【南京地鐵4號線列車制動系統(tǒng)探究4000字】

第第頁共6頁南京地鐵4號線列車制動系統(tǒng)研究摘要現(xiàn)如今社會，地鐵發(fā)展及建設(shè)趨勢急劇上增。尤其是在南京這座經(jīng)濟發(fā)展領(lǐng)先且有著高人流量的一線城市，地鐵憑借著較高的安全性和準(zhǔn)確度以及有著很大運量的特點，在城市軌道交通體系中有著至高的地位，甚至說有著無可取代的地位。從南京第一條地鐵線路的建設(shè)運營使用到現(xiàn)在的十條線路運營，乃至未來幾年的近十條線線路延長及規(guī)劃建設(shè)，足以說明南京地鐵在城市公共交通中的重要作用和極高地位。南京地鐵憑借著成熟的技術(shù)和和運營模式以及有著大量的優(yōu)秀技術(shù)人員，被稱為“地鐵的搖籃”。然而對于地鐵車輛來說，制動是列車運行的基礎(chǔ)，是必不可少的。制動力的施加是能夠使運行中的地鐵車輛迅速減速或者停車的，也可以是為了避免長時間停放的車輛受到重力作用或者其他的外力的作用而發(fā)生溜車的情況施加的一種力。地鐵列車的制動控制系統(tǒng)在整個列車的控制系統(tǒng)中具有極大的作用，是整列車核心系統(tǒng)之一。本文則是根據(jù)地鐵車輛制動系統(tǒng)的基本原理以及概念，以南京地鐵4號線列車作為研究的對象，對該線路列車的制動系統(tǒng)作了簡要的概述分析以及對其制動系統(tǒng)的振動問題進行了簡要分析。關(guān)鍵詞南京地鐵四號線城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)目次TOC\o"1-2"\h\u47411引言 498902南京地鐵四號線列車制動系統(tǒng)概述 4225442.1南京地鐵四號線制動的基本概況以及制動系統(tǒng)的方式 4180872.2南京地鐵四號線列車制動模式及其功能 59368參考文獻 101引言2南京地鐵四號線列車制動系統(tǒng)概述2.1南京地鐵四號線制動的概況以及制動的方式南京地鐵4號線列車制動系統(tǒng)可實現(xiàn)組合制動、快速制動、保壓制動、緊急制動、駐車制動、WSP、減載和混合制動等功能。制動方式可分為電制動和氣動制動。空氣制動南京地鐵四號線的空制系統(tǒng)則是EP2002型空制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以轉(zhuǎn)向架為單位的“架空式”制動控制系統(tǒng)，但車輪的防滑保護則采用的是“軸控”的模式。該型制動系統(tǒng)主要包括EP2002閥(BCU)，空氣壓縮機組，基礎(chǔ)的制動裝置，風(fēng)缸模塊，空氣懸掛裝置和氣動輔助裝置（例如：截斷塞門，測試接頭等）等。為了最大限度地利用電制動，混合制動系統(tǒng)采用“列車級”控制方式，即先使用電制動，將足夠的制動力均勻分配到所有車輛上，以補償空氣制動。為確保“列車級”控制，每個GV閥與MVB通信，其他EP2002閥通過雙冗余制動內(nèi)聯(lián)網(wǎng)相互通信。每列A節(jié)車部分裝有一個閥門G和一個閥門R，車廂B裝有兩個閥門S。一個閥門（每個轉(zhuǎn)向架一個閥門）安裝在相應(yīng)的轉(zhuǎn)向架附近。S閥為每個轉(zhuǎn)向架提供行車制動、緊急制動和WSP。除了S閥的所有功能外，G閥還提供制動控制和列車控制系統(tǒng)的接口。

主GV閥通過MVB接口接收來自列車自動駕駛或DCH給出的制動力參考值及每個車的電制動狀態(tài)及電制動完成值，主GV閥根據(jù)各轉(zhuǎn)向架空氣制動的有效性統(tǒng)計整列車可用的空氣制動，然后平均計算每個車轉(zhuǎn)向架上要施加的空氣制動力;主GV閥根據(jù)上一步計算所得的空氣制動力在本地CAN單元內(nèi)分配所需空氣制動。如果某個動車電制動失效，列車空氣制動系統(tǒng)將把該動車當(dāng)作拖車。

正常情況下，主GV閥通過MVB接口接收來自列車自動駕駛或DCH給出的制動力參考值及每個車的電制動狀態(tài)及電制動完成值，GV閥根據(jù)各轉(zhuǎn)向架空氣制動的有效性統(tǒng)計整列車可用的空氣制動，然后平均計算每個車轉(zhuǎn)向架上要施加的空氣制動力。電制動（電阻制動，再生制動）在電制動時，電機作為發(fā)電機將動能轉(zhuǎn)化為電能，電制動產(chǎn)生的電能通過牽引傳動裝置反饋到接觸網(wǎng)。當(dāng)電網(wǎng)不能吸收全部能量時，制動電阻用于消耗電網(wǎng)不能吸收的能量，以滿足電制動的需要。2.2南京地鐵四號線列車制動模式及其功能常用制動正常情況下常用制動過程中是電制動＋空氣制動混合施加的方式，混合施加時，電制動優(yōu)先，不足的部分由空氣制動隨時進行補償，GV閥將需要補償?shù)目諝庵苿恿ζ骄峙涞剿熊嚿?。電制動?yōu)先使用再生制動。在列車自動駕駛模式下，列車自動駕駛輸出制動指令和參考值，在人工模式下，DCH手柄輸出制動指令及參考值。

當(dāng)行車過程中施加和釋放制動時，它具有沖擊限制功能，以保證乘客的舒適度。沖擊極限為0.75m/s'；在行車制動期間，它具有WSP功能。，WSP分為電制動防滑和空氣制動防滑;制動施加和釋放的過程是可逆的，即在制動施加過程中隨時可以撤銷該動作;

當(dāng)車速較低時，設(shè)置電制動衰減點。在到達這個衰落點之前，VCU車載計算機向網(wǎng)關(guān)閥(GV閥)輸送信號，當(dāng)達到這個過渡點時，氣動制動逐漸取代電制動。電空轉(zhuǎn)換點設(shè)置為5-8km/h（暫定），并在調(diào)試階段確定并固化(包括轉(zhuǎn)換點與結(jié)束點）

所有空氣制動指示器和所有空氣制動釋放指示器都位于列車駕駛員控制臺中。當(dāng)所有空氣制動被應(yīng)用時，所有空氣制動操作指示燈（紅色）點亮，當(dāng)所有空氣制動釋放時，所有制動指示燈（綠色）點亮。快速制動當(dāng)DCH手柄推到“快速制動”位時，列車將快速剎車?？焖僦苿邮强赡娴?，在低電平時有效。普通網(wǎng)絡(luò)模式下，快速制動為電—空混合制動，并且優(yōu)先使用電制動，制動力分配方案與常用制動相同。當(dāng)DCH手柄移動超出出制動范圍時，快速制動將會被釋放。

在ATO模式及和緊急牽引模式下，沒有快速制動。在快速制動過程中，制動力施加的沖擊極限≤0.75m/s3。

三、保持制動

保持制動是一種在防止停在斜坡上的列車再次被牽引時向后滑動的制動方式。它由電動氣動行車制動器作用。保持制動力的大小應(yīng)在實際制動力與總最大制動力的70%左右取較大的值，并在制動保持過程中具有負載補償功能。在脫檔自動駕駛模式下，當(dāng)電網(wǎng)正常時，電網(wǎng)系統(tǒng)會發(fā)送信號以保持制動器的施加和釋放。在停電或緊急操作的情況下，制動系統(tǒng)控制抱閘的應(yīng)用和釋放。工況為：無有線牽引信號且制動系統(tǒng)檢測到零速；衰減條件為：有有線牽引控制，無有線制動控制，制動系統(tǒng)檢測到速度高于2km/h。四、緊急制動緊急制動是故障安全環(huán)路，，緊急制動的指令一旦發(fā)出后就無法撤除，列車急劇減速直至列車停止。WSP功能在緊急制動過程中，仍然發(fā)揮其功能，并且不受沖動極限限制。五、停放制動停放制動力應(yīng)能使一列AW3負載的6輛編組的列車停放在30‰干燥清潔的坡道上，不溜車。當(dāng)總風(fēng)壓力不足時，停放制動會通過彈簧自動施加。PBPB按鈕安裝在每個A車司機室的控制臺上用于施加、釋放列車的停放制動。“0”速時下閉合PBPB按鈕，列車則會施加停放制動。若將PBPB按鈕彈起，停放制動將會被。當(dāng)停放制動釋放后，停放制動壓力開關(guān)觸點閉合，通過列車線串聯(lián)后輸出給所有停放制動緩解繼電器，用于司機臺上停放制動帶燈按鈕PBPB的狀態(tài)顯示。手動緩解裝置可以通過常用制動的施加來達到復(fù)位的目的。防滑保護電制動和空氣制動各有獨立的滑行保護裝置，以保證最佳粘著利用。若氣動制動系統(tǒng)檢測到電制動打滑并延時1.5，氣動制動系統(tǒng)將根據(jù)當(dāng)前制動等級將制動力分配方案由“平均分配”制動方案切換至“等粘著分配”制動方案。牽引系統(tǒng)必須在電制動力極限值的范圍內(nèi)執(zhí)行電制動WSP動作，同時氣動制動系統(tǒng)將在拖車轉(zhuǎn)向架和切除了電制動的動力轉(zhuǎn)向架上使用相等粘著的氣動制動力。若電制動打滑仍在持續(xù)并累計達3s(暫定)，則氣動制動系統(tǒng)將發(fā)送電制動切除信號給相應(yīng)的轉(zhuǎn)向架的，并由氣動制動接管該轉(zhuǎn)向架，同樣按照等粘著的方式施加相等粘著的空氣制動力。

如果氣動制動系統(tǒng)檢測到打滑1s，氣動制動系統(tǒng)向相應(yīng)的轉(zhuǎn)向架發(fā)出電制動切斷信號，氣動制動則會接管該轉(zhuǎn)向架。同時，空氣制動系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的制動水平將制動力分配模式從“均勻分布”更改為“等黏著分配”。此時氣動制動系統(tǒng)將向有效的動力轉(zhuǎn)向架發(fā)送基于“等粘著分配”方案的電制動力請求。并且在拖架上和切除了電制動的動力轉(zhuǎn)向架上根據(jù)相等粘著的方案施加相等粘著的氣動制動力。

空氣制動防滑控制采用兩種滑行探測方法來檢測是否存在滑行情況:單根車軸的過快減速；每根軸與最高轉(zhuǎn)速的那根軸之間的速度差；

當(dāng)空氣制動檢測到拖車轉(zhuǎn)向架滑行，防滑保護系統(tǒng)控制相應(yīng)的轉(zhuǎn)向架工作來利用輪軌的最大粘著；在任一車軸上的氣動制動力連續(xù)降低不得超過5秒，之后自動繼續(xù)制動。當(dāng)WSP系統(tǒng)出現(xiàn)故障或失效無法正常工作時，空氣控制在沒有WSP的情況下保持激活；WSP在緊急制動方面仍然有效。

在制動施加過程中，防滑保護裝置的效率應(yīng)不低于85%。

如果在最差的粘著條件下(0.06)

制動，與在干燥情況下的停車距離相比，車輪防滑系統(tǒng)的功效使制動距離增加小」30%。

七、載荷補償

載荷補償功能即施加的制動力和牽引力隨著列車載荷的變化而變化，以保證制動、牽引時的減速度、加速度不隨列車載荷變化，保證制動距離。BCU接收來自轉(zhuǎn)向架兩個對角空氣彈簧的壓縮空氣，作為轉(zhuǎn)向架的負載信號，以實現(xiàn)牽引和制動過程中的負載補償功能。在網(wǎng)絡(luò)正常情況下，制動控制單元將根據(jù)MVB傳輸?shù)乃熊囬T關(guān)好信號確定此時載荷信號，并將此值保持到下站。

在緊急牽引時(網(wǎng)絡(luò)故障)，牽引以AW0工況施加牽引力;制動系統(tǒng)將根據(jù)硬線牽引命令固化載荷信號。在常用制動應(yīng)用的過程中，如果某一轉(zhuǎn)向架的某個載荷信號失效(在AW0~AW3載荷信號范圍之外)，該轉(zhuǎn)向架載荷根據(jù)另外一個載荷信號進行載荷補，即同一個轉(zhuǎn)向架的載荷信號。正常制動時，若轉(zhuǎn)向架負載信號失效（在負載信號AW0～AW3范圍外），轉(zhuǎn)向架的負載根據(jù)另一轉(zhuǎn)向架的負載進行補償。當(dāng)整車載荷信號故障時，該車的載荷信號按AW3(暫定)執(zhí)行。

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