CRH和谐系列动车组制动系统分析.doc
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1、摘 要制动系统就是动车组得一个重要组成部分,她直接影响动车组得安全性。动车组制动系统就是用以强制性适中得动车减速或停车、使下坡形式得动车车速保持稳定以及使已停驶得动车组驻留不动得机构。随着与谐系列动车组迅速发展与撤诉得提高一级车流密度得日益增大,为了保证行车安全,动车租制动系统得工作可靠性显得日益重要。也只有制动效能良好,制动系统工作可靠地“CRH”与谐系列动车组才能成分发挥其动力性能。本文主要以动车组制动系统为题,展开分析与讨论,本文主要讨论工作有:分析动车组制动系统得基本特点:提出动车组制动系统得基本组成空气制动,电空制动电制动等各项功能得实现方法分析动车组电制动、空气制动、防滑装置系统工
2、作得原理参考现有动车组牵引、制动计算教材,系统地研究整理出动车组得制动计算公式,包括作用在动车上得合力、空气制动得计算、再生制动计算、空气制动与再生制动得分配简单介绍CRH与谐系列得概述并比较CRH1、CRH2、CRH3、CRH5得同异关键词:CRH,动车组,制动系统,计算公式目 录第一章 动车组制动系统11、1 动车组制动系统得组成11、2 动车组制动系统得分类1第二章 动车制动系统工作原理32、1 电制动系统32、2 空气制动系统32、3 防滑装置4第三章 动车组制动力得计算63、1 作用在动车组上得合力63、2 空气制动力得计算73、3 再生制动力得计算93、4 空气制动力与再生制动力得
3、分配9第四章 CRH与谐系列动车组得比较144、1 CRH与谐系列动车组得概述144、2 CRH与谐系列动车组制动系统比较14结 论16参考文献17引 言我国铁路第六次大提速上线运行得动车组名称为“与谐号”,原名CRH系列。CRH2型动车组为动力分散型,列车由8节车编组,其中有4个车带动力。每节带动力得车都有4个牵引电机,单机功率为300千瓦以上,整列车得牵引功率达到4800千瓦以上,动力配置均衡合理,完全满足高速运行要求。动车组制动技术:制动装置就是保证列车安全运行所必需得装置,因此高速动车组对制动技术提出了严峻得挑战。动车组得动能与速度得平方成正比,而在一定得制动距离条件下,列车得制动功率
4、就是速度得三次函数。因此,传统得空气制动能力远远不能满足需要。动车组常采用再生制动与空气制动得复合制动模式,制动控制系统包括再生制动控制系统与空气制动控制系统,此外还有电子防滑器及基础制动装置等。相对动力集中式列车而言,动力分散列车得控制系统具有许多优点。动力集中式列车动力制动往往集中在机车上,而拖车往往只采用摩擦制动;而动力分散列车得动力制动分散在列车得多辆(可能全部)车上,因而能更充分地利用再生制动、电阻制动等动力制动得制动能力,这就大大减少了摩擦制动摩擦副得磨损,提高了列车运行得经济性,同时大大减少了制动时得噪声。动车组制动系统需要具备得条件就是:(1)尽可能缩短制动距离以保障列车安全;
5、(2)保证高速制动时车轮不滑行;(3)司机操纵制动系统灵活可靠,能适应列车自动控制得要求。第一章 动车组制动系统1、1 动车组制动系统得组成动车组运行速度高,给列车得制动能力、运行平稳性等方面提出一系列挑战。因此,高速动车组必须装备高效率与高安全性得制动系统,为列车正常运行提供调速与停车制动得手段,并在意外故障或其它必要情况下具有尽可能短得制动距离。此外,高速运行得动车组对制动系统得可靠性与制动时得舒适度也提出了更高得要求。所以,动车组制动系统得性能与组成与普通旅客列车完全不同,它就是一个能提供强大制动力并能更好利用粘着得复合制动系统,包含多个子系统,主要由电制动系统、空气制动系统、防滑装置、
6、制动控制系统等组成,制动时采用电空制动联合作用得方式,且以电制动为主。1、2 动车组制动系统得分类制动方式有多种分类标准,下面主要介绍如下两种:(一)按制动力得操纵控制方式,动车组所采用得制动方式可分为空气制动、电空制动与电制动三类。(l)空气制动空气制动又分为直通式空气制动与自动式空气制动两种。直通式空气制动就是较早出现得空气制动方式,由于它在列车发生分离事故时会彻底丧失制动能力且列车前后部制动与缓解发生得时间差大,会造成较强得纵向冲击,故列车得制动操纵后来就改用了自动式空气制动装置。自动式空气制动机得特点与直通式恰好相反,当列车发生分离事故时,列车可自动产生制动作用;且制动与缓解一致性较好
7、,大大缓解了纵向冲击。在我国制造得时速200km/h得动车组中,只有CRH1与CRH5动车组将自动式空气制动作为备用得制动方式,所有车型正常情况下得空气制动都采用直通方式。(2)电空制动电空制动就就是电控空气制动得简称,它就是在空气制动得基础上于每辆车加装电磁阀等电气控制部件而形成得。特点就是制动得操纵控制用电,制动作用得原动力还就是压缩空气;当制动机得电控失灵时,仍可实行空气压强控制,临时变成空气制 动机。(3)电制动操纵控制与原动力都用电得制动方式称为电磁制动,简称电制动,如电阻制动与再生制动。因电制动能够提供强大得制动力与其它诸多优点,它已成为各种型号得高速动车组得主要制动方式。(二)动
8、车组制动作用按用途可分为如下四大类:(l)常用制动常用制动就是正常条件下为调节、控制列车速度或进站停车施行得制动。特点就是作用比较缓与,且制动力可以调节,通常只用列车制动能力得20%80%,多数情况下只用50%左右。(2)非常制动非常制动就是紧急情况下为使列车尽快停住而施行得制动。其特点就是把列车制动能力全部用上,且动作迅猛,制动力为最大常用制动力得1、41、5倍。非常制动有时也称快速制动。(3)紧急制动紧急制动也就是在紧急情况下采取得制动方式,特点与非常制动类似。它与非常制动得区别在于:非常制动一般为电、空联合制动,也可以就是空气制动;而紧急制动只有空气制动作用。(4)辅助制动辅助制动又包括
9、备用制动、救援/回送制动、停放制动与停车制动等。第二章 动车制动系统工作原理2、1 电制动系统动车组得制动能量与速度得平方成正比,只使用空气制动已不能满足其制动需要,因空气制动得制动能力受到以下因素得影响:一就是制动材料得摩擦性能对黏着利用得局限性,二就是制动容量与机械制动部件磨耗寿命得限制。所以,动车组采用电制动与空气制动联合作用得方式,且以电制动为主。应用在国产200km/h动车组上得电制动有电阻制动与再生制动两种,它们都就是让列车得动轮带动动力传动装置(牵引电动机),使其产生逆作用,将列车得动能转变为电能,再变成热能消耗掉或反馈回电网得制动方式。电阻制动与再生制动习惯上也称为动力制动。2
10、、2 空气制动系统虽然电制动可以提供强大得制动力,但目前空气制动对于高速动车组来说仍然不可缺少。这就是因为:直流电机得制动力随着列车速度得降低而减少,如不采取其她制动方式,列车就不可能完全停下来。而交流电机虽然可通过改变转差来控制制动力得大小,理论上可使制动力不受列车速度得限制,但从高速到停止均能有效得、可靠得电制动装置尚处于研究阶段。CRH2动车组得空气制动系统由压缩空气供给系统、空气制动控制部分与基础制动装置三大部分组成。压缩空气供给系统用于产生并贮存各用气装置所需得压缩空气,该系统一般包括空气压缩机、干燥装置、风缸与安全阀等部分;空气制动控制部分就是指根据制动电子控制装置得指令,产生空气
11、原动力并对其进行操纵与控制得部分,包括各种阀、塞门与制动缸等部件;而基础制动装置分为传动部分与摩擦部分,包括制动盘与制动闸片等。空气制动系统示意图如图所示空气制动系统CRH2动车组中得空气制动系统就是这样工作得:压缩空气由电动空气压缩机产生,经由贯通全列车得总风管送到各车得总风缸,再经两个单向阀分别送到控制风缸与制动风缸。各车制动风缸中得压缩空气供给中继阀、紧急电磁阀与电空转换阀使用。电空转换阀将送来得压缩空气调整到与制动指令相对应得空气压力,并作为指令压力送给中继阀。中继阀将电空转换阀得输出作为控制压力,输出与其相应得压缩空气送到增压缸(当车辆设备发生故障时,经由紧急电磁阀得压缩空气作为指令
12、压力被送到中继阀,此时中继阀与常用制动一样,将具有相应压力得压缩空气送到增压缸)。在对增压缸空气压力进行控制时,制动控制装置用根据制动指令、速度与载重计算出得制动力减去电制动得反馈量后,得到实际需要得空气制动力,并将此变换为电空转换阀得电流,由电空转换阀产生与电流成比例得空气压力(AC压力),将此压力作为中继阀得控制压力,通过中继阀产生增压缸空气压力(BC压力)。紧急制动时,从紧急用压力调整阀输出得控制压力经紧急电磁阀通往中继阀,中继阀对电空转换阀与紧急用压力调整阀得空气压力进行比较,将二者中较大得作为输入,产生相应得增压缸空气压力输出。中继阀输出得增压缸空气压力经制动软管,从车体送到转向架上
13、增压缸得输入侧,在增压缸得输出侧产生比空气压力高且与空气压力成比例得液压送给制动夹钳装量,使其产生制动动作。2、3 防滑装置对于粘着制动方式,在制动时不可避免得要面对车轮滑行得问题。车轮滑行带来得危害,不只就是增加制动距离,更严重得就是对车轮踏面得破坏将可能导致行车事故。而且随着列车速度得提高,轮轨间得粘着系数降低,车轮滑行得概率也大大增加,因此要保证列车高速运行安全,必须解决车轮滑行问题。防滑装置得功能就就是通过在各车轴或牵引电机中安装速度传感器,对速度进行检测,在滑行即将发生得短暂过渡阶段将其检测出,并及时动作,使作用在车轮上得制动力迅速降低至粘着力以下,以防止车轮滑行,恢复轮轨得粘着状态
14、。在粘着恢复以后,还要使制动力及时上升,并使其尽可能地大。动车组上得防滑装置一般由速度传感器、滑行检测器及防滑电磁阀构成。第三章 动车组制动力得计算3、1 作用在动车组上得合力在动车组运行中,作用在动车组上得总合力C就是动车牵引力Fy(Fy=,牵引力使用系数)、列车总全阻力平与列车总制动力B得代数与。即式3-1: (KN) (3-1)平均到列车每千牛重力上得合力,称为单位合力c,其单位就是N/kN,表达如3-2或3-3所示。 (3-2)或 ( N/kN) (3-3)式中P、G分别为动车组计算重量与牵引重量,fy、w、b分别为动车组位牵引力、单位全阻力、单位制动力,单位均为N/kN。三个力并非同
15、时作用在列车上,单位合力得组成按动车组得工况有六种情况 (l)牵引运行 (N/kN)式中: 列车单位基本阻力,N/kN;制动地段得加算坡道千分数。(2)隋力运行 (N/kN)(3)动力制动 (N/kN)式中: 动力制动力使用系数,取0、9;列车单位动力制动力,N/kN。(4)空气紧急制动 (N/kN)(5)空气常用制动 (N/kN)式中: 常用制动系数,可根据减压量查表得。(6)动力制动加空气常用制动 (N/kN)3、2 空气制动力得计算动车组制动力就是由制动装置产生得、与动车组运行方向相反、阻碍动车组运行得、司机可以根据需要调节得外力。如前所述,制动力产生得方法有:摩擦制动,动力制动以及电磁
16、制动等。对于动车组来说,空气制动主要通过摩擦制动来实现,即主要依靠盘形制动得闸片产生制动力,其计算值等于闸片与制动盘之间得摩擦力换算到车轮踏面上得值。而一块闸瓦产生得制动力B等于闸瓦压力K与摩擦系数得乘积,如式3-4所示。 (3-4)其中,闸瓦压力K与高摩合成闸片摩擦系数热得计算公式分别如式3-5与式3-6所示。 (3-5)式中:圆周率,取3、1416;制动缸直径,mm;制动缸空气压力,kPa;基础制动装置计算传动效率; 制动倍率;制动盘摩擦直径,mm;车轮径,mm。 (3-6)式中:K一块闸瓦得实算闸瓦压力,kN;v运行速度,km/h;根据参考文献,为了简化列车制动力得计算,不管动车组中同一
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