城市轨道交通车辆制动技术 全套课件（上）PPT推荐.pptx

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【任务要求】了解城市轨道交通车辆制动的基本知识。

能知道城轨车辆制动装置的基本作用、基本结构与基本特点等。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,【知识准备】城市轨道交通车辆的启动和以一定速度运行,都需要对其施加牵引力来完成;

同样,为了使运行的城市轨道交通车辆能够迅速地减速、停车或保持一定的速度匀速运行,也必须对其施加制动力的作用。

牵引和制动是车辆运行的一对矛盾的两个方面,缺一不可。

仅有牵引而没有制动的车辆是不完善的,甚至是危险的。

试想一下,如果一列车突然失去制动,乘客的生命和财产将受到严重威胁,这是何等的危险。

因此,从某种意义上来说,制动是一个比牵引更为重要的问题。

城市轨道交通车辆的制动装置是城市轨道交通车辆重要的组成部分,决定着城市轨道交通车辆重要的性能。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,1.基本概念

（1）制动人为地施加外力,使城市轨道交通车辆、铁路机车车辆等运动的交通工具减速或阻止其加速,保持状态不变的作用,称为制动。

制动效能的大小和制动施加的时机由人为掌控,对于城市轨道交通车辆来说,为了使运行中的城轨列车能迅速地减速或停车,必须对它施行制动;

为了防止列车在下坡道时由于重力作用导致列车速度增加,也需要对它施行制动;

即使列车已经停车,为避免停放的列车因重力作用或风力吹动而溜车,也需要对它施行制动（停放制动）。

（2）缓解与制动作用相反,解除或减弱城市轨道交通车辆、铁道机车车辆等制动作用的过程称为缓解。

对已经施行了制动作用的列车,为了使列车重新启动或再次加速,必须解除或减弱其制动作用。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,（3）制动距离从城轨列车的司机施行制动开始,到列车停车为止,列车所走过的距离称为制动距离。

制动距离是综合反映列车制动装置性能和实际制动效果的主要技术指标;

对制动效能的衡量,有一些国家不用制动距离而用（平均）减速度作为技术指标来进行衡量,两者的实质是一样的,只是制动距离较为具体,而减速度较为抽象而已。

为确保城市轨道交通车辆的绝对安全,世界各国对城轨列车的制动距离都有非常严格的规定,要求列车在紧急情况下的制动距离不能超过某一规定的值,比如上海城轨列车规定:

列车在满载乘客的条件下,在任何初速度下,其紧急制动的距离不得超过180m。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,（4）制动装置与制动系统制动装置。

能施行制动或缓解制动作用而安装在轨道交通车辆上的,由一整套零部件组成的完整的、主要由机械装置组成的装备,总称为“制动装置”。

在传统的铁路上,它分为“机车制动装置”和“车辆（客车、货车）制动装置”。

由于城市轨道交通车辆与传统铁路机车车辆的编组形式不同,与动车组列车十分相似,采用动力分散的形式,可分为“动车制动装置”和“拖车制动装置”。

在城市轨道交通车辆中一般都设置操纵全列车制动的设备,一般均安装在列车两端带司机室的头车上,而头车既可以是动车也可以是拖车,因此城轨列车的制动装置可理解为装于列车上能够实现列车制动和缓解作用的装置。

城轨列车的制动装置分为动车制动装置和拖车制动装置两种类型,各型车一般都有基础制动的装置,但动车和拖车制动控制单元有一定的区别。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,制动系统。

城市轨道交通车辆制动装置至少包括两个部分,制动控制部分和制动执行部分。

制动控制部分由制动信号发生与输出装置以及制动控制装置组成;

制动执行部分通常称为基础制动装置,包括闸瓦制动和盘式制动等不同方式。

在传统意义上,列车上安装的制动装置比较简单、直观,采用压缩空气传递信号,因此我们称其为列车制动装置。

但是随着轨道交通技术的发展,制动装置中越来越多地采用了电气信号和电气驱动设备,微机和电子设备的出现使制动装置变得无触点化和集成化,并且使制动控制功能融入了其他电路而不能独立划分。

因此,我们只能按现代化方法将具有制动功能的电子线路、电气线路和气动控制部分归结为一个系统,统称为轨道交通车辆制动系统。

由此可见,对城市轨道交通车辆来讲称之为制动系统比制动装置要更准确些。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,（5）制动力使运动的城轨列车、铁路机车车辆等减速或阻止其加速的力,称为制动力,产生制动力的一套装置称为制动机。

因此,也可以这样说由制动装置产生的,与列车运行方向相反的外力,称为“制动力”。

这是人为的阻力,它比列车在运行中由于各种自然原因产生的阻力要大得多。

因此,尽管在列车制动减速的过程中,列车运行阻力（自然阻力）也在起作用,但起主要作用的还是列车制动力（人为阻力）。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,2.制动能力城市轨道交通车辆在设计和制造过程中,列车的最高运行速度和牵引功率需要得到充分考虑和计算,而制动能力更是需要认真计算和校核的技术参数之一。

列车的最大速度与牵引功率有关,但它更应该受到制动能力的限制。

列车的制动能力是指该列车的制动系统能使其在规定的安全范围内或规定的安全制动距离内可靠地把车停下来的能力。

一般来说,城市轨道交通系统都有明确的车辆运行规程,特别对列车制动能力有严格的要求和规定。

例如,要求列车在紧急情况下的制动距离（紧急制动距离）不得超过某一规定值。

我国的上海地铁规定:

列车在满载乘客的条件下,在任何运行速度下,其紧急制动距离不得超过180m。

这个距离要比启动加速度短得多。

因此,从安全的目的出发,一般列车的制动功率要比驱动功率大510倍。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,3.制动方式制动方式指的是制动时城轨列车动能的转移方式或制动力的获取方式。

从能量的角度来看,制动的实质就是将列车上的动能转移出去。

制动系统转移动能的能力就是制动功率。

在一定的制动距离的条件下,列车的制动功率是其速度的三次函数。

从能量的角度理解,制动过程就是一个能量的转移过程,是将城轨列车运行所具有的动能人为地转换为其他形式能量的过程,因此城轨列车的制动过程必须具备以下两个基本条件:

实现能量的转换;

控制能量的转换。

列车动能的转换方式主要有以下两类:

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,

（1）热逸散摩擦制动。

制动时将动能转换为热能,然后消散于大气,可分为固体摩擦制动和液体摩擦制动。

比如闸瓦制动、盘形制动和轨道电磁制动等属于固体摩擦制动,而一些液力传动的机车则可利用液体与液体或液体与固体之间的摩擦制动,属于液力制动。

动力制动。

列车制动时通过电机、电器变为热能,最终逸散于大气。

主要有:

电阻制动、旋转涡流制动和轨道涡流制动。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,

（2）可用能再生制动。

使列车的动能转换为电能,反馈到接触网回收重新利用,目前新型的城轨车辆和电力机车已实现这种制动方式。

飞轮储能制动方式。

制动时将列车的动能储存在列车的一个特殊储能设备飞轮中,列车启动加速时将该能量放出既可以节约能源又环保;

但这只是一种设想,目前还没有正式投入使用,还在试验阶段。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,【任务实施】本次任务的实施以城市轨道交通车辆的制动技术的基本概念的掌握和理解为目的,可组织学生对相关的基本概念进行分析与讲述,组织学生展开对城轨列车制动技术的讨论,并可组织学员到城市轨道交通车辆的检修与运行现场对制动装置进行观察,进一步理解制动的相关概念。

建议讨论的概念和问题如下:

城市轨道交通车辆制动产生的方法及基本要求。

制动、缓解、制动距离,制动力的理解与应用。

制动装置与制动系统区别与联系。

常用制动和紧急制动的区别与联系。

制动能力。

摩擦制动、动力制动、再生制动。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,【知识拓展】地铁作为城市轨道交通的一种重要交通形式,现在已被越来越多的城市市民所接受;

出行乘坐地铁已成为广大市民外出的首选。

地铁列车在地下或高架桥上运行过程时,因站间距比较短,一般1km左右,需要频繁地启动和制动。

对广大乘客而言,在乘坐地铁时只会感觉到地铁列车运行是否平稳,是否能够准确地停靠车站,经常为其能停在屏蔽门的位置而感到惊奇,其实他们不知道,地铁列车能准确停在屏蔽门的位置都是列车精确的制动起着作用。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,以西安地铁2号线为例（2011年9月16日开通运营）,地铁车辆的制动系统主要包括常用制动和紧急制动,在正常运行情况下,车辆主要采用常用制动,而紧急制动主要在紧急情况下采用,且以“故障安全”为原则进行制动系统的设计,因此紧急回路采用得电缓解,失电制动的形式。

而根据制动实施时的动力源来讲,其制动系统应称为电制动和空气制动两种形式,且电制动与空气制动实时协调配合,当电制动投入时,空气制动可与之随时配合进行混合制动。

紧急制动仅采用空气制动。

通过此种方式既实现了制动的目的,使车辆准确停在合适的位置,供乘客上下车,同时也实现了减少污染（主要是使用电和空气作为动力源）,环保出行的目的。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,任务2,城轨制动系统功能及组成分析,【活动场景】在城市轨道交通车辆制动系统检修基地或在城轨制动模型室或有多媒体能展示城轨车辆制动作用的教室、现场进行。

【任务要求】掌握城市轨道交通车辆制动系统的基本特点、基本要求。

掌握城市轨道交通车辆制动系统的组成。

出版社理工分社,城市轨道交通车辆制动技术,【知识准备】1.城市轨道交通车辆制动系统的特点与要求城市轨道交通越来越为广大市民所接受,现已成为广大都市居民出行的首选方式。

城市轨道交通系统的一般特点是安全、快捷、准时、方便。

（1）城市轨道交通系统的运营特点1）城市轨道交通有较大的运输能力城市轨道交通由于高密度运转,列车行车时间间隔短,行车速度高,列车编组辆数多,而具有较大的运输能力,单向高峰每小时的运输能力市郊铁道最大可达到6万8万人次、地铁达到4万6万人次,轻轨1万4万人次,有轨电车能达到1万人次,城市轨道交通的运输能力远远超过公共汽车。

据文献统计,地下铁道每公里线路客运强度可达100万人次以上,最高达到1200万人次,如莫斯科地铁、东京地铁、北京地铁等。

城市轨道交通能在短时间内输送较大的客流,据统计,地铁在高峰时1h能通过全