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1、 SD型数字式电气指令制动控制系统的分析毕 业 论 文题 目：SD型数字式电气指令制动控制系统的分析 作 者：* 学 号：*系 ：*专 业：机车车辆班 级：*指导者： 华亮 评阅者： 年 月 SD型数字式电气指令制动控制系统的分析摘要 本文主要阐述了SD型数字式电气指令制动控制系统的基本原理和特点以及它的系统组成，通过对SD型数字式电气指令制动控制系统制动原理和制动过程的了解从而更深入的了解其制动的优点，有助于我们对城市轨道交通车辆的制动控制系统的掌握和学习。这样对于我们日后的工作也有较好的帮助，融理论于现实中去，理论与现实相结合，从而更好的工作。当我们真正掌握了SD型数字式电气指令制动控制系
2、统的组成和结构以及其原理和工作过程，那么对于日后我们对于这一系统的维修生涯也将会起到至关重要的作用，从而使得这一系统在城市轨道车辆中得到更好的应用，使得我们的城市轨道交通得到更好的发展。关键词 制动控制器 空重车调整阀 七级中继阀 控导阀 空电转换阀 电磁阀 气动阀 运转位 常用制动位 紧急制动位 目 次1 引言.12 基本原理和特点.23 系统组成及作用.2 3.1空重车调整阀.2 3.2七级中继阀.4 3.3控导阀.6 3.4空电转换器.7 3.5电磁阀及气动阀.74制动原理和过程.9 4.1运转位.9 4.2常用制动位.10 4.3紧急制动位.105 结论.116 致谢.127 参考文献
3、.13 1 引言自1881年德国柏林有了世界第一辆有鬼电车后，世界各大城市相继开始了大规模的城市轨道交通的建设。对于城市轨道车辆来说，除了要承载更多的乘客外，还有一项重要任务，那就是要使运动中的车辆能够安全的减速和停车，也就是必须要对车辆施行制动。而在制动过程中，发展与改善制动控制系统技术则是我们的重要任务，也是我们的必要责任，这是对城市轨道车辆安全行驶的责任，也是对每一个乘客的责任。随着社会的进步以及城市轨道交通的发展，对于城市轨道车辆的要求也是日益提升，当然，制动控制技术也理所当然的成为我们关注的焦点，所以一套完善的制动控制系统是必要的。20世纪50年代，国外城市轨道交通车辆在大规模采用电
4、磁空气制动机的同时，还采用电气指令制动控制系统协调动力制动和空气制动，使制动控制技术达到了一个新的水平。最近几十年来，由于电力电子变流技术和微机技术的加入，使电气指令式制动控制系统不断改进、发展。大功率电力电子元件的出现使电气再生制动成为可能，微机技术的应用使制动制动防滑系统更加精确完善，城市轨道车辆制动技术正朝着安全、可靠、人性化和环保的目标不断前进。最近20年来，城市轨道交通逐步采用功率电子逆变器进行制动（包括再生制动和电阻制动），但在施行制动过程中，开始的电制动电流上升有一定的延迟，而接近停车时，电制动电流下降又很快。为了适应城市轨道交通车辆的这种特殊要求，早期北京地铁使用了SD型数字式
5、电气指令制动控制系统。本文主要针对SD型数字式电气指令制动控制系统的基本原理和特点以及它的系统组成、制动原理、制动过程进行详细的分析与探讨，从而使得我们对SD型数字式电气指令制动控制系统更进一步的了解，继而能够更好的学习和掌握这一重要的制动控制技术。2 基本原理和特点 制动控制器在司机的操纵下向列车的制动控制系统发车制动或缓解命令，即向电制动控制单元和七级中继阀发出指令。空重车调整阀相当于一个称重装置，它根据空气弹簧的压力信号，也就是车辆负载的大小，输出相应的空气压力，并经七级中继阀来控制进入制动的空气压力，使车辆保持恒定的制动率。此外，控导阀（EP阀）也将电制动的信号变为空气压力值输入到七级
6、中继阀的混合器中，通过混合器的减法运算，减去电制动产生的制动力，是七级中继阀最终输出的是补充电制动不足部分的空去制动压力值。因此，七级中继阀实际上相当于一个空 去加减法运算器。与以往各种自动式电空制动机相比，SD型电空制动机具有以下优点：（1） 该制动系统有空重车调整装置，可根据车辆负载调节制动力，因此能实现列车恒定减速度，减少列车纵向冲动，使停车平稳。（2） 常用制动控制有七级，各级空气压力值变化均衡、上升时间基本一致，调速稳定、准确，操纵灵活、方便。（3） 与列车自动控制系统的连接十分容易，与电制动配合简单。在保证电制动优先作用下，空气制动能自动进行补偿，从而使列车制动力基本保持不变。这样
7、既减少了闸瓦磨耗，又提高了乘客的舒适度。（4） 对制动和缓解指令反应快，作用迅速，空走时间短，因此制动距离短。（5） 设有紧急制动电磁阀，当列车紧急制动时，列车能迅速调用全部空气制动能力施行紧急制动。（6） 设有备用制动系统，当常用制动系统发生故障时，可启用备用制动系统，保证列车不中断运行。（7） 系统结构简单，集成度高，重量较低，维修简单。当然，SD型电空制动机也有缺点，由于采用有级控制，决定了它的控制精度较低。此外，控导阀的制作较复杂，因此其受材料和工艺的影响极大。3 系统组成及其作用 3.1 空重车调整阀空重车调整阀的作用是根据车辆的载重变化，即根据乘客的多少，自动输出一个空气压力信号，
8、并通过七级中继阀使车辆保持恒定的制动率。空重车调整阀的输入信号是车辆上二系弹簧（空气弹簧）传来的压力信号。考虑到车辆载重的不平衡，采取前后转向架对角的两个空气弹簧压力为输入信号与乘客的多少成一定比例关系。空重车调整阀由上部的压力供排部分、中部的弹簧调整部分和下部的空气弹簧压力平均运算部分共同组成。压力供排部分由弹簧、給排阀、均衡活塞杆、节流孔、均衡活塞和膜板组成。弹簧调整部分由上调整弹簧、上调整螺母、下调整弹簧和下调整螺母组成。空气弹簧压力平均计算部分由活塞杆、大活塞、大膜板、小活塞和小膜板组成。空重车调整阀共有五条空气通路：通路（24）连接总风缸；通路（27）连接空重车调整阀输出；中间孔通大
9、气；P1和P2分别连接两个转向架空气弹簧的压力信号输出。当车辆处于空车状态时，由于空气弹簧的空去压力作用，将大膜板和小膜板向上推，其向上的推力与下调整弹簧的反力相平衡，使大膜板和小膜板处于水平位置，这时活塞杆刚好与均衡活塞杆相接触而无作用力，因此不能推动均衡活塞杆向上移动。空重车调整阀的输出压力可由上调整弹簧来调整，在上调整弹簧作用下，均衡活塞杆向上移动，打开給排阀，同时关闭了通大气的通路，使压力空气经过打开的給排阀，在经过通路（27）供给七级中继阀。同时，由总风缸传来的压力空气又经过节流孔送到均衡活塞的上方。活塞上方的空去压力与下方的上调整弹簧的作用相平衡时，均衡活塞下移，給排阀在弹簧的作用
10、下向下移动而关闭阀口，停止向通路（27）供风，即不向七级中继阀输出压力空气。七级中继阀输出压力空气值相当于上调在弹簧的调整压力值。当空气弹簧压力为0.26MPa时，空重车调整阀输出压力设计值为0.3MPa。当车载加重时，空气弹簧压力随乘客增加而升高，作用在大膜板和小膜板下部的空气压力也随着增大，下调在弹簧受压缩，使活塞杆推动均衡活塞上衣，关闭通大气的通路，同时打开給排阀，使总风缸的压力空气经过通路（24）向通路（27）供风，流向七级中继阀。同时，经节流孔流向均衡活塞的上方。当活塞上方作用力与空去弹簧作用力及调整弹簧的作用力相平衡时，空重车调整阀停止输出空气压力。当两个空气弹簧压力均为0.42M
11、Pa时，空重车调整阀输出压力设计值为0.42MPa。当乘客减少时，空气弹簧压力也随着下降，均衡活塞向下作用力就大于空气弹簧及上调整弹簧的向上作用力，于是均衡活塞下移，給排阀断开通路（24）至通路（27）的空气通路。而均衡活塞杆向下移动离开了給排阀，通路（27）的空气压力经均衡活塞杆的空气孔排向大气。知道均衡活塞杆上方所受的空气压力与空气弹簧作用在大膜板和小膜板的力相平衡为止，于是均衡活塞杆再次上移，使其与給排阀接触，切断大气通路成为平衡状态。如果因为空气弹簧破裂而无空气压力时，由于上调整弹簧的作用，能在任何情况下保证空重车调整阀输出空车时的压力为0.3MPa。3.2 七级中继阀3.2.1 七级
12、中继阀的构造七级中继阀的上部是三个常用电磁阀（CZF1、CZF2、CZF3)和压力给排部分，中部是混合器，下部是膜板组。常用电磁阀是三个Q23*D型电磁阀，工作电压为直流110V。它由阀体、线圈、铁芯和弹簧组成。此外，它有三个空气通道，由空重车调整阀输出的压力空气由通道（28）进入电磁阀下部阀口，上部阀口通大气，侧面通路则通向膜板组的膜板室。压力给排部分是连通总风缸到制动缸或制动缸通大气的结构，它由給排阀弹簧、給排阀、大阀口、作用杆、节流孔、均衡活塞和均衡膜板组成。当膜板室充入压力空气时，作用杆向上移动，首先关闭排气阀口，然后打开給排阀，再打开大阀口，使从通路（43）传来的压力空气经通路（20）进入制动缸。当膜板室的压力空气排出时，作用杆向下移动，給排阀落在大阀口上，作用杆上的排气口离开了給排阀，使制动缸的压力空气经排气口排于大气。当均衡膜板上方M室的压力空气与作用在膜板组上的压力空气平衡时，作用杆处于中间位置，給排阀压在大阀口上，作用杆上的排气口仍与給排阀接触，制动缸压力空气处于保压状态。給排阀柱塞上装有两个O形密封圈，柱塞上方与制动缸相通，其目的是为了减少給排阀的背压。作用杆上装有两个O形密封圈，作用杆的空心通路与大气相通，均衡活塞下方通大气。作用杆下端与混合器活塞杆相接触
