电机械制动——“双碳”下的列车制动技术创新

在碳达峰、碳中和的目标下,中国城市轨道交通迎来蓬勃发展,同时也为列车制动技术发展带来全新的挑战。下一代城轨列车的制动技术,不但要满足现有列车日常运行所需的制动性能和安全要求,还要对制动系统的智能化和高效化进行针对性的提升。一种创新型的电机械制动技术,在满足城轨列车制动系统高安全性、高可靠性与降低维修成本的目标下,将引领下一代制动技术的发展。     

高速列车制动方式的比较研究

对高速列车制动系统的几种典型制动方式的机理及性能进行比较研究，介绍国外高速列车制动系统的技术现状，对我国高速列车制动系统的发展有一定的借鉴作用。     

广州地铁3号线地铁车辆

介绍了广州地铁3号线地铁车辆的主要参数,阐述了车体、车门、转向架、列车牵引系统、列车制动系统、列车辅助供电、列车微机控制系统及列车空调等列车主要部件的技术特点,该车尤其在制动技术方面首次采用了EP2002国际最新技术。     

高速列车的制动技术装置

为了使运行中的列车降低速度、停车,机车和车辆都装备制动机构。当前国外开行高速客运和重载货运,促使列车制动技术有了很大的发展。除了司机的操纵技术、微机程序控制、各种管系和控制阀门外,这里着重介绍高速列车的基础制动机构的进展。 国外高速列车的制动方法主要分为两大系统:1、动力制动系统。如电阻制动、再生制动,它是利用列车的运行惯性使牵引动力装置发生反扭矩实现制动。2、用其它能量,加压缩空气、液压、电能等的制动系统中的踏面制动、盘形制动、涡电流制动。 机车车辆机构部分统称基础制动;从制止车轮旋转的制动方式分为粘着制动与非粘着制动。它们的分类如下表:     

列车制动技术发展趋势探讨

从沿用140多年的空气制动系统出发,阐述列车制动系统的历史和现状,并对制动系统的未来发展进行探讨及展望。从系统和控制的角度对空气制动控制系统和电气指令式制动控制系统进行综述,分析其发展演变过程及存在的局限性。总结安全性和舒适性等性能需求及轨道运输发展的要求对制动系统发展进步的推动作用。提出列车制动技术的发展趋势是电气化和智能化,并重点介绍适应这一趋势的2种新技术:电机械制动技术和减速度控制技术。电机械制动技术可彻底摆脱列车制动对压力空气等作用介质的依赖性,全面提升制动系统电气化程度,实现从微机控制直通电空制动系统到微机控制电机械制动系统的转变。减速度控制模式下的列车制动控制是制动系统智能化的发展方向,其在货车制动控制等领域有着比较广泛的应用前景。     

基于CompactRIO的列车制动智能化试验平台研究

为了适应列车制动机技术发展,利用智能化技术研制一种新型列车制动模拟试验系统,将实物制动试验装置与计算机控制的虚拟制动仿真试验系统有机联成一体。在分析制动作用过程压力气体状态方程以及流体变化特征基础上,推导能反映阀体结构和气压变化特征的模块化制动机数字模型,建立了反映列车制动性能特征的仿真试验系统以及与试验装置相联的接口系统。通过不同编组车辆制动系统试验验证,证明了所建立的制动模拟试验系统符合实际制动试验规律,可以作为研究制动机性能的试验平台。     

基于安全及运营需求的城市轨道交通制动系统模式研究

从城市轨道交通制动系统设计原则出发,分别介绍了车控制动系统和架控制动系统的技术特点。分析制动系统故障类别不同对不同编组列车运营造成的影响,并给出相应的限速建议和制动系统控制策略。从技术层面给出了选用制动系统模式的合理化建议:4节及以上编组列车可任意采用车控制动系统或架控制动系统,3节及以下编组列车优先选用架控制动系统。     

和谐号动车组制动系统与其他系统的接口关系

和谐号动车组是我国高速铁路装备制造技术发展的重要里程碑,其系统内部结构颇为复杂,各组成部分关系紧密、相互作用,形成了复杂的接口关系。以CRH3型高速动车组列车为例,介绍了制动系统与列控系统、牵引系统、TD-HMI(列车—司机人机接口)、门控系统和开关及环路等列车控制子系统之间的接口方式、方法与关系。分析了制动系统如何与列车其他子系统密切配合、协调控制,实现制动系统特定功能的作用过程。     

30t轴重重载列车电控空气制动试验研究

长大重载列车的制动技术是重载运输发展的关键问题。文中在瓦日线30t轴重线路和机车车辆技术平台的基础上,对30t轴重重载列车自主化电控空气制动系统进行试验研究,通过长大下坡道的循环操纵及紧急制动等试验,对比分析电控空气系统与既有列车空气制动系统的性能。研究结果表明:自主化ECP制动系统可显著改善30t轴重重载列车纵向动力学性能,缩短列车制动距离,列车的制动能力进一步增强,在长大下坡道的运行安全性得到提高,同时列车的平均运行速度也相应提高。     

高速列车的制动技术

高速列车需要特殊的制动系统。以ＩＣＥ高速列车为例，介绍了对制动系统的要求以及圆盘制动，磁轨制动、电－空制动和电动紧急制动的功能和设计方案，还介绍了电子防滑装置和诊断装置以及未来制动系统技术的发展方向。指出未来新型动车的制技术应按速度大于２５０ｋｍ／ｈ以及坡度大于１２．５％来设计。     

轨道交通列车制动性能半实物仿真试验方法研究

随着铁路货车制动技术快速发展,新型控制阀不断涌现,列车编组辆数不断增加,传统的列车制动性能试验设备已经不能满足发展需要.引入计算机虚拟仿真技术,探索列车制动性能智能化试验方法及装备,是提升试验研究能力的必由之路.提出了基于虚拟仿真技术与实物试验台相结合的列车制动性能半实物仿真试验新思路.介绍了半实物仿真试验方法及技术方...     

近代高速列车技术进展

论述了近代高速列车的发展趋势是运行速度不断提高，RAMS不断增长，降低LCC，动力装置配置采用动力分散式；介绍了近代高速列车采用的新技术、新结构，其中包括大功率交流传动系统、高速转向架、高速制动技术、高速车体技术、车内环境及排污技术、列车监控与诊断技术等；最后阐明了近代高速列车维修现状及发展趋势。     

面向虚拟编组的列控技术研究

虚拟编组(Virtual Coupling)是近年来欧洲铁路部门提出的一个新理念,它使用无线通信代替机械联挂,实现不同型号列车的虚拟编组。列车虚拟编组后,行车间隔极大缩短,能够进一步提高线路的运输能力。介绍虚拟编组的研究背景和基本理念,分析既有欧洲列控系统(ETCS)在应用该技术时面临的问题,旨在提出面向虚拟编组的列控技术实现方案。根据列车间隔控制是否由列控系统进行防护,提出两种方案,并描述它们的基本原理和既有ETCS规范需要变动的内容。在基于列控系统防护的方案中,引入相对制动距离的概念,并提出一种基于相对制动距离的限速曲线计算方法,为下一代列控系统的研究提供参考。     

货物列车制动技术的变革

介绍了导致货物列车制动技术变革的主要原因以及对降低货物列车制动噪声所采取的措施，并展望了制动技术的应用前景。     

动车组制动安全性研究

动车组制动的安全性是列车安全运行的根本保障。为此需要列车有足够的制动能力来保证列车在规定的制动距离内安全停车。制动系统在安全性上具有高度冗余性,即使制动系统出现故障,也能保证列车安全停车,或在可控状态下安全运行。动车组制动系统具有良好的故障诊断功能,使制动系统始终处于受控状态,可以及时查找故障并分析故障成因。     

探究列控系统对动车组制动系统故障后的安全防护作用

介绍了我国CRH系列动车组制动系统的结构、特点,并按照动车组制动系统故障后是否可以继续安全行车的分类原则,将制动系统故障归纳为4类,之后对涉及到运行安全的第Ⅲ、Ⅳ类故障进行制动距离计算,得出的结论:只要动车组的剩余制动力小于列控系统车载设备计算采用的理论制动力,即使列控系统处于完全监控模式,也不能保证动车组列车不冒进停车信号,而且列车速度较低时,冒进信号的几率较大,速度较高时,冒进信号的距离较大;另外,当制动力下降到一定程度后,列车在侧向进站的过程中还有可能超过道岔规定限速,存在侧翻的危险隐患.针对这些安全隐患,提出了CRH系列动车组可只考虑最多2辆车的制动系统发生故障的合理运营条件,并设计出将列控系统车载设备计算采用的理论制动力使用系数值调整到1-2/M(M表示动车组车辆总数)的解决方案,最后通过理论计算,分析了该方案对运输能力的影响程度.     

高速列车制动模式探讨

高速列车的功能比普通列车的大几倍，而高速下轮机间的粘着系数及闸瓦与动轮之间的摩擦系数都降低了一个数量级，故高速列车必须采用新的制动体系，电阻制动技术成熟，而再生制动能回收大部分动能，且制动特性较好，在直流牵引电动机和交流同步，异步电动机驱动中得到广泛应用。盘形制动在高速车辆上是必不可少的。在非粘着的电气制动中，磁轨制动的磨耗大，适用于紧急制动，而轨道涡流制动在８０～３００ｋｍ／ｈ速度内，制动特性平     

基于车辆滚动制动试验台的轨道交通列车动态制动性能试验研究

长期以来,列车制动系统在实验室内只能进行制动阀和制动系统静置试验,难以直接测试列车实际动态制动性能,因而对于长大货物列车制动性能及引起的纵向动力学效果难以判断.为此提出了基于滚动制动试验台进行车辆动态制动试验,即将虚拟列车制动系统模型与实际车辆制动系统组合,应用虚拟列车制动系统模型,通过计算机控制模拟不同编组列车的不同...     

和谐号动车组电子制动控制单元

和谐号动车组均采用微机直通电空制动系统,由电子制动控制单元响应列车控制指令,实现网络通讯、空电复合制动控制、防滑控制、故障诊断和信息存储等所有控制功能。电子制动控制单元由3大技术平台组成：①应用软件平台,基于故障导向安全控制原则设计,实现了制动系统的所有控制策略和逻辑,并具备良好的故障诊断能力,便于进行系统故障定位、维修;②硬件平台,采用基于分布式网络和微机控制的标准化、模块化的智能模块组合而成;③软件开发平台,采用基于V模型的开发流程,实现了从需求定义到最终产品的软件开发。     

超长重载列车纵向力影响规律仿真研究

建立超长重载列车纵向动力学仿真模型,并利用大秦线3万t重载组合列车长大下坡道制动试验数据对其进行验证;分析超长重载列车平直道制动工况时列车编组长度、机车无线同步控制延迟时间,以及长大下坡道常用全制动时坡度差、车钩间隙和ECP制动控制技术对纵向力的影响规律.结果表明:正常情况下,4万～12万t超长重载组合列车编组长度对平...