动车组制动系统分析

动车组制动系统分析

罗　伟

(湖南铁道职业技术学院　湖南株洲　412001)

　　1　动车组制动系统特点

电动车组的最高运行速度与其牵引功率有关,但也受其制动能力的限制。电动车组制动能力是指制动系统使动车组在规定的制动距离内安全停车的能力。与普通铁路相比,对电动车组制动系统有以下要求:

(1)操纵灵活,制动减速快,制动作用灵敏可靠,动车组前后车辆制动、缓解作用一致。

(2)具有足够的制动能力,保证动车组在规定的制动距离内停车。

(3)具有动力制动能力,在正常制动过程中,应尽量充分发挥动力制动能力,以降低运行成本。

(4)应具有动力制动与磨擦制动的联合制动能力。

(5)制动系统应保证动车组在长大下坡道上运

防滑器;拖车采用轴盘式盘形空气制动装置+微机控制防滑器+弹簧停放制动器+踏面制动。另外,车上还装有弹簧停放制动器。当制动缸压力缓慢降到小于或等于300kPa时,弹簧停放制动器自动产生制动作用。

2.2ICE系列电动车组制动技术现状:德国ICE1、ICE2动车组采用动力集中牵引微机控制自动

式电空制动技术,动力制动采用再生制动/电阻制动。ICE-3动车组采用动力分散牵引微机控制自动式电空制动技术,线性涡流制动,动力制动采用再生制动。

动车采用再生制动+轮盘式盘形空气制动装置+微机控制防滑器;拖车采用轴盘式盘形空气制动

装置+磁轨制动机+微机控制防滑器+弹簧停车制动器。每辆动车均装有1套再生制动装置+轮盘式盘形空气制动装置。再生制动机制动时,动车上产生的三相交流电通过一套装置将电能反馈给电网。当再生制动系统发生故障时,接触导线电压下降,则所有的再生制动装置将不发挥作用。另外,ICE拖车上还装有一套遥控制动机控制装置,位于车辆1位端。拖车还装有手制动装置,紧急制动阀装在动车司机室内。客室内若发生紧急情况,旅客可拉动紧急制动手把,实施紧急制动。在运行速度250km/h时,常用制动距离为4820m,紧急制动距离为2300m。

2.3新干线系列电动车组制动技术现状:日本新

行时,其制动力不会衰减。

(6)电动车组各车辆的制动力应尽可能一致,制动系统应根据乘客量的变化,具有载荷调整能力,以减少制动时候的纵向冲动。

(7)具有紧急制动性能,遇紧急情况时,能使电动车组在规定距离内安全停车。

(8)电动车组在运行中发生如列车分离,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。

2　国外动车组制动系统的现状和发展趋势

目前,国外动车组基本上有3种模式,即法国的TGV、德国的ICE和日本的新干线。按动力配置方

式可分为动力集中和动力分散2种模式。

2.1TGV系列电动车组制动技术现状:动车采

干线0系、100系～700系、E1系～E4系(双层动车

组)采用动力分散牵引微机控制直通式电空制动技术,旋转涡流制动(ECB),动力制动采用再生制动/电阻制动。动车采用再生制动/电阻制动+轮盘式

用电阻制动+轮盘式盘形空气制动装置+微机控制

　收稿日期:2008-12-20

　作者简介:罗　伟(1979-)男,湖南株洲人,湖南铁道职业技术学院轨道交通系讲师。

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盘形空气制动装置+微机控制防滑器+空重车调整装置;拖车采用旋转涡流制动装置(ECB)+微机控制防滑器+踏面清扫器+空重车调整装置。

3　我国动车组制动系统

　　3.2微机控制直通式电空制动系统主要由制动

控制器、微机控制单元、制动控制单元、基础制动装置、防滑装置、动力制动装置、风源系统、辅助制动装置等组成,如图3所示。直通式是采用电信号来传递制动和缓解指令的直通空气制动系统。动车组的制动指令是由司机制动控制器发出的,经列车信息监控系统传至每辆车的制动控制装置,由制动控制装置的制动控制单元运算,对各车辆的制动信号管的压力空气进行控制,用该制动管的压力使各中继阀工作,打开中继阀中制动储风缸与制动缸的通路,最后使制动缸获得符合制动力要求的空气压力,由基础制动装置完成制动作用。直通式具有响应快、一致性好、控制方便等优点,但也存在着一旦列车分离,列车就失去制动能力。因此一般都与自动制动机和作为紧急制动控制用的长带电往返电路并用。

空气制动机按其作用原理不同可分为直通式空气制动机和自动控制制动机。直通式空气制动机是通过制动阀把总风缸的压缩空气直接变成经列车管进入制动缸的其压强大小直接反映制动力大小的压缩空气,直接在制动缸得到所需制动力;自动式空气制动机是通过制动阀改变制动管的空气压力,以此压力变化为控制信号,控制车辆制动机的三通阀(或分配阀),其两种制动机原理见图1。

图1　直通式和自动式空气制动机原理简图

我国动车组制动模式有2种,即微机控制自动

式电空制动系统与微机控制直通式电空制动系统。

3.1微机控制自动式电空制动系统主要由制动控制器、车辆计算机、列车管压力控制装置、分配阀、防滑装置、基础制动装置、风源系统、动力制动装置、辅助制动装置等组成,如图2所示。自动式是在自动空气制动机的基础上增加了电气指令控制系统对列车管压力的控制,通过同时对各车辆的列车管的减压增加,使各车辆的三通阀同时作用,加快列车整体的制动及缓解速度,提高了自动空气制动机的性能。法国TGV和德国ICE高速动车组采用的就是类似上述方案的微机控制自动式电空制动系统。

图3　微机控制直通式电空制动系统

现在的电动车组制动控制系统大多采用直通式

的电气指令式制动控制系统,日本新干线高速动车组、欧洲部分电动车组、我国自行研制的“先锋号”和“中华之星”高速动车组均采用微机控制直通电空制动系统。我国引进的时速200km的川崎动车组的制动系统也采用电气指令式微机控制直通式电空制动,这符合高速制动系统的发展方向。参考文献

[1]饶忠.列车制动[M].北京:中国铁道出版社,2006.[2]李芾.国内外高速动车组的发展[J].电力机车与城轨车

辆,2007:(5).

[3]严隽耄.车辆工程[M].北京:中国铁道出版社,2006.

[责任编辑:赵　伟]

图2　微机控制自动式电空制动系统

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