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Abstract
In today’s society, the urban population increases unceasingly, the cities become bigger and bigger, urban public transport system are also developed rapidly. As the typical representative of the small-capacity urban rail transport system, the tramcar plays a very important role in people’s daily life. The tramcar is suitable for the scale of relatively small cities, with the characteristics of large capacity, low cost of operation and construction, non-polluting to the environment, quickly and comfortable.
As one of the most important equipment of the tramcar, braking system must have the characteristics such as safety, fast and accurate. Performance quality of braking system, whether relates the tramcar synthesis technical level and the movement quality of enhancing, more importantly, it relates to traffic safety of the tramcar.
In this paper, it introduced the tramcar braking system's composition, the principle and how to control it. It mainly includes the basic concepts of brake, characteristics of tramcar braking system, the working principle and control method of all parts of the braking system, like air braking, electric braking, complex braking, spare braking, braking command transmission and so on. Consulted the braking system of tramcar named “Dalianren”, I designed this tramcar braking system. The system uses microcomputer control electro-pneumatic brake, it’s mainly constructed by air braking and dynamic braking, with the functions of normal braking, emergency braking and park braking. Use complex braking which compound of air braking and dynamic braking while nomal braking, use dynamic braking first, and use air braking as supplementary when dynamic braking can’t meet the requirements. Use pure air braking while emergency braking.
Through this design, we can get some results: the braking system of this paper can meet the requirements of all braking situation of new kind tramcar.
key words: tramcar braking system complex braking design
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目录
第1章 绪论 ............................................................ 1
1.1选题背景： ................................................................................................................................. 1
1.2国内外发展现状 ......................................................................................................................... 2
第2章 有轨电车制动概述 ................................................ 4
2.1制动基本概念 ............................................................................................................................. 4
2.1.1制动的基本概念 .............................................................................................................. 4 2.1.2制动方式 .......................................................................................................................... 4 2.2有轨电车制动系统特点 ............................................................................................................. 5
2.2.1有轨电车基本特点 .......................................................................................................... 5 2.2.2有轨电车制动系统的特点 .............................................................................................. 5 2.2.3对有轨电车制动的总体要求 .......................................................................................... 5
第3章 有轨电车制动系统的组成、原理及控制 .............................. 7
3.1空气制动 ..................................................................................................................................... 7
3.1.1空气制动原理 .................................................................................................................. 7 3.1.2空气制动控制原理 .......................................................................................................... 9 3.1.3模拟型EP阀及其控制 .................................................................................................. 13 3.1.4中继阀原理 .................................................................................................................... 17 3.1.5空气制动基础制动装置 ................................................................................................ 20 3.2电气制动 ................................................................................................................................... 20
3.2.1电气制动原理 ................................................................................................................ 20 3.2.2电气制动特性 ................................................................................................................ 21 3.2.3电气制动的控制 ............................................................................................................ 22 3.3制动指令及其传输 ................................................................................................................... 22
3.3.2电气指令模式及传输 .................................................................................................... 23 3.3.3指令方式与制动控制模式 ............................................................................................ 24 3.4复合制动 ................................................................................................................................... 25
3.4.1复合制动设计原则 ........................................................................................................ 25 3.4.2复合制动力的控制 ........................................................................................................ 26 3.4.3复合制动的粘着控制 .................................................................................................... 27 3.4.4防滑控制 ........................................................................................................................ 28 3.5备用制动 ................................................................................................................................... 29
3.5.1备用制动方式 ................................................................................................................ 30 3.5.2备用制动装置 ................................................................................................................ 31
第4章 方案设计 ....................................................... 33
4.1制动系统组成 ........................................................................................................................... 33
4.1.1制动指令发生及传输系统 ............................................................................................ 34 4.1.2制动控制系统 ................................................................................................................ 35 4.1.3基础制动装置 ................................................................................................................ 36 4.1.4风缸 ................................................................................................................................ 37 4.1.5风源系统 ........................................................................................................................ 37
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4.2 制动模式 .................................................................................................................................. 37
4.2.1常用制动 ........................................................................................................................ 37 4.2.2紧急制动 ........................................................................................................................ 38 4.3 功能设计 .................................................................................................................................. 38
4.3.1根据载荷变化调整制动力 ............................................................................................ 38 4.3.2冲动限制功能 ................................................................................................................ 39 4.3.3复合制动控制 ................................................................................................................ 39 4.3.4制动缸压力初跃升 ........................................................................................................ 40 4.3.5制动缸压力滞后修正 .................................................................................................... 40 4.3.6 通讯功能 ....................................................................................................................... 40 4.3.7 监控和故障评估 ........................................................................................................... 42 4.4 作用原理 .................................................................................................................................. 43
结 论 ................................................................. 44 致 谢 ................................................................. 45 参考文献 .............................................................. 46 附 录 ................................................................. 48
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第1章 绪论
1.1选题背景：
自从世界上第一个地铁系统于1863年在英国伦敦建成运行以来，尽管经历了各种曲折的发展过程，但世界各主要大城市无不以轨道交通系统作为城市骨干公共交通系统。现在的城市轨道交通系统可分为大运量系统、中运量系统、小运量系统，各自包括城市快速铁路、地下铁道；轻轨铁路、独轨系统、线性电机小截面地铁、自动导向系统；有轨电车系统。不同运量的城市轨道交通系统适用于不同规模的城市，地铁系统适用于大规模城市，在我国例如北京、上海、广州、深圳、天津、南京、杭州等大城市都已形成了一定规模的地铁系统，同时成都、沈阳、西安、宁波、重庆等城市的地铁系统正在修建过程中，对于规模相对较小的城市，有轨电车则具有很强的竞争力，有轨电车作为现代化城市轨道交通的一部分，具有运力大、运行和建设成本低、对环境无污染、快捷、舒适的特点，其中低地板有轨电车还具有乘客上下方便，甚至可以照顾到老人和残疾人的特点。所以也有很多城市在修建有轨电车系统，例如大连、长春的有轨电车一直在运行，也有部分大中城市在规划或者已经开始修建有轨电车系统。
制动系统是城市轨道交通运输车辆最为关键的设备之一，制动系统性能的好坏，关系到车辆综合技术水平和运行品质能否提高，更为重要的是它涉及到城市轨道车辆的行车安全，所以制动系统是城市轨道车辆所有设备中综合技术难度最高的，因此，各国在发展城市轨道交通运输的过程中，都把提高制动技术作为一个重要项目进行研究。而作为有轨电车，对制动系统的要求更高，这是因为不同于一般的城市轨道交通系统，有轨电车不是在封闭线路上运行的，而是在路面上与汽车混跑，所以有轨电车是制动、缓解操纵最为频繁的，往往每隔几秒钟的时间就要连续进行制动和缓解操纵，而且为了能够随时停车，对制动距离要求得非常短，这就要求制动系统具有非常高的灵敏度和非常短的空走时间。作为有轨电车关键技术的制动系统，其技术水平在不断提高，国外先进的有轨电车制动系统主要采用微机控制直通电空制动或油压制动系统，采用再生制动和空气（或油压）制动的复合制动方式。近几年，国内研制的新型
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有轨电车，采用了大量新技术，但由于国内还没有一种能适用于现代有轨电车的先进、成熟的国产制动系统，到目前为止，制动系统是城市轨道车辆上唯一没有实现国产化运用的产品。所以研制具有自主知识产权的、达到国际先进水平的制动系统，将使我们摆脱对进口产品的依赖，不仅为国家节约大量的外汇，还会带动相关产业的发展，促进民族工业的发展。 同时，国产城市有轨电车制动系统的研制成功和推广应用，还会提高我国城轨交通制动技术的水平，使制动技术上一个新的台阶，促进技术进步。所以研制具有自主知识产权的、达到国际先进水平的制动系统，将使我们摆脱对进口产品的依赖，不仅为国家节约大量的外汇，还会带动相关产业的发展，进而促进民族工业的发展。同时，国产城市轨道交通制动系统的研制成功和推广应用，还会提高我国轨道交通制动水平的技术，促进技术进步。目前国内很多车辆厂、研究所以及部分高校都在致力于先进轨道交通制动技术的研究，相信不久的将来我国的城市轨道交通车辆就会使用技术先进并且完全国产化得制动系统。
1.2国内外发展现状
制动系统是城轨车辆的关键部件之一，制动系统性能的好坏，关系到车辆综合技术水平和运行品质是否可靠，因此，各国在发展城轨交通运输的过程中，都把提高制动技术作为一个重要项目进行研究。
城市轨道交通车辆制动技术水平是随着城市轨道交通的发展而不断提高的，制动系统的发展经历了纯空气制动、空气制动为主电空制动为辅，直到今天的以电制动为主、空气制动为辅的过程，制动控制技术也由空气控制、电气控制发展到计算机控制。
世界上第一个地铁系统于1863年在英国伦敦建成，经过一百多年的发展，各种城市轨道交通系统遍布全球，由于种种原因，欧洲发达国家及日本的城市轨道交通运输非常发达，城市轨道交通车辆种类较多，主要有地铁车辆、跨坐式（单轨）车辆、悬挂式车辆、有轨电车，其中地铁车辆是最重要的城市轨道交通车辆，其制动技术水平非常高。欧洲、日本的大部分城市轨道交通车辆制动系统采用的是德国
KNORR-BREMSE公司、法国FAIVELEY TRANSPORT公司，日本NABTESCO等公司的产品，这些公司的制动系统具有行业领先的技术水平，性能先进、可靠性高，以再生制动、电阻制动组合方式的电制动是主要的制动方式，在额定满载载荷情况下，电制动的制动力可以满足车辆减速至5-10km/h之前的制动力要求。目前从技术上讲，电制动甚