图10 空气制动系统及其部件 动作，切断与主风管的通路而使受电弓气缸排气，受电弓落弓。当列车处于落弓状态，而主风缸内又无压力空气(例列车长时间停放)，此时要启动列车必须首先升弓，这时可使用脚踏泵向受电弓气缸供风，当然在供风前，先要人工拔起电磁阀阀芯，使其管路导通。当受电弓升起与接触网相碰，空压机立即工作，向总风缸充气，即可停止脚泵供气。
5 制动微处理机控制系统
克诺尔公司的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。当列车在运行中施行制动时，将所有与制动有关的参数信号送入该微处理机中，微处理机立即计算出一个当时所需制动力的制动指令，这个指令由电—空转换器转换成一个与电指令呈一定比例的控制空气压力，然后，再由控制空气压力使制动缸充入压力空气，并使制动缸压力与控制空气压力相对应。这个制动控制系统对每一辆车都是独立的。
防滑系统是制动控制系统的一部分，它也是独立工作的，在每根车轴上都设有一个对应的排风阀，它们由防滑系统所控制，当某一轮对上的车轮
的制动力过大而使车轮滑行时，防滑系统所控制的、与该轮对相对应的排风阀迅速沟通制动缸与大气的通路，使制动缸迅速排气，从而解除了该车轮的滑行现象。该系统始终监视着同一车辆上四个轮对的转速，并控制着四个对应的排风阀。 5.l 电空制动控制系统
克诺尔制动机公司生产的模拟式电—空气控制制动系统，是用一条电缆贯通整个列车，形成连续回路。该列车制动系统具有操作灵活，动作迅速，停车平衡准确，制动力大及具有在各种载客量的工况下地铁制动率基本恒定的性能。
制动系统具有常用制动、常用全制动、紧急制动、保持制动、停放制动的功能，并遵循电制动优先的原则，同时还有防滑行功能。动车的制动方式为，当列车高速运行时，采用再生制动，将列车动能转换成电能；当再生的电能无法再回收时，则采用电阻制动。当车速低于10km／h时，则电制动切除，全部采用空气制动。
模拟式制动系统的操作指令是采用电控制空气、空气再控制空气的方法。制动电指令是利用脉 冲宽度调制，能进行无级控制。制动方式有再生制
动、电阻制动和空气(摩擦)制动三种，它们分别为第一、第二和第三优先制动。再生制动取决于接触网的接收能力，亦即取决于网压高低和负载利用能力；电阻制动承担电机电流中不能再生的那部分制动电流。再生制动电流加电阻制动电流等于制动控制要求的总电流，此电流受电机电压的限制。当地铁列车速度降到10km／h，电制动被全部切除时，所有给定的制动力全由空气制动提供。
输入信号的功能如下：
(1)制动指令：此指令是微处理机根据变速制动要求，即司机施行制动的百分比(常用制动动为100%)所下达的指令。它可以是各种形式的，例如模拟电流、七级数字信号等，而国产地铁车辆所使用的是最常用的脉宽调制信号。
(2)制动信号：这个信号是制动指令的一个辅助信号。它是对正在运行的列车指示要制动了。
(3)负载信号：这个信号来自于空气弹簧。由空气弹簧的空气压力通过气—电转换器转换成电信号。此信号以客室车门关闭时的贮存信号为准。 (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的
接受摩擦制动力，而电制动逐步消失。
在保持制动出现后，电制动的减小延迟0.3s。 动车和拖车的摩擦制动力只可达到制动指令的70%。 第二阶段：
当车速低于4km／h时，一个小于制动指令的保持制动的级开始实施，即瞬时地将制动缸压力降低。这个保持制动的级取决于制动指令。这个级与时间有关，是由停车检测根据最初的状态来决定的。
第三阶段：
由停车检测和保持制动信号共同产生一个固定的停车制动级，而这个固定的级经过负载的修正并与制动指令无关。
停车制动的级只能随保持制动信号的消除而消除。
5.2 电空制动控制原理
当微处理机根据制动要求而发出制动指令时，伴随着也出现制动信号，此信号使开关线路R1导通，这样制动指令就能通R1和R2到达防冲动限制器，以让其检测减速度的变化率是否过大。通过防
图11 电空制动控制系统方框图 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中的紧急阀动作。
(6)保持制动：这个信号能防止车辆在停止前的冲动，能使车辆平稳地停车。它的功能分三个阶段实施。 第一阶段：
当动车车速低于lOkm／h时，保持制动并开始冲动限制器的制动指令立即又到达负载补偿器，此补偿器实际就是一个负载检测器。它根据负载信号贮存器中所贮存的负载大小，来检测制动指令的大小，然后检测调整好的指令送至开关线路R3。为了防止制动力过大，R3只有当电制动关闭信号触发下才导通，否则是断开的。通过R3的指令又被送至制动力作用器(这里的制动力还是电信号)，中途还经过R4。制动力作用器将指令信号转化为制动力。为了缩短空走时间，因此作用器的初始阶段有一段
陡峭的线段，然后再转向较平坦的斜线平稳地上升，直至达到指令要求。从作用器出来的电信号被送至电—气转换器。这个转换器是将电信号转换成控制电流，再由这个控制电流去控制制动控制单元BCU中的模拟转换阀。并且接受模拟转换阀反馈回来的电信号，从而进一步调整控制电流。它并没有真正将电信号(弱电)转换成控制空气压力。从电—空气转换器输出的控制电流直接控制BCU中的模拟转换阀，这就完成了微处理机对BCU的控制。当然在列车速度低于4km／h时，制动指令将被保持制动的级(与制动指令相对应)所替代，这在前面已有叙述。
当列车需要施行常用全制动（即100%制动指令）和紧急制动时，最大常用制动信号或紧急制动信号可触发一个旁路或门电路，使它输出一个高电平来驱动开关电路R4，使制动作用器直接接受负载贮存器的信号，大大缩短信号传输时间，并使电—空气转换器工作。
还要补充说明的是：制动作用器初始阶段有一段陡峭线段，这是由于跃升元件所导致的。跃升元件是一个非稳态触发器，它可由电制动关闭信号、制动信号及制动指令信号中的任一个信号将其触发，使它输出一个高电平。同样这个高电平也可使旁路或门电路触发输出一个高电平从而使R4动作，导致制动作用器直接接收负载信号，产生了一段陡峭的线段。
图12 防滑及防空转控制系统 5.3 防滑及防空转控制系统（如图12所示） 当粘着状态不良时，列车的速度和车轮的速度之间将产生一个速度差，防滑控制系统就是用来控
制车轮的速度，来消除这个速度差。
列车启动后，防滑系统就对每个轮对的圆周速度进行检测，然后形成一个参考速度以取代列车速度，并用排风阀来控制车辆的滑行和减速度。轮对的速度和减速度与设定的规范相比较，就形成控制排风阀的指令。
由于轮对踏面加工直径和磨耗的差别，轮对的线速度有差异，所以在防滑控制系统中设置了人工的轮径调整装置。这个装置就是5个开关，利用这些开关分合的不同位置，将车轮直径分成32挡(3mm为一挡)。将每辆车的l位轴调整到它的规定的范围，而其他轴也将会根据轴端的速度传感器传出的速度信号进行自动调整。
参考速度是：在牵引时取的四根轴中的最大速度，在制动时则取最小速度，然后让其余三根轴的速度与其相比较，以确定牵引时的空转和制动时的滑行，从而防滑控制系统将分别切断牵引回路的电源和打开制动缸的排风阀，以分别消除空转和滑行现象。
6 总结
国产地铁车辆虽然缩小了与国外地铁车辆在铝合金车体、VVVF变压变频逆变器以及车辆启、制动平稳性及可靠性上的差距，但其制动系统的核心部件仍然由国外的专业厂家整机提供，因此，应尽快研制国产地铁制动机系统，以提高国产地铁的国产化率。
参考文献：
1. 徐安 城市轨道交通电力牵引 中国铁道出版
社，2000，196~203
2. 吴亮 地铁车辆空气制动系统的模块化设计，城
市轨道交通研究，2001，（3），58~62
作者简介：
马 琪 男 38岁 高级工程师 地址：南京浦镇车辆厂综合技术部 南京 210031
电话：025-85847872