城市轨道动车组制动系统设计.doc

城市轨道动车组制动系统设计    摘要:为了解决国产新型城市轨道交通车辆的关键技术之一制动系统,作者根据在200km/h电动车组制动系统研制工作中积累的经验,提出了新型城市轨道电动车组制动系统的设计原则,并拟定了适用于新型城市轨道电动车组的制动系统设计方案。该方案能满足不同要求的城市轨道电动车组。采用有轨交通缓解大中城市日益严重的城市公共交通问题已逐渐成为共识。国家已开始有计划地开发新型城市轨道交通车辆。城市轨道交通大多采用动力分散的电动车组。上海铁道大学根据几年来在200km/h电动车组制动系统研制[1]工作中积累的经验,以及城市轨道电动车组的特点,设计了城市轨道电动车组的制动系统。1 设计原则新型城市轨道电动车组制动系统应具有如下功能:(1)常用制动,即动力制动与空气制动一起作用;(2)紧急制动,仅由空气制动作用;(3)适应ATP操作;(4)制动力无级调整;(5)动力制动力与空气制动力自动配合,空气制动力=所需制动力-动力制动力;(6)防冲动作用;(7)防滑功能;(8)空重车自动调整;(9)充分利用动力制动的滞后充气功能;(10)系统自检并显示;(11)故障导向安全;(12)备用制动控制;(13)停放制动。2 方案设计城轨电空制动系统是微机控制的模拟式直通电空制动系统。如图1所示,该系统由制动控制系统和基础制动装置组成。 制动控制系统该系统由制动信号发生与传输部分、微机制动控制单元(MBCU)、气制动控制单元(PBCU)和转向架制动控制单元组成。 制动信号发生与传输部分该部分主要由制动控制器、调制及逻辑控制器、制动指令线等组成[2],其主要任务是产生制动信号并将信号传递到各车辆的MBCU或PBCU。常用或紧急制动指令,是由司机操纵制动控制器产生的,根据总体设计要求,制动控制器也可与牵引控制器合二为一。在司机室,另有紧急制动按钮开关、停放制动开关和备用制动切换开关等。图1 微机控制的模拟式直通电空制动系统调制器用于将制动控制器的指令转换成相应的脉宽调制信号。逻辑控制器根据司机的操作,通过逻辑电路,使指令线在相应的工况下发出相应的指令信号。它还同时接收ATP发出的指令。制动指令线主要有:①PWM线,2根,传递常用制动信号模拟量至各车的MBCU。②紧急制动线,2根,其中1根为开关线,另1根为回线,前者串接了各个控制紧急制动的开关,如司机紧急制动按钮开关、总风欠压开关等,后者将紧急制动指令送至各PBCU。紧急制动为失电制动。③制动/运行信号线,列车处于制动态态时为DC110V高电平,处于运行状态时为低电平。④停放制动指令线,当需要施行停放制动时,受司机控制,处于DC110V高电平。⑤强迫缓解指令线,司机控制列车强迫缓解时,处于DC110V高电平。⑥缓解不良指令线,当某辆车的制动缸缓解不良时,通过该车的MBCU使指令线处于DC110V高电平,供牵引控制单元进行联锁控制,以防擦轮。⑦制动力不足指令线,当列车施行常用全制动(或接近常用全制动)时,若MBCU检测到制动力不足时,则使其处于DC110V高电平;通过调制及逻辑控制器切换为紧急制动,以导向安全。 微机制动控制单元MBCUMBCU是微机控制直通电空制动系统的关键部件,它主要用来完成如下工作:接受制动指令、空重车信号和速度信号;根据列车运行速度、车重和常用制动指令计算所需的常用制动