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湖南铁路科技职业技术学院（论文）1设计（论文）任务与要求：在规定的时间内独立或合作完成毕业论文，打印并装订成册，论文格式符合要求，论文内容应包含如下内容：1、列车制动系统概述（制动的定义、专业名词、制动的类型）2、制动系统的组成及工作原理3、制动系统部件及功能说明1）供风单元的组成及功能说明2）EBCU的组成及功能说明3）BCU的组成及功能说明4)踏面制动单元的组成及功能说明4、制动模式及气路分析设计（论文）依据的原始资料：1、《庞巴迪车辆维修手册》2、《深圳地铁车辆大修作业指导书》湖南铁路科技职业技术学院（论文）2设计（论文）文件的组成和要求：1、论文内容必须符合毕业设计（设计）任务书的要求。2、论文字数不低于8000字。3、论文选材要科学严谨，材料的组织要突出层次和条理性。4、论文安下列顺序装订：论文封面－任务书－目录－摘要（关键词）－正文－感言－参考文献－评定书。参考资料：1、《庞巴迪车辆维修手册》2、《深圳地铁车辆大修作业指导书》3、《城市轨道交通车辆运行与维修》何宗华主编中国建筑工业出版社4、《地铁车辆构造》杨晓林主编校本教材湖南铁路科技职业技术学院（论文）3湖南铁路科技职业技术学院（论文）4任务下达时间：年月日毕业设计开始与完成任务日期：年月日至年月日系部专业教学指导委员会系部主任审批意见签字年月日湖南铁路科技职业技术学院（论文）第1页共22页目录一．地铁车辆制动系统的概述1.1制动的概念1.2列车制动系统1.3城市轨道车辆的的制动模式二．地铁车辆制动系统的组成及其功能说明2.1制动控制部分2.2制动执行部分四．地铁车辆制动系统的故障与维护五．感言参考文献评定书摘要随着城市化进程的加快，越来越多的人们都在寻求更快捷、更环保的出行方湖南铁路科技职业技术学院（论文）第2页共22页式。城市轨道交通由于具有方便快捷、绿色环保等诸多优点，受到了大家的广泛青睐。而城市轨道列车的运营有别于干线铁路车辆，它需要频繁的启动、调速、制动，这就对车辆制动系统的性能提出了更高的要求。1）为适应资源节约型和环境友好型社会建设的现实需要，城市轨道车辆所采用的制动系统应尽可能最大的利用电制动，它既能通过能量的回收而产生一定的经济效益，又能减少闸瓦的机械磨耗而降低对环境的影响。2）为了适应短距离起停车的特点，必须使列车启动快、制动距离短。这就要求制动系统装置具有操纵灵活，响应迅速，停车平稳、准确和制动力大等特点。3）城市轨道车辆为动、拖车编组列车，所以要求编组列车的各车辆的制动能力尽可能一致，并且能够适应列车乘客量的变化，具有空、重车的调节功能，以降低制动时列车的纵向冲击。本文介绍了深圳地铁车辆制动系统的主要性能及采用的德国克诺尔制动机公司生产的模沙拟式电控制动系统的主要组成部件及作用原理。其中，微处理制动控制与车轮滑行控制电子单元，以及制动控制单元BCU是该模拟式电控制动系统的核心控制部件。制动控制单元的所有部件集中地装在一个单独的具有气路的集成板上，进行模块化设计,结构紧凑，便于检修维护。关键词：地铁制动供风系统地铁制动系统的功能第一章：地铁车辆制动系统的概述湖南铁路科技职业技术学院（论文）第3页共22页1.1制动的概念制动是指人为的施加外力。使运动的物体减速或阻止其加速，以及保持静止不变的作用。城市轨道交通车辆施行制动的目的在于①使列车能迅速地减速或停车；②防止列车在下坡道时由于列车的重力作用导致列车速度增加；③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。1.2列车制动系统为了能施行制动或缓解制动，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。一套列车制动装置至少包括两个部分：制动执行部分和制动控制部分，制动控制部分主要包括制动信号的发生传输装置；制动执行部分包括闸瓦制动和盘形制动等不同的制动装置。1.3城市轨道车辆的的制动模式①停放制动由于车辆断电停放时，制动缸压力会因管路漏泄在屋压力空气补充的情况下，逐步下降为0，使车辆完全失去动力。车辆停放制动不同于车辆运行中的制动作用，它采用弹簧来产生制动作用。在正常情况下，弹簧力的大小不随时间的变化而变化，由此获得的制动力要能满足列车较长时间断电停放的要求。弹簧停放制动缓解；弹簧停放制动气缸排气时，停放制动施加；并且还需附加有手动缓解功能。②常用制动常用制动是指在正常情况下为调节或控制列车速度所施行的制动，它的特点是：制动作用比较缓和；制动力可以调节，通常只用到列车制动能力的20%~80%，大多数的情况下只用50%左右。③紧急制动紧急制动属于非常制动，是在紧急情况下为使列车尽可能快地停车而施行的一种制动。他的特点是：制动力作用比较迅猛，而且要把列车最大的制动能力都用上，一般情况下制动力要比常用制动力大10%左右。④快速制动当主控制器手柄移动到“快速制动位”时，列车将实施与紧急制动相同的快速制动。快速指定的特点是：具有防滑保护和载荷修正功能，主控制器手柄回“零位”可缓解。⑤保压制动保压制动是为防止在列车在停车前的惯性冲击力，使列车平稳停车，通过ECU内部设定的执行程序来控制。第二章：地铁车辆制动系统的组成及功能湖南铁路科技职业技术学院（论文）第4页共22页2.1制动控制部分电子制动控制系统（EBCU）、电-空制动控制单元（BCU）、辅助控制单元、防滑控制等组成制动控制部分。（1）电子制动控制系统（EBCU）每辆车有一个电子制动控制单元（EBCU），用于整个空气制动系统及WSP电子控制。EBCU使用快速连接的多芯插头实现电气连接，安装和拆卸方便，无气动连接。EBCU通过MVB数据总线实现与列车控制诊断系统的数据交换，同时EBCU有连接便携式电脑的串行端口。所有气动参数的信号均以压力传感器或压力开关的电信号形式传送。EBCU在所有车型之间可以互换，其电路板在车与车之间也具有互换性。各车EBCU在列车控制中的地址由外设电路决定。（2）电-空制动控制单元（BCU）图7-9EBCU实物图湖南铁路科技职业技术学院（论文）第5页共22页电-空制动控制单元（BCU）（参见图7-11）主要包括模拟转换器(B01.06.a)、紧急制动电磁阀(B01.06.e)、中继阀(B01.06.d)、限压阀(B01.06.c)等控制元件。制动控制单元气路说明（参见图7-12）：非紧急制动情况下，模拟转换器(B01.06.a)根据EBCU的计算将空气制动所需的电信号转换成一定比例的预控压力CV，预控压力CV经由紧急电磁阀(B01.06.e)，再经过载荷限压阀(B01.06.c)的调整到中继阀(B01.06.d)，中继阀根据CV压力的大小调整开度，从而使主风管的压缩空气通过中继阀向制动缸充风。紧急制动时紧急制动电磁阀(B01.06.e)失电，压缩空气直接经紧急电磁阀通向限压阀和中继阀，按照载荷比例施加紧急制动。（3）辅助控制单元图7-11电-空制动控制单元（BCU）图7-12BCU气路图图7-13辅助控制单元图7-14辅助控制单元气路图湖南铁路科技职业技术学院（论文）第6页共22页辅助控制单元（参见图7-13）主要由截断塞门（B01.07.a）、单向阀（B01.07.b）、双向阀（B01.07.f）、停放制动脉冲阀（B01.07.e）、R压力开关（B01.07.c）、常用制动压力开关（B01.07.l，B01.07.n）、停放制动压力开关（B01.07.g）、截断塞门（B01.07.i）组成。辅助控制单元气路说明（参见图7-14）：截断塞门（B01.07.a）可以截断主风缸对制动系统的供风；截断塞门（B01.07.i）可以截断主风缸对空气悬挂系统的供风；停放制动脉冲阀（B01.07.e）控制停放制动的施加/缓解；压力开关B01.07.l，B01.07.n分别监测两个转向架的常用制动缸压力（制动缸压力大于1.2bar，制动施加，气制动施加灯亮；制动缸压力小于0.8bar，制动缓解，气制动缓解灯亮）；压力开关B01.07.g监测整车停放制动缸的压力（停放制动缸压力大于4.5bar，停放制动缓解，停放制动缓解灯亮；停放制动缸压力小于3.5bar，停放制动施加，停放制动施加灯亮）；双向阀（B01.07.f）在特定情况下，可以沟通常用制动缸和停放制动缸，以防止过大的制动力施加在轮对踏面上；R压力开关（B01.07.c）监测本车制动储风缸的压力，以确保列车在制动储风缸压力低于6.0bar时能自动安全运行。如果制动储风缸压力低于6.0bar而车辆正在运行，那么在下一站停车时，启动连锁作用会阻止车辆的运行。如果车辆静止时制动储风缸的压力低于6.0bar，则启动连锁立即作用阻止车辆运行。当制动储风缸的压力高于7.0bar时，启动连锁自动撤消。湖南铁路科技职业技术学院（论文）第7页共22页2.2制动执行部分制动执行系统由踏面制动单元和牵引电机组成。踏面制动单元有带停放制动和不带停放制动两种结构，各制动方式的优先顺序依次为：再生制动，电阻制动，空气制动。（1）踏面制动单元（不带停放）的结构踏面制动单元主要包括以下组件：1活塞垫圈9调节装置17吊杆2活塞10六角复位螺栓18摩擦构件3活塞复位弹簧11球形杆头19吊耳销4活塞销12扭转销20扭簧5凸轮盘13闸瓦楔块21套6轴承销14闸瓦垫22波纹管7凸轮滚子15闸瓦23气缸盖8止推环16连杆销24风源口图7-17踏面制动单元（不带停放）的结构及工作原理简图（图示为制动缓解状态，准备施加制动）湖南铁路科技职业技术学院（论文）第8页共22页①制动气缸和活塞(2)。②两个对称安装的凸轮盘（5）可传送制动力。③调节装置（9）会根据闸瓦和轮对的磨损情况对闸瓦间隙进行自动调节。④在更换闸瓦后，需用六角复位螺栓（10）重置机械装置，使主轴复位。（2）踏面制动单元（不带停放）的工作原理①.制动施加压缩空气通过气孔（24）进入制动气缸给活塞（2）充气，启动制动。活塞的运动传至两个对称安装在套（21）上的凸轮盘（5）上。凸轮盘沿着滚子（7）滑动并将整个调节装置（9）、主轴和闸瓦垫一起推动至制动位置。当闸瓦（15）与轮对接触时，制动力就产生了。调节装置（9）由球形杆头（11）和止推环（8）固定。这样可使力平均分布到两个凸轮滚子（7）上，并防止在调节装置（9）的主轴上形成弯矩。②.制动缓解将踏面制动单元的制动气缸完全排气，缓解制动。所有的零件都通过复位弹簧（3）回到启动位置。闸瓦垫（14）由一个装有弹簧的壳形联轴节和摩擦构件（18）固定在吊杆（17）上与轮对平行的位置。这样设置可防止在缓解制动时，闸瓦只在轮对的一侧摩擦引起倾斜。湖南铁路科技职业技术学院（论文）第9页共22页第三章:供风系统3.1、供风和制动系统设备的配置深圳地铁一号线一期工程车辆为6辆车编组，连接方式为：-A+B+C=C+B+A-。供风和制动系统设备在整车的配置情况如下（参见图7-1）：A–供风设备配备在MCCB–制动控制模块配备在TCA；MCB,CC–踏面制动单元配备在TCA；MCB,CG–防滑设备配备在TCA；MCB,CK–箱体通风设备配备在MCB,CL–空气悬挂设备配备在TCA；MCB,CP–汽笛系统配备在TCAU–受电弓执行机构配备在MCBW–连接设备配备在TCA；MCB,C3.2供风和制动系统的主要参数（1）制动减速度①常用制动瞬时最大减速度为1.10m/s²。②紧急制动、快速制动瞬时最大减速度为1.41m/s²。图7-1列车示意图湖南铁路科技职业技术学院（论文）第10页共22页（2）冲击率：0.75m/s³。（3）制动压力参数(表7-1)表7-1制动压力参数（V=0km/h，AW0）常用制动pC快速制动pC紧急制动pCTc（拖车)1.351.882.6Mc（动车）1.592.223.0（4）供风单元的技术参数（表7-2）表7-2空压机的技术参数进气量920l/min±7%送流量750l/min工作压力10bar额定轴速1450rpm工作温度范围-25/+50°C油容量max/min3.7l/1.5l额定电机输出7.5kW±6%电压400V±5%/50Hz∆控制电压110VDC工作重量290kg±5%