第四章电空制动原理第一页，共七十三页第四章电空制动原理第二页，共七十三页本章内容第一节 空气制动力控制第二节 模拟型EP阀及其控制第四节 中继阀第三节 开关型EP阀及其控制第三页，共七十三页第一节第一节 空气制动力控制空气制动力控制n制动控制系统与指令方式相适应制动控制系统与指令方式相适应1 1、自动空气制动机以制动管减压量作为指令、自动空气制动机以制动管减压量作为指令 对应的制动控制部分，只能采用能够感受空对应的制动控制部分，只能采用能够感受空气压力差的制动阀气压力差的制动阀2 2、采用电气指令方式的制动控制系统，只能、采用电气指令方式的制动控制系统，只能采用能够识别电气信号的控制装置采用能够识别电气信号的控制装置第四页，共七十三页一、制动控制的要求一、制动控制的要求1 1、制动性能要求、制动性能要求（1 1）满足轨道的制动距离要求）满足轨道的制动距离要求（2 2）满足规定的减速度要求）满足规定的减速度要求2 2、动态性能要求、动态性能要求（1 1）满足制动力上升时间的要求）满足制动力上升时间的要求（2 2）满足制动平稳性要求）满足制动平稳性要求各车制动力同步上升，电制动与空气制动转各车制动力同步上升，电制动与空气制动转换或协同要平滑换或协同要平滑第五页，共七十三页。
3 3、制动精度要求、制动精度要求（1 1）制动距离精度）制动距离精度（2 2）制动减速度精度）制动减速度精度（3 3）速度控制精度）速度控制精度第六页，共七十三页二、制动控制系统二、制动控制系统1 1、按电气指令式类型分、按电气指令式类型分数字指令模式、模拟指令模式数字指令模式、模拟指令模式2 2、按制动控制装置类型分、按制动控制装置类型分电磁控制制动机、气压控制型系统、电气控制电磁控制制动机、气压控制型系统、电气控制型系统型系统（1 1）电磁控制制动机：只适用于仅有空气制）电磁控制制动机：只适用于仅有空气制动方式的制动系统中，用电磁阀控制给制动方式的制动系统中，用电磁阀控制给制动缸施加空气压力动缸施加空气压力第七页，共七十三页2 2）气压控制型系统和电气控制型系统适）气压控制型系统和电气控制型系统适用于既有空气制动又有电气制动方式的制用于既有空气制动又有电气制动方式的制动系统中，能够方便的进行电气制动与空动系统中，能够方便的进行电气制动与空气制动的制动力协调气制动的制动力协调在气压控制型的系统中靠气压和阀进行协调配在气压控制型的系统中靠气压和阀进行协调配合合在电气控制型的系统中靠电气进行协调配合在电气控制型的系统中靠电气进行协调配合第八页，共七十三页。
目前动车组的制动控制系统大多采用电气控制目前动车组的制动控制系统大多采用电气控制型系统，由于采用计算机，所以也叫微机控型系统，由于采用计算机，所以也叫微机控制型制型3 3、直通式电空制动系统、直通式电空制动系统电气指令制动控制系统按其对空气制动控制电气指令制动控制系统按其对空气制动控制方式的不同，分为自动式和直通式方式的不同，分为自动式和直通式第九页，共七十三页n自动式：在自动空气制动机的基础上增加自动式：在自动空气制动机的基础上增加了电气指令控制系统对列车管压力的控制，了电气指令控制系统对列车管压力的控制，通过同时对各车辆的列车管的减压增压，通过同时对各车辆的列车管的减压增压，使各车辆的三通阀同时使用，加快列车整使各车辆的三通阀同时使用，加快列车整体的制动及缓解速度，提高了自动空气制体的制动及缓解速度，提高了自动空气制动机的性能动机的性能第十页，共七十三页n直通式：采用电信号来传递制动和缓解指令的直通式：采用电信号来传递制动和缓解指令的直通空气制动系统直通空气制动系统n司机通过电气指令控制装置对个车辆的制司机通过电气指令控制装置对个车辆的制动信号管的压力空气进行控制，用该制动动信号管的压力空气进行控制，用该制动管的压力使各中继阀工作，最终获得制动管的压力使各中继阀工作，最终获得制动管压力。
管压力第十一页，共七十三页直通式特点：直通式特点：优点：响应快、一致性好、控制方便优点：响应快、一致性好、控制方便缺点：一旦人车分离，列车就失去了制动能力缺点：一旦人车分离，列车就失去了制动能力为了克服缺点，一般与自动制动机好座位紧为了克服缺点，一般与自动制动机好座位紧急制动控制用的常带电的电路环线并用，急制动控制用的常带电的电路环线并用，如果发生列车非正常分离，电路环线断线如果发生列车非正常分离，电路环线断线失电，各车紧急制动电磁阀失电引起紧急失电，各车紧急制动电磁阀失电引起紧急制动停车制动停车第十二页，共七十三页n三、制动力的控制三、制动力的控制1 1、制动力的计算、制动力的计算制动力控制的前提是列车具有统一的制动减制动力控制的前提是列车具有统一的制动减速度速度第十三页，共七十三页列车制动力与减速度的关系表达式为：第十四页，共七十三页为了保证动车组编组中具有不同重量的各车的减为了保证动车组编组中具有不同重量的各车的减速度一致，应该？速度一致，应该？质量大的车制动力也相应要大质量大的车制动力也相应要大质量小的车制动力也相应要小质量小的车制动力也相应要小第十五页，共七十三页2 2、制动力的控制方法、制动力的控制方法动力制动动力制动-通过牵引变流器控制再生制动电流通过牵引变流器控制再生制动电流来得到所需的制动力来得到所需的制动力空气制动空气制动-通过电空制动的计算机计算并通过电空制动的计算机计算并控制的控制的第十六页，共七十三页。
n在制动装置的设计阶段，要采用反向计算，即在制动装置的设计阶段，要采用反向计算，即根据基础制动装置产生的制动力，结合制动力根据基础制动装置产生的制动力，结合制动力是实算法采用的闸瓦的压力和摩擦系统、平均是实算法采用的闸瓦的压力和摩擦系统、平均作用半径、车轮滚动圆半径、传动效率等参数，作用半径、车轮滚动圆半径、传动效率等参数，反算出制动缸空气压力反算出制动缸空气压力第十七页，共七十三页n根据制动缸空气压力（简称根据制动缸空气压力（简称BCBC压力），反推压力），反推出电空转换阀（出电空转换阀（EPEP阀）的控制电量（反应制阀）的控制电量（反应制动力大小的模拟量或数字量）动力大小的模拟量或数字量）n由此也就形成了因由此也就形成了因EPEP阀控制方式不同而对应阀控制方式不同而对应的控制模式：模拟型的控制模式：模拟型EPEP阀、开关式阀、开关式EPEP阀阀第十八页，共七十三页n在实车施行制动的过程中，制动控制计算机则在实车施行制动的过程中，制动控制计算机则进行正向计算进行正向计算n根据制动指令对应的制动减速度、列车当前根据制动指令对应的制动减速度、列车当前车速和重量，计算出制动力大小，然后进行车速和重量，计算出制动力大小，然后进行电制动和空气制动的分配。
电制动和空气制动的分配n根据电制动优先原则，发出电制动请求指根据电制动优先原则，发出电制动请求指令，根据电制动力的反馈，决定空气制动令，根据电制动力的反馈，决定空气制动力力第十九页，共七十三页3 3、控制系统模式、控制系统模式（1 1）恒制动率模式）恒制动率模式无论空载、满员、超员，都保证列车在同一无论空载、满员、超员，都保证列车在同一速度下的减速度与司机制动控制器手柄的速度下的减速度与司机制动控制器手柄的位置的对应关系不变位置的对应关系不变 恒功率制动控制常作成开环控制，指根据制恒功率制动控制常作成开环控制，指根据制动减速的形成控制量即制动力动减速的形成控制量即制动力第二十页，共七十三页n由于制动控制计算机的传感器采样、计算和由于制动控制计算机的传感器采样、计算和控制周期很短，对设计和调试完善的制动控控制周期很短，对设计和调试完善的制动控制系统，计算机不断地更新制动力，并不会制系统，计算机不断地更新制动力，并不会有大的误差有大的误差n（2 2）空气制动延后控制）空气制动延后控制操纵制动时，总是先用电气再生制动，制动操纵制动时，总是先用电气再生制动，制动力不足时再用空气制动补充力不足时再用空气制动补充第二十一页，共七十三页。
两种策略两种策略1 1）空气制动延后）空气制动延后等磨耗控制等磨耗控制拖车空气制动与动车空气制动均匀补充的控拖车空气制动与动车空气制动均匀补充的控制策略制策略2 2）空气制动延后）空气制动延后拖车空气制动优先补充控拖车空气制动优先补充控制制在需要空气制动作补充时，拖车空气制动优在需要空气制动作补充时，拖车空气制动优先补充，拖车空气制动全部发挥后，若制先补充，拖车空气制动全部发挥后，若制动力不足，则由动车空气制动连续补充动力不足，则由动车空气制动连续补充第二十二页，共七十三页n4 4、制动力调整与定速模式、制动力调整与定速模式列车制动力由司机控制器的操纵位置决定，在列车制动力由司机控制器的操纵位置决定，在定速模式下，制动力是否是不变的呢？定速模式下，制动力是否是不变的呢？第二十三页，共七十三页制动力由司机制动控制器的操纵位置决定制动力由司机制动控制器的操纵位置决定在列车运行定速模式（目标速度模式），为在列车运行定速模式（目标速度模式），为维持列车稳定的运行速度，牵引控制单元维持列车稳定的运行速度，牵引控制单元和制动控制单元交替产生牵引力或制动力，和制动控制单元交替产生牵引力或制动力，以适应线路阻力的变化以适应线路阻力的变化这时的制动力控制指令由列车控制网络的控制计这时的制动力控制指令由列车控制网络的控制计算机发出，经网络传输，由牵引控制单元和制算机发出，经网络传输，由牵引控制单元和制动控制单元根据指令执行动控制单元根据指令执行第二十四页，共七十三页。
5 5、制动力的调整和停车位置控制、制动力的调整和停车位置控制动车门停止位置与安全门或屏蔽门的精确对动车门停止位置与安全门或屏蔽门的精确对位位第二十五页，共七十三页四、制动控制单元四、制动控制单元BCUBrake Control UnitBCUBrake Control Unit制动控制单元制动控制单元制动控制装置的组成制动控制装置的组成制动控制装置的作用制动控制装置的作用第二十六页，共七十三页制动控制装置：制动控制装置：制动控制器、空气制动上所需的各种阀门及制动控制器、空气制动上所需的各种阀门及风缸风缸制动控制装置进行下述制动作用的控制：常制动控制装置进行下述制动作用的控制：常用制动、快速制动、紧急制动、耐雪制动用制动、快速制动、紧急制动、耐雪制动第二十七页，共七十三页常用制动及快速制动控制常用制动及快速制动控制制动控制器接受光纤及硬导线发来的常用制动制动控制器接受光纤及硬导线发来的常用制动或快速制动指令，接合运行速度、空气弹簧或快速制动指令，接合运行速度、空气弹簧压力、再生制动力等各项因素，算出空气制压力、再生制动力等各项因素，算出空气制动力，然后输出控制电流动力，然后输出控制电流紧急制动控制紧急制动控制紧急电磁阀立即发出动作把紧急制动控制风压宋紧急电磁阀立即发出动作把紧急制动控制风压宋到中继阀，在中继阀放大后，使压力空气送到到中继阀，在中继阀放大后，使压力空气送到制动缸制动缸第二十八页，共七十三页。
第二节第二节 模拟型模拟型EPEP阀及其控制阀及其控制模拟型模拟型EPEP电空变换阀属于控制阀的一种电空变换阀属于控制阀的一种作用：把制动控制器作用：把制动控制器BCUBCU发来的对应制动力的发来的对应制动力的电流指令变换为空气压力电流指令变换为空气压力控制效果：空气压力能连续且无级地变化控制效果：空气压力能连续且无级地变化后续：该压力作为控制信号控制中继阀的供后续：该压力作为控制信号控制中继阀的供风、排气的工作空气压力风、排气的工作空气压力第二十九页，共七十三页第三十页，共七十三页EP阀n由电磁铁部、供气部、排气部构成由电磁铁部、供气部、排气部构成原理：原理：电流通过电磁铁线圈时产生吸引力打开供气阀，电流通过电磁铁线圈时产生吸引力打开供气阀，而供给压力而供给压力只要改变电流通道电磁铁线圈的电流大小，就能只要改变电流通道电磁铁线圈的电流大小，就能控制电磁阀吸引力的大小，进而可以任意设定控制电磁。