單元一制動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

單元一制動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)一.基本概念

1．列車制動(dòng)系統(tǒng)和列車制動(dòng)裝置為使列車能實(shí)施制動(dòng)和緩解而安裝于列車上的一整套裝置，總稱為“列車制動(dòng)裝置”，有時(shí)，“制動(dòng)”與“制動(dòng)裝置”均簡(jiǎn)稱為“閘”，實(shí)施制動(dòng)簡(jiǎn)稱為“上閘”，亦可簡(jiǎn)稱為“下閘”，使制動(dòng)得到緩解簡(jiǎn)稱為“松閘”?，F(xiàn)代軌道交通車輛的制動(dòng)系統(tǒng)是由動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)和空氣制動(dòng)系統(tǒng)及指令和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三部分組成的。

1.1制動(dòng)的基本概念和制動(dòng)系統(tǒng)的重要作用（1）動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。它一般與牽引系統(tǒng)連在一起形成主電路，包括再生反饋電路和制動(dòng)電阻器，將動(dòng)力制動(dòng)產(chǎn)生的電能反饋給供電接觸網(wǎng)或消耗在制動(dòng)電阻器上。

（2）空氣制動(dòng)系統(tǒng)。它由供氣部分、控制部分和執(zhí)行部分等組成。供氣部分有空氣壓縮機(jī)組、空氣干燥器和風(fēng)缸等；控制部分有電-空轉(zhuǎn)換閥（EP）、緊急閥、稱重閥和中繼閥等；執(zhí)行部分有閘瓦制動(dòng)裝置和盤形制動(dòng)裝置等。

（3）指令和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它既是傳送司機(jī)指令的通道，同時(shí)也是制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換及制動(dòng)系統(tǒng)與列車控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的總線。一、基本概念2．制動(dòng)作用和緩解作用（1）制動(dòng)：人為地制止物體的運(yùn)動(dòng)，包括使其減速、阻止其運(yùn)動(dòng)或加速運(yùn)動(dòng)，均可稱之為“制動(dòng)”（2）緩解：對(duì)已經(jīng)施行制動(dòng)的物體，解除或減弱其制動(dòng)作用，均可稱之為“緩解”對(duì)于運(yùn)動(dòng)著的列車，欲使其減速或停車，就要根據(jù)需要施加于列車一定大小的與其運(yùn)動(dòng)方向相反的外力，以使其實(shí)現(xiàn)減速或停車作用，即施行制動(dòng)作用；列車制動(dòng)停車后起動(dòng)加速前或運(yùn)行途中限速制動(dòng)后加速前均要解除制動(dòng)作用，即施行緩解作用

3.制動(dòng)的實(shí)質(zhì)：

（1）能量的觀點(diǎn)：將列車的動(dòng)能變成別的能量或轉(zhuǎn)移走。（2）作用力的觀點(diǎn)：制動(dòng)裝置產(chǎn)生與列車運(yùn)行方向相反的力，使列車盡快減速或停車。4．制動(dòng)機(jī)：產(chǎn)生制動(dòng)原動(dòng)力并進(jìn)行操縱和控制的部分設(shè)備。

5．制動(dòng)力：由制動(dòng)裝置產(chǎn)生的與列車運(yùn)動(dòng)方向相反的外力。對(duì)軌道交通機(jī)車車輛而言，制動(dòng)力是制動(dòng)時(shí)由制動(dòng)裝置產(chǎn)生作用后而引起的鋼軌施加于車輪的與列車運(yùn)行方向相反的力。

5．制動(dòng)力：由制動(dòng)裝置產(chǎn)生的與列車運(yùn)動(dòng)方向相反的外力。對(duì)軌道交通機(jī)車車輛而言，制動(dòng)力是制動(dòng)時(shí)由制動(dòng)裝置產(chǎn)生作用后而引起的鋼軌施加于車輪的與列車運(yùn)行方向相反的力。6.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置：傳送制動(dòng)原動(dòng)力并產(chǎn)生制動(dòng)力的制動(dòng)執(zhí)行裝置7.制動(dòng)距離：從司機(jī)施行制動(dòng)的瞬間起（將制動(dòng)手柄移至制動(dòng)位），到列車速度降為零列車所行駛的距離，其綜合反映列車制動(dòng)裝置的性能和實(shí)際制動(dòng)效果的主要技術(shù)指標(biāo)。

二.城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)模式

根據(jù)車輛的運(yùn)行要求，制動(dòng)系統(tǒng)采用以下幾種制動(dòng)模式：1．常用制動(dòng)正常運(yùn)行下為調(diào)解或控制動(dòng)車列車速度，包括進(jìn)站停車所實(shí)施的制動(dòng)，特點(diǎn)是作用緩和與制動(dòng)力的可以連續(xù)調(diào)節(jié)，制動(dòng)過程中能夠根據(jù)車輛載荷自動(dòng)調(diào)整制動(dòng)力，當(dāng)常用制動(dòng)力最大時(shí)即為常用全制動(dòng)。2．緊急制動(dòng)緊急情況下為使列車盡快停止而施行的制動(dòng)，特點(diǎn)是作用比較迅速，而且將列車制動(dòng)能力全部使用，通過故障導(dǎo)致安全的設(shè)計(jì)原則為“失電制動(dòng)，得電緩解”的緊急空氣制動(dòng)系統(tǒng)。緊急制動(dòng)是在列車遇到緊急情況或發(fā)生其他意外情況時(shí)，為使列車盡快停車而實(shí)施的制動(dòng)。其制動(dòng)力與快速制動(dòng)相同。緊急制動(dòng)時(shí)考慮了脫弓、斷鉤、斷電等故障情況，故只采用空氣制動(dòng)，而且停車前不可緩解，在盡可能減小沖動(dòng)的情況下不對(duì)沖動(dòng)進(jìn)行具體限制。3．快速制動(dòng)是為了使列車盡快停車而實(shí)施的制動(dòng)，其制動(dòng)力高于常用全制動(dòng)(上海、廣州快速制動(dòng)力高于常用全制動(dòng)22%)。這種制動(dòng)方式在緊急情況下、制動(dòng)系統(tǒng)各部分作用均正常時(shí)所采取的一種制動(dòng)方式，其特點(diǎn)是與常用制動(dòng)相同，制動(dòng)過程可以施行緩解。受沖擊率極限的限制，主控制器手柄回“0”位，可緩解，具有防滑保護(hù)和載荷修正功能。4．保壓制動(dòng)保壓制動(dòng)是為防止車輛在停車前的沖動(dòng)，使車輛平穩(wěn)停車，通過ECU內(nèi)部設(shè)定的執(zhí)行程序來控制。第一階段：當(dāng)列車制動(dòng)到速度8Km/h，DCU觸發(fā)保壓制動(dòng)信號(hào)，同時(shí)輸出給ECU，這時(shí)，由DCU控制的電制動(dòng)逐步退出，而由ECU控制的氣制動(dòng)來替代。第二階段：接近停車時(shí)（列車速度0.5Km/h），一個(gè)小于制動(dòng)指令（最大制動(dòng)指令的70%）的保壓制動(dòng)由ECU開始自動(dòng)實(shí)施，即瞬時(shí)地將制動(dòng)缸壓力降低。如果由于故障，ECU未接收到保壓制動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，ECU內(nèi)部程序?qū)⒃?Km/h的速度時(shí)自行觸發(fā)。5．彈簧停放制動(dòng)為防止車輛在線路停放過程中，發(fā)生溜逸，城軌車輛設(shè)置停放制動(dòng)裝置。停放制動(dòng)通常是將彈簧停放制動(dòng)器的彈簧壓力通過閘瓦作用于車輪踏面來形成制動(dòng)力。以前停放制動(dòng)也有叫停車制動(dòng)或彈簧停車制動(dòng)，但在地鐵列車中，停車制動(dòng)是另外一個(gè)概念，所以為區(qū)別開來，叫停放制動(dòng)較好。庫內(nèi)停車時(shí)可以解決因制動(dòng)缸壓力會(huì)因管路漏泄，無壓力空氣補(bǔ)充而逐步下降到零，使車輛失去制動(dòng)力的停放問題。在正常情況下，彈簧力的大小不隨時(shí)間而變化，由此獲得的制動(dòng)力能滿足列車較長時(shí)間斷電停放的要求。彈簧停放制動(dòng)的緩解風(fēng)缸充氣時(shí)，停放制動(dòng)緩解；彈簧停放制動(dòng)的緩解風(fēng)缸排氣時(shí)，停放制動(dòng)施加；還附加有手動(dòng)緩解的功能。停放制動(dòng)是列車停車后，為使列車維持靜止?fàn)顟B(tài)所采取的一種制動(dòng)方式。6.停車制動(dòng)對(duì)于地鐵列車來說，通常把停車前的這一段空氣制動(dòng)過程稱為停車制動(dòng)或保持制動(dòng)。當(dāng)停車制動(dòng)使列車減速到極低速度以后。為減小沖動(dòng)。制動(dòng)力會(huì)有所降低，上海和廣州地鐵是在減速至4km／h左右，制動(dòng)力降至70KPa(提供的資料是70？)，停車制動(dòng)具有常用制動(dòng)的特點(diǎn)。三.制動(dòng)系統(tǒng)的重要作用

對(duì)軌道交通運(yùn)輸來講，制動(dòng)系統(tǒng)有著非常重要的作用。制動(dòng)系統(tǒng)作用的可靠性是列車行車安全的基本保證。列車因故障不能出發(fā)不會(huì)有什么危險(xiǎn)，若在運(yùn)行中因制動(dòng)裝置故障不能停車，則后果是不堪設(shè)想的。所以我國和諧號(hào)CRH動(dòng)車組列車的制動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念是故障導(dǎo)向安全，采用多級(jí)制動(dòng)控制方式和制動(dòng)能力冗余設(shè)計(jì)。安全第一，“不止不行”。對(duì)現(xiàn)代軌道交通而言，制動(dòng)的重要作用早就不僅僅是安全的問題了，制動(dòng)已經(jīng)成為限制列車運(yùn)行速度和牽引重量進(jìn)一步提高的重要因素?，F(xiàn)代軌道交通列車正向著高速重載方向發(fā)展，運(yùn)行速度越高，牽引重量越大，需要的制動(dòng)力也就越大，如果只提高運(yùn)行速度及牽引重量而沒有更大功率的制動(dòng)裝置來保證，結(jié)果只能跑而不能停，其高速重載就不可能實(shí)現(xiàn)。所以，制動(dòng)裝置的重要作用在于：一方面使列車在任何情況下減速或停車，確保行車安全；另一方面也是提高列車運(yùn)行速度，提高牽引重量，即提高軌道交通運(yùn)輸能力的重要手段。從安全的目的出發(fā)，一般列車的制動(dòng)功率要比驅(qū)動(dòng)功率大5～10倍。列車的制動(dòng)能量和速度成平方關(guān)系，時(shí)速200km/h～300k/h動(dòng)車組的制動(dòng)能量是普通列車的4～9倍，可見，能力強(qiáng)大的制動(dòng)裝置對(duì)于保證列車高速、重載、安全運(yùn)行有著至關(guān)重要的意義。

衡量一個(gè)國家的軌道交通運(yùn)輸水平，首先要看能制造多大牽引力的機(jī)車，但牽引與制動(dòng)是互相促進(jìn)的，無先進(jìn)的制動(dòng)技術(shù)就沒有現(xiàn)代化的軌道交通運(yùn)輸。一.城市軌道交通制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展隨著20世紀(jì)初科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，制動(dòng)技術(shù)方面，逐步發(fā)展為空氣制動(dòng)機(jī)。我國最早使用L3型三通閥客車制動(dòng)機(jī)。20世紀(jì)60年代末103型貨車分配閥和104型客車分配閥,104得到全面推廣使用，從此GL3型三通閥停止生產(chǎn)，1989年鐵道部又通過F8型客車分配閥技術(shù)鑒定，104型和F8型空氣制動(dòng)機(jī)成為我國旅客列車使用的主型制動(dòng)機(jī)，可混編使用。所謂的空氣制動(dòng)機(jī)就是用壓力空氣作為制動(dòng)的動(dòng)力來源，并用壓力空氣的壓力變化來實(shí)現(xiàn)列車的制動(dòng)和緩解作用的制動(dòng)裝置。這種空氣制動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用于鐵路、地鐵、輕軌、獨(dú)軌等軌道交通車輛上?？諝庵苿?dòng)機(jī)在我國和世界各國的機(jī)車和客、貨車輛上使用。我國上世紀(jì)60年代未開通的北京地鐵使用DK型電空制動(dòng)機(jī)，DK型電空制動(dòng)機(jī)它是由電磁閥組和制動(dòng)閥控制的空氣制動(dòng)。它的特點(diǎn)是當(dāng)扳動(dòng)制動(dòng)閥手柄進(jìn)行空氣制動(dòng)的同時(shí)，裝在制動(dòng)閥上面的電空制動(dòng)控制器相應(yīng)地發(fā)生作用。1.2城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷程這時(shí)，空氣制動(dòng)和電氣控制作用同時(shí)產(chǎn)生，當(dāng)電制動(dòng)失效時(shí)空氣制動(dòng)還能發(fā)生作用。

DK型電空制動(dòng)機(jī)空氣制動(dòng)部分是在鐵路客車原LN型空氣制動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上加以改造的，主控機(jī)構(gòu)先期直接采用GL3型三通閥，由于城市軌道交通車輛空重車重量相差較大，所以加裝了空重車調(diào)整裝置，基礎(chǔ)制動(dòng)裝置為踏面制動(dòng)。后來對(duì)DK型電空制動(dòng)機(jī)進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，仿照客車分配閥設(shè)計(jì)了膜板分配閥，在操作靈活性和可靠性方面與GL3型三通閥相比有了較大的提高。但DK型制動(dòng)系統(tǒng)在電阻制動(dòng)與空氣制動(dòng)的匹配上采用切換方式，因而制動(dòng)力控制性能較差。一.城市軌道交通制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展最近由于電力電子變流技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的加入，使電氣指令式制動(dòng)控制系統(tǒng)不斷改進(jìn)、發(fā)展，大功率電力電子元件的出現(xiàn)使電氣再生制動(dòng)成為可能，微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使制動(dòng)防滑系統(tǒng)更加精確和完善。數(shù)字式電空制動(dòng)機(jī)開發(fā)從20世紀(jì)70年代開始，由長春客車廠與鐵道部科學(xué)研究院合作研究開發(fā)地鐵車輛用的SD型數(shù)字式直通電空制動(dòng)機(jī)。此項(xiàng)技術(shù)是傳統(tǒng)的軌道機(jī)車車輛制動(dòng)機(jī)在地鐵上的一個(gè)飛躍。該制動(dòng)系統(tǒng)縮短了空走時(shí)間和制動(dòng)距離，改善了車輛制動(dòng)的一致性，其性能比較先進(jìn)：列車導(dǎo)線傳遞PWM（脈寬調(diào)制）控制信號(hào)，手控15級(jí)，自動(dòng)駕駛64級(jí)，車輛制動(dòng)機(jī)解碼，電制動(dòng)優(yōu)先，電-空制動(dòng)相互匹配。它具有制動(dòng)壓力準(zhǔn)確、傳輸速度快、司機(jī)操作方便，可實(shí)現(xiàn)空氣制動(dòng)與電氣制動(dòng)自動(dòng)配合的優(yōu)點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)在凸輪變阻車、斬波調(diào)壓車、斬波調(diào)阻車上得到了廣泛應(yīng)用。但采用這種控制技術(shù)，動(dòng)力制動(dòng)的制動(dòng)力在制動(dòng)初期上升較慢，而列車快要停車時(shí)又衰減較快，需要空氣制動(dòng)力進(jìn)行補(bǔ)充。該制動(dòng)系統(tǒng)較DK型自動(dòng)式電磁空氣制動(dòng)系統(tǒng)在動(dòng)力制動(dòng)與空氣制動(dòng)的配合、制動(dòng)和緩解的一致性、與控制、動(dòng)力制動(dòng)能力的充分運(yùn)用上存在著改進(jìn)的余地，而且在實(shí)踐中，控導(dǎo)閥的性能受材料和工藝的影響極大，所以SD型電空制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)已被逐步淘汰。一.城市軌道交通制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展

十幾年來，我國已修建了近千公里城市軌道交通線。這些線上城軌車輛的制動(dòng)系統(tǒng)大都采用微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)，原理基本相同，但在具體的實(shí)施方法上有所區(qū)別。主要有以下四種形式。一是以上海和廣州1、2號(hào)線為代表的德國KNORR公司的城市軌道車輛制動(dòng)系統(tǒng)，它是目前國內(nèi)A型車上運(yùn)用最廣的制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)為模擬式制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)指令采用PWM信號(hào)或網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，它們被傳遞到每個(gè)車輛的微機(jī)制動(dòng)控制單元。微機(jī)制動(dòng)控制單元一般單獨(dú)設(shè)置在車廂內(nèi)。而氣制動(dòng)控制單元由2塊氣動(dòng)集成板和風(fēng)缸等組成，分別固定在車輛底架下。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。目前深圳、南京地鐵車輛和大連輕軌車輛，甚至部分國內(nèi)試制的高速電動(dòng)車組上也采用了該制動(dòng)系統(tǒng)。一.城市軌道交通制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展二是以北京、天津?yàn)榇淼腂型車上采用較多的日本NABCO公司生產(chǎn)的HRDA型制動(dòng)系統(tǒng)。系統(tǒng)為數(shù)字式制動(dòng)系統(tǒng)。即常用制動(dòng)指令采用3根指令線編碼，共7級(jí)。微機(jī)制動(dòng)控制單元與氣制動(dòng)控制單元集成在一起，固定于車輛底架下面。由于采用了流量比例閥進(jìn)行EP控制，因此氣制動(dòng)控制單元較為簡(jiǎn)單。在武漢輕軌和重慶獨(dú)輪軌等項(xiàng)目上也采用了此制動(dòng)系統(tǒng)?；A(chǔ)制動(dòng)根據(jù)車輛的不同有所區(qū)別。

三是以上海3號(hào)線、5號(hào)線為代表的原英國Westinghouse公司的微機(jī)控制直通電空制動(dòng)系統(tǒng)。系統(tǒng)按整車模塊化原則設(shè)計(jì)，集成度較高。它將微機(jī)制動(dòng)控制單元、氣制動(dòng)控制單元、風(fēng)缸、風(fēng)源等除必須安置在轉(zhuǎn)向架附近的部件外，全部在一個(gè)安裝架上集成安裝，方便運(yùn)用維護(hù)。該系統(tǒng)同樣采用PWM信號(hào)傳遞制動(dòng)指令，為模擬式制動(dòng)系統(tǒng)。EP轉(zhuǎn)換采用4個(gè)開關(guān)電磁閥閉環(huán)控制的方法。一.城市軌道交通制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展四是德國KNORR公司生產(chǎn)的架控式EP2002型制動(dòng)系統(tǒng)，目前得到了廣泛應(yīng)用，所謂架控形式，就是在一個(gè)轉(zhuǎn)向架上裝一個(gè)EP2002閥，一個(gè)EP2002閥只控制一個(gè)轉(zhuǎn)向架。如果一個(gè)EP2002閥出現(xiàn)故障，只需切除一個(gè)轉(zhuǎn)向架上空氣制動(dòng)控制，使故障對(duì)列車運(yùn)行的影響減至最小。中國廣州地鐵3號(hào)線是世界上第一個(gè)使用EP2002型制動(dòng)系統(tǒng)的用戶。

五是廣州地鐵公司與鐵道部科學(xué)研究院在2008年12月開始研制開發(fā)的架控式EP09型制動(dòng)系統(tǒng)，在2010年8月10日通過專家評(píng)審，現(xiàn)已在廣州地鐵3號(hào)線、北京地鐵15號(hào)線上裝車使用，性能可靠。具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EP09型架控式制動(dòng)系統(tǒng)的研制成功，是在變壓變頻交流傳動(dòng)系統(tǒng)、微處理器模擬直通電空制動(dòng)系統(tǒng)上的一項(xiàng)重大突破，地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)是地鐵的關(guān)鍵部件，此項(xiàng)技術(shù)一直為國外壟斷，為徹底打破國外技術(shù)壟斷，為我國城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)國產(chǎn)化做出了突出貢獻(xiàn)。一.城市軌道交通制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展二.地鐵制動(dòng)系統(tǒng)形式的選擇常用的地鐵制動(dòng)系統(tǒng)主要有數(shù)字式和模擬式兩種形式，

二者的主要區(qū)別在于制動(dòng)指令的傳輸方式上，對(duì)于數(shù)字式而言是將司機(jī)控制器或ATO（列車自動(dòng)駕駛）系統(tǒng)傳來的制動(dòng)指令信號(hào)，通過代表不同意義的信號(hào)線輸出信號(hào)（如開關(guān)指令）來劃分成不同的制動(dòng)等級(jí)，控制后部車輛制動(dòng)裝置，制動(dòng)指令（制動(dòng)力指令值）是有級(jí)傳輸?shù)?，常用制?dòng)指令劃分越細(xì)，所需要的信號(hào)線越多，如SD型制動(dòng)系統(tǒng)采用七級(jí)模板閥控制即通過司機(jī)控制器發(fā)出的開關(guān)信號(hào)，控制三個(gè)電磁閥不同的開關(guān)組合，產(chǎn)生七個(gè)等級(jí)的制動(dòng)控制壓力。

模擬式制動(dòng)系統(tǒng)是用模擬量作為制動(dòng)指令，通常是將司機(jī)控制器或ATO系統(tǒng)傳來的制動(dòng)指令信號(hào)，經(jīng)編碼器后，以脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)形式或直流電壓方式等，經(jīng)列車指令控制線傳到后部車輛，脈寬調(diào)制信號(hào)以占空比的大小代表不同的制動(dòng)指令。制動(dòng)指令（制動(dòng)力指令值）是無級(jí)傳輸?shù)摹Ｈ缟虾?、廣州地鐵及北京地鐵新造車均采用了模擬式制動(dòng)系統(tǒng)。1.2城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷程（一）常用的數(shù)字式制動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)：1．反應(yīng)迅速，可靠性好；2．電信號(hào)沒有臨界限制，制動(dòng)力一般只根據(jù)載荷變化進(jìn)行調(diào)整；3．除了信號(hào)傳給系統(tǒng)外，其他部分結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單；4．有些數(shù)字式制動(dòng)系統(tǒng)如氣運(yùn)算型等，空氣制動(dòng)與動(dòng)力制動(dòng)的混合使用比較困難，特別適合于動(dòng)力制動(dòng)和空氣制動(dòng)單獨(dú)使用的地鐵列車；5．由于制動(dòng)指令是有級(jí)傳輸?shù)?，與列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)一起使用的適應(yīng)性不如模擬式制動(dòng)系統(tǒng)。（二）模擬式制動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)：1．指令傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單；2．由于采用微機(jī)控制，能容易地增加諸如根據(jù)載荷變化進(jìn)行控制；減速度控制和減速度微分控制等功能。能夠控制列車或列車基本單元內(nèi)的制動(dòng)力分配，如動(dòng)力制動(dòng)剩余制動(dòng)力可用于施車制動(dòng)，也可對(duì)動(dòng)力制動(dòng)和空氣制動(dòng)進(jìn)行防滑控制，不必另設(shè)防滑控制單元。3．能夠適應(yīng)空氣制動(dòng)和動(dòng)力制動(dòng)的混合作用；4．由于制動(dòng)指令是無級(jí)傳輸?shù)?，能?duì)制動(dòng)系統(tǒng)精確控制。所以能更好的適應(yīng)列車自動(dòng)駕駛的要求?，F(xiàn)在的數(shù)字式制動(dòng)系統(tǒng)除了指令傳輸外，其余部分的結(jié)構(gòu)和功能應(yīng)可以與模擬式相同或相近，如混合使用，適應(yīng)ATO駕駛等。但是，對(duì)于數(shù)字式而言，無論如何其制動(dòng)指令是有級(jí)傳輸?shù)牡?，控制的越精確，信號(hào)線越多，信號(hào)傳輸系統(tǒng)越復(fù)雜，越容易發(fā)生故障。模擬式的信號(hào)傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單，而且從理論上講，可以做到無級(jí)傳輸，有利于精確控制。因此，模擬式制動(dòng)系統(tǒng)更適應(yīng)于地鐵列車。我國地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向應(yīng)是模擬式制動(dòng)系統(tǒng)。四.地鐵車輛一般制動(dòng)設(shè)計(jì)原則1.電制動(dòng)為主。2.緊急制動(dòng)由空氣制動(dòng)提供。3.車輛停放時(shí)制動(dòng)由彈簧力提供，壓縮空氣緩解。4.在電制動(dòng)不足情況下，動(dòng)車與拖車分別根據(jù)各自車輛所接收的制動(dòng)指令，同時(shí)施加空氣制動(dòng)。5.在電制動(dòng)失效或緊急制動(dòng)過程中，空氣制動(dòng)將代替電制動(dòng)，且根據(jù)車輛載重施加空氣制動(dòng)。6.低速運(yùn)行時(shí)，由空氣制動(dòng)代替電制動(dòng)，實(shí)施保持制動(dòng)使列車停車。7.當(dāng)車輛需要運(yùn)行時(shí)，保持制動(dòng)由牽引指令進(jìn)行緩解，并隨著車輛牽引力的不斷增大，保持制動(dòng)逐漸緩解，可以防止?fàn)恳Σ蛔銜r(shí)，制動(dòng)完全緩解造成的車輛后退。1.2城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷史一.按城軌列車動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式分類按照制動(dòng)時(shí)列車動(dòng)能的轉(zhuǎn)移方式不同可以分為摩擦制動(dòng)和動(dòng)力制動(dòng)。（一）摩擦制動(dòng)。通過摩擦副的摩擦將列車的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，消散于大氣，從而產(chǎn)生制動(dòng)作用。城軌車輛常用的摩擦制動(dòng)方式主要有閘瓦制動(dòng)、盤形制動(dòng)和磁軌制動(dòng)。1．閘瓦制動(dòng)。又稱踏面制動(dòng)，它是一種最常用的一種制動(dòng)方式，如圖1-1所示。制動(dòng)時(shí)閘瓦壓緊車輪，輪、瓦之間發(fā)生摩擦，交列車的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能通過輪、瓦摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，消散于大氣中?．盤形制動(dòng)。如圖1-2所示。圖1-2（a）為軸盤式整體制動(dòng)盤；圖1-2（b）為輪盤式制動(dòng)盤在車輪上安裝情況。圖1-2（c）為安裝輪盤式制動(dòng)盤的輪對(duì)；圖1-2（d）為制動(dòng)盤在輪對(duì)上安裝的實(shí)物圖。盤形制動(dòng)是在車軸上或在車輪輻板側(cè)面安裝制動(dòng)盤，用制動(dòng)夾鉗使用合成材料制成的兩個(gè)閘片緊壓制動(dòng)盤側(cè)面，通過摩擦產(chǎn)生制動(dòng)力，把列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，消散于大氣從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。制動(dòng)盤安裝在車軸上稱為軸盤式，制動(dòng)盤安裝在車輪側(cè)面稱為輪盤式。非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架一般采用軸盤式，動(dòng)力轉(zhuǎn)向架由于軸身上裝有齒輪箱，安裝制動(dòng)盤困難，所以采用輪盤式。1.3城市軌道車輛制動(dòng)機(jī)的種類一.按城軌列車動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式分類

圖1-1城軌車輛上采用的單元風(fēng)缸式閘瓦制動(dòng)一.按城軌列車動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式分類

（ａ）（ｂ）

（ｃ）（ｄ）圖1—2盤形制動(dòng)裝置示意圖一.按城軌列車動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式分類

3、軌道電磁制動(dòng)機(jī)軌道電磁制動(dòng)，又叫磁軌制動(dòng)，如圖1—3所示。在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁4下通過升降風(fēng)缸2安裝有電磁鐵1，電磁鐵下設(shè)有磨耗板5。以電操縱并作為動(dòng)力來源。制動(dòng)時(shí)，將導(dǎo)電后起磁感應(yīng)的電磁鐵放下壓緊鋼軌，使它與鋼軌發(fā)生摩擦而產(chǎn)生制動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力不受輪軌間粘著的限制，不易使車輪滑行。但重量較大增加了車輛的自重。在高速旅客列車上與空氣制動(dòng)機(jī)并用（特別是在緊急制動(dòng)時(shí)），可縮短制動(dòng)距離。如北京地鐵機(jī)場(chǎng)線由于列車運(yùn)行速度較高，最高時(shí)速可達(dá)100km/h，該車組上裝有軌道電磁制動(dòng)機(jī)。一.按城軌列車動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式分類

圖1-3磁軌制動(dòng)

1-電磁鐵；2-升降風(fēng)缸；3-鋼軌；4-構(gòu)架側(cè)梁；5-磨耗板。一.按城軌列車動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式分類

（二）動(dòng)力制動(dòng)。也稱電制動(dòng)，列車制動(dòng)時(shí)，將牽引電機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能對(duì)這些電能不同處理方式形成了不同方式的動(dòng)力制動(dòng)。城軌車輛上采用的動(dòng)力制動(dòng)的形式主要有再生制動(dòng)和電阻制動(dòng)，都是非接觸式制動(dòng)方式。1、再生制動(dòng)再生制動(dòng)是把列車的動(dòng)能通過電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能后，再使電能反饋回電網(wǎng)。顯然，再生制動(dòng)比電阻制動(dòng)更加經(jīng)濟(jì)，既節(jié)約能源，又減少制動(dòng)時(shí)對(duì)環(huán)境的污染，并且基本上無磨耗。因此，90年代后在各國的動(dòng)車組和城市軌道交通車輛上獲得了廣泛應(yīng)用。2、電阻制動(dòng)電力機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、帶動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)車組和城市軌道車輛等，在制動(dòng)時(shí)，使自勵(lì)牽引電動(dòng)機(jī)變?yōu)樗麆?lì)發(fā)電機(jī)，將發(fā)出的電能消耗于電阻器上，采用強(qiáng)迫通風(fēng)，使熱量消散于大氣而產(chǎn)生制動(dòng)作用。高速時(shí)制動(dòng)力大，低速時(shí)效率減低，所以與空氣制動(dòng)機(jī)同時(shí)采用。電阻制動(dòng)一般能提供較穩(wěn)定的制動(dòng)力，但車輛底架下需要安裝體積較大的電阻箱，增加了車輛自重。二.按制動(dòng)力形成方式分類根據(jù)列車制動(dòng)力的獲取方式不同，可分為黏著制動(dòng)與非黏著制動(dòng)。（一）黏著制動(dòng)。制動(dòng)時(shí)，（以閘瓦制動(dòng)為例）車輪與鋼軌之間有三種可能的狀態(tài)：1、純滾動(dòng)狀態(tài)。車輪與鋼軌的接觸點(diǎn)無相對(duì)滑動(dòng)，車輪在鋼軌上做純滾動(dòng)。這時(shí)，車輪與閘瓦之間為動(dòng)摩擦，車輪與鋼軌之間為靜摩擦，車輪與鋼軌之間可能實(shí)現(xiàn)的最大制動(dòng)力是輪軌之間的最大靜摩擦力。這是一種難以實(shí)現(xiàn)的理想狀態(tài)。2、滑行狀態(tài)。車輪在鋼軌上滑行，此進(jìn)車輪與鋼軌之間的滑動(dòng)摩擦為列車制動(dòng)力。這是一種必須避免的事故狀態(tài)，由于滑動(dòng)摩擦系數(shù)遠(yuǎn)小于靜摩擦系數(shù)，因此一旦發(fā)生這種工況，制動(dòng)力，制動(dòng)力將大大減小，制動(dòng)距離會(huì)延長；同時(shí)車輪在鋼軌上長距離滑行，將導(dǎo)致車輪踏面的擦傷，危及行車安全。1.3城市軌道車輛制動(dòng)機(jī)的種類二.按制動(dòng)力形成方式分類

3、黏著狀態(tài)。列車制動(dòng)時(shí)，車輪與鋼軌的接觸處即非靜止，亦非滑動(dòng)，車輪在鋼軌上滾動(dòng)的同時(shí)又有滑動(dòng)趨勢(shì)，這種狀態(tài)稱為黏著狀態(tài)。黏著狀態(tài)下車輪與鋼軌間的最大水平作用力稱為黏著力。制動(dòng)時(shí)，可能實(shí)現(xiàn)的最大制動(dòng)力不會(huì)超過黏著力。黏著力與輪軌間垂直載荷的比值，稱為黏著系數(shù)。依靠黏著滾動(dòng)的車輪與鋼軌黏著點(diǎn)之間的黏著力來實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)稱為黏著制動(dòng)。黏著制動(dòng)時(shí)，為了能得到較大的制動(dòng)力，需要具有較高的黏著系數(shù)。然而黏黏著系數(shù)受列車運(yùn)行速度、氣候條件、輪軌表面狀態(tài)以及是否采取增黏措施等諸多因素的影響，是一個(gè)有很大的離散性參數(shù)。所以目前尚未有黏著系數(shù)的理論公式。輪軌間的黏著系數(shù)隨列車運(yùn)行速度的提高而下降，各國都采用大量的試驗(yàn)來獲得經(jīng)驗(yàn)公式，比如日本新干線的黏著系數(shù)公式為：ψ=27.2/(v+85)(干燥表面)ψ=13.6/(v+85)(潮濕表面)日本既有線黏著系數(shù)公式為:ψ=0.24×(1-0.0078v)/(1-0.24v)式中v—列車運(yùn)行速度(km/h)。二.按制動(dòng)力形成方式分類

我國鐵道科學(xué)研究院在進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究后，提出了我國干線列車（速度120km/h以下）的黏著系數(shù)公式：ψ=0.0624+45.6/(v+260)(干燥表面)ψ=0.0405+13.55/(v+120)(潮濕表面)式中v—列車運(yùn)行速度(km/h)。并且隨著機(jī)車車輛技術(shù)的發(fā)展，該公式會(huì)有所變化。（二）非黏著制動(dòng)。列車制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力大小不受黏著力的限制的制動(dòng)方式稱為非黏著制動(dòng)的制動(dòng)力不從輪軌之間獲取，因而它可以得到較大的制動(dòng)力。顯然，在上面曾經(jīng)介紹的制動(dòng)方式中，閘瓦制動(dòng)、盤形制動(dòng)、電阻制動(dòng)和再生制動(dòng)均屬于黏著制動(dòng)；而磁軌制動(dòng)屬于非黏著制動(dòng)。三.按制動(dòng)源動(dòng)力分類在目前列車所采用的制動(dòng)方式中，制動(dòng)的源動(dòng)力主要有壓縮空氣的壓力和電磁力。以壓縮空氣為源動(dòng)力的制動(dòng)方式稱為空氣制動(dòng)，如閘瓦制動(dòng)、盤形制動(dòng)等都為空氣制動(dòng)方式；以電磁力為源動(dòng)力的制動(dòng)方式稱為電制動(dòng)，動(dòng)力制動(dòng)、軌道電磁制動(dòng)、軌道渦流制動(dòng)、旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)等均為電制動(dòng)；還有機(jī)械制動(dòng)、液壓制動(dòng)、翼板制動(dòng)等方式。1、自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)。是以壓縮空氣為動(dòng)力來源，用空氣壓力的變化來操縱的制動(dòng)機(jī)。這種制動(dòng)機(jī)能夠較好地滿足現(xiàn)代軌道交通對(duì)制動(dòng)性能的要求，所以應(yīng)用最為廣泛。我國的機(jī)車車輛均采用這種制動(dòng)機(jī)。自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是制動(dòng)管減壓制動(dòng)，增壓緩解。因此當(dāng)列車分離時(shí)，制動(dòng)機(jī)可發(fā)生制動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車。由于這種制動(dòng)機(jī)構(gòu)造和作用都比較完善，目前我國車輛上使用的各型空氣制動(dòng)機(jī)，如貨車120型制動(dòng)機(jī)和客車用104型、F8型制動(dòng)機(jī)等，都采用這種形式。1.3城市軌道車輛制動(dòng)機(jī)的種類三.按制動(dòng)源動(dòng)力分類

2、電空制動(dòng)機(jī)電空制動(dòng)機(jī)是以壓縮空氣作為動(dòng)力來源，用電操縱的制動(dòng)機(jī)。一般是在空氣制動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上加裝電磁閥等電氣控制部件，用電來操縱制動(dòng)機(jī)的作用。它可以提高列車前后部車輛制動(dòng)和緩解作用的一致性，減少車輛間的沖擊，使制動(dòng)距離顯著縮短。所以許多高速列車都采用這種制動(dòng)機(jī)。為防止電控系統(tǒng)發(fā)生故障使列車失去制動(dòng)控制，現(xiàn)今的電空制動(dòng)機(jī)仍保留著壓縮空氣操縱裝置，以備在電控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)地轉(zhuǎn)為壓縮空氣操縱。目前我國鐵路客車使用的電空制動(dòng)機(jī)主要有104型電空制動(dòng)機(jī)和F8型電空制動(dòng)機(jī)兩種型式。城市軌道交通車輛電空制動(dòng)機(jī)有DK型電空制動(dòng)機(jī)、KBGM（德國KNORR公司）和KBWB（英國原Westinghouse公司）模擬式電空制動(dòng)機(jī)、SD數(shù)字式電空制動(dòng)機(jī)、架控式EP2002型和EP09型制動(dòng)機(jī)等。三.按制動(dòng)源動(dòng)力分類

3、軌道渦流制動(dòng)軌道渦流制動(dòng)與磁軌制動(dòng)很相似，也是把電磁鐵懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁下面同側(cè)的兩個(gè)車輪之間。不同的是，軌道渦流制動(dòng)的電磁鐵在制動(dòng)時(shí)只放到離軌面7-10mm處而不會(huì)與鋼軌發(fā)生接觸。軌道渦流制動(dòng)原理如圖1-4所示。軌道渦流制動(dòng)是利用電磁鐵和鋼軌的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使鋼軌感應(yīng)出渦流，產(chǎn)生電磁吸力作為制動(dòng)力，并把列車的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能消散于大氣。作為非黏著制動(dòng)方式的渦流軌道制動(dòng)具有對(duì)鋼軌無磨耗，高速時(shí)制動(dòng)力大，制動(dòng)力可控制，可在常用制動(dòng)時(shí)作用，結(jié)冰時(shí)沒有任何失效的危險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)。因此在高速列車上渦流軌道制動(dòng)方式比磁軌制動(dòng)方式得到更多的采用。如德國300km/h的ICE3型高速動(dòng)車組的拖車每臺(tái)轉(zhuǎn)向架上，就采用了兩組渦流軌道制動(dòng)器及兩組軸盤式鑄鋼盤形制動(dòng)裝置；上海磁浮列車的的制動(dòng)控制系統(tǒng)采用的是軌道直線渦流制動(dòng)。三.按制動(dòng)源動(dòng)力分類

圖1-4軌道渦流制動(dòng)原理圖三.按制動(dòng)源動(dòng)力分類

4、旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生制動(dòng)力的。它是將制動(dòng)圓盤作為可旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)體安裝在車軸上，電磁鐵固定在轉(zhuǎn)向架上，并應(yīng)防止其轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)原理如圖1-5所示。制動(dòng)時(shí)金屬盤在電磁鐵形成的磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，盤的表面被感應(yīng)出渦流，產(chǎn)生電磁吸力，并消散于大氣，從而產(chǎn)生制動(dòng)作用。此種制動(dòng)方式廣泛應(yīng)用于日本新干線100系、300系和700系動(dòng)車組的拖車上。5、液壓制動(dòng)為了確保行車安全，在高速動(dòng)車組上都裝有傳統(tǒng)的空氣制動(dòng)系統(tǒng)。但是空氣制動(dòng)系統(tǒng)有質(zhì)量重、體積大和響應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)輕量化和高響應(yīng)特性，而將空氣制動(dòng)部件改進(jìn)為液壓部件。液壓制動(dòng)的控制過程如圖1-6所示。制動(dòng)電子控制單元將制動(dòng)指令、電制動(dòng)的反饋信號(hào)和液壓傳感器信號(hào)計(jì)算、處理控制。液壓制動(dòng)系統(tǒng)由裝在車體上的制動(dòng)電子控制單元和裝在轉(zhuǎn)向架上電液制動(dòng)裝置構(gòu)成。與空氣制動(dòng)相比，質(zhì)量可減輕1/3左右。如北京地鐵機(jī)場(chǎng)線制動(dòng)系統(tǒng)采用電液盤型制動(dòng)和磁軌制動(dòng)系統(tǒng)的混合制動(dòng)，電制動(dòng)優(yōu)先。三.按制動(dòng)源動(dòng)力分類

圖1-5旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)原理圖1-6液壓制動(dòng)的控制過程三.按制動(dòng)源動(dòng)力分類

6、翼板制動(dòng)（如圖1-7所示）翼板制動(dòng)尚處于試驗(yàn)之中，是一種從車體上伸出翼板來增加空氣阻力的制動(dòng)方式。若翼板的位置適當(dāng)，動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的空氣阻力可增加3—4倍。2006年日本研制出利用空氣動(dòng)力制動(dòng)的Fastech360S和其改進(jìn)Fastech360Z型，并已通過400Km/h時(shí)速的安全測(cè)試，裝有空氣動(dòng)力制動(dòng)裝置的列車制動(dòng)距離在時(shí)速360Km/h與時(shí)速275Km/h是大致相同。三.按制動(dòng)源動(dòng)力分類

四.按制動(dòng)控制方式分類總體控制方式：車控、架控、軸控三種形式。制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力的控制以單輛車、轉(zhuǎn)向架或者車軸為最小單元進(jìn)行控制稱為總體控制方式，制動(dòng)過程中根據(jù)制動(dòng)力最小控制單元的不同對(duì)應(yīng)的控制方式是不一樣的。以單輛車、轉(zhuǎn)向架或車軸為制動(dòng)力控制最小單元分別稱作車控、架控、軸控，比如車控方式進(jìn)行制動(dòng)力控制的系統(tǒng)制動(dòng)力的計(jì)算和控制以車為控制單元進(jìn)行計(jì)算和控制，而架控車輛以轉(zhuǎn)向架為單元進(jìn)行控制。車控為當(dāng)前高速列車和城軌車輛的主流，架控以EP2002和EP09為典型。1、車控式圖1-8為車控制動(dòng)系統(tǒng)示意圖，圖1-9為車控式制動(dòng)系統(tǒng)原理圖。車控方式（集中式）制動(dòng)系統(tǒng)包括集中氣動(dòng)控制、集中電子控制和本車轉(zhuǎn)向架氣動(dòng)控制閥。制動(dòng)控制是由一個(gè)電子控制單元（包括制動(dòng)控制電子裝置和防滑電子裝置）控制一節(jié)車兩個(gè)轉(zhuǎn)向架。1.3城市軌道車輛制動(dòng)機(jī)的種類四.按制動(dòng)控制方式分類

圖1-8車控式制動(dòng)系統(tǒng)示意圖圖1-9車控式制動(dòng)系統(tǒng)原理圖

2、架控式（如圖1-10所示）架控式制動(dòng)控制是指一個(gè)電子控制單元控制一個(gè)轉(zhuǎn)向架。如德國克諾爾公司生產(chǎn)的EP2002型制動(dòng)系統(tǒng)和我國鐵科研和廣州地鐵公司共同研制的EP09型制動(dòng)系統(tǒng)都是架控式。架控（分布式）制動(dòng)系統(tǒng)將制動(dòng)控制和帶氣動(dòng)閥的制動(dòng)管理電子裝置結(jié)合在了安裝于每個(gè)轉(zhuǎn)向架上的單個(gè)機(jī)電一體化包（EP2002閥）中。如圖1-11所示。四.按制動(dòng)控制方式分類

四.按制動(dòng)控制方式分類圖1-10架控式制動(dòng)系統(tǒng)示意圖圖1-11架控式制動(dòng)系統(tǒng)原理圖一.城市軌道交通的特點(diǎn)

1、城市軌道交通的每條路線不長，一般在20—30km左右；站距很短，一般都在1—2Km左右。如北京地鐵1號(hào)線從四惠東站到蘋果園站，全長31.04Km，有26座車站，平均站間距離1.194Km；而哈爾濱地鐵1號(hào)線全長17.44km，共有18座車站，平均站間距離不到1km。由于站間距離短，列車加速、減速及停車都比較頻繁。為了提高運(yùn)行速度，增加列車密度，必須使列車起動(dòng)快、制動(dòng)快，制動(dòng)距離短。由于地鐵車站都設(shè)有屏蔽門，所以停車精度要求也高。這就要求車輛制動(dòng)裝置具有操縱靈活、動(dòng)作迅速、停車平穩(wěn)、準(zhǔn)確、制動(dòng)功率和制動(dòng)力大等特點(diǎn)。1.4城市軌道交通的特點(diǎn)和制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具備的條件

2、城市軌道列車的乘客量波動(dòng)大，無乘客時(shí)僅車輛自重，相對(duì)來說是比較輕的。為了降低能耗，車輛車體自重較小。乘客在總重中占相當(dāng)份額，如地鐵系統(tǒng)的A型車輛定員為310人，而在超員的情況下（AW3工況下，9人/m2）每節(jié)車輛裝載旅客達(dá)430人左右。因此，乘客量對(duì)車輛總重有較大的影響，容易引起制動(dòng)率的變化，而制動(dòng)率又是表征制動(dòng)能力的重要參數(shù)，制動(dòng)率如變化大，對(duì)列車制動(dòng)時(shí)保證一定的減速度、防止車輪滑行及減輕車輛間縱向沖動(dòng)都是不利的。因此，在城軌動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)中都設(shè)有空重車自動(dòng)調(diào)整裝置，使制動(dòng)系統(tǒng)具備在各種載客的工況下使車輛制動(dòng)率基本恒定的性能。3、城市軌道電動(dòng)列車在部分車輛或甚至所有車輛上具有獨(dú)立的牽引電動(dòng)機(jī)，這就為采用電制動(dòng)提供了基本條件。電制動(dòng)功率大，尤其是在較高速度范圍內(nèi)，能承擔(dān)大部分的制動(dòng)負(fù)荷，可以滿足城軌車輛軸制動(dòng)功率大的要求；電制動(dòng)是非摩擦制動(dòng)，沒有摩擦副零件的磨耗和噪聲，減少了維護(hù)保養(yǎng)和對(duì)環(huán)境的污染，因而比較經(jīng)濟(jì)；使用再生制動(dòng)可以節(jié)約能源，具有一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，所以，采用電制動(dòng)具有積極的意義。但電制動(dòng)在低速時(shí)制動(dòng)力小，而且要保證電制動(dòng)失效和緊急情況下的行車安全，又要滿足停車和停放的要求，所以摩擦制動(dòng)是一種必備的制動(dòng)方式。在幾種制動(dòng)方式同時(shí)安裝和使用時(shí)，要充分發(fā)揮它們的最佳作用，需要一套完善的制動(dòng)控制裝置來控制，使它們協(xié)調(diào)配合。一.城市軌道交通的特點(diǎn)

4、城市軌道交通行車密度大，乘客要求候車時(shí)間短，且快速安全，運(yùn)營時(shí)間長，留給軌道線路和車輛的檢修作業(yè)的時(shí)間很短，因而采用較強(qiáng)的軌道結(jié)構(gòu)部件，采用整體道床的較多。車輛的日常維修（日檢）一般都在夜間進(jìn)行。5、我國擁有軌道交通的城市都是國際化程度較高，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，人口密度較大（城區(qū)人口300萬人以上），城市交通出行存在一定困難的城市。如我國的北京、天津、上海、廣州、香港、澳門、臺(tái)北等城市城市軌道交通發(fā)展的比較早；具有建成一條線或正在開始第二條線建設(shè)城市軌道交通的城市有南京、深圳、重慶、武漢、長春、大連、沈陽、西安、長沙、哈爾濱等。一.城市軌道交通的特點(diǎn)

1．解釋名詞：制動(dòng)、緩解、列車制動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)力、制動(dòng)裝置、制動(dòng)距離。2．制動(dòng)裝置一般包括哪幾部分？3．按動(dòng)力的來源分車輛制動(dòng)機(jī)有哪些種類？它們各有什么特點(diǎn)？4．車輛制動(dòng)機(jī)的基本作用有哪些？5．什么是再生制動(dòng)和電阻制動(dòng)？黏著制動(dòng)和非黏著制動(dòng)？6．城市軌道交通有何特點(diǎn)？7．城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具備哪些條件？8．城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)有哪些制動(dòng)模式？9.城市軌道交通制動(dòng)系統(tǒng)的組成？復(fù)習(xí)思考題

名詞解釋：制動(dòng)、緩解、制動(dòng)力、制動(dòng)裝置、制動(dòng)距離、現(xiàn)代軌道交通制動(dòng)系統(tǒng)。

1.制動(dòng)：人為地制止物體的運(yùn)動(dòng)，包括使其減速、阻止其運(yùn)動(dòng)或加速運(yùn)動(dòng)，均可稱之為“制動(dòng)”

2.緩解：對(duì)已經(jīng)施行制動(dòng)的物體，解除或減弱其制動(dòng)作用，均可稱之為“緩解”

3.制動(dòng)力：由制動(dòng)裝置產(chǎn)生的與列車運(yùn)動(dòng)方向相反的外力。4.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置：傳送制動(dòng)原動(dòng)力并產(chǎn)生制動(dòng)力的制動(dòng)執(zhí)行裝置5.制動(dòng)距離：從司機(jī)施行制動(dòng)的瞬間起（將制動(dòng)手柄移至制動(dòng)位），到列車速度降為零列車所行駛的距離。6.現(xiàn)代軌道交通車輛的制動(dòng)系統(tǒng)是由動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)及指令和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三部分組成的。

*47

簡(jiǎn)答：1.制動(dòng)的實(shí)質(zhì)：

（1）能量的觀點(diǎn)：將列車的動(dòng)能變成別的能量或轉(zhuǎn)移走。（2）作用力的觀點(diǎn)：制動(dòng)裝置產(chǎn)生與列車運(yùn)行方向相反的力，使列車盡快減速或停車

2.制動(dòng)作用和緩解作用

對(duì)于運(yùn)動(dòng)著的列車，欲使其減速或停車，就要根據(jù)需要施加于列車一定大小的與其運(yùn)動(dòng)方向相反的外力，以使其實(shí)現(xiàn)減速或停車作用，即施行制動(dòng)作用；列車制動(dòng)停車后起動(dòng)加速前或運(yùn)行途中限速制動(dòng)后加速前均要解除制動(dòng)作用，即施行緩解作用

*48城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)列車制動(dòng)裝置包含制動(dòng)控制部分

和制動(dòng)執(zhí)行部分制動(dòng)控制部分由信號(hào)發(fā)生與傳輸裝置以及制動(dòng)控制裝置組成制動(dòng)執(zhí)行部分通常稱為基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

(傳送制動(dòng)原動(dòng)力并產(chǎn)生制動(dòng)力的制動(dòng)執(zhí)行裝置).機(jī)車制動(dòng)裝置：能夠操縱機(jī)車本身和全列車的制動(dòng)作用。車輛制動(dòng)裝置：只能控制車輛本身的制動(dòng)作用。*49城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)模式根據(jù)車輛的運(yùn)行要求，制動(dòng)系統(tǒng)采用以下幾種制動(dòng)模式：1．常用制動(dòng)正常運(yùn)行下為調(diào)解或控制動(dòng)車列車速度。

特點(diǎn)是作用緩和與制動(dòng)力的可以連續(xù)調(diào)節(jié)，制動(dòng)過程中能夠根據(jù)車輛載荷自動(dòng)調(diào)整制動(dòng)力，當(dāng)常用制動(dòng)力最大時(shí)即為常用全制動(dòng)。2．緊急制動(dòng)（不可恢復(fù)的，停車后人工恢復(fù)）緊急情況下為使列車盡快停止而施行的制動(dòng)。特點(diǎn)是作用比較迅速，而且將列車制動(dòng)能力全部使用，通過故障導(dǎo)致安全的設(shè)計(jì)原則為“失電制動(dòng)，得電緩解”的緊急空氣制動(dòng)系統(tǒng)。緊急制動(dòng)時(shí)考慮了脫弓、斷鉤、斷電等故障情況，故只采用空氣制動(dòng)，而且停車前不可緩解，在盡可能減小沖動(dòng)的情況下不對(duì)沖動(dòng)進(jìn)行具體限制。*503．快速制動(dòng)是為了使列車盡快停車而實(shí)施的制動(dòng)。特點(diǎn)是與常用制動(dòng)相同，制動(dòng)過程可以施行緩解。受沖擊率極限的限制，主控制器手柄回“0”位，可緩解，具有防滑保護(hù)和載荷修正功能。

其制動(dòng)力高于常用全制動(dòng)(上海、廣州快速制動(dòng)力高于常用全制動(dòng)22%)。這種制動(dòng)方式在緊急情況下、制動(dòng)系統(tǒng)各部分作用均正常時(shí)所采取的一種制動(dòng)方式，*514．停放制動(dòng)----彈簧停放制動(dòng)(鐵鞋)

為防止車輛在線路停放過程中，發(fā)生溜逸，城軌車輛設(shè)置停放制動(dòng)裝置。停放制動(dòng)通常是將彈簧停放制動(dòng)器的彈簧壓力通過閘瓦作用于車輪踏面來形成制動(dòng)力。

庫內(nèi)停車時(shí)可以解決因制動(dòng)缸壓力會(huì)因管路漏泄，無壓力空氣補(bǔ)充而逐步下降到零，使車輛失去制動(dòng)力的停放問題。彈簧停放制動(dòng)的緩解風(fēng)缸充氣時(shí)，停放制動(dòng)緩解；彈簧停放制動(dòng)的緩解風(fēng)缸排氣時(shí)，停放制動(dòng)施加。*525．保持制動(dòng)(停車制動(dòng))通常把停車前的這一段空氣制動(dòng)過程稱為停車制動(dòng)或保持制動(dòng)。為減小沖動(dòng)。制動(dòng)力會(huì)隨著車速的降低而有所降低，上海和廣州地鐵是在減速至4km／h左右，制動(dòng)力降至70KPa。

*53

重點(diǎn)掌握粘著狀態(tài)：輪軌間接觸狀態(tài)為粘著狀態(tài)。輪軌間非點(diǎn)接觸，是橢圓形面接觸；列車運(yùn)行中要發(fā)生各種沖擊和振動(dòng)；

車輪踏面是圓錐形的，車輪在鋼軌上滾動(dòng)的同時(shí)，伴隨微量的輪軌間的縱向和橫向滑動(dòng)。

粘著力粘著狀態(tài)下輪軌間切向摩擦力最大值。比物理學(xué)上的最大靜摩擦力要小，而且與列車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)、隨列車速度的升高而降低。粘著系數(shù)

粘著力與車輪與鋼軌間的垂直載荷之比稱為“粘著系數(shù)”。影響?zhàn)ぶ禂?shù)的因素（）*542.蠕滑由于車輪和鋼軌都是彈性體，滾動(dòng)時(shí)輪軌接觸處會(huì)產(chǎn)生彈性變形，這種新的彈性變形會(huì)使接觸面發(fā)生微量滑動(dòng)，稱之為“蠕滑”（CREEP）。蠕滑的產(chǎn)生是由于在車輪接觸面的前部產(chǎn)生壓縮，后部產(chǎn)生拉伸；而在鋼軌接觸面的前部產(chǎn)生拉伸，后部產(chǎn)生壓縮。隨著動(dòng)輪的滾動(dòng)，車輪上原來被壓縮的金屬陸續(xù)放松，并被拉伸；而鋼軌上原來被拉伸的金屬陸續(xù)被壓縮，因而在接觸面的后部出現(xiàn)滑動(dòng)。

*557.制動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性、安定性與靈敏度（1）穩(wěn)定性當(dāng)制動(dòng)管減壓速率低于某一數(shù)值范圍時(shí)，制動(dòng)機(jī)將不發(fā)生制動(dòng)作用的性能，稱為制動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性。

也就是說，要使制動(dòng)機(jī)可靠地產(chǎn)生制動(dòng)作用，除了要有一定的制動(dòng)管減壓量外，還需要一定的減壓速率，兩者缺一不可。其數(shù)值范圍因各型制動(dòng)機(jī)而不同。

我國規(guī)定：制動(dòng)管減壓速率或漏泄小于20kPa/min。（2）安定性常用制動(dòng)時(shí)不發(fā)生緊急制動(dòng)作用的性能，稱為制動(dòng)機(jī)的安定性。

即:當(dāng)制動(dòng)管減壓速率在10～40kPa/s范圍時(shí)，緊急閥不應(yīng)動(dòng)作。（3）靈敏度當(dāng)制動(dòng)管減壓速率達(dá)到一定數(shù)值范圍時(shí)，制動(dòng)機(jī)必須產(chǎn)生制動(dòng)作用的性能，稱為制動(dòng)機(jī)的靈敏度。一般地，常用制動(dòng)靈敏度為10～40kPa/s；緊急制動(dòng)靈敏度為70kPa/s。

上述三者之間相互聯(lián)系，在同一制動(dòng)機(jī)上必須協(xié)調(diào)一致，保證三者之間有明顯的隔離區(qū)間，否則將使制動(dòng)機(jī)無法正常工作。*561.簡(jiǎn)述城市軌道交通車輛列車制動(dòng)的組成和分類。

現(xiàn)代軌道交通車輛的制動(dòng)系統(tǒng)是由動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)及指令和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三部分組成的。分為:常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)、快速制動(dòng)和停放制動(dòng)和保持制動(dòng)

2.簡(jiǎn)述制動(dòng)力的形成及其影響因素。

閘瓦制動(dòng)原理;黏著影響因素

3.簡(jiǎn)述空氣波、制動(dòng)波及其列車制動(dòng)時(shí)的縱向動(dòng)力作用。

縱向動(dòng)力:對(duì)于空氣制動(dòng)機(jī)，在施行制動(dòng)或緩解時(shí)所產(chǎn)生的空氣波存在一個(gè)沿制動(dòng)管長度方向由前向后擴(kuò)散或傳播的過程,“沿列車長度的制動(dòng)或緩解作用的不同時(shí)性”是列車制動(dòng)或緩解時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈縱向動(dòng)力作用的主要原因。列車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生縱向動(dòng)力作用的主要原因有三個(gè)：1）制動(dòng)作用沿列車長度方向的不同時(shí)性，即列車前部制動(dòng)力形成得早，上升得快，后部則晚而慢。2）全列車制動(dòng)缸的壓力都達(dá)到指定值以后，單位制動(dòng)力（列車每噸重量的制動(dòng)力）沿列車長度方向的不均勻分布。3)各車輛之間的非剛性連接（緩沖器可壓縮，車鉤與車鉤之間有自由間隙）使由于前兩種原因產(chǎn)生的縱向動(dòng)力作用更加劇烈。

4.簡(jiǎn)述制動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性、安定性和靈敏度。*57課題2制動(dòng)方式的分類和制動(dòng)機(jī)的分類*58

一、制動(dòng)方式的分類

按制動(dòng)時(shí)列車動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式分：摩擦制動(dòng)方式（動(dòng)能—熱能）動(dòng)力制動(dòng)方式（動(dòng)能—電能）

按制動(dòng)力獲取方式分

黏著制動(dòng)與非黏著制動(dòng)

按制動(dòng)源動(dòng)力的不同分：（拓展）

壓縮空氣的壓力制動(dòng)、電磁力制動(dòng)（多數(shù)）機(jī)械制動(dòng)、液壓制動(dòng)、翼板制動(dòng)等方式。（少數(shù)）

按制動(dòng)控制方式分類（參考文獻(xiàn)）車控、架控、軸控三種制動(dòng)控制形式1234*59*603.按制動(dòng)源動(dòng)力分類

壓縮空氣的壓力制動(dòng)、電磁力制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)、液壓制動(dòng)、翼板制動(dòng)等方式課題3城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展概況*61動(dòng)力制動(dòng)優(yōu)先于機(jī)械制動(dòng)理論上，高速列車在實(shí)施常用制動(dòng)時(shí)，從動(dòng)力制動(dòng)開始，直至車速降為零完全停車實(shí)際上，動(dòng)力制動(dòng)在列車最高速度時(shí)（80km/h）很難實(shí)現(xiàn)。有時(shí)為了在滿載的情況下獲得最大的輪軌粘著力，列車也需要使用部分拖車上的摩擦制動(dòng)力。當(dāng)列車速度降到很低時(shí)（約10km/h以下），動(dòng)力制動(dòng)作用迅速減弱，也需要摩擦制動(dòng)逐漸予以補(bǔ)充將車完全停止。*62城市軌道交通車輛的制動(dòng)系統(tǒng)的組成及其各組成部分的作用：（1）動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。它一般與牽引系統(tǒng)連在一起形成主電路，包括再生反饋電路和制動(dòng)電阻器，將動(dòng)力制動(dòng)產(chǎn)生的電能反饋給供電接觸網(wǎng)或消耗在制動(dòng)電阻器上。（2）空氣制動(dòng)系統(tǒng)。它由供氣部分、控制部分和執(zhí)行部分（基礎(chǔ)制動(dòng)裝置）等組成。供氣部分有空氣壓縮機(jī)組、空氣干燥機(jī)和風(fēng)缸等；控制部分有電-空（EP）轉(zhuǎn)換閥、緊急閥、稱重閥和中繼閥等；執(zhí)行部分就是閘瓦制動(dòng)裝置和盤形制動(dòng)裝置等。（3）指令和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它既是傳送司機(jī)指令的通道，同時(shí)也是制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換及制動(dòng)系統(tǒng)與列車控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的總線。*63制動(dòng)有關(guān)原則1、(常用)制動(dòng)優(yōu)先原則2、(常用)制動(dòng)混合原則3、(常用)制動(dòng)力的分配原則1(常用)制動(dòng)優(yōu)先原則第一優(yōu)先再生制動(dòng)第二優(yōu)先電阻制動(dòng)第三優(yōu)先踏面磨擦制動(dòng)(氣制動(dòng))(1)電制動(dòng)無故障狀態(tài)下的制動(dòng)原則在DCU無故障狀態(tài)情況下，電制動(dòng)始終起作用，提供常用制動(dòng)所需的制動(dòng)力(AW0～AW2)。制動(dòng)指令值同時(shí)送至所有的DCU和ECU，并由它們分別根據(jù)車輛的載荷情況計(jì)算所需的制動(dòng)力。(2)電制動(dòng)與氣制動(dòng)混合的控制原則電制動(dòng)和氣制動(dòng)之間融和(混合)應(yīng)是平滑的，并滿足正常運(yùn)行的沖擊極限。氣制動(dòng)用來填補(bǔ)所要求的制動(dòng)需求和已達(dá)到的電制動(dòng)力之間的差額。

2(常用)制動(dòng)混合原則3(常用)制動(dòng)力的分配原則電制動(dòng)力的分配原則：由于車輛編組每單元為三節(jié)，假設(shè)每單元自己提供制動(dòng)力，總共需要300%的制動(dòng)力，而電制動(dòng)時(shí)只有動(dòng)車能提供制動(dòng)力，每單元的三節(jié)車中只有兩節(jié)動(dòng)車，因此每節(jié)動(dòng)車承擔(dān)150%的制動(dòng)力。氣制動(dòng)力的分配原則：由A、B和C車組成的單元車則需300％的氣制動(dòng)力，每節(jié)車的(氣制動(dòng)控制單元)根據(jù)本車的載荷重量負(fù)責(zé)本車100％的制動(dòng)力。空氣制動(dòng)系統(tǒng)空氣制動(dòng)系統(tǒng)：空氣制動(dòng)主要以壓縮空氣為空氣制動(dòng)信號(hào)傳遞和控制制動(dòng)力介質(zhì)的控制系統(tǒng)。一）空氣制動(dòng)系統(tǒng)的組成城市軌道交通車輛的空氣制動(dòng)系統(tǒng)由供氣系統(tǒng)、防滑裝置制動(dòng)控制單元、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置*68制動(dòng)控制單元是空氣制動(dòng)的核心部件，它接受微機(jī)制動(dòng)控制單元（EBCU）的指令，然后再指示制動(dòng)執(zhí)行部件動(dòng)作。其組成部分主要有：模擬轉(zhuǎn)換閥、緊急閥、稱重閥和均衡閥等。

供氣系統(tǒng):主要由空氣壓縮機(jī)、空氣干燥器、壓力控制裝置和管路系統(tǒng)組成。供氣系統(tǒng)除了給車輛制動(dòng)系統(tǒng)供氣外，還向車輛的空氣懸架設(shè)備、車門控制裝置（氣動(dòng)門）、氣動(dòng)喇叭、刮水器及車鉤操作氣動(dòng)控制設(shè)備等設(shè)備供氣。

防滑裝置是用于車輪與鋼軌粘著不良時(shí)，對(duì)制動(dòng)力進(jìn)行控制的裝置。作用是：防止車輪即將抱死——避免滑動(dòng)并最佳地利用粘著力，以獲取最短的制動(dòng)距離。

*69（一）直通式空氣制動(dòng)機(jī)原理圖*70（1）直通式制動(dòng)位

操縱手柄放在制動(dòng)位后總風(fēng)缸的壓縮空氣經(jīng)制動(dòng)閥進(jìn)入制動(dòng)管，最后進(jìn)入各個(gè)車輛的制動(dòng)缸，壓縮空氣推動(dòng)制動(dòng)缸活塞移動(dòng)，并通過活塞桿帶動(dòng)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置，產(chǎn)生制動(dòng)作用。

制動(dòng)力大小，取決制動(dòng)缸內(nèi)壓縮空氣的壓力。由駕駛員操縱手柄在制動(dòng)位放置時(shí)間的長短而定，*71(2)直通式緩解位

要緩解時(shí)，駕駛員將操縱手柄置于緩解位，各車輛制動(dòng)缸內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)制動(dòng)管從制動(dòng)閥EX口排入大氣。操縱手柄在緩解位放置的時(shí)問應(yīng)足夠長，使制動(dòng)缸內(nèi)的壓縮空氣排盡，壓力降低至零。此時(shí)制動(dòng)缸活塞借助制動(dòng)缸緩解彈簧的復(fù)原力，使活塞回到緩解位，閘瓦離開車輪，實(shí)現(xiàn)車輛緩解。*72(3)直通式保壓位制動(dòng)閥操縱手柄放在保壓位時(shí)，制動(dòng)閥保持總風(fēng)缸管、制動(dòng)管和EX口各部相通，可保持制動(dòng)缸內(nèi)壓力不變。駕駛員將操縱手柄靠在動(dòng)位與保壓位之間來回操縱，或在緩解位與保壓位之間來回操縱時(shí)，制礎(chǔ)缸壓力能分階段上升或下降，即實(shí)現(xiàn)階段制動(dòng)或階段緩解。*73直通空氣制動(dòng)機(jī)特點(diǎn)是：1）制動(dòng)管增壓制動(dòng)、減壓緩解，列車分離時(shí)不能自動(dòng)停車。2）能實(shí)現(xiàn)階段緩解和階段制動(dòng)。3）制動(dòng)力大小靠司機(jī)操縱手柄在制動(dòng)位放置時(shí)間長短決定，因此控制不太精確。4）制動(dòng)時(shí)全列車制動(dòng)缸的壓縮空氣都由總風(fēng)缸供給；緩解時(shí)，各制動(dòng)缸的壓縮空氣都須經(jīng)制動(dòng)閥排氣口排人大氣。因此前后車輛的制動(dòng)的一致性不好。*74（二）自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)原理圖*75(1）三通閥制動(dòng)位*76*77(3)三通閥保壓位*78自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)特點(diǎn)（1）制動(dòng)管減壓制動(dòng)、增壓緩解，列車分離時(shí)能自動(dòng)制動(dòng)停車。（2）由于制動(dòng)缸的風(fēng)源與排氣口離制動(dòng)缸較近，其制動(dòng)與緩解不再通過制動(dòng)閥進(jìn)行，因此制動(dòng)與緩解一致性較直通制動(dòng)機(jī)好，列車縱向沖動(dòng)較小，適合于較長編組的列車。（3）有階段制動(dòng)及一次緩解性能。*79自動(dòng)式與直通式制動(dòng)機(jī)的區(qū)別

自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)在直通式空氣制動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上增加了置三個(gè)部件：（1）給氣閥：在總風(fēng)缸與制動(dòng)閥之間；作用是限定制動(dòng)管定壓。（2）三通閥：在每節(jié)車輛的制動(dòng)管與制動(dòng)缸之間；作用是制動(dòng)缸充氣或排氣的控制部件。（3）副風(fēng)缸：在每節(jié)車輛的制動(dòng)管與制動(dòng)缸之間；作用是提供壓縮空氣。*801-空氣壓縮機(jī)；2-總風(fēng)缸；3-總風(fēng)缸管；4-制動(dòng)閥；5-制動(dòng)管；6-制動(dòng)缸；7-基礎(chǔ)制動(dòng)裝置；8-制動(dòng)缸緩解彈簧；9-制動(dòng)缸活塞；10-閘瓦；11-制動(dòng)閥Ex口；12-車輪；13-定壓風(fēng)缸；14-副風(fēng)缸；15-給氣閥；16-三通閥排氣口；17-排氣閥口；18-進(jìn)氣閥口；19-進(jìn)排氣閥；20-制動(dòng)缸壓力活塞；21-主活塞；22-單向閥。(三)直通自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)*81直通自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)與自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)的組成上基本相同，只增加一個(gè)定壓風(fēng)缸13。但其三通閥的結(jié)構(gòu)和原理與自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)的三通閥有較大的區(qū)別。

自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)三通閥的主控機(jī)構(gòu)是靠制動(dòng)管與副風(fēng)缸兩者壓力的差別與平衡來動(dòng)作的，即為二壓力機(jī)構(gòu)閥。

直通自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)三通閥的主控機(jī)構(gòu)由大小兩個(gè)活塞組成，它的動(dòng)作是由制動(dòng)缸壓力活塞上側(cè)的制動(dòng)缸壓力，主活塞上、下兩側(cè)的制動(dòng)管壓力和定壓風(fēng)缸的壓力三者的差別與平衡來控制的，因此它屬于三壓力機(jī)構(gòu)閥。*821）充氣緩解位司機(jī)將制動(dòng)閥置于緩解位Ⅰ，總風(fēng)缸的壓縮空氣經(jīng)給氣閥和制動(dòng)閥充向制動(dòng)管，再經(jīng)制動(dòng)管通向各車輛的三通閥主活塞上側(cè)?；钊谥苿?dòng)管壓力作用下下移，形成下列兩條通路。①制動(dòng)管壓縮空氣主活塞上側(cè)→充氣溝→主活塞下側(cè)定壓風(fēng)缸；②制動(dòng)缸的壓縮空氣→制動(dòng)缸壓力空氣活塞上側(cè)→排氣閥口→活塞桿中心孔→制動(dòng)缸壓力活塞下側(cè)→三通閥排氣口。上述第二條通路在初充氣時(shí)，由于制動(dòng)缸內(nèi)無壓縮空氣而沒有排氣現(xiàn)象。在這一位置時(shí)，定壓風(fēng)缸充氣，制動(dòng)缸緩解。而副風(fēng)缸只要其壓力低于制動(dòng)管壓力，在單向閥作用下制動(dòng)管會(huì)自動(dòng)向其補(bǔ)充壓縮空氣，并不受作用位置的限制。（2）制動(dòng)位制動(dòng)閥操縱手柄置于制動(dòng)位Ⅲ，制動(dòng)管以一定的速度減壓，定壓風(fēng)缸的壓縮空氣來不及通過充氣溝逆流，主活塞上、下兩側(cè)形成壓差，主活塞上移。首先，排氣閥口頂住進(jìn)排氣閥，關(guān)閉了制動(dòng)缸與大氣的通路。同時(shí)，充氣溝被主活塞遮斷，主活塞兩側(cè)壓差進(jìn)一步加大，主活塞克服進(jìn)排氣閥彈簧壓力而打開進(jìn)排氣閥進(jìn)氣口，形成副風(fēng)缸通過進(jìn)氣閥口至制動(dòng)缸充氣的通路。同時(shí)制動(dòng)缸壓力也作用在制動(dòng)缸壓力的活塞上側(cè)。*83（3）制動(dòng)中立位制動(dòng)閥操作手柄置于保壓位Ⅱ，制動(dòng)管停止減壓。這時(shí)主活塞上側(cè)壓力停止下降，但三通閥仍處于制動(dòng)位，副風(fēng)缸繼續(xù)向制動(dòng)缸充氣，制動(dòng)缸壓力活塞上側(cè)壓力也繼續(xù)增加。當(dāng)制動(dòng)缸壓力作用在制動(dòng)缸壓力活塞上側(cè)產(chǎn)生的作用力與進(jìn)排氣閥彈簧力，再加上主活塞上側(cè)制動(dòng)管壓力產(chǎn)生的作用力，稍稍大于定壓風(fēng)缸壓力在主活塞下側(cè)產(chǎn)生的作用力時(shí)，進(jìn)排氣閥壓向進(jìn)氣閥口，切斷副風(fēng)缸向制動(dòng)缸的充氣通路。這時(shí)排氣閥口也沒有開啟，制動(dòng)缸處于保壓狀態(tài)，三通閥處于制動(dòng)中立位。若司機(jī)將制動(dòng)閥操縱手柄在制動(dòng)位、中立位來回扳動(dòng)，三通閥將反復(fù)處于制動(dòng)位與制動(dòng)中立位，即得到階段制動(dòng)。（4）緩解中立位列車制動(dòng)后充氣緩解，當(dāng)制動(dòng)管壓力尚未充至定壓時(shí)，司機(jī)將制動(dòng)閥操縱手柄置于中立位，制動(dòng)管停止增壓。這時(shí)由于主活塞上側(cè)制動(dòng)管壓力仍小于定壓風(fēng)缸的壓力（基本上仍保持制動(dòng)管定壓），因此當(dāng)制動(dòng)缸壓力減至一定值時(shí)，作用在活塞上的制動(dòng)管、制動(dòng)缸和定壓風(fēng)缸三者壓力使向上的壓力略大于向下的壓力，活塞上移，排氣閥口關(guān)閉。但向上的力較小，不足以頂開進(jìn)排氣閥，制動(dòng)缸保壓，三通閥處于緩解中立位。在制動(dòng)管充至定壓前，反復(fù)使制動(dòng)管處于增壓、保壓狀態(tài)，就能實(shí)現(xiàn)階段緩解，當(dāng)制動(dòng)管最終充至定壓，制動(dòng)缸就徹底緩解完畢。*84直通自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)具有階段制動(dòng)和階段緩解。同時(shí)，制動(dòng)管要充到定壓，制動(dòng)缸才能完全緩解。具有制動(dòng)力不衰減性。即在制動(dòng)中立位或緩解中立位時(shí)，當(dāng)制動(dòng)缸壓力因漏泄等原因而下降時(shí)，三通閥能自動(dòng)地給予補(bǔ)充壓縮空氣，保證制動(dòng)缸壓力保持原值。*85自動(dòng)式與直通式制動(dòng)機(jī)的區(qū)別自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)在直通式空氣制動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上增加了置三個(gè)部件：（1）給氣閥：在總風(fēng)缸與制動(dòng)閥之間；作用是限定制動(dòng)管定壓。（2）三通閥：在每節(jié)車輛的制動(dòng)管與制動(dòng)缸之間；作用是制動(dòng)缸充氣或排氣的控制部件。（3）副風(fēng)缸：在每節(jié)車輛的制動(dòng)管與制動(dòng)缸之間；作用是提供壓縮空氣。*86二、電氣指令式制動(dòng)控制系統(tǒng)（一）數(shù)字指令式制動(dòng)控制系統(tǒng)所謂數(shù)字式是指由0和1組成的2進(jìn)制數(shù)，在用3位數(shù)組合時(shí)，除了（000），還有（001,010,100,101,110,111）7組組合在制動(dòng)控制上，使0