城市轨道交通机车车辆
机械摩擦制动的缺点
目前，最多采用的机械摩擦制动方式是闸瓦制 动。但是热能散发的速度与动能转化热能的速度 相比要慢得多，因而热量在闸瓦和车轮踏面间积 聚，温度急剧升高，严重时高温可熔化闸瓦或烧 灼踏面。 采用踏面摩擦制动功率是有一定限制的。 闸瓦与车轮踏面摩擦后产生的粉尘和热量对环 境是有严重污染的。特别粉尘和热量在通风条件 不好的隧道内集聚，将对乘客和设备产生严重影 响。
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。
再生制动与电阻制功之间的转换由DCU 控制，能保证它们连续交替使用，转换平 滑。
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滑行保护功能
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．刚此当 DCU检测出任意一根轴发生滑行时，DCU 只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。
（2）电制动不起作用，仅空气制动； （3）高速断路器断开，受电弓降下；
（4）不受冲击率极限的限制，在1.7s内即可达到最大制 动力的90%；
（5）紧急制动实施后是不能撤除的，列车必须减速，直 到完全停下来（零速封锁）； （6）具有防滑保护和载荷修正功能。
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快速制动
车辆制动要求，当电制动不能满足制动要求时， 气制动能够迅速、平滑地补充，实现混合制动作 用。
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保压制动
保压制动是为防止列车在停车前的冲动， 使列车平稳停车，通过ECU内部设定的执 行程序来控制。
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制动有关原则
1、(常用)制动优先原则 2、(常用)制动混合原则 3、(常用)制动力的分配原则
驾驶员将操纵手柄靠在动位与保压位之 间来回操纵，或在缓解位与保压位之间来 回操纵时，制础缸压力能分阶段上升或下 降，即实现阶段制动或阶段缓解。
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自动式与直通式制动机的区别
自动式空气制动机在直通式空气制动机 的基础上增加了置三个部件： （1）给气阀：在总风缸与制动阀之间；作 用是限定制动管定压。 （2）三通阀：在每节车辆的制动管与制动 缸之间；作用是制动缸充气或排气的控制 部件。 （3）副风缸：在每节车辆的制动管与制动 缸之间；作用是提供压缩空气。
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（二）电阻制动
如果制动列车所在的接触网供电区段内无 其它列车吸收该制动能量，VVVF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启动 能耗斩波器模块A14上的门极可关断晶闸管 GTO：V1，GTO打开制动电阻RB，制动电阻 RB与电容并联，将电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）。
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（二）自动空气制动机原理图
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自动空气制动机特点
制动管减压制动、增压缓解，列车分离时能自 动制动停车。 由于制动缸的风源与排气口离制动缸较近，其
制动与缓解不再通过制动阀进行，因此制动与
缓解一致性较直通制动机好，列车纵向冲动较 小，适合于较长编组的列车。 有阶段制动及一次缓解性能。
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二、电制动
目前最好的方法就是使用动力制动。 除了拖车没有电动机只能使用摩擦制动 外，所有动车都可以进行动力制动(电气制 动)，并且还可以承担部分拖车的制动力。 动力制动，就是在列车制动时，将所有牵 引电机的电动机工况转变为发电机工况．
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电制动特点
（1）电制动不起作用，仅空气制动； （2）受冲击率极限的限制； （3）主控制器手柄回“0”位，可缓解； （4）具有防滑保护和载荷修正功能。
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常用制动
在常用制动模式下，电制动和空气（摩擦）制动 一般都处于激活状态。一般情况下（车载AW2以
下，速度8km/h（可调）以上），电制动能满足
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（二）自动空气制动机原理图
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三通阀工作原理
（a）充气缓解位 （b）制动位 （c）保压位
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(1）制动位城市轨道交通来自车车辆（2）缓解位城市轨道交通机车车辆
(3)保压位
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（三）直通自动空气制动机原理图
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1(常用)制动优先原则
第一优先再生制动。 第二优先电阻制动。
第三优先踏面磨擦制动(气制动)
。
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2(常用)制动混合原则
(1)电制动无故障状态下的制动原则 在DCU无故障状态情况下，电制动始终起作用，提供常 用制动所需的制动力(AW0～AW2)。制动指令值同时送至 所有的DCU和ECU，并由它们分别根据车辆的载荷情况 计算所需的制动力。 (2)电制动与气制动混合的控制原则 电制动和气制动之间融和(混合)应是平滑的，并满足正常 运行的冲击极限。气制动用来填补所要求的制动需求和已 达到的电制动力之间的差额。
缩空气推动制动缸活塞移动，并通过活塞杆带动 基础制动装置，使闸瓦压紧车轮，产生制动作用
。
制动力大小，取决制动缸内压缩空气的压力。
由驾驶员操纵手柄在制动位放置时间的长短而定
，
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(2)缓解位
要缓解时，驾驶员将操纵手柄置于缓解 位，各车辆制动缸内的压缩空气经制动管 从制动阀EX口排入大气。
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3(常用)制动力的分配原则
电制动力的分配原则：由于车辆编组每单元为三节， 假设每单元自己提供制动力，总共需要300%的制动 力，而电制动时只有动车能提供制动力，每单元的三 节车中只有两节动车，因此每节动车承担150%的制 动力。
气制动力的分配原则：由A、B和C车组成的单元车则 需300％的气制动力，每节车的 (气制动控制单元)根 据本车的载荷重量负责本车100％的制动力。
阀充向制动管，再经制动管通向各车辆的三通阀活塞上。 因此形成两条通路。
制动管的压缩空气→主活塞上侧→充气沟→主活塞下侧→ 定风缸。 制动缸的压缩空气→制动缸压力活塞上侧→排气阀口→活 塞中心口→制动缸压力活塞下侧→三通阀排气口。
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直通自动空气制动机的特点
具有阶段制动和阶段缓解。同时，制动管要充到
定压，制动缸才能完全缓解。
具有制动力不衰减性。即在制动中立位或缓解中
立位时，当制动缸压力因漏泄等原因而下降时，
三通阀能自动地给予补充压缩空气，保证制动缸 压力保持原值。
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（1）充气缓解位
将制动阀打到缓解位，总风缸的压缩空气经给气阀和制动
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制动电阻器箱
一般每个动车都安装有制动电阻器箱，里 面装有足够的制动电阻。电阻材料一般采 用合金带钢条．这种合金带钢条不仅具有 稳定的电阻率，而且有相当大的热容性。
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再生制动

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 供电区段上的其它车辆牵引用和供给本车的其它 系统（如辅助系统等），此即再生制动。
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三、制动模式
1．弹簧停放制动 2．紧急制动 3．快速制动 4．常用制动 5．保压制动
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弹簧停放制动
弹簧停放制动缸充气时，停放制动缓解； 弹簧停放制动缸排气时，停放制动施加； 还附加有手动缓解的功能。
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紧急制动
（1）“失电制动，得电缓解”
操纵手柄在缓解位放置的时问应足够长 ，使制动缸内的压缩空气排尽，压力降低 至零。此时制动缸活塞借助制动缸缓解弹 簧的复原力，使活塞回到缓解位，闸瓦离 开车轮，实现车辆缓解。
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(3)保压位
制动阀操纵手柄放在保压位时，制动阀保 持总风缸管、制动管和EX口各部相通，可 保持制动缸内压力不变 。
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《城市轨道交通机车车辆》
城市轨道交通车辆
制动系统
王勇麟
付杰
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主要学习内容 一、空气制动系统的控制方式
二、电制动
三、制动模式
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一、空气制动系统的控制方式
（一）直通式空气制动机 （二）自动空气制动机
（三）直通自动空气制动机
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（一）直通式空气制动机原理图
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（一）直通式空气制动机原理图
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制动阀
制动阀有缓解位、保压位和制动位3个不 同位置。
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（1）制动位
驾驶员要实施制动时，首先把操纵手柄放在 制动位．总风缸的压缩空气经制动阀进入制动管 。制动管是一根贯通整个列车、两端封闭的管路
，压缩空气由制动管进入各个车辆的制动缸，压
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动力制动
（1）电阻制动。将发电机发出的电能加于 电阻器中，使电阻器发热，即电能转变为 热能。电阻器上的热能靠风扇强迫通风而 散于大气中。电阻制动一般能提供较稳定 的制动力，但车辆底架下需要安装体积较 大的电阻箱。 （2）再生制动。再生制动是把电动车组的 动能通过发电机转换为电能后，再使电能 反馈回电网，进行回收使用。
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直通空气制动机特点是：
制动管增压制动、减压缓解，列车分离时不能自动停车。 能实现阶段缓解和阶段制动。 制动力大小靠司机操纵手柄在制动位放置时间长短决定， 因此控制不太精确。 制动时全列车制动缸的压缩空气都由总风缸供给；缓解时 ，各制动缸的压缩空气都须经制动阀排气口排人大气。因 此前后车辆的制动的一致性不好。