1、1.1.掌握制动系统的基本概念和具备的条件、车辆制动系统的分类掌握制动系统的基本概念和具备的条件、车辆制动系统的分类 2.2.掌握城轨车辆供气系统的基本结构和原理掌握城轨车辆供气系统的基本结构和原理 3.3.掌握城轨车辆基础制动装置的基本结构掌握城轨车辆基础制动装置的基本结构 4.4.了解电制动的基本原理了解电制动的基本原理 5.5.掌握掌握KBGMKBGM型制动系统的组成和作用原理型制动系统的组成和作用原理 6.6.掌握城轨车辆掌握城轨车辆EP09EP09型制动系统的组成和作用原理型制动系统的组成和作用原理 一、基本概念一、基本概念 1列车制动系统列车制动系统 现代轨道交通车辆的制动系统是由
2、动力制动系统和空气现代轨道交通车辆的制动系统是由动力制动系统和空气制动系统及指令和通信网络系统三部分组成的。制动系统及指令和通信网络系统三部分组成的。 （1）动力制动系统。它一般与牵引系统连在一起形成主）动力制动系统。它一般与牵引系统连在一起形成主电路，包括再生反馈电路和制动电阻器，将动力制动产生的电路，包括再生反馈电路和制动电阻器，将动力制动产生的电能反馈给供电接触网或消耗在制动电阻器上。电能反馈给供电接触网或消耗在制动电阻器上。 （2）空气制动系统。它由供气部分、控制部分和执行部）空气制动系统。它由供气部分、控制部分和执行部分等组成。供气部分有空气压缩机组、空气干燥器和风缸等；分等组成。供
3、气部分有空气压缩机组、空气干燥器和风缸等；控制部分有电控制部分有电-空转换阀（空转换阀（EP）、紧急阀、称重阀和中继阀）、紧急阀、称重阀和中继阀等；执行部分有闸瓦制动装置和盘形制动装置等。等；执行部分有闸瓦制动装置和盘形制动装置等。 （3）指令和通信网络系统。它既是传送司机指令的通道，）指令和通信网络系统。它既是传送司机指令的通道，同时也是制动系统内部数据交换及制动系统与列车控制系统同时也是制动系统内部数据交换及制动系统与列车控制系统进行数据通信的总线。进行数据通信的总线。 2制动作用和缓解作用制动作用和缓解作用 （1）制动：是指人为施加的外力，使运动的物体减速或阻）制动：是指人为施加的外力，
4、使运动的物体减速或阻止其加速，以及保持静止的物体静止不变的作用。从能量变化止其加速，以及保持静止的物体静止不变的作用。从能量变化的角度理解，制动过程是一个能量转移的过程，是将列车运行的角度理解，制动过程是一个能量转移的过程，是将列车运行所具有的动能人为控制地转变成其他形式能量的过程。所具有的动能人为控制地转变成其他形式能量的过程。 （2）缓解：对已经施行制动的物体，解除或减弱其制动作）缓解：对已经施行制动的物体，解除或减弱其制动作用，均可称之为用，均可称之为“缓解缓解” 对于运动着的列车，欲使其减速或停车，就要根据需要施对于运动着的列车，欲使其减速或停车，就要根据需要施加于列车一定大小的与其运
5、动方向相反的外力，以使其实现减加于列车一定大小的与其运动方向相反的外力，以使其实现减速或停车作用，即施行制动作用；列车制动停车后起动加速前速或停车作用，即施行制动作用；列车制动停车后起动加速前或运行途中限速制动后加速前均要解除制动作用，即施行缓解或运行途中限速制动后加速前均要解除制动作用，即施行缓解作用。作用。 3制动机：产生制动原动力并进行操纵和控制的部分设制动机：产生制动原动力并进行操纵和控制的部分设备。备。 4制动力：由制动装置产生的与列车运动方向相反的制动力：由制动装置产生的与列车运动方向相反的外力。外力。 对轨道交通机车车辆而言，制动力是制动时由制动装对轨道交通机车车辆而言，制动力是
6、制动时由制动装置产生作用后而引起的钢轨施加于车轮的与列车运行方向相置产生作用后而引起的钢轨施加于车轮的与列车运行方向相反的力。反的力。 5.制动距离：从司机施行制动的瞬间起（将制动手柄移制动距离：从司机施行制动的瞬间起（将制动手柄移至制动位），到列车速度降为零列车所行驶的距离，其综合至制动位），到列车速度降为零列车所行驶的距离，其综合反映列车制动装置的性能和实际制动效果的主要技术指标。反映列车制动装置的性能和实际制动效果的主要技术指标。 上海地铁规定：城轨列车在满载乘客的条件下，在任何上海地铁规定：城轨列车在满载乘客的条件下，在任何运行初速度下，其紧急制动距离不得超过运行初速度下，其紧急制动距
7、离不得超过180m。广州地下。广州地下铁道总公司规定当初速度为铁道总公司规定当初速度为80 km/h 、60 km/h 、40 km/h时紧急制动距离分别为时紧急制动距离分别为200m、118m、56m。二、制动模式二、制动模式 城轨车辆根据运行的要求，制动系统采用以下几种制动模式：城轨车辆根据运行的要求，制动系统采用以下几种制动模式： 1常用制动常用制动 正常运行下为调解或控制列车速度，包括进站停车所实施的制动，正常运行下为调解或控制列车速度，包括进站停车所实施的制动，特点是作用比较缓和、制动力可以连续调节，制动过程中能够根据车辆特点是作用比较缓和、制动力可以连续调节，制动过程中能够根据车辆
8、载荷自动调整制动力，当常用制动力最大时即为常用全制动。载荷自动调整制动力，当常用制动力最大时即为常用全制动。 2紧急制动紧急制动 紧急情况下为使列车尽快停止而施行的制动，特点是作用比较迅紧急情况下为使列车尽快停止而施行的制动，特点是作用比较迅速，而且将列车制动能力全部使用，通过故障导致安全的设计原则为速，而且将列车制动能力全部使用，通过故障导致安全的设计原则为“失电制动，得电缓解失电制动，得电缓解”的紧急空气制动系统。紧急制动是在列车遇到的紧急空气制动系统。紧急制动是在列车遇到紧急情况或发生其他意外情况时，为使列车尽快停车而实施的制动。其紧急情况或发生其他意外情况时，为使列车尽快停车而实施的制
9、动。其制动力与快速制动相同。紧急制动时考虑了脱弓、断钩、断电等故障情制动力与快速制动相同。紧急制动时考虑了脱弓、断钩、断电等故障情况，故只采用空气制动，而且停车前不可缓解，在尽可能减小冲动的情况，故只采用空气制动，而且停车前不可缓解，在尽可能减小冲动的情况下不对冲动进行具体限制。况下不对冲动进行具体限制。 3快速制动快速制动 是为了使列车尽快停车而实施的制动，其制动力高于常用全制动是为了使列车尽快停车而实施的制动，其制动力高于常用全制动(上海、广州快速制动力高于常用全制动上海、广州快速制动力高于常用全制动22% )。这种制动方式在紧急。这种制动方式在紧急情况下、制动系统各部分作用均正常时所采取
10、的一种制动方式，其特情况下、制动系统各部分作用均正常时所采取的一种制动方式，其特点是与常用制动相同，制动过程可以施行缓解。点是与常用制动相同，制动过程可以施行缓解。 受冲击率极限的限制，主控制器手柄回受冲击率极限的限制，主控制器手柄回“0”位，可缓解，具有防位，可缓解，具有防滑保护和载荷修正功能。滑保护和载荷修正功能。 4保压制动保压制动 保压制动是为防止车辆在停车前的冲动，使车辆平稳停车，通过保压制动是为防止车辆在停车前的冲动，使车辆平稳停车，通过ECU内部设定的执行程序来控制。内部设定的执行程序来控制。 第一阶段：当列车制动到速度第一阶段：当列车制动到速度8Km/h，DCU触发保压制动信号
11、，触发保压制动信号，同时输出给同时输出给ECU，这时，由，这时，由DCU控制的电制动逐步退出，而由控制的电制动逐步退出，而由ECU控控制的气制动来替代。制的气制动来替代。 第二阶段：接近停车时（列车速度第二阶段：接近停车时（列车速度0.5Km/h），一个小于制动指），一个小于制动指令（最大制动指令的令（最大制动指令的70%）的保压制动由）的保压制动由ECU开始自动实施，即瞬时开始自动实施，即瞬时地将制动缸压力降低。如果由于故障，地将制动缸压力降低。如果由于故障，ECU未接收到保压制动触发信未接收到保压制动触发信号，号，ECU内部程序将在内部程序将在8Km/h的速度时自行触发。的速度时自行触发。
12、 5弹簧停放制动弹簧停放制动 为防止车辆在线路停放过程中，发生溜逸，城轨车辆设置停放制动装为防止车辆在线路停放过程中，发生溜逸，城轨车辆设置停放制动装置。停放制动通常是将弹簧停放制动器的弹簧压力通过闸瓦作用于车轮踏置。停放制动通常是将弹簧停放制动器的弹簧压力通过闸瓦作用于车轮踏面来形成制动力。以前停放制动也有叫停车制动或弹簧停车制动，但在地面来形成制动力。以前停放制动也有叫停车制动或弹簧停车制动，但在地铁列车中，停车制动是另外一个概念，所以为区别开来，叫停放制动较好。铁列车中，停车制动是另外一个概念，所以为区别开来，叫停放制动较好。库内停车时可以解决因制动缸压力会因管路漏泄，无压力空气补充而逐
13、步库内停车时可以解决因制动缸压力会因管路漏泄，无压力空气补充而逐步下降到零，使车辆失去制动力的停放问题。在正常情况下，弹簧力的大小下降到零，使车辆失去制动力的停放问题。在正常情况下，弹簧力的大小不随时间而变化，由此获得的制动力能满足列车较长时间断电停放的要求。不随时间而变化，由此获得的制动力能满足列车较长时间断电停放的要求。弹簧停放制动的缓解风缸充气时，停放制动缓解；弹簧停放制动的缓解风弹簧停放制动的缓解风缸充气时，停放制动缓解；弹簧停放制动的缓解风缸排气时，停放制动施加；还附加有手动缓解的功能。停放制动是列车停缸排气时，停放制动施加；还附加有手动缓解的功能。停放制动是列车停车后，为使列车维持
14、静止状态所采取的一种制动方式。车后，为使列车维持静止状态所采取的一种制动方式。 6. 停车制动停车制动 对于地铁列车来说，通常把停车前的这一段空气制动过程称为停车制对于地铁列车来说，通常把停车前的这一段空气制动过程称为停车制动或保持制动。当停车制动使列车减速到极低速度以后，为减小冲动，制动或保持制动。当停车制动使列车减速到极低速度以后，为减小冲动，制动力会有所降低。上海和广州地铁是在减速至动力会有所降低。上海和广州地铁是在减速至4 kmh左右，制动力降至左右，制动力降至70%，停车制动具有常用制动的特点。，停车制动具有常用制动的特点。 三、制动系统应具备的条件三、制动系统应具备的条件 1.操纵
15、灵活，制动减速度大，作用灵敏可靠，车组前后车辆制动、操纵灵活，制动减速度大，作用灵敏可靠，车组前后车辆制动、缓解一致。缓解一致。 2.具有足够的制动能力，保证车组在规定的制动距离内停车。具有足够的制动能力，保证车组在规定的制动距离内停车。 3.对新型的城市轨道交通车辆，一般要求具有电制动功能，并且在对新型的城市轨道交通车辆，一般要求具有电制动功能，并且在正常制动过程中，应尽量充分发挥电制动能力，以减少对城市环境的污正常制动过程中，应尽量充分发挥电制动能力，以减少对城市环境的污染和噪声及降低运行成本。同时还应具有电制动与摩擦制动协调配合的染和噪声及降低运行成本。同时还应具有电制动与摩擦制动协调配
16、合的制动功能。制动功能。 4.制动系统应保证列车在长大下坡道上制动时，其制动力不会衰减。制动系统应保证列车在长大下坡道上制动时，其制动力不会衰减。 5.电动车组各车辆的制动能力应尽可能一致，制动系统应根据乘客电动车组各车辆的制动能力应尽可能一致，制动系统应根据乘客量的变化，具有空重车调整能力，以减少制动协调配合的制动功能。量的变化，具有空重车调整能力，以减少制动协调配合的制动功能。 6.具有紧急制动能力。遇有紧急情况时，能使列车在规定距离内安具有紧急制动能力。遇有紧急情况时，能使列车在规定距离内安全停车。紧急制动作用除可由司机操纵外，必要时还可由行车人员利用全停车。紧急制动作用除可由司机操纵外
17、，必要时还可由行车人员利用紧急按钮进行操纵。紧急按钮进行操纵。 7.城轨列车在运行中发生诸如列车分离、降弓、断电、制动系统故城轨列车在运行中发生诸如列车分离、降弓、断电、制动系统故障等危及行车安全的事故时，应能自动起紧急制动作用。障等危及行车安全的事故时，应能自动起紧急制动作用。 一、按城轨列车动能转移方式分类一、按城轨列车动能转移方式分类 按照制动时列车动能的转移方式不同可以分为摩擦制动和动力制动。按照制动时列车动能的转移方式不同可以分为摩擦制动和动力制动。1摩擦制动。通过摩擦副的摩擦将列车的运动动能转变为热能，消散于大摩擦制动。通过摩擦副的摩擦将列车的运动动能转变为热能，消散于大气，从而产
18、生制动作用。城轨车辆常用的摩擦制动方式主要有闸瓦制动、气，从而产生制动作用。城轨车辆常用的摩擦制动方式主要有闸瓦制动、盘形制动和磁轨制动。盘形制动和磁轨制动。（1）闸瓦制动。又称踏面制动，它是一种最常用的一种制动方式，如图）闸瓦制动。又称踏面制动，它是一种最常用的一种制动方式，如图6-1所示。制动时闸瓦压紧车轮，轮、瓦之间发生摩擦，将列车的运动动能通所示。制动时闸瓦压紧车轮，轮、瓦之间发生摩擦，将列车的运动动能通过轮、瓦摩擦转变为热能，消散于大气中。过轮、瓦摩擦转变为热能，消散于大气中。 （2）盘形制动。如图）盘形制动。如图6-2所示。图所示。图6-2（a）为轴盘式整体制动盘；图）为轴盘式整体
19、制动盘；图6-2（b）为轮盘式制动盘在车轮上安装情况。图）为轮盘式制动盘在车轮上安装情况。图6-2（c）为安装轮盘式制动）为安装轮盘式制动盘的轮对；图盘的轮对；图6-2（d）为制动盘在轮对上安装的实物图。盘形制动是在车）为制动盘在轮对上安装的实物图。盘形制动是在车轴上或在车轮辐板侧面安装制动盘，用制动夹钳使用合成材料制成的两个轴上或在车轮辐板侧面安装制动盘，用制动夹钳使用合成材料制成的两个闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，把列车动能转化为热能，消闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，把列车动能转化为热能，消散于大气从而实现制动。制动盘安装在车轴上称为轴盘式，制动盘安装在散于大气从而实现
20、制动。制动盘安装在车轴上称为轴盘式，制动盘安装在车轮侧面称为轮盘式。非动力转向架一般采用轴盘式，动力转向架由于轴车轮侧面称为轮盘式。非动力转向架一般采用轴盘式，动力转向架由于轴身上装有齿轮箱，安装制动盘困难，所以采用轮盘式。身上装有齿轮箱，安装制动盘困难，所以采用轮盘式。 图图6-1 6-1 城轨车辆上采用的单元风缸式闸瓦制动城轨车辆上采用的单元风缸式闸瓦制动 （） （） （）（）图图6 62 2 盘形制动装置示意图盘形制动装置示意图 图图6-3 6-3 磁轨制动原理磁轨制动原理1-升降风缸； 2、5-电磁铁； 3、8-磨耗板；4-励磁线圈；6、9-工作磁通；7、11-漏磁通；10-钢轨。 （
21、3）轨道电磁制动机（如图）轨道电磁制动机（如图63所示）所示） 轨道电磁制动，又叫磁轨制动。在转向架构架侧梁下通轨道电磁制动，又叫磁轨制动。在转向架构架侧梁下通过升降风缸安装有电磁铁，电磁铁下设有磨耗板。以电操纵并过升降风缸安装有电磁铁，电磁铁下设有磨耗板。以电操纵并作为动力来源。制动时，将导电后起磁感应的电磁铁放下压紧作为动力来源。制动时，将导电后起磁感应的电磁铁放下压紧钢轨，使它与钢轨发生摩擦而产生制动。其优点是制动力不受钢轨，使它与钢轨发生摩擦而产生制动。其优点是制动力不受轮轨间粘着的限制，不易使车轮滑行。但重量较大增加了车辆轮轨间粘着的限制，不易使车轮滑行。但重量较大增加了车辆的自重。
22、在高速旅客列车上与空气制动机并用（特别是在紧急的自重。在高速旅客列车上与空气制动机并用（特别是在紧急制动时），可缩短制动距离。如北京地铁机场线由于列车运行制动时），可缩短制动距离。如北京地铁机场线由于列车运行速度较高，最高时速可达速度较高，最高时速可达100km/h，该车组上装有轨道电磁制，该车组上装有轨道电磁制动机。动机。 2动力制动。也称电制动，列车制动时，将牵引电机变动力制动。也称电制动，列车制动时，将牵引电机变为发电机，使动能转化为电能对这些电能不同处理方式形成了为发电机，使动能转化为电能对这些电能不同处理方式形成了不同方式的动力制动。城轨车辆上采用的动力制动的形式主要不同方式的动力制
23、动。城轨车辆上采用的动力制动的形式主要有再生制动和电阻制动，都是非接触式制动方式。有再生制动和电阻制动，都是非接触式制动方式。 （1）再生制动）再生制动 再生制动是利用电机的可逆性原理。电动车组在牵引工况运行时，再生制动是利用电机的可逆性原理。电动车组在牵引工况运行时，牵引电动机做电动机运行，将电网的电能转变为机械能，轴上输出牵牵引电动机做电动机运行，将电网的电能转变为机械能，轴上输出牵引力矩以驱动列车运行；电动车组在电制动时，列车的惯性力带动牵引力矩以驱动列车运行；电动车组在电制动时，列车的惯性力带动牵引电动机，此时牵引电动机做发电机运行，使列车动能转变为电能，引电动机，此时牵引电动机做发电
24、机运行，使列车动能转变为电能，再使电能反馈回电网，再使电能反馈回电网，可提供给相邻运行的列车使用。可提供给相邻运行的列车使用。使牵引电机轴使牵引电机轴上产生反向力矩并作用于轮对，形成制动力，使列车减速或在下坡道上产生反向力矩并作用于轮对，形成制动力，使列车减速或在下坡道上以一定的速度运行。这种制动叫再生制动。上以一定的速度运行。这种制动叫再生制动。 （2）电阻制动）电阻制动 电力机车、电传动的内燃机车、带动力驱动的动车组和城市轨道电力机车、电传动的内燃机车、带动力驱动的动车组和城市轨道车辆（动车）等，在制动时，使自励牵引电动机变为他励发电机，将车辆（动车）等，在制动时，使自励牵引电动机变为他励
25、发电机，将发出的电能消耗于电阻器上，采用强迫通风，使热量消散于大气而产发出的电能消耗于电阻器上，采用强迫通风，使热量消散于大气而产生制动作用。高速时制动力大，低速时效率减低，所以与空气制动机生制动作用。高速时制动力大，低速时效率减低，所以与空气制动机同时采用。电阻制动一般能提供较稳定的制动力，但车辆底架下需要同时采用。电阻制动一般能提供较稳定的制动力，但车辆底架下需要安装体积较大的电阻箱，增加了车辆的自重。安装体积较大的电阻箱，增加了车辆的自重。 二、按制动源动力分类二、按制动源动力分类 在目前列车所采用的制动方式中，制动的源动力主要有压缩空气在目前列车所采用的制动方式中，制动的源动力主要有压
26、缩空气的压力和电磁力。以压缩空气为源动力的制动方式称为空气制动，如的压力和电磁力。以压缩空气为源动力的制动方式称为空气制动，如闸瓦制动、盘形制动等都为空气制动方式；以电磁力为源动力的制动闸瓦制动、盘形制动等都为空气制动方式；以电磁力为源动力的制动方式称为电制动，动力制动、轨道电磁制动、轨道涡流制动、旋转涡方式称为电制动，动力制动、轨道电磁制动、轨道涡流制动、旋转涡流制动等均为电制动；还有机械制动、液压制动、翼板制动等方式。流制动等均为电制动；还有机械制动、液压制动、翼板制动等方式。 1自动空气制动机。是以压缩空气为动力来源，用空气压力的自动空气制动机。是以压缩空气为动力来源，用空气压力的变化来
27、操纵的制动机。应用最为广泛。我国的机车车辆均采用这种制变化来操纵的制动机。应用最为广泛。我国的机车车辆均采用这种制动机。动机。 自动空气制动机的特点是制动管减压制动，增压缓解。因此当列自动空气制动机的特点是制动管减压制动，增压缓解。因此当列车分离时，制动机可发生制动作用，实现自动停车。由于这种制动机车分离时，制动机可发生制动作用，实现自动停车。由于这种制动机构造和作用都比较完善，目前我国车辆上使用的各型空气制动机，如构造和作用都比较完善，目前我国车辆上使用的各型空气制动机，如货车货车120型制动机和客车用型制动机和客车用104型、型、F8型制动机等，都采用这种型式。型制动机等，都采用这种型式。
28、 2电空制动机电空制动机 电空制动机是以压缩空气作为动力来源，用电操纵的制动机。一电空制动机是以压缩空气作为动力来源，用电操纵的制动机。一般是在空气制动机的基础上加装电磁阀等电气控制部件，用电来操纵般是在空气制动机的基础上加装电磁阀等电气控制部件，用电来操纵制动机的作用。它可以提高列车前后部车辆制动和缓解作用的一致性，制动机的作用。它可以提高列车前后部车辆制动和缓解作用的一致性，减少车辆间的冲击，使制动距离显著缩短。所以许多高速列车都采用减少车辆间的冲击，使制动距离显著缩短。所以许多高速列车都采用这种制动机。为防止电控系统发生故障使列车失去制动控制，现今的这种制动机。为防止电控系统发生故障使列
29、车失去制动控制，现今的电空制动机仍保留着压缩空气操纵装置，以备在电控系统发生故障时，电空制动机仍保留着压缩空气操纵装置，以备在电控系统发生故障时，能自动地转为压缩空气操纵。目前我国铁路客车使用的电空制动机主能自动地转为压缩空气操纵。目前我国铁路客车使用的电空制动机主要有要有104型电空制动机和型电空制动机和F8型电空制动机两种型式。城市轨道交通车型电空制动机两种型式。城市轨道交通车辆电空制动机有辆电空制动机有KBGM（德国（德国KNORR公司）和公司）和KBWB（英国原（英国原Westinghouse公司）模拟式电空制动机、架控式公司）模拟式电空制动机、架控式EP2002型和型和EP09型制动
30、机等。型制动机等。 3轨道涡流制动轨道涡流制动 轨道涡流制动与磁轨制动很相似，也是把电磁铁悬挂在转向架构轨道涡流制动与磁轨制动很相似，也是把电磁铁悬挂在转向架构架侧梁下面同侧的两个车轮之间。不同的是，轨道涡流制动的电磁铁架侧梁下面同侧的两个车轮之间。不同的是，轨道涡流制动的电磁铁在制动时只放到离轨面在制动时只放到离轨面710mm处而不会与钢轨发生接触。轨道涡流处而不会与钢轨发生接触。轨道涡流制动原理如图制动原理如图6-4所示。所示。图图6-4 6-4 轨道涡流制动原理图轨道涡流制动原理图 轨道涡流制动是利用电磁铁和钢轨的相对运动使钢轨感应出涡流，轨道涡流制动是利用电磁铁和钢轨的相对运动使钢轨感
31、应出涡流，产生电磁吸力作为制动力，并把列车的动能转换为热能消散于大气。产生电磁吸力作为制动力，并把列车的动能转换为热能消散于大气。作为非黏着制动方式的涡流轨道制动具有对钢轨无磨耗，高速时制动作为非黏着制动方式的涡流轨道制动具有对钢轨无磨耗，高速时制动力大，制动力可控制，可在常用制动时作用，结冰时没有任何失效的力大，制动力可控制，可在常用制动时作用，结冰时没有任何失效的危险等优点。因此在高速列车上涡流轨道制动方式比磁轨制动方式得危险等优点。因此在高速列车上涡流轨道制动方式比磁轨制动方式得到更多的采用。如德国到更多的采用。如德国300km/h的的ICE3型高速动车组的拖车每台转向型高速动车组的拖车
32、每台转向架上，就采用了两组涡流轨道制动器及两组轴盘式铸钢盘形制动装置；架上，就采用了两组涡流轨道制动器及两组轴盘式铸钢盘形制动装置；上海磁浮列车的制动控制系统采用的是轨道直线涡流制动。上海磁浮列车的制动控制系统采用的是轨道直线涡流制动。 4旋转涡流制动旋转涡流制动 旋转涡流制动是利用电磁感应产生制动力的。它是将制动圆盘作旋转涡流制动是利用电磁感应产生制动力的。它是将制动圆盘作为可旋转的导体安装在车轴上，电磁铁固定在转向架上，并应防止其为可旋转的导体安装在车轴上，电磁铁固定在转向架上，并应防止其转动。旋转涡流制动原理如图转动。旋转涡流制动原理如图6-5所示。制动时金属盘在电磁铁形成的所示。制动时
33、金属盘在电磁铁形成的磁场中旋转，盘的表面被感应出涡流，产生电磁吸力，并消散于大气磁场中旋转，盘的表面被感应出涡流，产生电磁吸力，并消散于大气中，从而产生制动作用。此种制动方式广泛应用于日本新干线中，从而产生制动作用。此种制动方式广泛应用于日本新干线100系、系、300系和系和700系动车组的拖车上。系动车组的拖车上。 图图6-5 6-5 旋转涡流制动原理旋转涡流制动原理 图图6-6 6-6 液压制动的控制过程液压制动的控制过程 5液压制动液压制动 为了确保行车安全，在高速动车组上都装有传统的空气制动系统。但为了确保行车安全，在高速动车组上都装有传统的空气制动系统。但是空气制动系统有质量重、体积
34、大和响应速度慢等缺点。为了实现轻量化是空气制动系统有质量重、体积大和响应速度慢等缺点。为了实现轻量化和高响应特性，而将空气制动部件改进为液压部件。液压制动的控制过程和高响应特性，而将空气制动部件改进为液压部件。液压制动的控制过程如图如图6-6所示。制动电子控制单元将制动指令、电制动的反馈信号和液压传所示。制动电子控制单元将制动指令、电制动的反馈信号和液压传感器信号计算、处理控制。液压制动系统由装在车体上的制动电子控制单感器信号计算、处理控制。液压制动系统由装在车体上的制动电子控制单元和装在转向架上电液制动装置构成。与空气制动相比，质量可减轻元和装在转向架上电液制动装置构成。与空气制动相比，质量
35、可减轻1/3左左右。如北京地铁机场线的制动系统采用电液盘型制动和磁轨制动系统的混右。如北京地铁机场线的制动系统采用电液盘型制动和磁轨制动系统的混合制动，电制动优先。合制动，电制动优先。 6翼板制动（如图翼板制动（如图6-7所示）所示） 翼板制动尚处于试验之中，是一种从车体上伸出翼板来增加空气阻力翼板制动尚处于试验之中，是一种从车体上伸出翼板来增加空气阻力的制动方式。若翼板的位置适当，动车组运行时的空气阻力可增加的制动方式。若翼板的位置适当，动车组运行时的空气阻力可增加34倍。倍。2006年日本研制出利用空气动力制动的年日本研制出利用空气动力制动的Fastech360S和其改进和其改进Faste
36、ch360Z型，并已通过型，并已通过400Km/h时速的安全测试，装有空气动力制动时速的安全测试，装有空气动力制动装置的列车制动距离在时速装置的列车制动距离在时速360Km/h与时速与时速275Km/h是大致相同。是大致相同。 图图6-7 6-7 翼板制动翼板制动一、空气压缩机一、空气压缩机 1.活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 （1）构造组成：）构造组成： 由固定机构、运动机构、进由固定机构、运动机构、进/排气机构、中间冷排气机构、中间冷却装置和润滑装置等几部分组成。其中，固定机构却装置和润滑装置等几部分组成。其中，固定机构包括机体、气缸、气缸盖；运动机构包括曲轴、连包括机体、气缸、气缸盖；
37、运动机构包括曲轴、连杆、活塞；进杆、活塞；进/排气机构包括空气滤清器、气阀；中排气机构包括空气滤清器、气阀；中间冷却装置包括中间冷却器（简称中冷器）、冷却间冷却装置包括中间冷却器（简称中冷器）、冷却风扇；润滑装置包括润滑油泵、润滑油路等，如图风扇；润滑装置包括润滑油泵、润滑油路等，如图6-9所示。所示。 一、空气压缩机一、空气压缩机 图图6-9 活塞式空气压缩机作用原理活塞式空气压缩机作用原理1-润滑油泵；2-机体；3-油压表；4-空气滤清器；5、8-进气阀片；6-排气阀片；7、9-低压活塞；10-高压活塞；11-主风缸；12-压力控制器；13-上集气箱；14-散热管；15-下集气箱。 （2）
38、工作原理：）工作原理： 电机通过联轴器驱动空压机曲轴转动，曲柄连杆机构带动高、低压缸活塞电机通过联轴器驱动空压机曲轴转动，曲柄连杆机构带动高、低压缸活塞同时在气缸内做上下往复运动。由于曲轴中部的三个轴颈在轴向平面内互成同时在气缸内做上下往复运动。由于曲轴中部的三个轴颈在轴向平面内互成1200，两个低压缸活塞和一个高压缸活塞分别相隔，两个低压缸活塞和一个高压缸活塞分别相隔1200转角。当低压活塞下行转角。当低压活塞下行时，活塞顶面与缸盖之间形成真空，经空气滤清器的大气推开进气阀片（进气时，活塞顶面与缸盖之间形成真空，经空气滤清器的大气推开进气阀片（进气阀片弹簧被压缩）进入低压缸，此时排气阀在弹簧
39、和中冷器内空气压力的作用阀片弹簧被压缩）进入低压缸，此时排气阀在弹簧和中冷器内空气压力的作用下关闭。当低压活塞上行时，气缸内的空气被压缩，其压力大于排气阀片上方下关闭。当低压活塞上行时，气缸内的空气被压缩，其压力大于排气阀片上方压力与排气阀弹簧的弹力之和时，压缩排气阀弹簧而推开排气阀片，具有一定压力与排气阀弹簧的弹力之和时，压缩排气阀弹簧而推开排气阀片，具有一定压力的空气排出缸外，而进气阀片在气缸内压力及其弹簧的作用下关闭。两个压力的空气排出缸外，而进气阀片在气缸内压力及其弹簧的作用下关闭。两个低压缸送出的低压空气，都经气缸盖的同一通道进入中冷器。经中冷器冷却后，低压缸送出的低压空气，都经气缸
40、盖的同一通道进入中冷器。经中冷器冷却后，再进入高压缸，进行第二次压缩，压缩后的空气经排气口、主风管路送入主风再进入高压缸，进行第二次压缩，压缩后的空气经排气口、主风管路送入主风缸中储存。高压活塞的进、排气作用与低压活塞的进、排气作用相同。缸中储存。高压活塞的进、排气作用与低压活塞的进、排气作用相同。 在运用中，主风缸压力保持在一定的范围，如在运用中，主风缸压力保持在一定的范围，如750900Kpa，它是通过空，它是通过空压机压力控制器（调压器）自动控制空压机的启动或停止来实现的。当主风缸压机压力控制器（调压器）自动控制空压机的启动或停止来实现的。当主风缸的压力逐渐增高，达到规定压力上限时，压力
41、控制器切断空压机驱动电机的电的压力逐渐增高，达到规定压力上限时，压力控制器切断空压机驱动电机的电源，使空压机停止工作；而随着设备的用风和管路的泄漏等，使主风缸的压力源，使空压机停止工作；而随着设备的用风和管路的泄漏等，使主风缸的压力逐渐降低，达到规定压力下限时，压力控制器接通空压机驱动电机的电源，使逐渐降低，达到规定压力下限时，压力控制器接通空压机驱动电机的电源，使空压机开始工作，主风缸压力又回升。这样主风缸压力一直被控制在规定的范空压机开始工作，主风缸压力又回升。这样主风缸压力一直被控制在规定的范围之内。围之内。 2.螺杆式空气压缩机螺杆式空气压缩机 （1）用途和功能）用途和功能 用途：用途
42、：TSAG-0.9ARII型螺杆式空气压缩机组，是专为地铁或轻轨车型螺杆式空气压缩机组，是专为地铁或轻轨车设计的电动空气压缩设备，主要用途是为地铁或轻轨车辆制动系统提供洁净设计的电动空气压缩设备，主要用途是为地铁或轻轨车辆制动系统提供洁净的压缩空气。其结构组成如图的压缩空气。其结构组成如图6-10所示。所示。 结构：结构：TSAG-0.9ARII型螺杆式空气压缩机组由五大主要部件构成：型螺杆式空气压缩机组由五大主要部件构成：驱动装置、空气压缩机体、风冷却装置、空气净化装置和吊架，它们用螺栓驱动装置、空气压缩机体、风冷却装置、空气净化装置和吊架，它们用螺栓连接在一起组成一个紧凑单元。连接在一起组
43、成一个紧凑单元。 结构原理如图结构原理如图6-11所示。它的主机是双回转轴容积式压缩机，转子为一所示。它的主机是双回转轴容积式压缩机，转子为一对互相啮合的螺杆，螺杆具有非对称啮合型面。主动转子为阳螺杆，从动转对互相啮合的螺杆，螺杆具有非对称啮合型面。主动转子为阳螺杆，从动转子为阴螺杆。常用的主副螺杆齿数比依压缩机容量而有所不同，为子为阴螺杆。常用的主副螺杆齿数比依压缩机容量而有所不同，为4：5、4：6、或、或5：6。两个互相啮合的转子在一个只留有进气口的铸铁壳体里面旋转，。两个互相啮合的转子在一个只留有进气口的铸铁壳体里面旋转，螺杆的啮合和螺杆与壳体之间的间隙通过精密加工严格控制，并在工作时向
44、螺杆的啮合和螺杆与壳体之间的间隙通过精密加工严格控制，并在工作时向螺杆内喷压缩机油，使间隙被密封，并将两转子的啮合面隔离防止机械接触螺杆内喷压缩机油，使间隙被密封，并将两转子的啮合面隔离防止机械接触摩擦。另外，不断喷入的机油与压缩空气混合，用来带走压缩过程所产生的摩擦。另外，不断喷入的机油与压缩空气混合，用来带走压缩过程所产生的热量，维持螺杆副长期可靠地运转。当螺杆副啮合旋转时，它从进气口吸气，热量，维持螺杆副长期可靠地运转。当螺杆副啮合旋转时，它从进气口吸气，经过压缩从排气口排出，得到具有一定压力的压缩空气。经过压缩从排气口排出，得到具有一定压力的压缩空气。 图图 6-10 TSAG-0.9
45、ARII型螺杆式空气压缩机组结构图型螺杆式空气压缩机组结构图1-电动机；2-中托架；3-蜗壳；4-扩压器；5-冷却器；6-冷却系统；7-机体油气桶部分；8-压力维持阀；9-真空指示器；10-进气阀；11-机头；12-油气桶油过滤器；13-视油镜；14-空气过滤器图图6-11 螺杆式空气压缩机结构原理图螺杆式空气压缩机结构原理图 螺杆副是一对齿数比为螺杆副是一对齿数比为4：6以特定螺旋角互相啮合的螺杆。其中阳螺杆以特定螺旋角互相啮合的螺杆。其中阳螺杆（通常作驱动螺杆）为凸形不对称齿，而阴螺杆（常用作从动螺杆）为瘦齿（通常作驱动螺杆）为凸形不对称齿，而阴螺杆（常用作从动螺杆）为瘦齿形弯曲齿。两螺杆
46、的齿断面形线是专门设计并经过精密磨削加工的，在啮合形弯曲齿。两螺杆的齿断面形线是专门设计并经过精密磨削加工的，在啮合过程中两齿间始终保持过程中两齿间始终保持“零零”间隙密贴，形成空气的挤压空腔。间隙密贴，形成空气的挤压空腔。 功能：功能： 驱动装置：法兰式三相交流电动机。驱动装置：法兰式三相交流电动机。 空气压缩机体：空气压缩机头装入空气压缩机的油气筒中，油气筒内还空气压缩机体：空气压缩机头装入空气压缩机的油气筒中，油气筒内还装有油分离系统。这个主要组件还另外装有用于过滤、控制和监控润滑油的装有油分离系统。这个主要组件还另外装有用于过滤、控制和监控润滑油的各元件。各元件。 中托架和蜗壳：组成了
47、一个刚性很好的结构，这一结构使组件具有自支中托架和蜗壳：组成了一个刚性很好的结构，这一结构使组件具有自支撑作用。蜗壳中容纳了离心式风扇，风扇安装在电动机和空气压缩机螺杆组撑作用。蜗壳中容纳了离心式风扇，风扇安装在电动机和空气压缩机螺杆组之间的联轴器上。扩压器连接蜗壳与冷却器，冷却器起冷却压缩空气和润滑之间的联轴器上。扩压器连接蜗壳与冷却器，冷却器起冷却压缩空气和润滑油的双重作用。这个复合的部件借助离心式风扇供给的冷却空气来交换压缩油的双重作用。这个复合的部件借助离心式风扇供给的冷却空气来交换压缩作用所产生的热量。作用所产生的热量。 吊架：驱动装置、空气压缩机机体及冷却装置三大部件是采用弹性减振
48、吊架：驱动装置、空气压缩机机体及冷却装置三大部件是采用弹性减振垫平稳地吊挂在钢制吊架上，吊架上方有垫平稳地吊挂在钢制吊架上，吊架上方有8个安装孔用于与车辆固定。个安装孔用于与车辆固定。 （2）螺杆式空气压缩机的工作原理：）螺杆式空气压缩机的工作原理： 该压缩机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个阶段，流程图该压缩机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个阶段，流程图6-12所示。所示。图图6-12 螺杆式空气压缩机系统流程图螺杆式空气压缩机系统流程图1-螺杆式空气压缩机；2-联轴器；3-冷却风机；4-电动机；5-空、油冷却器（机油冷却单元）；6-冷却器（压缩空气后冷单元）；7-压力开关；8-进气阀；9
49、-真空指示器；10-空气滤清器；11-油细分离器；12-最小压力维持阀；13-安全阀；14-温度开关；15-视油镜；16-泄油阀；17-温度控制阀；18-油气筒组成；19-机油过滤器；20-逆止阀 吸气过程。螺杆安装在壳体内，在自然状态下就有一部分螺杆的沟吸气过程。螺杆安装在壳体内，在自然状态下就有一部分螺杆的沟槽与壳体上的进气口相通。也就是说，在任何时候，无论螺杆式空气压缩槽与壳体上的进气口相通。也就是说，在任何时候，无论螺杆式空气压缩机的螺杆旋转到什么位置，总有空气通过进气口充满与进气口相通的沟槽。机的螺杆旋转到什么位置，总有空气通过进气口充满与进气口相通的沟槽。这是压缩机的吸气过程。这是
50、压缩机的吸气过程。主副两转子在吸气终了时，已经充盈空气的螺杆沟槽的齿顶与机壳腔壁贴主副两转子在吸气终了时，已经充盈空气的螺杆沟槽的齿顶与机壳腔壁贴合，此时，在齿沟内的空气即被隔离，不再与外界相通并失去相对流动的合，此时，在齿沟内的空气即被隔离，不再与外界相通并失去相对流动的自由，即被自由，即被“封闭封闭”。当吸气过程结束后，两个螺杆在吸气口的反面开始。当吸气过程结束后，两个螺杆在吸气口的反面开始进入啮合，并使得封闭在螺杆齿沟里的空气的体积逐渐减小，压力上升，进入啮合，并使得封闭在螺杆齿沟里的空气的体积逐渐减小，压力上升，压缩随之开始。压缩随之开始。 压缩过程。随着压缩机两转子的继续转动，封闭有
