制动系统及制动机部件的检修.doc

任务五制动系统及制动机部件的检修
【知识要点】
1．了解城市轨道交通车辆制动的概念和特点。
2．熟悉城市轨道交通车辆制动控制方式、制动类型、（常用）制动的控制原则。
3．了解城市轨道交通车辆制动模式。
4．熟知制动系统性能。
5．熟知城市轨道交通车辆制动系统的组成及各组成部分的结构及工作原理。
6．熟知城市轨道交通车辆制动系统各组成部分的检查修理及系统测试。
【项目任务】
1．分组讨论熟悉城市轨道交通车辆制动的概念、特点。
2．认识相关的检测设备及检修过程中需要使用的工具、工装设备等。
3．了解城市轨道交通车辆制动的控制方式、制动的类型和控制原则。
4．通过分解、组装了解制动系统及各组成部分的作用、结构及工作原理。
5．独立完成制动系统各部件的检测，并掌握检修方法。
【项目准备】
1．所需工具、设备：个人工具箱、17内六角扳手、管钳、毛刷、强光手电、秒表、空气压缩机测试试验台、压力露点计或相对湿度计、温度计、BCU专用测试试验台、KNORRK型环专用安装工具、取膜器、活塞检查环规。
2．所需物品：研磨砂纸、各种油脂、空气压缩机油、滤芯、干净抹布、聚四氟乙烯生料带、肥皂水。
【相关理论知识】
城市轨道交通车辆运行及其装备的要求较高，同时又具有站间距离短、起动快、制动距离短、停车精度高、每节动车装备有四台交流驱动电动机等特点。同时考虑到电制动本身的特点（低速时电制动发挥不出来）以及车辆运行安全要求，城市轨道交通车辆的制动系统采用了电制动和空气（摩擦）制动相结合的制动方式。但其中的电制动又是车辆在常用制动下的优先选择（仅带驱动系统的动车具有电制动性能），电制动还具有独立的滑行保护和载荷校正功能。
电制动又有再生制动和电阻制动两种形式，电制动原理如图4-44所示。
每节动车与电制动有关的装备有：制动微处理器，一个三相调频调压逆变器(VVVF)，一个牵引控制单元(DCU)，一个制动电阻，四个自冷式三相交流电机Mi、M2、M3、M4（每轴一个，相互并联）。
当发生常用制动时，电动机M变成发电机状态运行，将车辆的动能变成电能，经VVVF逆变器整流成直流电反馈于接触网，供列车所在接触网供电区段上的其他车辆牵引用和供给本车的其他系统（如辅助系统等），此即再生制动。再生制动能力取决于接触网的接收能力，亦即取决于网压高低和负载利用能力。
如果制动列车所在的接触网供电区段内无其他列车吸收该制动能量，VVVF三相调

图4-44电制动原理图
频调压逆变器则将能量反馈在线路电容上，使电容电压XUD迅速上升，当XUD达到最大设定值1800V时，DCU起动能耗斩波器模块A14上的门极关断GTO(V1)晶闸管，GTO打开制动电阻(RB)，制动电阻(RB)与电容并联，将电动机上的制动能量转变成电阻的热能消耗掉，此即电阻制动（亦称能耗制动），电阻制动能单独满足常用制动的要求。
电阻制动是承担电动机电流中不能再生的那部分制动电流。再生制动电流加电阻制动电流等于制动控制要求的总电流，此电流受电动机电压的限制。再生制动与电阻制动之间的转换由DCU控制，能保证它们连续交替使用，转换平滑，变化率不能为人所感受到。当高速时，动车采用再生制动，将列车动能转换成电能；当再生制动无法再回收时（如当网压上升到1800V时），再生制动能够平滑地过渡到电阻制动。
电制动具有独立的滑行保护功能。由于四台电动机是并联连接的，因此当DCU检测出任意一根轴发生滑行时，DCU能对四台电动机进行同步控制，同时降低或切除四台电动机的电制动力。
而空气（摩擦）制动是用来补充制动指令所要求的和电制动已达到最大的制动力之间的差额以及没有电制动时完全由气制动来承担的列车制动要求。电制动和空气制动之间的混合制动是平滑的，并满足正常运行的冲击极限。每节车设计有独自的气制动控制部件，每根轴设计有独立的防滑装置，由ECU实时监控每根轴的转速，一旦任一轮对发生滑行，能迅速向该轴的防滑电磁阀G01发出指令，沟通制动缸与大气的通路，使制动缸排气，从而解除该轮对的滑行现象。制动执行部件采用单元制动缸，有普通单元制动缸PC7Y型和带停放制动器的单元缸（也称弹簧制动器）PC7YF型两种。
城市轨道交通车辆制动系统主要性能如下：
(1)常用制动平均减速度（从80km/h到0，包括响应时间）a=1.0(1+15％)m/s²
(2)接触网吸收能力：0～1000/0
(3)常用制动冲击限制：0.75m/s²
(4)电制动转折点（可调）：0～12km/h

(5)紧急制动减速度：α≥1.2rm/s2
紧急制动距离（制动初速度为80km/h）：AWO～AW2载荷时，制动距离≤204m；AW3
载荷时，制动距离≤215m。
目前城市轨道交通车辆一般采用模拟式指令式电一空制动系统，它用一条列车控制线贯通整列车，形成连续回路。模拟制动系统的