10o 101 102 103 104 105 106 107 108 寿命次数
空气盘形制动+电气动力制动(再生、电阻、涡 流盘)+非粘着制动(涡流轨、磁轨)
1.2保证高速制动时车轮不滑行
(1) 按速度控制制动力的大小以充分利用粘着
α(km/h/s)
0.08
2.6
0.06 2.0
μ 0.04 1.0 0.02
ATC ATO 制动平滑
1.4尽量降低制动系统的簧下重量
➢ 动轴轮对空心轴制动盘 ➢ 轻质大功率制动盘，如碳素纤维复合制动盘，
复合陶瓷制动盘
2、国外高速列车制动系统的分析
500系
ICE3
TGV
2.1列车制动控制系统
电空制动 共同特点：
电磁直通式
电气指令式 [自动、直通]
数字式 模拟式
➢采用微机控制
制动盘结构
带散热肋片结构—带圆形、椭圆形肋柱结 构—整体不通风实体锻钢结构
日本高速基础制动 锻钢轮盘，粉末冶金闸片
油压增压缸、踏面清扫器(增粘)
固 定 螺 栓 (4 个)
闸瓦吊 杆
油压出口 清 扫 闸 瓦
闸瓦钎 螺 杆
套茼
活塞环
油压制动缸 调节套茼
夹钳
连结杆 闸片
浮动式杠杆 对夹式杠杆
德国高速基础制动
二、世界高速列车制动技术
1、高速列车制动系统必须具备的条件
1.1尽可能缩短制动距离以保障行车安全
区间长度 司机室显示速度
安全区 (连续制动) 占领区间
缩短制动距离的措施
(1)减少列车空走时间
高速列车(16辆编组)空走时间值
表1
项目
电空制动
空气制动
电气指令式 电磁直通式 自动制动式
列车管压力 控制
集中控制 分散控制
M空车空气 制动力
再生制动力
再生 制动 力粘 着限界 (FE)
0
(FC) (FM) 100%
(FE)
D
C
BA
(2) 德国ICE高速列车制动控制系统
DBHU MCU
EP
EP
列车管
电空转换阀(EP阀) 螺线管线圈式EP阀 闭环控制EP阀
微
机
空气制动信号
控 制
单
备用制动信号 元
大气 缓解电磁阀
➢优先使用动力制动、协调配合
➢可司机操纵，或ATC
➢制动力平稳无冲动
(1)日本高速动车组的制动控制系统
电力制动与空气制动协调方式 电空切换式 电空运算式
制动力的分配方式：
MT 组合 单元 所需 制动 力 (FMT)
T车所需 制动力
(FT)
M车所需 制动力
(FM)
均衡制动控制 滞后充气制动控制：
T车空气 制动力
制动系统概述
一、制动基础知识
1、列车制动装置
➢制动机：产生制动原动力并进行操纵和控制 的部分 。
➢基础制动装置：传送制动原动力并产生制动 力的部分。
2、制动机
直通
自动式
3、制动方式
• 制动的实质： –（能量的观点）将列车的动能变成别的能量 或转移走。 –（作用力的观点）制动装置产生与列车运行 方向相反的力，是列车尽快减速或停车。 –盘形制动和闸瓦制动
制动电磁阀
压力 传感器 容积室 中继阀
风源
(3) 法国TGV高速列车制动控制系统
列车管压力 传感器
速工 度况
微处理器制 动电子控制 器
制动 控制器
牵引/制动 控制器 司机阀
电阻制动
紧急制动开关 电空转换阀(EP) 紧急制动
止
风缸
回
电
空
电空截止阀
阀
紧急制 动按钮
紧急制动断电器
列车管
紧急传感器
制动缸
防滑排风伐
涡流轨道制动
涡流轨道制动
优点 ➢ 钢轨无磨耗 ➢ 高速时制动力大 ➢ 可控制 ➢ 结冰的有制动力
缺点 ➢ 功耗大，1m：37kW ➢ 钢轨严重发热 ➢ 50km/h以下不能工
作 ➢ 对轨道电路影响 ➢ 增加簧下质量2.4t
适用条件：无缝轨道线路，采用LZB信号系统
涡流轨道磁轨制动比较
12 制动力(kN)
10 8 6 4 2
动力车 ICE1、ICE2每轴2套合金铸钢不通风盘 +粉末冶金闸片
ICE3、ICE350每轴2套锻钢轮盘+粉末冶 金闸片
拖车：ICE1、ICE2：4个带通风轴盘式铸铁盘+ 合成闸片
ICE3： 2个铸钢轴盘+粉末冶金闸片
ICE350：3个锻钢轴盘+粉末冶金闸片
法国高速基础制动
TGV-PSE 动车：闸瓦 拖车：每轴4个通风式铸 铁盘+合成闸片+闸瓦
TGV-A 动车：粉末冶金闸瓦。拖车：每轴4个 不通风锻钢盘+粉末冶金闸片
TGV-2N 动车：轮盘式盘形制动：拖车、同 TGV-A
2.3非粘着制动—磁轨制动、电磁涡流轨道制动
必要性：高速时粘着系数下降至0.08～0.09 为得到较短制动距离，保证行车安全
磁轨制动
优点 ➢ 消耗功率小1m:1kW ➢ 轨面清扫增粘 ➢ 簧下质量不增加 ➢ 缩短制动距离25%～30% 缺点 ➢ 钢轨磨耗、发热 ➢ 制动力不能调整 ➢ 速度越高制动越弱 ➢ 每辆车增重1t ➢ 结冰危险 ➢ 常用制动不用
0
13.6
2. v B5 4 2.0
1.5 0系列
100
200 300
V(km/h)
(2) 采用高性能的防滑装置
粘着系数 0.15
0.10
0.05 0
50
100 150
200 250
300 350
V(km/h)
(3)采用非粘着制动方式
涡流轨道制动 磁轨制动
1.3司机操纵制动系统灵活可靠，能适应列 车自动控制的要求
常用制动
电
空 转
制动缓解传感器
换
装
置
制动电空阀
中 继 阀
辅助 继电器
Hale Waihona Puke 风缸(4)三种制动控制系统的比较
共同点：
➢ 微处理器作为控制中心 ➢ 电气指令、通过EP单元，制动由空气完成 ➢ 故障导向安全 ➢ 优先采用电制动 ➢ 制动与中央诊断系统兼容
不同点： 日本—数字式电气指令直通式电空制动，基本上采用控制
空走时间s
0.1
0.2
1.0
3.5
制动卸压力 上升时间s
1.2
2.2
5.0
9.5
(2) 采用大功率盘形制动机
国际铁盟规定：安全制动—动力失效下保证制动 距离
56t客车 270km/h→0 1.7×108J=400升水0 →100℃沸腾
(3)采用复合制动方式
ToK 400 300
200 150 100 60
导线控制 德国—模拟式电气指令自动式电空制动，可采用网络控制。 法国—模拟式电气指令直通式电空制动，可采用网络控制
2.2基础制动系统—大功率盘形制动装置
关键问题：Δ增加制动盘热强度，减少热裂纹 Δ减轻制动盘重量，降低簧下质量
制动盘、闸片材质 片状石墨铸铁盘—合金铸铁盘—高强度铸钢盘— 锻钢盘—碳素纤维复合盘、铝合金基复合盘、陶 瓷合金复合盘 合成闸片—粉末冶金闸片