1、动车组制动系统的认识 项目一项目一 【项目描述】本项目是初学者对动车组制动系统的认识，实施地点安排在动车组列车虚拟仿真实训基地和动车组制动系统维护与检修实训基地。【知识目标】（1）掌握动车组制动系统的作用及分类；（2）理解制动力的产生及影响因素；（3）掌握动车组制动系统的组成及各组成部分的作用。【能力目标】（1）能够描述各型动车组制动系统的组成及其特点；（2）能够正确填写动车组制动设备配置表。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类【任务描述】在车辆制动演练场内，以主型客车、货车实物、动车组模型、多媒体教学课件为载体，认识车辆制动装置，分析制动的作用，制动力的形成以及制动的分类，制作一个制动
2、基本知识教学课件。【背景知识】一、制动基本概念及其在铁路运输中的意义 日常生活中，任何运输工具都离不开制动系统。小到自行车，大到火车，制动系统都起着保证运输安全的重要作用。任务一 制动系统的重要意义（一）制动的基本概念 人为地使运动的物体减速（含防止其加速）、停车或使静止的物体保持不动，这种作用被称为制动作用。解除制动作用的过程称为缓解。空气制动机、基础制动装置、手制动机三者的关系如图1-1-1所示。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类（二）制动力的形成及影响因素 由制动装置产生的与列车运行方向相反的外力称为制动力。1.制动力的形成 假设车轮与钢轨都是刚体，车轮在钢轨上做纯滚动。任务一
3、认知车辆制动装置的功能、组成及分类2.轮轨摩擦与黏着轮轨间的静摩擦是一种难以实现的理想状态。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类3.黏着系数的影响因素 黏着系数的影响因素主要有两个：一个是轮轨接触面的表面状况，另一个是列车运行速度。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类4.制动力的限制 从制动力的形成过程可知，制动力是由闸片与制动盘之间摩擦力引起的钢轨对车轮的纵向水平反作用力，因此它的大小要受到轮轨间黏着力的限制。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类（三）制动系统在铁路运输中的作用对于动车组来说，制动的重要性早已不仅仅是安全问题了，它已成为限制列车速度进一步提高的重要因素，要想
4、做到列车的“高速”，除了要有大的牵引功率之外，还必须有足够强的制动能力。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类二、制动方式的分类 制动过程是能量转换的过程。车辆制动机是实现将列车运行过程中巨大的动能转化为其他形式的能量，从而使列车减速或停车的一种装置。（一）按制动力的操纵控制方式不同分类 1.手制动机以人力作为动力来源，用手来操纵制动和缓解的制动机叫手制动机。手制动机结构简单，不受动力的限制，任何时候都可使用，但制动力小。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类2.空气制动机以压缩空气为动力来源，用空气压力的变化来操纵的制动机叫空气制动机。（1）自动式空气制动机。任务一 认知车辆制动装置
5、的功能、组成及分类任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类（2）直通式空气制动机。直通式空气制动机基本组成形式如图1-1-8所示，由制造压缩空气的空气压缩机1、储存压缩空气的总风缸2、操纵列车制动机作用的制动阀4、贯通全列车的制动管5和将空气压力转换为机械推力的制动缸8等组成。作用原理：制动阀手把有制动、保压和缓解3个作用位。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类3.电空制动机 电空制动机是以压缩空气作为原动力，利用电来操纵的制动机。4.电制动 以电磁力为制动原动力，利用电来操纵的制动方式称为电磁制动，简称电制动，包括再生制动和电阻制动。（二）按
6、制动力的形成方式不同分类 按照制动力的形成方式，制动方式又可分为黏着制动和非黏着制动。前者是通过轮轨黏着来产生制动力并且制动力大小受黏着的限制，后者则不然。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类（三）按动能的转移方式不同分类 1.摩擦制动 摩擦制动，即闸瓦（闸片）与车轮踏面（制动盘）产生摩擦力，从而产生制动作用。（1）闸瓦制动。（2）盘形制动。2.电阻制动 电阻制动曾在动车组上大量应用。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类3.再生制动 与电阻制动相似，再生制动也是将牵引电动机变为发电机；不同的是，它将电能反馈回电网，使列车动能再生为电能，而不是变成热能消散掉。4.磁轨制动 磁轨制动的
7、制动力不是通过轮轨黏着产生，自然不受轮轨间黏着力的限制，因而能在黏着力以外再获得一份制动力。5.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侧架下面同侧的两个车轮之间。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类6.旋转涡流制动 旋转涡流制动是在牵引电动机轴上装有金属盘，制动时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，从而产生制动作用。7.翼板制动 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。三、制动作用的类别 在制动操纵上，动车组制动按用途可分为常用制动、紧急制动、辅助制动和备用制动等功能。任务一 认知
8、车辆制动装置的功能、组成及分类1.常用制动 常用制动是正常情况下调控列车速度或进站停车所施行的制动，它由司机通过司机控制器或列车自动控制系统（ATC/ATP）发出制动指令，通过制动系统作用，达到阻止列车加速或使其减速甚至停车的目的。2.紧急制动 紧急制动，是紧急情况下为使列车尽快停住而施行的制动，它不仅用上了全部的制动能力，而且作用比较迅猛。3.非常制动（快速制动）非常制动是列车在紧急情况下，为了让列车迅速减速而实施的一种制动作用。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类4.备用制动 备用制动设备有两种控制方式：一种是利用备用制动指令线传递备用控制装置发出的电气制动指令，直接控制各车的电空转
9、换阀产生制动作用；另一种是启用动车组内备用的自动空气制动装置进行制动，即通过制动管的压力变化来控制全列车的制动和缓解。5.停放制动 停放制动作用是为了防止列车在长时间停放时发生溜逸事故而设置的。任务一 认知车辆制动装置的功能、组成及分类6.保持（停车）制动 保持（停车）制动作用是常用制动的一种自动控制模式。制动系统采用微机控制制动系统时才能实现。7.救援/回送制动 救援制动作用是指列车在被救援过程中，根据救援列车指令实施的制动作用。8.耐雪制动 耐雪制动是为了防止摩擦副之间进入冰雪导致制动作用难以迅速产生而采取的一种制动作用。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置【任务描述】你是一名动车所技
10、术教育员，制作一个PPT教学课件，对新分来的员工介绍动车组制动系统的设备组成、各组成部分作用、工作原理及系统的特点等。【背景知识】一、动车组制动系统的组成和特点（一）动车组制动系统的组成 任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置由于高速动车组运行速度在200km/h以上，所以，动车组制动系统必须具备制动效率高、性能安全可靠、乘坐舒适的品质，为列车正常运行提供调速停车的保障，并保证在意外故障或其他必要情况下有尽可能短的制动距离以及为旅客提供更高的舒适度要求。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置1.制动供风系统 制动供风系统主要用于产生并储存制动系统以及
11、其他用气设备所需的压缩空气。2.制动控制系统 制动控制系统是电空直通式空气制动系统的核心，它是实现制动指令的产生、传输和接收，制动力的计算、分配、控制、执行以及防滑控制、增黏控制等功能的一系列设备的总称。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置3.基础制动装置基础制动装置是用于将制动缸产生的制动原动力扩大适当倍数后传递到各块闸片的一整套杆件连接装置。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（二）动车组制动系统的特点 制动是发展动车组所必须解决的关键技术之一。1.制动能力强，响应速度快 动车组的制动作用包括调速制动和停车制动。（1）采用电、空联合制动模式，电制动优先，且普遍装有防滑器。（2）操纵
12、控制采用电控、直通或微机控制电气指令式等灵敏而迅速的系统。2.制动力分配的准确性和一致性高 制动作用采用微机控制，可精确提供所需制动力，确保列车正点运行。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置3.故障导向安全 组成制动系统的零部件和软件首先必须具备一定的可靠性，这是列车行车安全的基本保证；其次是系统的可靠。（1）多级制动控制方式。（2）制动能力的冗余。4.舒适度高 从列车动力学的观点出发，旅客的乘坐舒适性包括横向、垂向和纵向3个方面的指标。（1）动车组的制动系统采用微机控制。（2）减少列车中不同车辆制动力的差别。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（3）防滑装置可避免因轮轨间黏着力不足而
13、产生的车轮踏面擦伤。5.维修方面 动车组在设计时开发了在故障时能够进行自检的自诊断功能等，并减少了磨耗件，大大减少了维修工作量。6.制动装置轻量化 制动系统采用模块化设计，并改进和集成制动部件，以实现小型轻量化。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置二、动车组电制动系统 动车组的制动能量和速度的平方成正比，对于高速运行的动车组来说，因为空气制动的制动能力受到制动材料的摩擦性能对黏着利用的局限性、制动热容量和摩擦制动部件磨耗寿命的限制几个因素的影响，单纯使用空气制动已不能满足其制动的需要。（一）电制动的基本原理 电制动是利用电机的可逆性原理。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（二）电制动
14、的优越性 1.提高了动车组运行的安全性动车组除摩擦制动装置外，由于配备了电制动装置，因而提高了动车组运行的安全性。2.减少了闸片和车轮磨耗 摩擦制动时，摩擦副接触面温度很高，闸片和制动盘的磨耗十分严重，因为摩擦制动的磨耗主要取决于制动力的强度，高速时制动强度大，磨耗就大，低速时相反。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置3.提高了动车组下坡运行速度 摩擦制动实施后，进行下一次制动需要充风缓解至少约1min，待风压恢复后才能进行，这就造成下坡速度波动大，使动车组的平均速度下降。（三）再生制动原理 再生制动是将动车组的牵引电机由电动机工况转变为发电机工况，将制动时动车组的动能转化为电能输出的制动
15、方式。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置1.动车组再生制动系统组成和工作原理 任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置2.制动力的产生原理 动车组所用牵引电机为三相异步式交流电机，它是根据电磁感应原理而制成的，所以又称为感应电动机。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置3.制动力（电磁转矩）的控制 任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（四）电制动系统的组成动车组电制动系统的组成与动车组牵引传动系统一致，即由网侧高压电气设备、牵引变压器、牵引变流器、三相交流异步牵引电动机等组成。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（五）电制动力的有效利用 要在低速时有效地利用电制动，需要正确控制
16、交流电的频率，以及对转子转速（或列车运行速度）进行准确的检测。三、动车组空气制动系统的组成和特点 动车组空气制动系统主要采用电气指令及微机控制的直通式空气制动机。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（一）CRH2空气制动系统的组成 CRH2制动系统采用微机控制电空直通式空气制动系统。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（二）CRH2制动系统各组成部分在车上的布置 CRH2制动系统各组成部分在车上的布置。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（三）CRH2制动系统的特点 CRH2制动系统主要特点有：（1）具
17、有适应黏着变化规律的速度-黏着控制模式。（2）具有根据载荷自动调整制动力的能力。（3）具有防滑保护控制。（4）以1M1T为单元进行制动力的协调配合，充分利用动车再生制动力，减少拖车空气制动力的使用，仅在再生制动力不足时才由空气制动力补充。（5）具有与车载ATP/LKJ2000的接口，施行安全制动。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（6）具有故障诊断和相关信息保存功能。（7）采用安全控制回路使分离时产生紧急制动。（四）CRH2制动类别和方式 CRH2制动系统具有常用制动、快速制动、紧急制动、辅助制动及耐雪制动功能。1.常用制动 常用制动力分为17N，进行延迟控制。2.快速制动 快速制动采用
18、与常用制动相同的复合制动模式。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置3.紧急制动当列车分离、总风管压力降低及手柄取出时均会实施紧急制动。4.辅助制动 在制动控制装置异常、制动指令线路断线，以及在救援等情况时可启用电气指令式的辅助制动。5.耐雪制动 在降雪时，为了防止冰雪进入制动盘和闸瓦之间，使得闸瓦无间隙轻轻接触制动盘。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置6.停车制动 采用铁靴实施停车制动。（五）CRH2制动基本规格 1.制动减速性能（1）常用7级：（2）快速：（3）紧急：（只显示紧急制动力的作用对象车辆，其他正常车辆仍施以快速制动力）任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置2.快速制动
19、距离（计算值包括空走时间）（1）电气制动动作时：（2）空气制动动作时：（电气制动故障时）（3）电气制动动作和仅是空气制动动作时，制动距离相同。3.紧急制动距离（计算值包括空走时间）（1）列车分离时：（同时输出快速指令，对制动装置完好的全部车辆实施快速制动）（2）MR压力降低时：（同时输出快速指令，对制动装置完好的全部车辆实施快速制动）任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（3）检测出制动力不足时：（同时输出快速指令，对制动装置完好的全部车辆（8辆编组则为7辆）施以快速制动，对制动装置异常的车辆（只有1辆）施以紧急制动）（六）CRH2制动基本性能（1）响应速度。（2）效率：增压缸效率95%以上
20、。（3）前后制动加速度：制动时的前后制动加速度（变动部分）为0.05g（0-P）以下。（4）缓解7级100%到达时间为2.3s，7级缓解100%到达时间为2.3s。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（5）异常检测。具备下列异常检测功能：防滑控制阀（压力控制阀）的输出输入不一致检测；MR压力、AS压力、BC压力的异常检测（传感器异常）；滑行检测；不缓解检测；测速发电机的输出检测（断线检测）。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置【拓展知识】一、CRH1制动系统概述CRH1型动车组制动系统采用空电复合制动模式，有两套系统组成，一套是电制动系统，将牵引电机转换成发电机形式工作，即再生制动；一
21、套是电空直通式空气制动系统，由司机控制制动、缓解动作完成的电气指令式微机控制系统。（一）CRH1空气制动系统的组成 CRH1型动车组的空气制动系统包括电空直通式空气制动系统、供风系统和基础制动装置3大部分。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（二）CRH1制动类别和方式 根据制动作用的不同，我们又可将制动分为常用制动、停放制动、保持制动、耐雪制动、紧急制动。二、CRH3制动系统概述（一）CRH3空气制动系统的组成 CRH3动车组主要有两种制动形式：再生制动和空气制动。CRH3动车组空气制动系统包括直通式电空制动
22、系统、自动式备用空气制动系统、基础制动装置、电子防滑器和压缩空气供给系统等部分。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置CRH3空气制动系统的配置。（二）CRH3制动类别和方式制动系统可实现多种制动方式：紧急制动、常用制动、备用的自动式空气制动和停放制动等。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置三、CRH5制动系统概述（一）CRH5空气制动系统的组成 CRH5型动车组制动系统包括一套微处理器控制的电空直通制动系统和用于救援和回送的备用空气制动系统。任务二 认识动车组制动系统组成及车上配置（二）CRH5制动类别和方式 制动系统可实现多种制动方式：紧急制动、旅客紧急制动、常用制动、保持制动、备用
23、制动、停放制动。任务三 动车组制动系统维护与检修【任务描述】你是一名动车所技术员，要对某型动车组编制制动系统一、二级维修计划及维修作业指导书。【背景知识】一、CRH2型动车组一、二级检修制度（一）动车组制动系统的检修周期 1.一级检修 每次运行结束后或48h以内进行一次（累计运行不超过4000km）。任务三 动车组制动系统维护与检修2.二级检修 每运行3万km或每月进行一次。（二）动车组制动系统的检修范围 动车组制动系统的一、二级检修范围。任务三 动车组制动系统维护与检修二、CRH2型动车组一级检修作业标准 CRH2型动车组制动系统的一级检修作业标准。任务三 动车组制动系统维护与检修三、CRH2型动车组二级检修作业标准 CRH2型动车组制动系统的二级检修作业标准。四、CRH2型动车组检修限度表 CRH2型动车组制动系统检修限度标准。
