浅谈南京十号线地铁列车制动系统论文.docx

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浅谈南京十号线地铁列车制动系统论文

摘　　要

从轨交列车诞生起，制动系统就对轨交列车的安全起到至关重要的作用。

制动系统的目的就是降低列车的速度，根据运行条件和列车的完整性，在由制动系统性能所定义的一个特定时间间隔或距离内达到任何需要的速度或者让列车保持在一个静止的状态。

南京地铁十号线车辆制动系统是由克诺尔提供的，这套制动系统基本上反映了当代城市轨道交通列车制动系统技术状态，它的制动控制单元是属于架控的。

本文将从列车制动系统的概念，列车制动系统的组成以及列车制动系统的维护三个方面来探讨南京地铁十号线列车制动系统，以达到节约生产成本和安全生产的目的。

关键词:

南京地铁十号线；列车制动系统；制动控制单元

IntroDuctionToNanJingLine10SubwayTrainBrakingSystem　　

Abstract

Sincebirthofrailtrain,thebrakingsystemonthesafetyoftherailtrainplayacrucialrole.Purposeistoreducethespeedofthetrainbrakingsystem,accordingtotheoperatingconditionsandtheintegrityofthetrain,definedbythebrakingperformanceofthesystemwithinaspecifictimeinterval,ordistancetoreachthespeedofanyneedorkeepthetraininastationarystate.Nanjingsubwayline10vehiclebrakesystemisprovidedbytheknorr,thebrakingsystemlargelyreflectsthecontemporarystateofurbanrailtransittrainbrakingsystemtechnology,itsbrakingcontrolunitbelongstothevehiclecontrol.Thisarticlefromtheconceptoftrainbrakesystem,compositionoftrainbrakesystemaswellasthemaintenanceoftrainbrakesystemfromthreeaspectstodiscussnanjingsubwayline10trainbrakingsystem,toachievethepurposeofsavingthecostofproductionandsafetyproduction.

Keywords:

 Nanjingsubwayline10;trainbrakingsystem;Thebrakecontrolunit

1绪论

1.1选题背景

随着我国经济发展，科学技术的提升，我国的城市建设正在飞速发展。

在城市发展的同时，城市交通问题愈加显著。

城市轨道交通对城市交通问题开辟了新的思路。

近几年在我国城市轨道交通迅速发展的同时，其运营安全保障已成为目前面临的重要问题。

车辆作为城市轨道交通运输的载体，由于速度快、载客量大、环境复杂，其运行安全状况不容乐观——车辆故障不断出现、事故常有发生，这些故障不但严重的影响到正常运营，一旦引发事故将会带来巨大的人员伤亡和经济损失。

制动系统是城市轨道交通车辆的关键系统，其直接影响到列车的安全运行。

为了提高车辆运行的安全性，对于城市轨道交通车辆制动系统的研究非常重要。

1.2选题的目的与意义

制动系统是最重要的列车系统之一。

该系统的正常稳定是保证列车运营安全的重要前提。

列车在遇到进站停车或者遇到突发状况时，制动系统要发挥重要的作用，一旦制动系统发生问题，其后果是不堪设想的。

目前的城市轨道交通车辆架控制动系统一直被国外厂商垄断，对国内实行技术封锁。

国内大部分地铁车辆采用的制动系统均由国外制动公司克诺尔提供。

由于克诺尔公司对制动系统核心技术保密，且备件采购周期长，价格昂贵，从而加大了制动系统的维修难度，导致列车的维修时间过长，列车检修成本也大大增加。

本文针对深入了解南京十号线城轨车辆制动系统的工作原理基础上和列举运营过程中常见的制动系统故障，能够为以后运营过程中预防制动故障的发生和制动故障的快速解决有所帮助，达到节约生产成本和安全运营的目的。

1.3国内外研究现状

国内研究现状

目前新型城市轨道车辆国产制动系统尚处于起步阶段。

但国内并非没有研究基础。

90年代末，铁道部在国家发改委的支持下，先后组织上海铁道大学（现并入同济大学）、铁道科学研究院等单位联合研制“先锋”号、“中华之星”高速动车组，并分别研制制动系统微机控制直通电空制动系统。

由于”先锋号“号为动力分散型电动车组（2动1拖为1个编组单元，试制列车由2个单元6辆车组成），而“中华之星”为动力集中型电动车组（试验车2动9拖，11辆车组成），因此在制动系统上有所区别。

但基本原理均为微机控制直通电空制动。

。

因此，我国自行研发适用于新型城市轨道车辆的制动系统是有技术基础的。

将有利于提高目前城市轨道车辆的国产化率，降低整车成本（包括新车购置和维修成本），消除运用维护的后顾之忧。

近期，广州地铁首列具有自主知识产权的架控制动系统的列车正式投入三号线载客运营，目前运营情况良好。

这项重大技术创新成果的应用，标志着广州地铁已打破国外对中国地铁车辆制动系统的垄断。

其中，EP2009架控制动系统完成了部件研制，并通过了型式试验，其中制动盘、闸片、制动闸钳以及供风模块在广州地铁三号线车辆上完成了10多万公里装车运营试验。

自主研制的国产化架控制动系统也完成了AW0、AW2、AW3载荷下的静置及运行工况下的各类制动及功能调试和型式试验，及与信号系统在ATO等状态下的联调联试，并获得了信号系统的安全认证，系统的各项性能达到了预定要求。

同时也为我国在制动系统研究领域的进一步研究提供了良好的经验借鉴。

但是由于国内在城市轨道交通列车的制动系统的研究起步晚，城市轨道交通制动系统的发展仍然处于起步阶段。

制动系统的关键技术仍然掌握在克诺尔、NABCO等国外公司的手中，这些公司的产品仍然占有国内绝大部分市场份额，其列车实验仍由国外公司主导。

国外研究现状

制动系统是城市轨道交通设备的核心系统，其能够保证车辆按照需要减速或者在规定的距离内停车，以确保列车行车安全。

由于轻轨、地铁等城市轨道交通的站距大多只有1左右，需要频繁制动，因而需要制动系统具有操作灵活、动作迅速、停车平稳准确、制动功率相对较大等特点，国外在这方面的研究起步早，掌握着城市轨道交通制动系统的核心技术，国外在这方面的技术的研究处于相对比较成熟的阶段。

小结

在城轨车辆中，制动装置由电气指令式空气制动机和电制动机（即再生制动）组成。

另外还设有停车制动器，利用弹簧产生制动所需的机械力，车辆走行时通过压缩空气压缩弹簧缓解制动，停车时电磁阀断电，弹簧复原产生制动作用。

空气制动用液压卡钳作用在动轴的制动盘上，液压卡钳由风动液压转换阀控制其接通与断开。

通过空油变换器可实现空气压力和油压的转换，从而产生制动力。

再生制动力不够时，由空气制动补充。

1.4研究内容

根据国内外城市轨道交通制动系统的研究发展现状及存在问题，本文将重点研究以下内容：

1.城市轨道交通列车制动系统的类型

向大家展示南京地铁十号线制动系统的主要组成：

电制动与气制动

具体研究南京地铁十号线制动系统的制动控制系统及其工作原理。

3.城市轨道交通列车制动系统故障分析，举例分析南京地铁十号线制动系统的常见故障，并提出合理化建议。

1.5研究思路与论文结构

本研究的研究路线如图1.1所示

图1.1研究路线图

根据以上研究思路，本论文共分为六章。

第一章简要介绍选题背景、选题目的和意义、国内外的研究现状、论文的研究思路和方法。

第二章介绍了制动系统的定义，南京地铁十号线列车制动系统的特点。

第三章从电制动和气制动两方面介绍了各自制动类型的组成和作用原理。

第四章主要介绍了十号线制动系统的核心EP2002制动系统，从EP2002系统的组成、作用原理、优缺点做了详尽介绍。

第五章主要介绍了制动系统最常见的制动故障－紧急制动。

第六章对全文做了总结，并提出了本论文有待进一步研究的问题。

2制动系统的概念

2.1制动系统的定义

用来控制机车车辆速度或使之停车的装置统称为制动系统，它由机车制动装置和车辆制动装置组成。

当前在铁路机车车辆牵引传动和制动系统中，采用了机械、电气、空气和液压等技术来传递各种作用力和能量。

目前，地铁空气制动系统的分类主要由这样两种方式。

一种是以欧洲KNORR（科诺尔）公司、FAIVELEY（法维莱）公司为代表的模拟式空气制动机，另一种是以日本NABCO公司生产的数字式空气制动机。

下面我把这两种制动方式作一个简单的介绍：

1.数字指令式制动控制系统：

所谓数字指令式制动控制系统是指由0和1组成的二进制数，在用3位数组合时，除了（000），还有（001、010、011、100、101、110、111）7组组合，在制动控制上，使0对应制动控制线off，1对应on。

这样用三根制动控制线组合，可以得到7级制动。

如果采用更多的制动控制线（n根），可以得到更多（n²-1）级的制动。

按电动车组的制动控制经验，有7级制动就已经足够了。

利用上述原理传递制动指令的控制系统，称为数字指令式制动控制系统。

2.模拟指令式制动控制系统：

模拟指令式制动控制系统与数字式正好相反，模拟指令式可以实现制动无级操纵。

它一般采用电压、电流、频率或脉宽等模拟电信号来传递制动指令，以这些模拟量的大小来表示制动要求的大小。

从理论上来讲，模拟式制动控制系统比数字式制动控制系统使司机在操纵上更为方便，但其对指令传递的设备性能的要求较高。

否则，适得其反。

2.2南京地铁十号线列车制动系统的特点

南京地铁十号线列车制动系统使用的是克诺尔的EP2002制动系统，每列车有个高度集成单元（BCE-电子制动控制单元）。

制动系统能够执行的两项主要功能

1.可根据来自地铁员工、乘客或安全系统的制动指令降低列车的速度，根据运行条件和列车的完整性，在由制动系统性能所定义的一个特定时间间隔或距离内达到任何需要的速度；

2.将列车保持在一个静止的位置。

制动系统功能实现的基础功能

1.电空常用制动SB。

由列车司机通过主控制器或ATC（自动控制系统）系统施加，以使之在线路区间的有效最大速度内遵循时间表。

通常用于控制车辆动态并在任何速度和载荷状态下快速而有效地使之停止。

电空常用制动通常通过将ED（电制动）制动和机械摩擦制动混合执行（EP）,ED优先。

2.紧急制动EB。

保证预期的制动力在需要的时间内提供。

由列车司机执行，或在列车重大故障情况下自动执行，以避免潜在的危险情形。

用于在探测到非常危险的情况下，使车辆在最短距离内停止，该形式下完全由空气制动完成。

3.快速制动FB。

一种保证减速度同紧急制动相同的制动，使用混合制动的方式，由EP和ED同时完成，但有相应的分布原则。

安全回路保持通电。

4.保持制动HB。

在车站当乘客进出车辆的时候，保证列车的固定，确保车辆在无牵引力下不会溜车。

5.停放制动PB。

防止列车从静止的状态发生移动，同时考虑到车辆总风泄露等的安全考虑，用于维持车辆明确而安全地停止。

3制动系统的类型

南京地铁十号线车辆制动系统由电制动及空气制动系统组成，以电制动