《高速列车制动系统的基本要求》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速列车制动系统的基本要求（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高速列车制动系统的基本要求近年来，在我国客货列车的提速研究中已经充分反映了制动问题的重要性，特别是盘形制动装置 和防滑器作为旅客列车提速的关键技术发挥了重要的作用。但随着我国铁路向高速化发展，制动 问题将更为突出，制动距离随列车速度非线性增长的问题暂且不论，仅现有的空气制动装置从制 动能量和舒适性方面考虑也远远不能满足300 km/h高速列车的运用要求。因此，对于高速列车 的制动系统，必须彻底改变过去对于制动系统的陈旧观念和思考模式，根据国外经验以及我国发 展高速列车的具体条件，从提高高速列车的安全性、可靠性和舒适性这3项基本要求出发，采用 各种新技术，并综合考虑机车车辆制动性能和运输、通信、
2、线桥建筑有关的系统工程问题。1 高速列车制动系统的基本要求1.1 安全性紧急制动距离是检验列车制动性能和安全性的最基本条件。我国已研究制定了各种高速列车 的基本技术条件，在考虑了必要的安全裕量的情况下，对紧急制动距离的要求如表 1所示。表 1 高速列车的制动装置和紧急制动距离列车型号最高速度/（km.h-i）制动方式拖车每根 轴制动盘 数/个标准距离/m不良状态 距离/m300系（日本）300动力+盘形24 960ICEE（德国）300动力、盘形+磁轨43 450TGV-A（法国）300动力、盘形43 5004 500TGV-PSE（法国）270动力、盘形、踏面43 200京沪 300 km/
3、h300动力、盘形+磁轨43 7004 500京沪 200 km/h200动力、盘形31 8002 000为此，高速列车制动系统必须具有高速停车时足够的制动功率，以保证尽可能短 的制动距离。1.2 可靠性高速列车必须随时保证有必要的停车制动能力。包括计算机网络或电空制动故障、 供电网络失电（无动力制动）、下坡道停车时的可靠性设计，表 1 所示的不良状态距离就 是考虑了可靠性的纯空气制动作用距离。在该距离设计中，考虑了失电情况下空走时间延长和盘形制动摩擦因数误差对延 长制动距离的影响，例如京沪300 km/h高速列车按计算距离4 100 m增加10%左右后 为4 500 m,可以保证在失电情况下
4、制动停车的可靠性。为此，高速列车必须采用多种 制动装置的复合制动模式。1.3舒适性高速列车的制动作用时间和制动减速度远大于普通旅客列车，而这些参数是判断 旅客舒适性的重要指标之一。由于高速列车制动系统采用微机控制的电气指令制动方 式和盘形制动装置，故其纵向舒适性指标较高，如表 2所示。表2旅客列车纵向舒适性的评定指标比较列车类型高速列车TB/T237O-93紧急制动时的最大减速度/(m.s-2)1.41.4常用制动时的平均减速度/(m.s-2)0.61.2最大纵向冲动/g0.654648.55.43610.13 微机应用技术3.1 电气指令式的制动控制系统该系统由列车管减压的控制方式变为高灵敏
5、度电指令的控制方式，不仅 仅是缩短列车制动空走时间和实现阶段缓解的简单的电空制动作用，其核心 是应用微机进行智能化的列车制动控制，包括空重车计算、制动曲线计算、 复合制动减速度控制、冲动控制、监控信息处理、数据显示和输出等功能， 从而适应于ATP、ATC列车自动控制甚至最新的列车控制信息管理装置(TIS)。 3.2自动监测和诊断系统制动系统的监测与诊断是车载微机及信息传输网络系统中最重要的组成 部分。该系统的主要功能是进行列车发车前的系统性能试验，指示试验项目 并显示试验结果。在行车过程中，该系统能接收列车管、制动缸压力和空重 车信号等，并监视制动机的故障状况。例如在发现缓解不良时，可对制动缸
6、 进行遥控排风，对保证高速列车的安全运行具有重要作用。为便于监测和维修，高速列车制动装置的各个部件应最大限度地采用模 块化和标准化设计。3.3高速列车运行仿真和制动计算高速列车的运行涉及列车编组条件、司机操纵方式、速度、线路和列车 牵引制动装置的性能等多种因素，利用多质点系统的列车运动模型和电算程 序可以详细模拟各种条件进行高速列车的运行仿真研究，特别是对非稳态工 况的制动计算有重要意义，也可应用于高速列车制动系统的辅助设计。目前， 国内已研究了这方面的电算程序并在设计单位得到了广泛的应用。京沪高速列车运行仿真的结果表明：最高时速为300 km/h的列车的直达 运行时间约为4 h50 min，
7、旅行速度可达到270 km/h；如在所有主要车站停 车，则运行时间约为6 h7 min，旅行速度为195 km/h左右。可以计算研究 线路限速、曲线、坡道、轴重、列车起停附加时分、司机操纵方式等对于高 速列车运行时分和能耗的影响。在制动计算方面，则可以模拟计算在各种不 同制动工况下的制动时间、距离、减速度以及线路条件对于制动操纵的影响。 表5为北京上海直达运行的区间数据结果。表5北京一上海300 km/h列车直达运行(无停站)结果区间名区间长度/km运行时间/min运行速度/(km.h-i)牵引时间惰行时间北京一天津西113.82129.22340.400.07天津西一济南285.67861.
8、72780.920.11济南泰安西62.66416.22320.270.00泰安西一曲阜东66.39713.62930.180.05曲阜东一新徐州157.44432.12940.500.04新徐州一新蚌埠155.56431.52960.490.04新蚌埠一南京165.51336.32740.490.11南京一新镇江68.46615.02740.250.00新镇江常州61.31413.02830.170.05常州一无锡39.8889.22600.150.00无锡一苏州42.139.12780.130.02苏州一上海83.99922.32260.270.10总计1 302.878289.22704
9、.220.594 粘着利用4.1 粘着制动和防滑控制 普通列车的制动方式都是粘着制动，其最大制动力受到轮轨制动粘着系数的限制，如表6 所示，其取值由试验决定，并与钢轨表面状况有密切关系。表 6 粘着系数计算国别轨面状态计算公式%中国干燥0.062 4+45.6/(260+v)0.238潮湿0.040 5+13.55/(120+v)0.153日本新干线干燥27.5/(v+85)0.32潮湿13.6/(v+85)0.16旧线0.24x(1-0.007 8 v)/(1-0.024 v)0.24美国干燥0.214潮湿0.137德国干燥0.116+9/(v+42)0.33潮湿0.7x0.116+9/(v
10、+42)0.23法国0.19注：表中卩0为制动停车时的最大粘着系数。根据普通列车的制动率计算结果，其粘着利用率均较低，特别是在速度 较高时，由于踏面制动的摩擦因数随速度增加而下降，因而远未能达到粘着 限制。对粘着系数的充分利用是高速列车的新课题，也是ATP或ATC控制用制动模式曲线的依据。由于制动粘着系数受到运行速度、轮轨表面状态和气候条件的影响，当 制动力超过粘着力时就会引起车轮滑行以至擦伤。因此，在提高列车制动力 的同时，要求采用能有效利用粘着力的高性能滑行再粘着控制装置，即所谓 防滑装置，其效果是可将粘着利用提高20%30%，以达到提高制动率设计、 缩短制动距离的目的。高速列车的防滑装置应采用微机控制，随着列车的高 速化，应由宏观滑行的防滑控制发展为能在微小滑行区(即高蠕滑区)实现高 精度控制的新一代防滑器。4.2 增加粘着和非粘着
