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1、城市轨道交通,车辆制动系统维护与检修,KBGM型制动控制系统,单,元,6,课题1 KBGM型制动控制系统概述,课题2 KBGM型制动控制系统的组成,课题3 KBGM型制动控制系统的控制过程,课题4 KBGM型制动控制系统的特点,KBGM型制动控制系统,课题1,KBGM型制动控制系统概述,【知识要点】,2.了解KBGM型制动控制系统的发展。,1.了解KBGM型制动控制系统的设计、组成、特点及控制概述；,【课题任务】,1. 搜集KBGM型制动控制系统的相关资料，会分析KBGM型制动控制系统的组成和特点；,2.利用模拟驾驶装置，加深对KBGM型制动控制系统的部件组成及相互关系的理解。,图6-1 KB
2、GM型电空制动控制系统,KBGM型制动控制系统是由德国克诺尔(Knorr)公司生产的。该系统用一条列车线贯通整列车，形成连续回路，其电气指令采用脉冲宽度调制(PWM)，能进行无级控制。它的制动方式有三种，即再生制动、电阻制动和空气制动，分别为第一、第二和第三优先制动。其电空制动控制系统如图6-1所示。,1.制动指令：此指令是微机根据变速制动要求，即驾驶员施加制动的百分比（常用制动为100）所下达的指令。 2.制动信号：这是制动指令的一个辅助信号，它表示运行的列车即将要制动。 3.负载信号：这个信号来自于空气弹簧。 4.电制动关闭信号：此信号为信息信号，它的出现就意味着空气制动要立即替补即将消失
3、的电制动。 5.紧急制动信号：这是一个安全保护信号，它可以跳过电子制动控制系统，直接驱动制动控制单元（BCU）中的紧急阀动作，从而实施紧急制动。 6.保持制动（停车制动）：这个信号能防止车辆在停车前的冲动，能使车辆平稳地停止。,图6-1中的输入信号的功能如下：,当列车开始制动时，首先是动力制动，即再生制动和电阻制动。每个动车的电制动为主制动，且优先于空气制动，由于在电制动时不存在制动闸片或制动盘的磨损，因此对于运用部门来说更经济。电制动力对于特定的速度和负载条件可以满足列车单元（MC+TC）在没有摩擦制动系统支持的条件下减速。电阻制动是承担不能再生的那部分制动电流。如果再生制动失败，则由电阻制
4、动承担全部动力制动。一旦电制动不能提供驾驶员主控制器所要求的制动力，不能提供的部分制动力将由空气制动补充。当列车速度降低到6km/h以下时，电制动将被全部切除，所有给定的制动力全由空气制动提供。 在一般常用制动模式中，每个动车的电制动都能使自己的动车和拖车减速到特定的速度和负载条件相对应的制动参考值。如果相对应参考值和负载的制动力设定值超过最大可用的电制动力，剩余的制动力最先由相应的拖车的电空制动补充，其余的由动车补充。 目前，许多城市轨道交通车辆由四节编组改为六节编组，即A-B-C-C-B-A，其中A为无动力的拖车，B为动车，C为带制动空气压缩机组的动车；未来还会有八节编组，即A-B-C-B
5、-C-B-C-A。城市轨道交通车辆的构造速度为80km/h，平均旅行速度为35km/h。常用制动时，当制动初速为80km/h、60km/h、40km/h和20km/h时，停车的时间分别为19.3(士15%)s、14.5(士15%)s、11.1(士15%)s和5.6(士15%)s。紧急制动时，当制动初速为80km/h、60km/h、40km/h和20km/h时，紧急停车的时间分别为17.1(士15%)s、16.7(士15%)s、8.6(士15%)s和5.6(士15%)s。,【实践与训练】,学习工作单,课题2,KBGM型制动控制系统的组成,【知识要点】,2.熟知KBGM型制动控制系统主要部件的结构
6、及作用。,1.熟知KBGM型制动控制系统的组成；,【课题任务】,1.通过分解、组装了解KBGM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KBGM型制动系统各部件的检测，并掌握试验方法。,【相关理论知识】,一、供气单元,三、微机制动控制单元,二、制动控制单元,四、防滑系统,五、单元制动机,如图6-1所示是KBGM型制动控制系统，它由供气单元、制动控制单元(BCU)、微机制动控制系统(EBCU)、防滑系统和单元制动机五个部分组成。,一、供气单元 该系统的供气单元主要由VV120型或VV230型活塞式空气压缩机组、空气干燥器和多个风缸组成。空气压缩机组和空气干燥器
7、只在C车上安装，即一个六节编组列车有两套供气机组，而一个八节编组列车则有三套供气机组。如图6-2所示，为模拟空气制动管路系统。 空气压缩机组为每个车组提供足够的所需的干燥压缩空气，在供气过程中由安全阀和压力继电器对空气压力进行监控。安全阀的锁定值为1000kPa；压力继电器是空气压缩机组电动机的控制元件，它的开启压力为700kPa，切断压力为850kPa。整个供气系统除了为空气制动供气外，还为受电弓、客室气动门、空气悬挂系统和刮雨器等提供所需的压缩空气。,在空气制动系统中，由制动储风缸进入制动控制单元的压力空气，在微处理机和制动控制单元的控制下，进入各个单元制动机，中间要经过数个截断塞门和排气
8、阀等。排气阀仅受微处理机的防滑系统控制，在制动和缓解过程中，排气阀仅作为进出制动缸的压力空气的通道而已，不产生任何动作。 此外，总风管还通过截断塞门、减压阀、电磁阀及双向阀通向具有弹簧(停车)制动器的单元制动机。这条通路是由司机在司机室内操纵电磁阀B19来控制停放制动的施行或缓解，而双向阀B20的另一端与单元制动机相连，这主要是为了防止常用制动与停放制动同时施加而造成制动力过大而设置的安全回路。,图6-2 模拟空气制动管路系统图,二、制动控制单元 制动控制单元(BCU)是电控制动的核心，主要由模拟转换阀(EP阀)、紧急阀、 称重阀和均衡阀等组成。这些部件都安装在一块铝合金的气路板上。同时，气路
9、板上配备了一些测试接口，如果要测量各个控制压力和制动缸压力，只要在这块气路板上测试就可以了。这块气路板被安装在车底的一个箱子里，打开箱盖便可以进行整机或部件的测试及检修。 (一)模拟转换阀(EP阀) 模拟转换阀又称为电-气转换阀或EP阀，由一个电磁进气阀、一个电磁排气阀和一个气-电转换器组成。如图6-3所示。 当电磁进气阀的励磁线圈接收到微处理机要求提供一定的摩擦制动的电指令时，吸开进气阀，使R口引入的制动储风缸的压力空气通过该进气阀转变成与电指令要求相符的压力，即预控制压力Cv1，并送向紧急阀。与此同时，具有Cv1的压力空气也送向气-电转换器和电磁排气阀。气-电转换器将压力信号转换成相对应的
10、电信号，马上反馈送回微处理器，让微处理器将此信号与制动指令比较。如果信号大于制动指令，则关小进气阀并开启排气阀；如果信号小于制动指令，则继续开大进气阀，直到预控制压力Cv1与制动电指令的要求相符为止。从模拟转换阀出来的Cv1压力空气通过气路板内的气路进入紧急阀的A2口。,图6-3 模拟转换阀 l-气-电转换器；2-电磁排气阀；3-电磁进气阀 (图示线圈处于励磁状态)；4-阀座；5-阀；6-弹簧；7-阀体；R-由制动储风缸引入压力空气；Cv1-预控制压力空气引出；O-排气口。,(二)紧急阀 紧急阀实际上是一个二位三通电磁阀，它有三条通路: Al与制动储风缸相连接，A2 与模拟转换阀输出口相连接，
11、A3与称重阀的输入口相连接。 在紧急制动时，紧急阀不励磁，滑动阀受弹簧压力滑向右侧，使A1与A3之间的通路畅通，即制动储风缸与称重阀相通，而切断模拟转换阀与称重阀的通路，使压力空气直接通过称重阀作用在单元制动机上。 在常用制动时，如图6-4（b）所示，紧急阀励磁，滑动阀受空气压力控制滑向左侧，使A1与A3之间的通路断开，A2与A3之间的通路畅通，即模拟转换阀与称重阀相通，而切断称重阀与制动储风缸的通路，这时预控制压力Cv1经过紧急阀进入称重阀。当预控制压力Cv1经过紧急阀时，由于阀的通道阻力使预控制压力略有下降，这个从紧急阀输出的预控制压力称为Cv2。因此，进入称重阀的压力空气为Cv2。,图6
12、-4 紧急阀的两种工况 （a）未励磁工况； （b)励磁工况 Al-通制动储风缸；A2-通模拟转换阀；A3-通称重阀；A4-控制空气的通路；Z-手柄；R-排气口。,(三)称重阀 称重阀即空重车调整阀，为杠杆膜板式，主要用来限制过大的制动力。它根据车辆的负载情况来限制预控制压力Cv1的升高，从而限制制动储风缸内压力的形成，以此防止车辆在紧急制动时产生制动力过大的现象。因此，在常用制动中称重阀几乎不起作用，仅起预防作用，以防模拟转换阀控制失灵。而称重阀主要作用是在紧急制动时，压力空气是从制动储风缸直接经紧急阀到达称重阀，中间未受模拟转换阀的控制，而紧急阀也仅仅作为通路的选择，不起压力大小的控制作用。
13、因此，在紧急制动时，预控制压力只受称重阀的限制，即为最大的预控制压力。如图6-5所示。 称重阀由左侧的负载指令部、右侧的压力调整部和下方的杠杆部组成。,图6-5 称重阀 a-膜板；b-活塞；c-Knorr密封圈；d-从动活塞；e-压缩弹簧； f-阀体；g-螺盖；h-橡胶夹心阀；i-膜板；活塞；k-空心杆；l-弹簧；m-杠杆；n-支点滚轮； A、B、C-调整螺栓；V21-充气阀座；V22-排气阀座；Tr-管座；O-排气口；T-气动负载信号；Cv2 、Cv3-预控制压力。,与车辆负载(车重)成正比的由空气弹簧所输出的压力空气，经称重阀管座的接口T充入膜板a和活塞b的上侧，形成向下的力，该力通过与活
14、塞连接的作用杆作用在杠杆m的左端。由于杠杆左端受向下的力，使杠杆失去平衡，通过杠杆右端推动空心杆k上移，使橡胶夹心阀h离开其充气阀座V21而被顶开，于是，具有预控制压力Cv2的压力空气经开启的夹心阀阀口充入活塞j和膜板i的上侧，当作用在活塞和膜板上的向下作用力达到某一值，从而使杠杆处于平衡状态时，夹心阀阀口关闭，活塞和膜板上的空气压力为预控制压力Cv3，经管座的接口及气路板内的通路引向均衡阀，因此，均衡阀动作的控制压力为Cv3。 杠杆的支点滚轮n的位置可通过调整螺栓进行调整，从而改变力臂a、b的大小。,均衡阀如图6-6所示。均衡阀KR-5和KR-6在功能上是相同的，唯一的区别在于预控制压力CV
15、对KR-5有效，而对KR-6无效。它们是将预控室CV内的空气压力变化同步地、以约1:1的比例传至与C相连的单元制动缸内。 从称重阀经节流孔D2进入均衡阀的Cv3压力空气，推动膜板M1及活塞1.9上移，由此排气阀座V2被关闭，压缩弹簧1.6的弹力被克服，进气阀座V1被打开。使制动储风缸经接口R进入均衡阀的压力空气通过进气阀口与接口C相通，向各单元制动缸充风，产生制动作用。从上述介绍中可以看出，均衡阀能迅速进行大流量的充、排气。大流量压力空气的压力变化是随预控制压力Cv3的变化而变化的，进气阀上所产生的压力可作为C压力同时加在单元制动缸和活塞的表面C上。所产生的C压力和压缩弹簧1.6的弹力共同起作
16、用，控制活塞回到其中间位置。这样，进气阀V1将关闭，且排气阀V2保持关闭状态，C和CV3 的压力相等，并且互相间的压力传递比为1:1。因此，我们可以把均衡阀看作是一个气流放大器。 如果Cv3压力空气消失，均衡阀活塞在其上腔压力空气作用下向下移动，于是空心导向杆的下橡胶阀面离开排气阀座V2，排气阀口开启，使各单元制动缸中的压力空气经开启的排气阀口O，并经空心导向杆中空通路排入大气，列车缓解。,(四)均衡阀,图6-6 均衡阀 l-控制室CV；2-气路板；3-均衡阀安装面；D1、D2-节流孔；V1-进气阀座；V2-排气阀座； M1-膜板；1.2-阀体；1.6-弹簧；1.7-带橡胶阀面的空心导向杆；1.9-活塞；K1、K2、K3-Knorr密封圈；R-通向制动储风缸；C-通向各个单元制动缸；Cv3-来自称重阀的预控制压力；O-排气口,制动控制系统有一个用于控制电空制动和防止车轮滑行控制的微处理机，称其为微机制动控制单元(BCU)。制动控制单元BCU各部件在气路板上的安装位置如图6-7所示。该图显示了各部件之间的气路关系、气路板内的通路，也简略显示出各部
