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1、城市轨道交通,车辆制动系统维护与检修,SD型制动控制系统,单,元,七,课题1 SD型制动控制系统概述,课题2 SD型制动控制系统的组成,课题3 SD型制动控制系统的控制过程,课题4 SD型制动控制系统的特点,课题1,SD型制动控制系统概述,【课题任务】,【知识要点】,1.了解SD型制动控制系统的设计、组成、特点及控制概述。 2.了解SD型制动控制系统的发展。,1.搜集SD型制动控制系统的相关资料，会分析SD型制动控制系统的 组成和特点； 2.利用模拟驾驶装置，加深理解SD型制动控制系统部件组成及相互关系。,SD型制动控制系统概述,城市轨道交通车辆普遍采用电气指令式制动控制系统，而电气指令式制动
2、控制系统分为两种类型:数字指令式制动控制系统和模拟指令式制动控制系统。 SD型制动控制系统用于北京地铁电客车上。属于直通式电空制动制式；按指令传递系统区分，为数字式电气指令式；按制动执行装置区分，为七级膜板中继阀控制。 SD型制动控制系统属于数字指令式制动控制系统。,课题2 SD型制动控制系统的组成,【知识要点】,1熟知SD型制动控制系统的组成； 2熟知SD型制动控制系统主要部件的结构及作用。,【课题任务】,1通过分解、组装了解SD型制动系统的组成及各组成部件的结构、作用及工作原理； 2利用制动机试验立完成SD型制动系统各部件的检测，并掌握试验方法。,二、SD型制动控制系统各组成部件的作用,课
3、题2 SD型制动控制系统的组成,一、SD型制动控制系统的部件,三、SD型制动控制系统主要部件的结构及作用原理,一、SD型制动控制系统的构成,SD型制动控制系统由制动控制器、空重车调整阀、七级中继阀、控导阀、空电转换器、紧急电磁阀、备用电磁阀、双向阀、故障缓解电磁阀以及各种控制线路等组成。,二、SD型制动控制系统各组成部件的作用,1.空重车调整阀,空重车调整阀相当于一个称重装置，它根据空气弹簧压力的大小（空气弹簧的压力是随客车载重而变化的）而输出具有相应压力的压力空气，再通过七级中继阀的作用，来调整进入制动缸的压力空气，使车辆保持恒定的制动率。即空气弹簧的压力变化直接反映了乘客多少的变化，考虑到
4、车辆载重的不平衡，采取前、后转向架对角的两个（即1，4位或2，3位）空气弹簧为空重车调整阀的输入信号，这样就能准确地使空重车调整阀输出压力与乘客多少相适应。,2.七级中继阀,七级中继阀相当于一个空气加减法运算器，是一个用电气控制的，并能进行加减法运算的中继阀。它根据制动控制器指令，直接控制制动缸的充气和排气，以实现制动和缓解作用。它根据空重车调整阀所输出的压力，自动地控制制动缸具有七种不同的压力值。即来自制动控制器的指令信号，通过七级中继阀的三个电磁阀交替励磁和失磁，将空重车调整阀输出的压力空气充入七级中继阀的各个膜板室内，按不同的组合方式相加减，以输出七个压力逐级增加的压力空气供给制动缸，或
5、制动缸压力空气经七级中继阀排向大气，从而发生制动或缓解作用。,3.控导阀,控导阀用来将电制动力的信号变为空气压力信号输入到七级中继阀的混合器里，通过该混合器的减法运算，使电制动力不足的部分由空气制动来补充。 控导阀是一个电-空转换装置，也称EP阀。当空气制动和电制动配合使用时，它将电制动检测出的电流信号（代表电制动力的大小）按一定比例关系转换为空气压力信号。将此空气压力信号输进七级中继阀与指令信号比较，以实现空气制动与电制动的协调配合。,4.空电转换器,空电转换器是把车辆载重变化的信号转变为电信号输送到电制动和牵引系统，使电制动和牵引电流能与车辆载重相适应。,5.紧急电磁阀,紧急电磁阀是为保证
6、安全而设置的。当施行紧急制动，或当制动装置发生故障，以及发生列车意外分离时，此电磁阀便因失磁而动作，并通过七级中继阀发生紧急制动作用。,6.备用电磁阀,备用电磁阀包括备用制动电磁阀和备用保压电磁阀，用于当正常制动装置发生故障时，仍能操纵列车制动、缓解作用，保证列车能继续运行。,7.双向阀,双向阀是为正常制动装置与备用制动装置转换使用而设置的切换阀。,8.故障缓解电磁阀,故障缓解电磁阀是在正常制动装置发生故障而施行紧急制动后，为改用备用制动装置，对列车制动机施行缓解的装置。,三、SD型制动控制系统主要部件的结构及作用原理,（一）空重车调整阀 1.空重车调整阀的结构,空重车调整阀由上面的压力供排部
7、、中间的弹簧调整部和下面的空气弹簧压力平均运算部共同组成。其结构如图7-1所示。,图7-1 空重车调整阀结构图,压力供排部主要由弹簧1、给排阀2、均衡活塞杆3、节流孔4 、均衡活塞5和膜板6组成。弹簧调整部主要由上调整弹簧7、上调整螺母8、下调整弹簧9、下调整螺母10组成。空气弹簧压力平均运算部主要由活塞杆11、大活塞12、大膜板13、小活塞14和小膜板15组成。,1-弹簧；2-给排阀；3-均衡活塞杆；4-节流孔；5-均衡活塞；6-膜板；7-上调整弹簧；8-上调整螺母；9-下调整弹簧；10-下调整螺母；11-活塞杆；12-大活塞；13-大膜板；14-小活塞；15-小膜板。,空重车调整阀的通道：
8、 24通道：输入通道，其压力空气来自于制动储风缸（总风缸）。 27通道：输出通道，压力空气流向七级中继阀、紧急电磁阀。 中间通道：通大气。 P1/P2通道：输入通道，其压力空气来自于1，4位或2，3位空气弹簧。,2.空重车调整阀的作用原理,（1）当电客车处于空车状态时，空气弹簧的压力空气作用于大、小膜板，其向上的作用力恰与下调整弹簧的张力平衡，故空气弹簧压力与输出压力无关。此时的输出压力由上调整弹簧7进行调整。在上调整弹簧的作用下，均衡活塞5上移，活塞杆3的小阀口首先与给排阀2接触，关闭通大气的通路，继而顶开给排阀。因此，总风缸的压力空气经给排阀口及通路（27）供给七级中级阀、紧急电磁阀、空电
9、转换器。同时经节流孔4供至均衡活塞上侧，当均衡活塞上侧的压力空气作用力与上调整弹簧7作用力相平衡时，均衡活塞下移，给排阀在其弹簧作用下关闭，停止总风缸向七级中继阀等处供给压力空气，而通大气的通路此时仍然关闭。这时输出压力值相当于上调整弹簧的调整压力值。当空车状态时，空气弹簧压力为260kPa，空重车调整阀的输出压力调整为300kPa。运行中，当输出压力低于300kPa时，空重车调整阀发生动作，自动补充至300kPa。,（2）当电客车处于重车状态时，空气弹簧压力随乘客增加而升高，作用在大、小膜板下面的空气压力也随之增加，大、小活塞在增加的空气压力作用下，压缩下调整弹簧而上移，其活塞杆推动均衡活塞
10、及其活塞杆上移，顶开给排阀2，使总风缸向七级中级阀等处供气，并经节流孔向均衡活塞上侧供气，当均衡活塞上侧的压力空气作用力与空气弹簧压力空气作用力及调整弹簧作用力平衡时，均衡活塞下移，给排阀在其弹簧作用下关闭，空重车调整阀停止输出压力空气。当两个空气弹簧压力均为420kPa时，空重车调整阀输出压力设计值为420kPa；当空气弹簧压力由260kPa逐渐升至420kPa时，空重车调整阀的输出压力由300kPa呈线性关系增至420kPa。,（3）当电客车乘客减少时，空气弹簧压力随之下降，均衡活塞在压力差作用下向下移动，活塞杆的空心杆阀口离开给排阀，通路（27）的压力空气及均衡活塞上侧的压力空气随即排向
11、大气，输出压力降低，直至均衡活塞上侧的压力空气作用力与空气弹簧压力空气作用在大小膜板上的的作用力重新平衡时为止。此时均衡活塞上移，其活塞杆上的空心杆阀口与给排阀接触，遮断大气通路，呈保压状态。这样，空重车调整阀的输出压力就与新的车辆载重相适应。,3.空重车调整阀的特点 当两个空气弹簧压力均为420kPa时，空重车调整阀输出压力设计值为420kPa。 当空气弹簧压力由260kPa逐渐升至420kPa时，空重车调整阀的输出压力由300kPa呈线性关系增至420kPa。 如果空气弹簧因破损而无压力空气时，由于上调整弹簧的作用，能在任何载重情况下保证空重车调整阀输出空车时的空气压力为300kPa。,（
12、二）七级中继阀,1.七级中继阀的结构,七级中继阀上部为三个常用制动电磁阀（CZF1、CZF2、 CZF3）和压力给排阀，中间为混合器，下部为膜板组。其结构如图7-2所示。 常用制动电磁阀是三个Q23D型电磁阀，工作电压为110V，它由阀体1、线圈2、铁心3和弹簧4组成。它有三个空气通路：空重车调整阀的压力空气由通路（28）通至各电磁阀下部阀口；上部阀口通大气；侧面通路分别通至各膜板室。,图7-2 七级中继阀的结构图,1-阀体；2-线圈；3-铁心；4-弹簧；5-给排阀弹簧；6-给排阀；7-大阀口；8-作用杆；9-节流孔；10-均衡活塞；11-均衡膜板；12-活塞杆；13-活塞；14-混合器膜板；
13、15-常用制动膜板组活塞；16-常用上膜板；17-中活塞；18-常用中膜板；19-下活塞；20-常用下膜板。,压力给排部是连通总风缸到制动缸或制动缸通大气的机构。它由给排阀弹簧5、给排阀6、大阀口7、作用杆8、节流孔9、均衡活塞10、和均衡膜板11组成。作用杆的空心通路与大气相通，活塞10下侧通大气。作用杆8下端与混合器活塞杆12相接触。 混合器由活塞杆12、活塞13和混合器膜板14组成。膜板上侧N室通控导阀，下侧E室通紧急电磁阀。混合器是将控导阀输出的空气压力（此压力与电制动力相当）与常用制动膜板组的作用力进行减法运算的机构。 常用制动膜板组由上、中、下三个膜板及活塞组成。膜板活塞的有效作用
14、面积比为： S上:S中:S下 = 7：6：4 膜板组构成C1、C2、C3三个气室，他们分别与CZF1、CZF2和CZF3三个常用电磁阀相通。膜板组的作用是根据制动控制器的电气指令，变为相应的指令空气压力，以使制动缸得到应有的空气压力。,28通道：输入通道，其压力空气来自于空重车调整阀； 13通道：输入通道，其压力空气来自于控导阀； 43通道：输入通道，其压力空气来自于制动储风缸； 20通道：输出通道，其压力空气流向制动缸； 8通道：输入通道，其压力空气来自于紧急电磁阀。,七级中继阀的通道：,2.七级中继阀作用原理,（1）常用制动 以一级制动为例，司机操纵制动控制器，使三个常用电磁阀CZF1、C
15、ZF2和CZF3交替励磁和失磁，三个常用膜板室分别充气或排气，根据其组合的不同，制动缸可得到逐级增加的七个压力值。 当发出1级制动指令信号时，仅CZF1电磁阀励磁。此时，空重车调整阀的输出压力空气经CZF1的下阀口进入C1室，空气压力同时作用在膜板16和18上。由于上膜板和中膜板的有效面积比为S上:S中=7:6，故常用膜板组受到1级向上的作用力，它通过活塞杆12传递给作用杆8，使该作用杆向上移动，顶开给排阀，使总风缸压力空气经通路（43）、大阀口7、通路（20）进入制动缸，同时经节流孔9进入均衡活塞上侧使M室，以平衡膜板组的作用力。,（2）保压 当制动缸的空气压力也即作用在均衡活塞上侧的空气压
16、力产生的向下作用力与作用在膜板组上空气压力所产生的向上作用力相平衡时，均衡活塞带动作用杆向下移动，给排阀在其弹簧作用下关闭大阀口，七级中继阀处于保压状态，制动缸压力停止上升而保压。制动缸压力如有漏泻可自动得到补充。,（3）缓解 司机移动制动控制器手柄于运转位时，CZF1电磁阀失磁，C1室的压力空气经CZF1上方排气孔排向大气，均衡活塞在制动缸空气压力作用下向下移动，作用杆离开给排阀，沟通了制动缸到大气的通路，制动缸的压力空气经通路（20）、作用杆内的空心通路排向大气，车辆随之呈缓解状态。 1至7级的常用制动及缓解作用的动作过程完全一样，只是不同级别的常用制动可以得到不同的制动缸压力。,七级中继阀1至7级电磁阀励磁和失磁及各膜板室充气情况如表7-1。,表7-1 七级中继阀作用情况,（4）紧急制动 紧急制动电磁阀（即紧急电磁阀）GZF是经常带电励磁的，当施行紧急制动时，紧急电磁阀断电失磁，其铁心被弹簧上推，于是上阀口关闭，下阀口开启。由空重车调整阀输出的压力空气经紧急制动阀GZF内的通路和通路（8）进入七级中继阀E室，推动均衡活塞上移
