《城市轨道交通车辆》 课件 项目四 基础制动装置9

七、基础制动装置

学习领域四城轨车辆转向架列车制动系统为了能施加或者缓解制动，需要在列车上安装一整套完整可操纵并能进行控制和执行的系统，总称为列车制动系统。

包括两个部分：控制部分和执行部分。列车制动系统制动控制部分主要包括制动信号的发生与传输装置，以及制动控制装置；

制动执行部分主要包括闸瓦制动和盘式制动等不同的制动装置，也叫基础制动装置。

随着轨道交通技术的发展，制动装置越来越多地采用了电气信号控制和电气驱动控制设备，特别是微机和电子设备的出现是制动装置变得无触点化、集成化，并且使制动控制功能融入其他系统控制而不能独立划分，因此将具有控制功能的电子线路、电气线路和空气制动控制部分总称为列车制动系统。制动系统的功能能够使运行中的列车迅速地减速或者停车；防止列车在下坡道时由于重力作用导致列车速度增加；列车停稳后，避免停放的列车因重力作用或风力作用而溜车，这时的制动也称为停放制动。

对已经施加制动的列车，重新启动或者再次加速，必须解除或减弱其制动作用，称为制动的缓解。列车的制动能力列车制动距离：运行的列车从司机施加制动（将司机制动手柄置于“制动位”）的瞬间开始，到列车速度降为零的瞬间为止，列车在这段时间行驶的距离称为列车制动距离。列车制动能力：该列车的制动系统能使其在规定的安全范围内会规定的安全制动距离内可靠停放的能力，与列车运行安全直接相关。车辆制动模式

根据运行要求，车辆制动采用停放制动、常用制动、快速制动、紧急制动等制动模式。停放制动由于车辆断电停放时，制动缸压力会因管路泄露（空气压缩机停电或不工作）并无压力空气补充的情况下，逐步下降为0，使车辆失去制动力。采用弹簧产生制动力，弹簧力的大小不随时间而变化。弹簧停放制动缸冲风，停放制动缓解，并附加手动缓解功能。常用制动

常用制动是指正常情况下，为调节或控制列车运行速度（包括进站停车）所施加的制动。

特点是：作用比较缓和，制动力可调节，通常只用到列车制动能力的20%-80%，大多数情况下只用50%左右。

常用制动模式下，电制动和空气制动一般处于激活状态。一般情况下（AW2工况以下，速度8km/h以上），电制动能满足车辆制动要求；当电制动不能满足要求时，空气制动能迅速、平缓的补充，实现混合制动作用。紧急制动

紧急制动属于非常制动，是在紧急情况下使列车尽可能快的停下来而施加的一种制动。

特点是：动作比较迅猛，而且把列车最大的制动力都用上，比常用制动力大10%左右。

电制动不起作用，仅有空气制动；

高速断路器断开，受电弓降下；

不受冲击极限限制，1.7s内可达到最大制动力的90%；

施加后不能撤除，列车必须减速直至停下；

具有防滑保护和载荷修正功能。快速制动当主控制器手柄移到“快速制动位”时，列车将施加与紧急制动相同的快速制动，具备以下特点：

电制动不起作用，采用电空混合制动；

受冲击率极限的限制；

主控制器手柄回“零位”可缓解；具有防滑保护和载荷修正功能。制动装置特点和要求城市轨道交通站间距很短，要求列车启动快、制动快、制动距离短。

这就要求制动装置：操纵灵活、动作迅速、停车平稳准确、制动率和制动功率相对较大。

载客量波动比较大，对列车制动时保证一定的列车减速度、防止车轮滑行、减轻车辆纵向冲击都是不利的，所以要求制动装置具备在各种载荷工况下车辆制动力自动调整的性能，使车辆制动率基本不变，从而实现制动的准确性和停车的平稳性。制动装置特点和要求城市轨道车辆在部分或者全部车辆上装配了牵引电机，为电制动提供了条件。

电制动功率大，在较高速度下可承担大部分制动载荷；

电制动属于非摩擦制动，没有摩擦副的磨耗和噪声，减少了保养维护和对环境的污染；

再生制动可以节约能源，具有一定的经济效益。制动装置特点和要求城市轨道车辆一般在人口稠密的地区运行，要求制动机：

具有紧急制动性能，能在规定距离内安全停车；

列车运行中发生列车分离、制动装置故障时，应能自动产生紧急制动作用；

紧急制动除可由司机操纵外，必要时还可以由行车人员利用紧急按钮（紧急阀）等进行操纵。制动方式城市轨道车辆根据动能转移的方式可以分为摩擦制动和电制动。

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，散逸于大气。常用方式有闸瓦制动、盘形制动和轨道电磁制动。基础制动装置作用是在制动缸活塞上的压力空气推力增大数倍后，平均地传递给各个闸瓦，使其转变为压紧车轮的机械力，阻止车轮转动而产生制动作用。

基础制动装置按其作用方式可分为闸瓦制动装置和盘形制动装置。闸瓦制动装置按闸瓦块数可分为单闸瓦式、双闸瓦式和多闸瓦式制动装置。闸瓦制动装置闸瓦制动也称踏面制动，是最常用的一种制动方式。闸瓦制动装置在制动时根据制动指令使制动缸内产生相应的制动缸压力，该压力通过制动缸使制动缸活塞杆产生推力，经基础制动装置中的一系列杆件的传递、分配，使每块闸瓦都贴靠在车轮踏面上，并产生闸瓦压力。车轮与闸瓦之间相对滑动，产生摩擦力，最后转化为轮轨之间的制动力。

缓解时，制动控制装置将制动缸压力空气排出，制动缸活塞在制动缸缓解弹簧的作用下退回，通过各种杆件带动闸瓦离开车轮踏面。闸瓦制动装置为了改善摩擦性能和增加耐磨性，目前城市轨道交通车辆大多采用合成闸瓦，但是导热性较差。

目前也有采用导热性能较好，且具有摩擦性能和耐磨性的粉末冶金闸瓦。

闸瓦制动产热能力强，但是散热能力差，制动功率较大时候可能会使踏面和闸瓦接触面温度升高，严重时会熔化闸瓦或是车轮踏面产生裂纹，因此闸瓦制动要限制制动功率。盘形制动装置盘形制动也称摩擦式圆盘制动。盘形制动是在车轴或车轮辐板侧面装设制动盘，用制动夹钳将合成材料制成的两个闸片，紧压在制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，把列车动能转变成热能，耗散于大气之中。

根据摩擦面配置不同，制动盘可分为单摩擦面（单面盘）和双摩擦面（双面盘）；根据制动盘位置不同，可分为轴盘式和轮盘式。