高速列车制动技术及标准体系

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1、高速列车制动技术及标准体系高速列车制动技术及标准体系杨伟君杨伟君 博士博士2016 02杨伟君杨伟君 博士博士 研究员研究员 内 容内 容世界高速铁路制动系统主要标准体系世界高速铁路制动系统主要标准体系一、世界高速动车组制动系统的主要架构；一、世界高速动车组制动系统的主要架构；二、二、世界高速铁路制动系统主要标准体系世界高速铁路制动系统主要标准体系；一一世界高速动车组制动系统的主要架构世界高速动车组制动系统的主要架构、世界高速动车组制动系统的主要架构世界高速动车组制动系统的主要架构自动式电空制动系统自动式电空制动系统1.直通式电空制动系统直通式电空制动系统3 直通电空直通电空+自动式制动系统自

2、动式制动系统2.自动式电空制动系统自动式电空制动系统3.直通电空直通电空+自动式制动系统自动式制动系统一、世界高速动车组制动系统的主要架构一、世界高速动车组制动系统的主要架构1.直通式电空制动系统直通式电空制动系统(Direct EP)定义：采用电气技术将总风压力调 整定义：采用电气技术将总风压力调 整为目标为目标压压力并实现向力并实现向制动制动缸缸充风充风为目标力并实现向为目标力并实现向制动制动充风充风 的制动系统。的制动系统。序号名称序号名称1空压机空压机直通式电空制动系统直通式电空制动系统单车缓解单车缓解2总风缸总风缸3总风管总风管4司控器司控器4司控器司控器5指令线指令线6安全环安全环

3、7制动 风缸制动 风缸8止回阀止回阀9紧急电 磁阀紧急电 磁阀10EBCU10EBCU11施加电 磁阀施加电 磁阀12缓解电缓解电12缓解电缓解电 磁阀磁阀13制动缸制动缸序号名称序号名称1空压机空压机直通式电空制动系统直通式电空制动系统单车常用制动单车常用制动2总风缸总风缸3总风管总风管4司控器司控器4司控器司控器5指令线指令线6安全环安全环7制动 风缸制动 风缸8止回阀止回阀9紧急电 磁阀紧急电 磁阀10EBCU10EBCU11施加电 磁阀施加电 磁阀12缓解电缓解电12缓解电缓解电 磁阀磁阀13制动缸制动缸序号名称序号名称1空压机空压机直通式电空制动系统直通式电空制动系统单车紧急制动单车

4、紧急制动2总风缸总风缸3总风管总风管4司控器司控器4司控器司控器5指令线指令线6安全环安全环7制动 风缸制动 风缸8止回阀止回阀9紧急电 磁阀紧急电 磁阀10EBCU10EBCU11施加电 磁阀施加电 磁阀12缓解电缓解电12缓解电缓解电 磁阀磁阀13制动缸制动缸直通式电空制动系统直通式电空制动系统列车缓解列车缓解直通式电空制动系统直通式电空制动系统列车缓解列车缓解直通式电空制动系统直通式电空制动系统列车常用制动列车常用制动直通式电空制动系统直通式电空制动系统列车分离列车分离一一世界高速动车组制动系统的主要架构世界高速动车组制动系统的主要架构、世界高速动车组制动系统的主要架构世界高速动车组制动

5、系统的主要架构2 自动式电空制动系统自动式电空制动系统(Indirect EP)2. 自动式电空制动系统自动式电空制动系统(Indirect EP)定义：采用电气技术将总风压力调定义：采用电气技术将总风压力调定义：采用电气技术将总风压力调定义：采用电气技术将总风压力调 整为整为列车管列车管目标压力并实现目标压力并实现列车管列车管 压力压力控制的制动技术控制的制动技术压力压力控制的制动技术控制的制动技术。1分配阀分配阀1. 分配阀分配阀 2. 制动风缸制动风缸 7. 截断塞门截断塞门 8减压阀减压阀8. 减压阀减压阀 9. 止回阀止回阀 EPZ EP控制单元控制单元 Br 制动电磁阀制动电磁阀B

6、r 制动电磁阀制动电磁阀 Loe 缓解电磁阀缓解电磁阀 EP EP制动控制制动控制 BP 列车管列车管BP 列车管列车管 MR 总风缸总风缸自动式电空制动系统原理图自动式电空制动系统原理图自动式电空制动系统原理图自动式电空制动系统原理图自动式电空制动系统自动式电空制动系统制动位制动位自动式电空制动系统自动式电空制动系统缓解位缓解位18ICE列车制动系统架构图列车制动系统架构图16不同列车管系统的应用情况不同列车管系统的应用情况一、世界高速动车组制动系统的主要架构一、世界高速动车组制动系统的主要架构3. 直通电空直通电空+自动式制动系统自动式制动系统 安全性由UIC制动机 通过紧急制动保证； 调

7、速和进站停车由直 通电空系统通过常用制 动来实现动来实现。 兼容性通过自动式制 动机保证 ； 欧洲新一代高速列车 均为此架构；一一世界高速动车组制动系统的主要架构世界高速动车组制动系统的主要架构、世界高速动车组制动系统的主要架构世界高速动车组制动系统的主要架构小结：小结：小结：小结：兼容性同步性能响应时间兼容性同步性能响应时间直通电空制动通过直通电空制动通过BP救援 装置实现好短救援 装置实现好短间接电空制动满足较好较短间接电空制动满足较好较短直通直通+间接电空间接电空满足满足好好短短直通直通 间接电空间接电空 制动制动满足满足好好短短世界高速铁路制动系统主要标准体系世界高速铁路制动系统主要标

8、准体系二、二、世界高速铁路制动系统主要标准体系世界高速铁路制动系统主要标准体系1 EN标准体系中的制动技术标准体系中的制动技术1.EN标准体系中的制动技术标准体系中的制动技术；2 UIC标准体系中的制动技术标准体系中的制动技术2.UIC标准体系中的制动技术标准体系中的制动技术；3 ISO标准体系中的制动技术；标准体系中的制动技术；3.ISO标准体系中的制动技术；标准体系中的制动技术；4. JIS标准体系中的制动技术；标准体系中的制动技术；4. JIS标准体系中的制动技术；标准体系中的制动技术；标准中的制动系统技术标准中的制动系统技术1. EN标准中的制动系统技术标准中的制动系统技术的有关情况的

9、有关情况TSI的有关情况的有关情况TSI的背景目的标准基础和范围的背景目的标准基础和范围TSI的背景的背景、目的目的、标准基础和范围标准基础和范围；TSI对制动系统的要求对制动系统的要求TSI对制动系统的要求对制动系统的要求；TSI的背景、目的、标准基础和适用范围的背景、目的、标准基础和适用范围TSI=Technical Specification of Interoperability 背景：欧盟一体化在交通领域的需要；背景：欧盟一体化在交通领域的需要； 目的：互联互通、市场准入；目的：互联互通、市场准入； 性质欧盟的法律！性质欧盟的法律！互联互通互联互通兼容性兼容性 性质性质：欧盟的法律！

10、欧盟的法律！互联互通互联互通兼容性兼容性InteroperabilityCompatibilitypypyTSI的标准基础和适用范围的标准基础和适用范围标准基础：除车钩、救援车钩、磁轨制动三 个内容引用标准基础：除车钩、救援车钩、磁轨制动三 个内容引用UIC标准外，其余皆为标准外，其余皆为EN标准。标准。见见TSI 附录附录 J Technical specification referred to i thi TSIin this TSI.TSI的标准基础和适用范围的标准基础和适用范围TSI的标准基础和适用范围的标准基础和适用范围 地理适用范围：地理适用范围：整个欧盟干线铁路系统！整个欧盟干

11、线铁路系统！ 地理适用范围：地理适用范围：整个欧盟干线铁路系统！整个欧盟干线铁路系统！ 技技术术适用范适用范围围：术围术围五大结构子系统：基础设施、牵引供电、轨五大结构子系统：基础设施、牵引供电、轨 旁信号设备机车车辆车载信号设备旁信号设备机车车辆车载信号设备旁信号设备旁信号设备、机车车辆机车车辆、车载信号设备车载信号设备。三大功能子系统运营和交通管理维护三大功能子系统运营和交通管理维护三大功能子系统三大功能子系统：运营和交通管理运营和交通管理、维护维护、 客货运通信服务。、 客货运通信服务。TSI对制动系统的要求对制动系统的要求TSI对制动系统的要求对制动系统的要求系统架构除系统架构除152

12、0轨距车辆外轨距车辆外必必系统架构系统架构：除除1520mm轨距车辆外轨距车辆外，必必 须采用列车管并兼容须采用列车管并兼容UIC自动式制动机自动式制动机；制动性能：制动性能：所有制动力产生的减速度之和必须小所有制动力产生的减速度之和必须小 于于2.5m/s2TSI对制动系统的要求对制动系统的要求对制动系统的要求对制动系统的要求 制动性能：制动距离制动性能：制动距离速度速度TSI中国中国200kph1500m2000m250kph2430m3200m250kph2430m3200m300kph3650m3800m350kph5360m6500mTSI对制动系统的要求对制动系统的要求TSI对制动

13、系统的要求对制动系统的要求 制动性能：紧急制动响应时间制动性能：紧急制动响应时间 制动性能：紧急制动响应时间制动性能：紧急制动响应时间TSI中国铁路中国铁路TSI中国铁路中国铁路250kph3秒1.7秒中国和欧洲的响应时间定义不同；中国和欧洲的响应时间定义不同；中国和欧洲的响应时间定义不同；中国和欧洲的响应时间定义不同； 中国的响应时间指标大大短于欧洲；中国的响应时间指标大大短于欧洲； EN 标准中制动系统的标准体系情况标准中制动系统的标准体系情况 EN 标准中制动系统的标准体系情况标准中制动系统的标准体系情况EN 14198:2004Requirements for the brake sy

14、stem of trains hauled by a locomotive列车级列车级 /系统级系统级:EN 14535- 1:2005Brake discs for railway rolling stock Part 1: Brake discs pressed or shrunk onto the axle or drive shaft, dimensions dlitit子系统子系统/部件级部件级:EN 15179:2007Requirements for the brake system of coachesEN 13452-1:2003Mass transit brake syst

15、ems - Part 1: Performance requirementsEN 14531-1:2005Methods for calculation of stopping distances, slowing distances and immobilization braking - Part 1: General and quality requirementsEN 14535- 2:2011Brake discs for railway rolling stock - Part 2: Brake discs mounted onto the wheel, dimensions an

16、d quality requirementsEN 14601:2005Straight and angled end cocks for brake pipe and main iig algorithmsEN 14478:2005Braking - Generic vocabularyEN 13452-2:2003Mass transit brake systems Part 2: Methods of testEN 14531 6:2009Methods for calculation of stopping and slowing distances andreservoir pipeEN 15327- 1:2008Passenger alarm subsystem Part 1: General requirements and passenger interfa