簡(jiǎn)述無(wú)錫地鐵1號(hào)線制動(dòng)系統(tǒng)原理及控制方法

王曉斌

【摘 要】本文介紹了地鐵車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)的主要控制方式，對(duì)控制方式做了個(gè)簡(jiǎn)要描述，還有對(duì)制動(dòng)控制系統(tǒng)原理做個(gè)簡(jiǎn)要分析。

【關(guān)鍵詞】地鐵；制動(dòng)；控制原理

當(dāng)前國(guó)內(nèi)地鐵車(chē)輛的制動(dòng)控制系統(tǒng)普遍采用克諾爾公司的制動(dòng)系統(tǒng)，其精準(zhǔn)的控制系統(tǒng)為各個(gè)地鐵公司所運(yùn)用。

一、制動(dòng)系統(tǒng)概述

列車(chē)配備有兩套制動(dòng)系統(tǒng)：一套電制動(dòng)系統(tǒng)（ED制動(dòng)）一套電空制動(dòng)系統(tǒng)（EP制動(dòng)）

電制動(dòng)（ED制動(dòng)）由動(dòng)車(chē)（Mp、M車(chē)）牽引系統(tǒng)提供，由車(chē)輛控制單元（VCU）和變流器控制單元（ICU）無(wú)級(jí)控制。制動(dòng)能量反饋給電網(wǎng)。如果電網(wǎng)無(wú)法或只能部分吸收制動(dòng)能量，那么剩余能量將通過(guò)制動(dòng)電阻吸收。再生制動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控接觸網(wǎng)狀態(tài)，并在制動(dòng)時(shí)優(yōu)化電網(wǎng)吸收能量。再生制動(dòng)的能力取決于電網(wǎng)條件。

如果電制動(dòng)力不能滿足總的制動(dòng)力要求，不足的制動(dòng)力由拖車(chē)上的空氣制動(dòng)補(bǔ)充。

制動(dòng)控制單元（BCU）控制空氣制動(dòng)。每個(gè)轉(zhuǎn)向架空氣制動(dòng)由制動(dòng)控制單元（BCU）獨(dú)立控制。緊急制動(dòng)整合在EP2002系統(tǒng)獨(dú)立的緊急制動(dòng)控制回路中。

可恢復(fù)性和不可恢復(fù)性制動(dòng)模式之間存在區(qū)別。任何時(shí)候，操作人員均可緩解可恢復(fù)性制動(dòng)，而不可恢復(fù)性制動(dòng)則施加制動(dòng)力直到列車(chē)停車(chē)。一旦施加不可恢復(fù)性制動(dòng)，列車(chē)直至停車(chē)，制動(dòng)才能緩解。

二、制動(dòng)系統(tǒng)的分類(lèi)

常用制動(dòng)

常用制動(dòng)在正常運(yùn)行狀態(tài)使用。手動(dòng)模式下，如要施加常用制動(dòng)，需將司控器手柄移至制動(dòng)位，制動(dòng)設(shè)置點(diǎn)直接與手柄位置成比例。常用制動(dòng)時(shí)，電制動(dòng)優(yōu)先。空氣制動(dòng)根據(jù)減速要求提供剩余的減速力。最大常用制動(dòng)平均減速度為1.0m/s2。常用制動(dòng)時(shí)電制動(dòng)力受踏面粘著限制。常用制動(dòng)具有防滑保護(hù)和沖動(dòng)限制（0.75m/s3）。常用制動(dòng)是可恢復(fù)的制動(dòng)。

快速制動(dòng)

當(dāng)司機(jī)主控制器位于快速制動(dòng)位時(shí)，列車(chē)施加快速制動(dòng)。快速制動(dòng)設(shè)計(jì)以緊急制動(dòng)減速率1.2m/s2制動(dòng)而不斷開(kāi)安全回路。快速制動(dòng)設(shè)計(jì)為緊急情況下一種制動(dòng)方式。快速制動(dòng)具有防滑保護(hù)，并受沖動(dòng)限制。

快速制動(dòng)由電制動(dòng)和電空制動(dòng)產(chǎn)生。每個(gè)車(chē)以相同的減速率制動(dòng)。

快速制動(dòng)命令是可恢復(fù)的。

快速制動(dòng)期間，牽引系統(tǒng)超溫將切除電制動(dòng)，該車(chē)減少的制動(dòng)力由空氣制動(dòng)系統(tǒng)補(bǔ)足。

緊急制動(dòng)―安全回路

緊急制動(dòng)平均減速率設(shè)計(jì)為1.2m/s2，僅由空氣制動(dòng)完成，可由多個(gè)系統(tǒng)施加。每種操作模式（自動(dòng)和手動(dòng)模式）都能施加緊急制動(dòng)。緊急制動(dòng)命令不可恢復(fù)，一旦施加，需列車(chē)停車(chē)才能緩解。

此外，當(dāng)通過(guò)緊急制動(dòng)按鈕施加緊急制動(dòng)時(shí)，受電弓降弓，高速斷路器斷開(kāi)。

停放制動(dòng)

停放制動(dòng)由彈簧施加，采用空氣緩解。僅在靜止時(shí)采用，以防止列車(chē)滾動(dòng)。通過(guò)按壓司機(jī)室操作臺(tái)上的停放制動(dòng)按鈕來(lái)激活或緩解停放制動(dòng)。同時(shí)每個(gè)停放制動(dòng)單元設(shè)有遠(yuǎn)程緩解裝置，可以在車(chē)側(cè)緩解停放制動(dòng)。

三、空氣制動(dòng)微機(jī)控制單元

空氣制動(dòng)微機(jī)控制單元采用EP2002系統(tǒng)。EP2002系統(tǒng)設(shè)計(jì)成通過(guò)使用EP2002的兩個(gè)核心產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式制動(dòng)控制的網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)核心產(chǎn)品是網(wǎng)關(guān)閥和智能閥。列車(chē)TC車(chē)及M2各有一個(gè)EP2002網(wǎng)關(guān)閥（B06）和一個(gè)EP2002智能閥（B07），而M1有兩個(gè)EP2002智能閥。每個(gè)閥都安裝在靠近車(chē)體邊梁其控制的轉(zhuǎn)向架附近（每個(gè)轉(zhuǎn)向架一個(gè)閥）。智能閥提供其控制的轉(zhuǎn)向架的常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)和車(chē)輪防滑保護(hù)。網(wǎng)關(guān)閥除了提供EP2002智能閥所具有的功能外，還提供制動(dòng)管理功能以及與列車(chē)控制系統(tǒng)的接口功能。

列車(chē)維護(hù)接口安裝在司機(jī)室的繼電器柜內(nèi)。PTU通過(guò)該接口可以獲取單元內(nèi)各EP2002閥記錄的信息，并可對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。一個(gè)網(wǎng)關(guān)閥嚴(yán)重故障，可將其隔離，列車(chē)限速70km/h運(yùn)營(yíng)至當(dāng)天結(jié)束后再進(jìn)行維修。單元內(nèi)兩個(gè)網(wǎng)關(guān)閥嚴(yán)重故障，列車(chē)將實(shí)施牽引封鎖，等待救援。一個(gè)智能閥嚴(yán)重故障，可將其隔離，列車(chē)限速70km/h運(yùn)營(yíng)至當(dāng)天結(jié)束后再進(jìn)行維修。網(wǎng)關(guān)閥或智能閥輕微故障，列車(chē)可正常運(yùn)營(yíng)至當(dāng)天結(jié)束后再進(jìn)行維修。

四、輔助控制模塊

輔助控制模塊由停放電磁閥、單向閥、球閥、過(guò)濾器等組成，它們集成在一個(gè)鋁制氣路板上，安裝在靠近各車(chē)第一個(gè)轉(zhuǎn)向架的EP2002閥上。制動(dòng)控制模塊的原理圖及外形如圖所示：來(lái)自總風(fēng)管的壓縮空氣通過(guò)端口0進(jìn)入制動(dòng)控制模塊（B00）。一路空氣流經(jīng)管道過(guò)濾器（B00B01）、單向閥（B00B02）和球閥（B00B04）通過(guò)端口10 進(jìn)入制動(dòng)風(fēng)缸（B03）。同時(shí)，壓縮空氣途徑節(jié)流孔（B00B10）、電磁閥（B00B09）和二位三通閥（B00B11）通過(guò)端口6 連接到停放制動(dòng)缸。壓力開(kāi)關(guān)（B00B22）用于監(jiān)控停放缸內(nèi)的壓力。

制動(dòng)風(fēng)缸（B03）貯存的壓縮空氣可以為制動(dòng)控制提供快速而安全的壓縮空氣。制動(dòng)風(fēng)缸內(nèi)的壓縮空氣由一個(gè)管道過(guò)濾器（B00B01）進(jìn)行清潔處理，并由一個(gè)單向閥（B00B02）來(lái)進(jìn)行保護(hù)，從而不受總風(fēng)缸內(nèi)空氣壓力低的影響。

電磁閥（B00B09）用于停放制動(dòng)的控制。二位三通閥（B00B11）用于停放制動(dòng)缸與總風(fēng)隔離。

球閥（B00B04）可在維護(hù)時(shí)用于切除制動(dòng)系統(tǒng)及停放制動(dòng)的風(fēng)源。

來(lái)自總風(fēng)管的壓縮空氣另一路經(jīng)溢流閥（B00L01）通過(guò)端口9給懸掛風(fēng)缸（L02）供氣，同時(shí)，壓縮空氣經(jīng)減壓閥（B00L03）、球閥（B00L06）由端口8給空氣懸掛裝置供氣。球閥（B00L06）可切除空氣懸掛裝置的風(fēng)源，測(cè)試口（B00L04）用于懸掛裝置供氣氣管路的壓力測(cè)試。

五、結(jié)論

自無(wú)錫地鐵1號(hào)線運(yùn)營(yíng)以來(lái)，制動(dòng)系統(tǒng)EP2002起著關(guān)鍵作用，國(guó)內(nèi)多條地鐵運(yùn)用此系統(tǒng)，EP2002制動(dòng)系統(tǒng)具有精準(zhǔn)度高，故障率低，維護(hù)工作量小等特點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

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