構(gòu)，改變了人們的出行方式。圖1-1 CRH6A動(dòng)車組目前，我國(guó)針對(duì)區(qū)域城郊城際線路專門設(shè)計(jì)制造及應(yīng)用的城際動(dòng)車主要是CRH6型電動(dòng)車組。該車型由南車四方股份研發(fā)設(shè)計(jì)，并于2012年在青島下線。根據(jù)站點(diǎn)乘客群、和運(yùn)輸距離的不同，CRH6型

17、動(dòng)車組又可分為200km/h的CRH6A型動(dòng)車組和160km/h的CRH6F型動(dòng)車組兩大類型。其中，CRH6A以“大站?！钡哪Ｊ竭\(yùn)營(yíng)，CRH6F以“站站?！钡哪Ｊ竭\(yùn)營(yíng)。 CRH6A型動(dòng)車組見圖1-1。1.2 論文選題意義和主要研究?jī)?nèi)容1.2.1 論文選題的意義隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們的生活日新月異，城市規(guī)模也不斷擴(kuò)大，城市群迅速崛起，傳統(tǒng)公共交通方式已無(wú)法解決大城市之間日益突出的交通問(wèn)題，嚴(yán)重制約了我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，具有載客能力大、安全環(huán)保、快速舒適等優(yōu)點(diǎn)的城際動(dòng)車作為解決城市交通問(wèn)題的有效措施。列車的制動(dòng)性能密切關(guān)系到旅客的生命安全，隨著列車速度的不斷提高以及對(duì)品質(zhì)生活的追求，人

18、們對(duì)列車制動(dòng)各方面的要求也越來(lái)越高。當(dāng)前，時(shí)速350公里的京滬高鐵已經(jīng)建成并通車，其他地區(qū)的城際高鐵也在相繼建設(shè)中，與之對(duì)應(yīng)的制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展問(wèn)題也變得越來(lái)越緊迫。一方面高速列車制動(dòng)初速度不斷提高，另一方面旅客對(duì)列車乘坐舒適性和安全性要求也不斷提高。這就對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)提出了更進(jìn)一步的要求，使其不僅要滿足制動(dòng)時(shí)的安全性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性，制動(dòng)過(guò)程中還要保證旅客們舒適的乘車體驗(yàn)。目前，通過(guò)“引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新”并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 CRH系列動(dòng)車組在我國(guó)已經(jīng)有了廣泛的運(yùn)用。為滿足城市群崛起對(duì)軌道交通的迫切需求，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)在原有高速電動(dòng)車組的基礎(chǔ)上，針對(duì)城際旅客運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)而設(shè)計(jì)制

19、造的一種新型運(yùn)輸工具城際動(dòng)車組，其具有廣闊的發(fā)展前景，并且隨著列車運(yùn)行速度的增加，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的要求會(huì)越來(lái)越高。因此，對(duì)城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析研究可以為日后的制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供一種參考方案，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.2.2 本文主要研究?jī)?nèi)容本文在充分了解國(guó)內(nèi)外動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究分析了我國(guó)CRH型高速電動(dòng)車組的制動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的組成和工作原理進(jìn)行全面深入的了解，系統(tǒng)掌握微機(jī)控制直通電空制動(dòng)控制工作原理和結(jié)構(gòu)組成。然后，根據(jù)城際動(dòng)車組自身的特點(diǎn)以及其對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)性能的要求，確定其要實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)功能以及功能實(shí)現(xiàn)的方式和作用原理。在現(xiàn)有動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，從

20、氣動(dòng)控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等方面著手，設(shè)計(jì)出一套適用于250km/h城際動(dòng)車的制動(dòng)系統(tǒng)。并通過(guò)制動(dòng)力、列車制動(dòng)率及緊急制動(dòng)距離的計(jì)算來(lái)檢驗(yàn)本文設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。1.3 國(guó)內(nèi)外電動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)1.3.1 國(guó)外動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)國(guó)外動(dòng)車組主要有德國(guó)的ICE、法國(guó)的TGV和日本的新干線3 種模式，經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，如今它們的高鐵技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，并且朝著更高的目標(biāo)不斷發(fā)展。20世紀(jì)下半葉，隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展和微機(jī)控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，許多發(fā)達(dá)國(guó)家從新技術(shù)、新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)及安全監(jiān)控等方面入手，對(duì)機(jī)車牽引動(dòng)力進(jìn)行了一系列創(chuàng)新和改革，并且取得重大突破。同時(shí)對(duì)制

21、動(dòng)系統(tǒng)也進(jìn)行一系列的優(yōu)化和改進(jìn)，為了使之更加適應(yīng)于高速列車的發(fā)展，滿足制動(dòng)性能的要求，制動(dòng)系統(tǒng)廣泛采用微機(jī)控制的動(dòng)力制動(dòng)形式。1）日本動(dòng)車制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展上世紀(jì)六十年代，日本東海道新干線正式投入運(yùn)營(yíng)，拉開了高鐵發(fā)展的序幕，引起世界各國(guó)的關(guān)注。日本新干線0系、100系 700系、E1系 E4系均為動(dòng)力分散式電動(dòng)車組，其制動(dòng)系統(tǒng)均采用電氣指令微機(jī)控制的直通式電空制動(dòng)系統(tǒng)。動(dòng)力制動(dòng)采用再生制動(dòng)或電阻制動(dòng)，空氣制動(dòng)為盤形制動(dòng)。每輛車上的制動(dòng)控制單元各自進(jìn)行獨(dú)立的制動(dòng)力計(jì)算，并進(jìn)行電制動(dòng)力和空氣制動(dòng)力的合理分配。300系列電動(dòng)車組在拖車上安裝有微機(jī)控制防滑器、載荷調(diào)整裝置和踏面清掃器，并且采用旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)

22、裝置；動(dòng)車上安裝電子防滑器和載荷調(diào)整裝置，動(dòng)力制動(dòng)采用再生制動(dòng)/電阻制動(dòng)，空氣制動(dòng)為輪盤式盤形制動(dòng)裝置。其整體上采用分散式制動(dòng)系統(tǒng)，使列車在高速運(yùn)行的環(huán)境下仍然能平穩(wěn)準(zhǔn)確的制動(dòng)，保證了列車的行車安全和旅客的乘坐舒適性。新干線300系列動(dòng)車組見圖1-2。在之后研制的400系列、500系列以及開發(fā)階段的700系列中，不僅列車的運(yùn)行速度提高，而且列車的運(yùn)行安全進(jìn)一步改善，車內(nèi)環(huán)境和乘坐舒適性都得到顯著改善。制動(dòng)系統(tǒng)的功能已不僅僅是保證列車的安全運(yùn)行，如今制動(dòng)技術(shù)的研究重點(diǎn)已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾螡M足列車的高效性、舒適性要求。圖1-2 日本新干線300系列動(dòng)車組2）德國(guó)動(dòng)車制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展相對(duì)于歐洲其他國(guó)家，德

23、國(guó)更早地意識(shí)到高鐵建設(shè)的重要性和積極意義。但在發(fā)展初期，就其所需采用的技術(shù)方面（采用輪軌技術(shù)還是磁懸浮技術(shù)），德國(guó)內(nèi)部產(chǎn)生了嚴(yán)重的分歧，因而嚴(yán)重影響了其高鐵的發(fā)展進(jìn)程。直到上世紀(jì)八十年代，這一學(xué)術(shù)爭(zhēng)論才宣告結(jié)束。由于德國(guó)具有堅(jiān)實(shí)的工業(yè)基礎(chǔ)和較好的理論基礎(chǔ)，在接下來(lái)的高鐵發(fā)展過(guò)程中，其發(fā)展迅猛并一躍成為世界上高鐵技術(shù)最先進(jìn)和使用最成熟的國(guó)家之一。德國(guó)的ICE系列高速動(dòng)車組主要有ICE1、 ICE2、 ICE3、和ICE-T等車型，其系列一直是世界高速動(dòng)車組的典范。ICE系列高速動(dòng)車組。早期ICE1和ICE2系列均為動(dòng)力集中式，相較于它們，ICE3最大的特點(diǎn)是采用動(dòng)力分散式，大大提高了列車牽引力和

24、制動(dòng)力。ICE3動(dòng)車組制動(dòng)時(shí)動(dòng)車采用再生制動(dòng)和空氣制動(dòng)的復(fù)合制動(dòng)，拖車采用軌道渦流制動(dòng)和空氣制動(dòng)。ICE3高速動(dòng)車如圖1-3所示。圖1-3 德國(guó)ICE3型高速動(dòng)車組3）法國(guó)動(dòng)車制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展法國(guó)是世界鐵路運(yùn)輸最發(fā)達(dá)的國(guó)家之一，其研制的TGV系列高速動(dòng)車組是法國(guó)高鐵先進(jìn)技術(shù)最好的佐證。1976年，法國(guó)開始研制交直傳動(dòng)的電動(dòng)車組TGV-PSE，該動(dòng)車組采用電氣指令控制的空電復(fù)合制動(dòng)方式。之后，法國(guó)在原來(lái)交直傳動(dòng)動(dòng)車組的基礎(chǔ)上又研制了交直交傳動(dòng)的動(dòng)車組，像TGV-A、TGV-2N系列等。1990年5月，TGV-A在大西洋線創(chuàng)造了世界輪軌系統(tǒng)最高運(yùn)行紀(jì)錄515.3km/h。TGV-A動(dòng)車組采用微機(jī)控制

25、模擬式電空制動(dòng)系統(tǒng)，安裝電子防滑器，基礎(chǔ)制動(dòng)裝置采用為鍛鋼制動(dòng)盤。法國(guó)之前研制的動(dòng)車組像TGV-PSE、 TGV-A及TGV-2N均為動(dòng)力集中式動(dòng)車組，不過(guò)近十幾年來(lái)，法國(guó)開始研制動(dòng)力分散式高速動(dòng)車組AGV。法國(guó)研制高速動(dòng)車組的腳步不曾停留，創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)記錄。在2007年4月3日，試驗(yàn)高速動(dòng)車組TGV-V150創(chuàng)下了世界鐵路試驗(yàn)速度最高運(yùn)行紀(jì)錄574.8km/h。圖1-4 法國(guó)TGV-A型高速動(dòng)車組1.3.2 國(guó)內(nèi)動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)鐵路技術(shù)的發(fā)展起步較晚，與德國(guó)、法國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家存在很大的差距。改革開放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們生活日新月異，城市化進(jìn)程不斷加快，城市交通日益擁

26、擠，我國(guó)逐漸開始認(rèn)識(shí)到動(dòng)車組所具有的安全可靠、快捷舒適及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。1989年，株所和長(zhǎng)客合作設(shè)計(jì)制一列 KDZ1型動(dòng)車組。該車采用電阻制動(dòng)和空氣制動(dòng)的復(fù)合制動(dòng)。制動(dòng)時(shí)，通過(guò)置于車頂?shù)闹苿?dòng)電阻將產(chǎn)生的熱量消散到風(fēng)中。之后，我國(guó)實(shí)施鐵路提速戰(zhàn)略，各地機(jī)車廠及科研單位也開始熱情高漲地對(duì)動(dòng)車組進(jìn)行研制。1998年，“廬山”號(hào)雙層內(nèi)燃動(dòng)車組在南昌局投入運(yùn)營(yíng)。隨后，多家企業(yè)先后研制出了 “晉龍”號(hào)、“神州”號(hào)、“新曙光”號(hào)等內(nèi)燃動(dòng)車組和“藍(lán)箭”號(hào)、“中華之星”等動(dòng)力集中式電動(dòng)車組以及“長(zhǎng)白山”、“中原之星”和“先鋒”號(hào)動(dòng)力分散式電動(dòng)車組。2002年11月，“中華之星”號(hào)電動(dòng)車組在沈秦客運(yùn)專線的最高試

27、驗(yàn)速度為321.5km/h，創(chuàng)下了當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)鐵路列車最高速?！爸腥A之星”動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)采用微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)。列車安裝載荷調(diào)整調(diào)整，制動(dòng)力可以隨載重自動(dòng)調(diào)整。制動(dòng)系統(tǒng)為空電復(fù)合制動(dòng)，優(yōu)先采用再生制動(dòng)，不足部分由空氣制動(dòng)補(bǔ)充。每輛車上的BCU根據(jù)制動(dòng)指令、空氣彈簧的載重信號(hào)以及列車運(yùn)行速度信號(hào)，計(jì)算出該車需要的制動(dòng)力，并通過(guò)E-P閥的閉環(huán)控制自動(dòng)調(diào)整制動(dòng)缸壓力，從而產(chǎn)生與列車載重相適應(yīng)的制動(dòng)力，使列車減速度保持在一定范圍之內(nèi)，不至于過(guò)大或過(guò)小。制動(dòng)指令及相關(guān)信息通過(guò)列車網(wǎng)絡(luò)傳輸。同時(shí)，為了保證在故障情況下列車也能夠安全停車，制動(dòng)系統(tǒng)還采用備用空氣制動(dòng)。圖1-5 CIT500更高速度實(shí)驗(yàn)列車為

28、提高我國(guó)高速動(dòng)車設(shè)計(jì)水平和制造能力，并滿足全國(guó)鐵路第六次提速戰(zhàn)略，2004年我國(guó)開始向國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的動(dòng)車組技術(shù)，制造了 CRH1、 CRH2、 CRH3和CRH5動(dòng)車組，并廣泛投入使用。南車四方股份在CRH2型動(dòng)車組的基礎(chǔ)上先后自主研發(fā)了 CRH380A和CRH380AL型高速動(dòng)車組，并于2010年9月28日，CRH380A在滬杭客運(yùn)專線上刷新了當(dāng)時(shí)世界上正常營(yíng)運(yùn)編組列車最高試驗(yàn)速度創(chuàng)下了416.6km/h的記錄。此外，唐客、長(zhǎng)客、四方龐巴迪等車輛廠也在研制CRH380B、CRH380BL、CRH380C. CRH380CL、CRH380D和CRH380DL等多種型號(hào)的高速動(dòng)車組，并且現(xiàn)在大部

29、分車型已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)。目前，我國(guó)的高速動(dòng)車組技術(shù)已逐漸成熟，逐漸躋身世界領(lǐng)先地位。在2011年1月， CRH380BL高速動(dòng)車組創(chuàng)下了487.3km/h的最高試驗(yàn)速度。具有更高速度實(shí)驗(yàn)列車CIT500也于2011年12月在青島下線，該車設(shè)計(jì)時(shí)速500公里，在實(shí)驗(yàn)室滾動(dòng)臺(tái)上曾跑出605km/h的速度記錄。CIT500如圖1-5所示。在制動(dòng)方面我國(guó)CRH型動(dòng)車組均采用微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)，采用空電復(fù)合制動(dòng)方式，并優(yōu)先使用再生制動(dòng)，空氣制動(dòng)作為補(bǔ)充。第2章 列車制動(dòng)概述2.1 制動(dòng)方式的分類2.1.1 按制動(dòng)力形成方式劃分按電動(dòng)車組制動(dòng)力的獲取方式，可分為黏著制動(dòng)和非黏著制動(dòng)，這是按照制動(dòng)力的形成

30、是否依賴于輪軌之間的黏著關(guān)系而劃分的。閘瓦制動(dòng)、盤形制動(dòng)、電阻制動(dòng)和再生制動(dòng)因?yàn)槠渲苿?dòng)力的產(chǎn)生離不開輪軌間的黏著關(guān)系，因此均屬于黏著制動(dòng)。而軌道電磁制動(dòng)（磁軌制動(dòng)、軌道線性渦流制動(dòng)）、翼板制動(dòng)其制動(dòng)力的產(chǎn)生與輪軌間的粘著作用沒(méi)有直接關(guān)系，屬于非黏著制動(dòng)。1、黏著制動(dòng)1） 閘瓦制動(dòng)閘瓦制動(dòng)又稱踏面制動(dòng)，是鐵路歷史最悠久的制動(dòng)方式，目前在貨車及低速旅客列車和地鐵上仍然發(fā)揮著不可或缺的作用。杠桿機(jī)構(gòu)把制動(dòng)缸推力放大，通過(guò)用鑄鐵等材料做成的閘瓦緊壓車輪踏面，產(chǎn)生摩擦，從而形成制動(dòng)力，使列車減速或停車。閘瓦制動(dòng)示意圖見圖2-1。圖2-1 閘瓦制動(dòng)示意圖2） 盤形制動(dòng)盤形制動(dòng)根據(jù)制動(dòng)盤安裝位置的不同可以分

31、為軸盤式和輪盤式盤形制動(dòng)，它像閘瓦制動(dòng)一樣，也屬于空氣制動(dòng)的一種。軸盤式盤形制動(dòng)示意圖見圖2-2。經(jīng)杠桿機(jī)構(gòu)將制動(dòng)缸推力進(jìn)行放大，通過(guò)制動(dòng)閘片緊壓制動(dòng)盤的側(cè)面，產(chǎn)生摩擦，從而產(chǎn)生制動(dòng)作用。圖2-2 軸盤式盤形制動(dòng)示意圖3） 電阻制動(dòng)電阻制動(dòng)在制動(dòng)時(shí)將牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，高速旋轉(zhuǎn)的輪對(duì)帶動(dòng)其發(fā)電，并將產(chǎn)生的電流通往制動(dòng)電阻，使其以熱能的形式消散于大氣中，從而產(chǎn)生制動(dòng)作用。 4） 再生制動(dòng)再生制動(dòng)在制動(dòng)時(shí)也是將牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，高速旋轉(zhuǎn)的輪對(duì)帶動(dòng)其發(fā)電，并將產(chǎn)生的電能反饋給電網(wǎng)，可以使電能循環(huán)利用。相對(duì)而言再生制動(dòng)更加節(jié)約能源，但反饋回電網(wǎng)的電能要馬上被其它用電設(shè)備消耗掉接，以避免電網(wǎng)電

32、壓過(guò)高發(fā)生事故。我國(guó)的CRH系列的高速動(dòng)車組電制動(dòng)均采用再生制動(dòng)。圖2-3 旋轉(zhuǎn)渦流原理圖5） 旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)在牽引電動(dòng)機(jī)軸上裝金屬盤，制動(dòng)時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的金屬盤的表面在電磁鐵形成的磁場(chǎng)中被感應(yīng)出渦流，產(chǎn)生電磁吸力，將列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能消散于大氣，從而使列車減速或停止。旋轉(zhuǎn)渦流原理圖見圖2-3。2、非黏著制動(dòng)1）磁軌制動(dòng)磁軌制動(dòng)將制動(dòng)磁鐵安裝在轉(zhuǎn)向架側(cè)架下面同側(cè)的兩個(gè)車輪之間，制動(dòng)時(shí)將其放下，利用電磁鐵和鋼軌之間強(qiáng)烈的吸引力緊壓鋼軌，利用磨耗板與鋼軌之間的滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生制動(dòng)力。磁軌制動(dòng)裝置見圖2-4。圖2-4 磁軌制動(dòng)裝置2）線性渦流制動(dòng) 和磁軌制動(dòng)相似，線性渦流制動(dòng)也是把電磁鐵懸掛在轉(zhuǎn)向架側(cè)架下面

33、同側(cè)的兩個(gè)車輪之間，制動(dòng)時(shí)電磁鐵放下到貼近軌面但不與軌面接觸。列車運(yùn)行時(shí)電磁鐵和鋼軌的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使鋼軌感應(yīng)出渦流，進(jìn)而產(chǎn)生電磁吸力，以此作為制動(dòng)力來(lái)阻礙列車的運(yùn)行。線性渦流制動(dòng)系統(tǒng)原理見圖2-5。圖2-5 線性渦流制動(dòng)系統(tǒng)原理圖3） 翼板制動(dòng) 翼板制動(dòng)是在制動(dòng)時(shí)利用車輛外伸的翼板，人為地加大空氣阻力，從而產(chǎn)生制動(dòng)作用。2.2.2 按制動(dòng)力的操縱方式分類按制動(dòng)力的操縱方式，動(dòng)車組的制動(dòng)方式可以分為空氣制動(dòng)、電空制動(dòng)和電制動(dòng)。1）空氣制動(dòng)空氣制動(dòng)包含自動(dòng)式空氣制動(dòng)和直通式空氣制動(dòng)兩種。圖2-6 直通式空氣制動(dòng)直通式空氣制動(dòng)機(jī)如圖2-6所示，制動(dòng)管里的壓縮空氣直接通向制動(dòng)缸，制動(dòng)管充氣制動(dòng)，排氣緩解。

34、其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，且操縱方便。缺點(diǎn)是制動(dòng)和緩解的時(shí)間較長(zhǎng)，前面的車輛制動(dòng)或緩解快，后部的車輛制動(dòng)或緩解慢，前后時(shí)間相差大；如果制動(dòng)軟管破裂或車廂斷裂，則列車制動(dòng)能力會(huì)完全喪失，安全性差。圖2-7 自動(dòng)式空氣制動(dòng)自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)如圖2-7，與直通式空氣制動(dòng)機(jī)相比，在每輛車上多安裝一個(gè)三通閥和一個(gè)副風(fēng)缸。三通閥分別與列車制動(dòng)管、副風(fēng)缸和制動(dòng)缸相連通，有充氣緩解位、制動(dòng)位和保壓位三個(gè)基本檔位。列車制動(dòng)管排風(fēng)制動(dòng)，如果列車制動(dòng)管破裂或者車廂斷裂了，則列車制動(dòng)管排風(fēng)，整列車制動(dòng)，安全性好。2）電空制動(dòng)電空制動(dòng)即電控空氣制動(dòng)，它是在空氣制動(dòng)的基礎(chǔ)上加裝電磁閥等電氣控制部件而形成的。用電進(jìn)行制動(dòng)的操縱控制，

35、但原動(dòng)力依然是壓縮空氣，電空制動(dòng)本質(zhì)上還是空氣制動(dòng)。電空制動(dòng)大大縮短了制動(dòng)緩解的響應(yīng)時(shí)間，改善了列車前后部動(dòng)作的一致性，顯著縮短了制動(dòng)距離。目前直通電空制動(dòng)已成為高速動(dòng)車組中不可或缺的制動(dòng)方式之一。3）電制動(dòng)電制動(dòng)也叫電磁制動(dòng)，其操縱控制和原動(dòng)力都是電。根據(jù)產(chǎn)生的電能的去處又可將電制動(dòng)分為再生制動(dòng)和電阻制動(dòng)。再生制動(dòng)與電阻制動(dòng)前文已經(jīng)介紹過(guò)，在此就不再累贅。2.3 制動(dòng)功能的劃分動(dòng)車組的制動(dòng)功能按用途可分為常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)、非常制動(dòng)和輔助制動(dòng)四大類，其具體作用如下。1） 常用制動(dòng)常用制動(dòng)是在列車正常運(yùn)行情況下，為調(diào)節(jié)、控制列車速度而施加的制動(dòng)。常用制動(dòng)作用比較緩和，且制動(dòng)力大小可以根據(jù)需要做

36、適當(dāng)調(diào)節(jié)，通常只用列車制動(dòng)能力的50%左右。2）緊急制動(dòng)緊急制動(dòng)主要用于動(dòng)車組運(yùn)行中出現(xiàn)影響安全的意外情況或重大故障，為使列車盡快停住而施加的制動(dòng)。緊急制動(dòng)作用迅猛，把列車的制動(dòng)能力全部發(fā)揮出來(lái)，制動(dòng)力為最大常用制動(dòng)力的1.41.5倍。施加緊急制動(dòng)過(guò)程中，列車將產(chǎn)生最大制動(dòng)力和最大減速度，所以緊急制動(dòng)是級(jí)別最高的制動(dòng)方式，也是在其他制動(dòng)方式都失效的情況下，動(dòng)車組能安全停車的最后保障。緊急制動(dòng)有空電復(fù)合緊急制動(dòng)或純空氣緊急制動(dòng)兩種制動(dòng)模式。3）非常制動(dòng)非常制動(dòng)和緊急制動(dòng)類似，也是在緊急情況下產(chǎn)生作用。4）輔助制動(dòng)輔助制動(dòng)包括備用制動(dòng)、停放制動(dòng)保持制動(dòng)、和救援/回送制動(dòng)等。a.備用制動(dòng)當(dāng)列車無(wú)法實(shí)

37、施正常的制動(dòng)控制時(shí)，這時(shí)可以啟用備用制動(dòng)系統(tǒng)。備用制動(dòng)設(shè)備有兩種控制方式：一種是備用BCU發(fā)出的電氣指令通過(guò)備用制動(dòng)指令線傳輸，直接控制各車的EP閥，進(jìn)而產(chǎn)生制動(dòng)作用；另一種是通過(guò)制動(dòng)管的增減壓來(lái)控制列車的制動(dòng)和緩解，即啟用動(dòng)車組內(nèi)備用的電空制動(dòng)裝置進(jìn)行制動(dòng)。b.救援/回送制動(dòng)當(dāng)列車出現(xiàn)故障，需要救援機(jī)車牽引時(shí)，可以通過(guò)救援機(jī)的制動(dòng)管來(lái)控制動(dòng)車組的制動(dòng)作用，即為救援/回送制動(dòng)。當(dāng)救援機(jī)車制動(dòng)管的空氣壓力信號(hào)傳遞到動(dòng)車組時(shí)，控制方式有兩種：一種是連接機(jī)車制動(dòng)管與列車的制動(dòng)管，通過(guò)救援機(jī)車相關(guān)的控制裝置來(lái)控制列車制動(dòng)管內(nèi)的壓強(qiáng)；另一種則是在救援機(jī)車和動(dòng)車組之間加裝一個(gè)EP閥，由它來(lái)控制動(dòng)車組的EP

38、閥，實(shí)現(xiàn)列車的制動(dòng)和緩解。c.停放制動(dòng)為使列車能夠平穩(wěn)地停放在一定坡度的坡道上而不發(fā)生遛逸而施加的制動(dòng)稱為停放制動(dòng)。停放制動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)可利用專門的彈簧停放裝置來(lái)施加；也可利用鐵靴，通過(guò)將其放入車輪踏面下面，阻止列車運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生制動(dòng)作用。d.保持制動(dòng)當(dāng)列車速度降到接近停車速度時(shí)，制動(dòng)力自動(dòng)減小以保證列車平穩(wěn)停車；待列車完全停止后，制動(dòng)力再增大到一定水平，以防止列車溜逸。第3章 城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析3.1 設(shè)計(jì)要求3.1.1 環(huán)境要求制動(dòng)設(shè)備在以下溫度范圍內(nèi)正常運(yùn)行。即使在低溫條件下，制動(dòng)設(shè)備也不能發(fā)生故障或損壞。1) 環(huán)境溫度：-4050；2) 相對(duì)濕度：< 95%。3.1.2 制動(dòng)

39、性能要求1） 緊急制動(dòng)平均減速度1.4m/s2；2） 常用制動(dòng)平均減速度0.8m/s2；3） 制動(dòng)初速為250km/h時(shí)，緊急制動(dòng)距離小于3200m。3.1.3 適用對(duì)象250km/h動(dòng)力分散式城際電動(dòng)車組。3.2 制動(dòng)系統(tǒng)工作原理目前電動(dòng)動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)大同小異，根據(jù)不同動(dòng)車組自身的特點(diǎn)以及要實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)功能的不同，其系統(tǒng)組成及設(shè)備的選擇有些許差別，但工作原理基本上是一樣的。一種典型的制動(dòng)系統(tǒng)組成及原理如圖3-1所示，下面就其作用原理做簡(jiǎn)要分析，為下文城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定一定的理論基礎(chǔ)。如圖3-1所示，動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)大體由制動(dòng)指令裝置、制動(dòng)控制裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置和風(fēng)源系統(tǒng)等組成。其中，制動(dòng)控

40、制裝置由氣動(dòng)控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)組成，是制動(dòng)系統(tǒng)的核心。動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)采用微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)，采用再生制動(dòng)和空氣制動(dòng)的空電復(fù)合制動(dòng)，優(yōu)先采用電制動(dòng)，空氣制動(dòng)力的分配由微機(jī)控制完成。由司控器發(fā)出的模擬式電氣指令經(jīng)列車網(wǎng)絡(luò)傳送到各車輛的制動(dòng)控制裝置。制動(dòng)控制單元（BCU）在收到制動(dòng)指令之后進(jìn)行所需制動(dòng)力的計(jì)算，并按照一定的原則，合理的分配再生制動(dòng)和空氣制動(dòng)力。EP閥將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的壓力信號(hào)，并將預(yù)控壓力信號(hào)送到中繼閥，打開制動(dòng)風(fēng)缸和制動(dòng)缸之間的通路。經(jīng)中繼閥流量放大的同比率壓縮空氣，再由增壓氣缸將空氣壓力放大，使制動(dòng)缸獲得符合制動(dòng)力要求的壓力空氣。最后經(jīng)制動(dòng)夾鉗壓緊制動(dòng)盤，從而產(chǎn)生制動(dòng)力

41、。圖3-1 制動(dòng)系統(tǒng)原理制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)不同的制動(dòng)指令，能夠?qū)崿F(xiàn)常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)、輔助制動(dòng)、防滑控制等不同的制動(dòng)功能。其中BCU還能進(jìn)行主空氣壓縮機(jī)起停控制、空氣制動(dòng)與再生制動(dòng)的協(xié)調(diào)控制、車門控制、信息儲(chǔ)存和故障診斷等一系列功能。3.3 城際動(dòng)車制動(dòng)功能分析城際動(dòng)車組主要用于中短途城市之間、區(qū)域城郊之間的通勤和商旅，以公交化的運(yùn)營(yíng)模式為主。它作為高速鐵路和城市軌道交通的紐帶，具有載客量大、快捷方便、安全可靠、節(jié)能環(huán)保、準(zhǔn)時(shí)舒適等特點(diǎn)。制動(dòng)性能直接影響列車的運(yùn)行品質(zhì)和行車安全，由于電動(dòng)車組運(yùn)行速度高、乘坐舒適性好，因此要求其制動(dòng)系統(tǒng)具有性能可靠、操縱靈活、控制精度高、反應(yīng)快等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)已

42、遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高速列車的制動(dòng)需要，目前，國(guó)內(nèi)外高速電動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)普遍采用微機(jī)控制的直通式電空制動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)城際動(dòng)車組自身的特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外電動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，針對(duì)時(shí)速250km、動(dòng)力分散式的城際動(dòng)車組，本文采用微機(jī)控制的模擬式直通電空制動(dòng)系統(tǒng)。電制動(dòng)采用再生制動(dòng)，空氣制動(dòng)采用盤形制動(dòng)。由于采用微機(jī)處理器對(duì)所有制動(dòng)設(shè)備進(jìn)行控制、操縱和診斷等全面制動(dòng)管理的制動(dòng)系統(tǒng)，這些設(shè)備與制動(dòng)程序和列車制動(dòng)系統(tǒng)的通信有關(guān)，保證列車有更高的安全性、可靠性和可用性，同時(shí)還可以提供制動(dòng)力控制策略。除了正常的制動(dòng)系統(tǒng)外，列車制動(dòng)系統(tǒng)還需要一套備用制動(dòng)系統(tǒng)以保證在常用制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下列車依然能夠安全運(yùn)行。

43、通過(guò)司機(jī)操作臺(tái)上的備用制動(dòng)開關(guān)，司機(jī)根據(jù)需要可以在常用制動(dòng)系統(tǒng)和備用制動(dòng)系統(tǒng)之間進(jìn)行切換。根據(jù)“故障導(dǎo)向安全”的設(shè)計(jì)原則，備用制動(dòng)系統(tǒng)采用間接作用方式，完全獨(dú)立于具有微機(jī)控制的制動(dòng)控制回路。由于城際動(dòng)車組載客量大，空重車載重相差較大，為保證列車制動(dòng)減速度的穩(wěn)定性以及旅客舒適的乘車體驗(yàn)，要求制動(dòng)力能夠根據(jù)列車載荷自動(dòng)調(diào)整，因此，城際動(dòng)車需具備載荷調(diào)整功能。要使城際動(dòng)車在較短時(shí)間內(nèi)停車，要求列車具有較高的制動(dòng)減速度，因此需要較高的輪軌粘著系數(shù)來(lái)滿足較大制動(dòng)力的需求。為了增加輪軌黏著力，城際動(dòng)車可以裝備撒砂裝置，以保證列車在惡劣環(huán)境下也能安全運(yùn)行。但由于粘著系數(shù)受多種因素的影響，制動(dòng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)車輪

44、滑行現(xiàn)象，造成輪對(duì)擦傷、制動(dòng)距離延長(zhǎng)等嚴(yán)重后果，因此，城際動(dòng)車需具備防滑功能，來(lái)避免那些不良現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此，城際電動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)、停放制動(dòng)、備用制動(dòng)等功能。除此之外，還設(shè)有防滑控制、故障診斷與處理、信息通訊、空重車自動(dòng)調(diào)整等功能。第4章 城際動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)4.1 城際列車編組最高運(yùn)營(yíng)速度250km/h的城際電動(dòng)車組由8節(jié)車輛編組，其中四輛動(dòng)車和四輛拖車，兩動(dòng)兩拖為一個(gè)動(dòng)力單元，共兩個(gè)動(dòng)力單元，受電弓設(shè)在2、7號(hào)車上，動(dòng)車組動(dòng)行時(shí)采用單弓受流，另外一個(gè)處于折疊狀態(tài)備用。兩列動(dòng)車組可聯(lián)掛運(yùn)行，聯(lián)掛時(shí)受電弓采取雙弓受流。具體編組情況見圖4-1。圖4-1 城際列車編組其

45、中 MC帶司機(jī)室動(dòng)車M不帶司機(jī)室動(dòng)車TP帶受電弓拖車T不帶受電弓拖車4.2 城際動(dòng)車制動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)通過(guò)上一章對(duì)動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)組成及工作原理的分析，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和城際動(dòng)車自身特點(diǎn)，確定了其要實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)功能以及要采取的制動(dòng)方式。下面就城際動(dòng)車制動(dòng)功能確定了如下實(shí)現(xiàn)方式，來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到所需要的制動(dòng)性能。 1) 通過(guò)制動(dòng)缸壓力的閉環(huán)控制、采用模擬指令信號(hào)，使制動(dòng)力得到精確控制。2) 通過(guò)制動(dòng)控制系統(tǒng)和牽引控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)復(fù)合制動(dòng)功能，以充分發(fā)揮動(dòng)力制動(dòng)的作用。3) 通過(guò)微機(jī)控制和空重車調(diào)整閥的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)載荷變化自動(dòng)調(diào)整制動(dòng)力的作用，以保證制動(dòng)減速度的穩(wěn)定性。4) 通過(guò)限制減速度的變

46、化率，以減小制動(dòng)時(shí)的沖動(dòng)。通過(guò)防滑控制功能，能夠避免輪軌粘著狀況不良時(shí)出現(xiàn)車輪滑行擦傷。5) 通過(guò)微機(jī)控制單元、電磁閥、壓力傳感器、壓力開關(guān)、速度傳感器等，實(shí)現(xiàn)故障診斷和安全導(dǎo)向功能，以提高制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。4.2.1 常用制動(dòng)功能常用制動(dòng)是動(dòng)車組正常運(yùn)行時(shí)為調(diào)節(jié)速度而施加的制動(dòng)，根據(jù)列車實(shí)際需要，通過(guò)司控器司機(jī)可發(fā)出不同級(jí)別的制動(dòng)指令，然后通過(guò)列車網(wǎng)絡(luò)將制動(dòng)指令傳遞到每輛車的制動(dòng)控制單元，以此來(lái)控制常用制動(dòng)實(shí)施與緩解。常用制動(dòng)控制流程見圖4-2。圖4-2 常用制動(dòng)流程常用制動(dòng)為再生制動(dòng)和空氣制動(dòng)的空電復(fù)合制動(dòng)。由于動(dòng)車上有牽引電機(jī)，所以動(dòng)車上既有再生制動(dòng)又有空氣制動(dòng)，而拖車上只有空氣制動(dòng)。常

47、用制動(dòng)力的分配本著最大程度減小機(jī)械磨耗的原則，優(yōu)先采用再生制動(dòng)，在再生制動(dòng)力不足的情況下，先由拖車空氣制動(dòng)補(bǔ)充，拖車的制動(dòng)力達(dá)到其需求的制動(dòng)力時(shí)，整列或列車單元的制動(dòng)力還不夠的話，才使用動(dòng)車上的空氣制動(dòng)。4.2.2 緊急制動(dòng)功能在緊急制動(dòng)時(shí)，列車管完全排風(fēng)，使得所有車輛產(chǎn)生最大制動(dòng)力和達(dá)到最大減速度。緊急制動(dòng)可以通過(guò)以下方式觸發(fā)：a) 司機(jī)按下緊急制動(dòng)按鈕；b) 司機(jī)主制動(dòng)手柄撥到緊急制動(dòng)位置；c) 由列車保護(hù)系統(tǒng)觸發(fā)；d) 安全回路斷開；e) 旅客緊急制動(dòng)；f) 列車運(yùn)行時(shí)意外觸發(fā)停放制動(dòng)。以上任何一種情況都可以觸發(fā)緊急制動(dòng)，緊急制動(dòng)一旦施加就不能中止，直到列車完全停止運(yùn)行。緊急制動(dòng)有100

48、%電制動(dòng)+空氣制動(dòng)和純空氣制動(dòng)兩種模式。在緊急制動(dòng)過(guò)程中，如果電制動(dòng)可用，則優(yōu)先選用電-空復(fù)合制動(dòng)，因?yàn)樗軠p少摩擦制動(dòng)并實(shí)現(xiàn)能量回收。圖4-3 緊急制動(dòng)控制原理緊急制動(dòng)工作原理如圖4-3所示。列車安全回路采用硬線控制回路，正常運(yùn)行時(shí)，安全回路處于閉合狀態(tài)，緊急電磁閥得電關(guān)閉，列車不施加緊急制動(dòng)；如果車輛控制系統(tǒng)發(fā)出緊急制動(dòng)請(qǐng)求或監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到安全隱患時(shí)，列車安全回路斷開，緊急電磁閥失電打開，列車管里的壓縮空氣迅速排向大氣，壓力快速降為0。此時(shí)，分配閥向中繼閥傳送緊急制動(dòng)預(yù)控壓力，進(jìn)而控制輸送到制動(dòng)缸里的空氣壓力的大小，從而觸發(fā)空氣緊急制動(dòng)。同時(shí)，列車安全回路的狀態(tài)信號(hào)會(huì)經(jīng)列車網(wǎng)絡(luò)反饋給制動(dòng)控

49、制單元，制動(dòng)控制單元根據(jù)制動(dòng)力的需求對(duì)再生制動(dòng)與空氣制動(dòng)力進(jìn)行合理分配。并通過(guò)控制EP轉(zhuǎn)換閥形成緊急制動(dòng)預(yù)控壓力，壓縮空氣通過(guò)中繼閥進(jìn)入制動(dòng)缸，產(chǎn)生制動(dòng)作用，從而施加空電復(fù)合緊急制動(dòng)?？諝饩o急制動(dòng)和空電復(fù)合緊急制動(dòng)這兩種緊急制動(dòng)模式互為冗余。由圖4-3可見，緊急制動(dòng)指令通過(guò)司機(jī)主制動(dòng)手柄、緊急制動(dòng)閥按鈕、列車安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、列車安全回路、ATP、乘客緊急制動(dòng)閥等均可通過(guò)列車網(wǎng)絡(luò)傳輸給制動(dòng)控制單元，從而觸發(fā)空電緊急制動(dòng)。另外，也可通過(guò)斷開安全回路，使緊急電磁閥失電，列車管通過(guò)緊急閥向大大急劇排風(fēng)，觸發(fā)空氣緊急制動(dòng)。4.2.3 停放制動(dòng)功能在非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架的每根軸上，裝有三個(gè)制動(dòng)盤和制動(dòng)夾鉗，其中一個(gè)

50、制動(dòng)夾鉗單元帶停放制動(dòng)功能。停放制動(dòng)的施加通過(guò)彈簧，不需要壓縮空氣，通過(guò)充風(fēng)來(lái)抵消彈簧力達(dá)到緩解。通過(guò)控制司機(jī)操作臺(tái)上的停放制動(dòng)控制按鈕可以產(chǎn)生停放制動(dòng)施加指令，并通過(guò)列車網(wǎng)絡(luò)將制動(dòng)指令傳遞給各個(gè)車輛的BCU，近而控制停放制動(dòng)的施加和緩解。在列車停車時(shí)，總風(fēng)壓力下降到一定值時(shí)，列車自動(dòng)施加停放制動(dòng)；當(dāng)總風(fēng)壓力恢復(fù)到設(shè)定的壓力時(shí)，列車自動(dòng)緩解停放制動(dòng)。停放制動(dòng)施加后，除微機(jī)控制自動(dòng)緩解外，也可手動(dòng)緩解。停放制動(dòng)控制圖見圖4-4。施加停放制動(dòng)時(shí)，電磁閥將停放制動(dòng)缸里的壓縮空氣排出，在彈簧力的作用下，產(chǎn)生制動(dòng)力。緩解停放制動(dòng)時(shí)，激活雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，制動(dòng)風(fēng)缸里的壓縮空氣通過(guò)減壓閥，經(jīng)過(guò)雙向止回閥為停放制

51、動(dòng)缸充風(fēng)，抵消彈簧力實(shí)現(xiàn)緩解。雙穩(wěn)態(tài)脈沖電磁閥還配有按鈕，以便在電源出現(xiàn)故障時(shí)能人工進(jìn)行操作。圖4-4 停放制動(dòng)控制當(dāng)同時(shí)施加空氣制動(dòng)和停放制動(dòng)時(shí)，來(lái)自中繼閥的壓縮空氣通過(guò)雙線止回閥進(jìn)入停放制動(dòng)缸，使停放制動(dòng)充風(fēng)緩解，從而可以預(yù)防轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置負(fù)荷過(guò)載。通過(guò)壓力傳感器可以檢測(cè)每輛車的停放制動(dòng)狀態(tài)，并通過(guò)列車網(wǎng)絡(luò)將停放制動(dòng)狀態(tài)反饋給司機(jī)。在列車運(yùn)行期間，如果檢測(cè)到施加了停放制動(dòng)，為防止損壞制動(dòng)盤，制動(dòng)控制單元會(huì)觸發(fā)停放制動(dòng)監(jiān)視回路斷開，從而施加緊急制動(dòng)。如果司機(jī)在列車處于停放制動(dòng)狀態(tài)時(shí)起動(dòng)列車，停放制動(dòng)監(jiān)視回路也會(huì)被觸發(fā)。如果制動(dòng)控制單元檢測(cè)到移動(dòng)信號(hào)，在低速時(shí)就會(huì)觸發(fā)緊急制動(dòng)。當(dāng)施加緊急制動(dòng)時(shí)，牽引系統(tǒng)將被鎖死。4.2.4備用制動(dòng)功能在直通電空制動(dòng)發(fā)生故障或救援、回送狀態(tài)時(shí)，動(dòng)車組可啟動(dòng)備用制動(dòng)系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。備用制動(dòng)采用分配閥模塊實(shí)現(xiàn)的間接制動(dòng)作用，列車管的空氣壓力受到分配閥的控制，近而控