導軌電車制動控制系統研究設計

粘世昌 李明 任嫚嫚

摘 要：制動系統是整個機車的重要組成部分，其制動性能的好壞直接影響鐵路運輸的安全和效益，沒有先進的制動技術就沒有現代化鐵路運輸。導軌電車制動系統由電制動系統、空氣制動系統和制動控制系統組成。采用電空聯合制動的模式，電阻制動優先。正常情況下由司機室制動腳踏板對制動系統進行控制。

關鍵詞：導軌電車;制動系統;制動控制系統

1 引言

隨著我國經濟的迅速發展，人們的生活日新月異，城市規模也不斷擴大，城市群迅速崛起，傳統公共交通方式已無法解決大城市之間日益突出的交通問題，嚴重制約了我國區域經濟的發展。因此，導軌電車以其載客能力大、安全環保、快速舒適等優點成為解決城市交通問題的有效措施。列車的制動性能密切關系到旅客的生命安全，隨著列車速度的不斷提高以及對品質生活的追求，人們對列車制動各方面的要求也越來越高。一方面高速列車制動初速度不斷提高，另一方面旅客對列車乘坐舒適性和安全性要求也不斷提高。這就對制動控制系統提出了更進一步的要求，使其不僅要滿足制動時的安全性、穩定性、準確性，制動過程中還要保證旅客們舒適的乘車體驗。

2 導軌電車制動方式分類

按制動力的操縱方式，導軌電車的制動方式可以分為空氣制動、電空制動和電制動。

（1）直通式空氣制動。制動管里的壓縮空氣直接通向制動缸，制動管充氣制動，排氣緩解。其優點是構造簡單，且操縱方便。缺點是制動和緩解的時間較長，前面的車輛制動或緩解快，后部的車輛制動或緩解慢，前后時間相差大;如果制動軟管破裂或車廂斷裂，則列車制動能力會完全喪失，安全性差。

（2）電空制動。電空制動即電控空氣制動，它是在空氣制動的基礎上加裝電磁閥等電氣控制部件而形成的。用電進行制動的操縱控制，但原動力依然是壓縮空氣，電空制動本質上還是空氣制動。電空制動大大縮短了制動緩解的響應時間，改善了列車前后部動作的一致性，顯著縮短了制動距離。目前直通電空制動已成為高速動車組中不可或缺的制動方式之一。

（3）電制動。電制動也叫電磁制動，其操縱控制和原動力都是電。根據產生的電能的去處又可將電制動分為再生制動和電阻制動。

3 制動控制系統分析

導軌電車制動控制系統主要分為三個部分，第一部分由BECU（制動控制器）、TCU（牽引控制器）、EBS閥、EP閥等器件組合實現常用制動、駐車制動;第二部分由NO（安全制動電磁閥）等器件實現的緊急制動安全環路;第三部分由NF（停放制動電磁閥）等器件實現的停放制動。

3-1 制動控制原理

（1）常用制動控制。常用制動是導軌電車正常運行時為調節速度而施加的制動，根據列車實際需要，通過制動腳踏板上的角度位移傳感器采集腳踏板位移信號，經腳踏板內部轉換發出脈沖信號給BECU，BECU根據接收到的信號，進行計算通過列車網絡將制動指令傳遞到每輛車的制動控制單元，以此來控制常用制動實施與緩解。并向TCU、EP閥發出信號，TCU根據BECU發出的制動力請求信號，進行相應的電制動，并將電制動力通過網絡反饋給BECU，BECU通過TCU反饋點制動力大小調節制動力請求等級并且通過EP閥調節空氣制動力的大小以滿足整車制動力要求。

（2）緊急制動控制。緊急制動控制主要由緊急制動環路完成。安全制動電磁閥失電緊急制動施加，得電緊急制動緩解。緊急制動施加時，牽引被斷開，所有車輛施加最大空氣制動力;每次緊急制動施加時，車輛必須剎車到零速并且制動腳踏板踩到一定的角度安全制動電磁閥才能得電，緊急制動緩解。當出現以下情況時，就會產生緊急制動作用：1）當車速大于零，并且停放制動施加時;2）安全警惕按鈕在一定延時后無人操作;3）車輛超過其限制速度;4）導向裝置發生故障;5）接地裝置發生故障;6）方向手柄置于中間檔位;7）緊急制動按鈕被按下;8）總風壓力低于安全數值。

（3）停放制動控制。停放制動控制有兩種方式：第一種方式由手剎直接控制;第二種方式由停放制動電磁閥控制，停放制動電磁閥失電時停放制動施加，得電時停放制動緩解，停放制動電磁閥得電失電由鑰匙開關控制，鑰匙開關打開時，電磁閥得電，關閉時電磁閥失電。

4 總結

本文以導軌電車制動系統為研究對象，深入研究了制動系統的組成和功能，并根據導軌電車自身的特點，對制動控制系統進行重點設計。對制動控制系統各個子部分（如BECU（制動控制器）、TCU（牽引控制器）、EBS閥、EP閥、NO（安全制動電磁閥）、NF（停放制動電磁閥））的工作原理及功能進行分析設計，最終設計出一套適用于此導軌電車的制動系統方案。

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