有轨电车制动系统方案设计(9)

西南交通大学本科毕业设计（论文）

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第4章 方案设计

4.1制动系统组成

有轨电车制动系统采用微机控制直通电空制动，由空气制动和动力制动两种制动装置组成，主要包括制动指令发生及传输系统，制动控制系统，再生制动装置，基础制动装置，风源系统，气动系统附件等。

制动模式包括常用制动和紧急制动，常用制动时采用动力制动（再生制动和电阻制动）和空气制动的复合制动，紧急制动时只采用空气制动。

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图4-1 制动系统工作原理示意图

4.1.1制动指令发生及传输系统

制动指令发生及传输系统包括司机控制器、紧急制动开关、制动指令线等。 (1)司机控制器

司机控制器可进行制动控制，设有制动控制手柄及司机室选择钥匙。司机控制器装有接触开关，用于产生制动指令信号。

司机控制器引出制动指令线4根，贯穿整车辆，为DC24V信号线，通过4根指令线高低电平的交替变化，形成7级常用制动指令和紧急制动。

司机控制器引出牵引信号线1根，贯穿整车辆，为DC24V信号线，高电平为牵引状态。

(2)紧急制动开关

紧急制动开关用于产生紧急制动信号。每端驾驶室一个。

紧急制动信号线2根，2根线组成常带电的DC24V回路，在开关线上串有司机室紧急制动开关、总风压力开关，紧急制动电磁阀并联在回路上。

(3)制动指令线

微机控制单元BECU与牵引控制单元之间的通讯信号包括：动力制动指令信号

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（PWM）、动力制动力反馈信号(PWM)、载荷信号。

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牵引控制单元到BECU动力制动力反馈信号线2根，采用PWM信号，22±3VDC,500±10Hz,0kN=10%PWM,50kN=80%PWM。

BECU到牵引控制单元制动指令线2根，采用PWM信号，22±3VDC，500±10Hz，0kN=10%PWM，50kN=80%PWM。

BECU到牵引控制单元载荷信号线2根，为PWM信号，22±3VDC,500±10Hz, 0～10t=10%,50t=80%。

4.1.2制动控制系统

(1)微机控制单元BECU

BECU是制动控制部件，它根据指令传输系统传来的制动指令，控制BCU动作，进而控制制动力。

硬件组成如下： PS1、PS2板：电源板。

MXI板：继电器输出和信号输入、输出板，具有故障诊断功能。

MHI板：人机接口板，设有RS232、RS485接口，具有数据存储、键盘、显示功能。

CPU1板：用于制动控制和诊断。

速度调理板：速度信号调理及速度传感器诊断模块。 AD板：进行电流电压转换。

ECP板：空电转换板 驱动比例电磁阀，为各压力传感器供电。 DI板：数字输入板。 (2)制动控制单元BCU

制动控制单元BCU由模拟转换阀、空重车阀、中继阀、紧急阀、载荷和制动压力传感器、预控制压力开关、压力测试借口等组成。

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载荷压力总风与制动缸接口接线排空簧压力接口平均阀传感器制动缸压力传感器集成板模拟转换阀紧急阀压力开关预控压力接口空重车阀图4-2 BCU组成示意图

中继阀制动时，空气制动控制单元根据微机控制单元传来的电子模拟制动力信号，通过模拟转换阀将来自制动储风缸的空气压力转换成与模拟信号相对应的预控制压力，然后预控制压力经紧急阀到大空重车调整阀，受到空重车调整阀的检测和限制，从空重车调整阀出来的预控制压力到中继阀，打开中继阀中制动储风缸与制动缸的通路，最后使制动缸获得符合制动力要求的空气压力。紧急制动时，预控制压力不受模拟转换阀控制，来自制动储风缸的压缩空气直接经紧急阀到达空重车调整阀，预控制压力只受空重车调整阀控制。

同样，微机控制单元发出缓解指令时，制动控制单元中模拟转换阀的排气电磁阀励磁而打开，充气电磁阀不励磁，预控制压力经排气电磁阀排大气，制动控制单元中继阀膜板移动，切断制动储风缸与制动缸通路，打开制动缸与大气的通路，制动缸排大气。

4.1.3基础制动装置

基础制动装置采用盘型制动，每根动力轴一个制动盘，每根非动力轴两个制动盘，

西南交通大学本科毕业设计（论文） 使用有闸瓦间隙自动调整作用的单元制动器。

采用高摩合成闸片。

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4.1.4风缸

每辆车配一个制动储风缸，到制动储风缸的管路装有单向阀，制动储风缸装有排水塞门。

4.1.5风源系统

车辆正常运行时，风源系统应保证制动装置、悬挂系统、汽笛等的用风量，空压机采用螺杆压缩机，采用单塔空气干燥器。

4.2 制动模式

制动模式包括常用制动、紧急制动，常用制动和紧急制动完全单独控制。常用制动时采用动力制动（再生制动和电阻制动）和空气制动的复合制动，紧急制动为纯空气制动。

4.2.1常用制动

常用制动是正常运行中的车辆进行调速及每次进站时所施加的制动。制动过程中能够根据车辆载荷变化自动调整制动力；制动过程具有防冲动限制功能。

常用制动过程中，当动力制动无法满足制动力需求时，空气制动能够自动补偿，总制动力应满足制动力需求。

常用制动为7级制动，通过司机控制器控制。 (1)动力制动

常用制动时，采用动力制动和空气制动的复合制动，动力制动采用再生制动，由牵引控制单元根据BECU提供的制动指令值进行控制，该指令值根据车辆载荷进行补偿， BECU从指令线获得制动指令信号（7级）。 (2)复合制动

当制动力需求超过动力制动能力，制动力不足部分由空气制动补偿。