城市轨道交通车辆构造第8周第2次课件讲解.pptx

河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 城市轨轨道交通车辆车辆 构造 郝瑞朝 交通学院 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 一、闸瓦及踏面制动单元 1.闸瓦 车辆上使用的闸瓦可分为：铸铁闸瓦、合成闸瓦、粉末冶金闸瓦三 种 （1）铸铁闸瓦 分中磷铸铁闸瓦和高磷铸铁闸瓦两种中磷铸铁闸瓦的含磷量为 0.7%~1.0%，高磷铸铁闸瓦的含磷量为10%以上 （2）合成闸瓦（如图6-16所示） 合成闸瓦是由树脂（包括活性树脂）或橡胶、石棉、石墨、铁粉、硫 酸钡等材料，以一定的比例混合后热压而成的闸瓦 （3）粉末冶金闸瓦 目前城市轨道交通车辆中大多采用合成闸瓦，但合成闸瓦的导热性较 差，因此也有采用导热性能良好，且具有较好的摩擦性能的粉末冶金闸 瓦，如图6-17所示 2.PC7Y型及PC7YF型踏面单元制动器 KNORR公司生产的踏面制动单元有两种型式，一种为不带弹簧停放 制动的制动单元PC7Y型如图6-18所示，另一种是带弹簧停放制动的 PC7YF型踏面单元制动器如图6-19所示 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 图6-16 合成闸瓦实物图 图6-17 粉末冶金闸瓦实物图 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy （1）单元制动器的组成： ①PC7Y型踏面单元制动器不带停放制动器，主要由制动缸体、传动 杠杆、缓解弹簧、制动缸活塞、扭簧、闸瓦、闸瓦间隙调整器、闸瓦托、 闸瓦托吊、闸瓦托复位弹簧和手动杠杆及其安装枢轴等组成。

②PC7YF型踏面单元制动器是在PC7Y型的基础上增加了一个用于停 车制动的弹簧制动器，它包括停车缓解风缸31、缓解活塞32、活塞杆33、 螺纹套筒34、停放制动弹簧35、缓解拉簧36、停放制动杠杆37等 （2）单元制动器的工作原理 当列车制动时，如图6-19所示，制动缸充气，在压力空气的作用下， 制动缸活塞压缩缓解弹簧右移，活塞杆推动制动杠杆，而杠杆的另一端则 带动闸瓦间隙调整器向车轮方向推动闸瓦托及闸瓦，使闸瓦紧贴车轮 缓解时，制动缸排气，这时闸瓦托上所受到的推力被撤除，在制动缸缓解 弹簧及闸瓦托吊杆上端头的扭簧的反弹力作用下，闸瓦及活塞等机构复 位 3.PEC7型和PEC7F型单元制动机 PEC7型单元制动机（不带弹簧停放制动器）外形如图6-20所示 PEC7F型单元制动机（带弹簧停放制动器）外形如图6-21所示 PEC7型单元制动机内部结构如图6-22所示 PEC7型单元制动机不带停放制动器，其结构如图6-23所示 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 图6-18 PC7Y型踏面单元制动器（不带停车制动器） 1-吊杆；2-扭簧；3-活塞涨圈；4-滑动环 ；5-活塞；6-活塞杆；7-缓解弹簧；8-止推片；9-凸头； 10-杠杆；11-导向杆；12-外体；13-闸调 器外壳；14-压紧弹 簧；15-滤尘 器；16-离合器套；17-主轴； 18-调整螺母；19-轴承；20-轴承；21-波纹管；22-引导螺母；23-止环；24-调整弹簧；25-止推螺母；26- 回程螺母；27-摩擦联轴 器；28-闸瓦托；29-销；30-主轴鼻子；31-波纹管安装座。

河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 图6-19 PC7YF型踏面单元制动器（带停车制动器） 1-制动缸；2-制动活塞；3-活塞杆；4-制动杠杆；5-闸瓦间隙调整器；6-闸瓦托； 7-闸瓦托吊；10-吊销；31-缓解风缸；32-活塞；33-活塞杆；34-螺纹套筒；35-弹簧； 36-缓解拉簧；37-停放制动杠杆 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 图6-20 PEC7型单元制动机 图6-21 PEC7F型单元制动机 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 图6-22 PEC7基础部件 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 图6-23 PEC7型单元制动机 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy （1）制动施加 压缩空气通过气孔24进入制动缸，活塞2压缩活塞回程弹簧3，通 过活塞杆使凸轮盘5逆时针转动凸轮盘沿着凸轮滚子7转动并将整个 调节机构9、主轴和闸瓦垫一起向前推，当闸瓦15与轮对接触时，制 动力就产生了。

调节机构9由球形杆头11和推力环8固定，这样可使 力平均分布到两个凸轮滚子7上，并防止在调节机构9的主轴上形成弯 矩 （2）制动缓解 制动缸排气，复位弹簧3推动活塞2上移，通过活塞销4使凸轮盘5 顺时针转动，调节机构9在其内部弹簧的作用下回移（右移），吊杆 17在扭簧20作用下逆时针转动，闸瓦15回移离开车轮踏面，制动缓 解闸瓦垫14由一个装有弹簧的壳形联轴节和摩擦构件18固定在吊 杆17上与轮对平行的位置这样设置可防止在缓解制动时，闸瓦只在 一端摩擦引起列车倾斜 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 二、盘形基础制动装置 盘形基础制动装置具有结构紧凑、制动效率高、能有效地缩短制动 距离、减轻踏面磨耗及检修工作量小等优点，在新型城轨列车上得到了 广泛的应用盘形基础制动装置主要由制动盘、合成闸片、盘形制动单 元和杠杆等部件组成 1.制动盘和合成闸片 （1）制动盘 制动盘按照安装方式的不同可分为轴盘式和轮盘式两种轴盘式的 制动盘压装在车轴内侧如图6-24所示轮盘式制动盘根据车辆的空间安 装在车轮的两侧或一侧如图6-25所示动车和机车的轮对上因车轴上装 有牵引电机和齿轮箱，制动盘一般只能安装在车轮上。

按摩擦面的配置 不同制动盘可分为单摩擦面和双摩擦面两种按盘本身的结构，可分为 整体式和由两个半圆盘用螺栓组装而成的按材质不同分为铸铁、铸 钢、铸铁-铸钢组合、锻钢、C/C纤维复合材料、铝合金基复合材料的制 动盘等一般动车组列车采用钢质制动盘 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 图6-24 H300型轴盘 式制动盘 图6-25 轮盘 式制动盘 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy （2）合成闸片 合成闸片如图6-26所示采用复合材料，一个制动夹钳上安装4小片制 动闸片，两片闸片组成一块安装在一侧，闸片成扇形状，一块组合的闸 片上设计三条（或五条）放射槽，用于闸片散热及排出闸片磨耗后的微 小尘粒闸片厚度为35mm，重3.6Kg，可磨耗厚度为30mm，在距离闸 片钢背5mm处设有磨耗到限标志，以方便日常磨耗检查 2.盘形制动单元 WZK型盘形制动单元是克诺尔公司生产，为气动控制，与安装在轮 对上的制动盘共同作为摩擦制动副使用WZK型盘形制动单元为紧凑型 基础制动装置，体积小，适用于安装空间较小的转向架夹钳与转向架 通过四个螺栓安装固定，不需要安装盘或支架。

WZK型盘形制动单元分 为两种，一种是不带停放制动的盘形制动单元，另一种是带停放制动的 盘形制动单元 （1）不带停放制动的盘形制动单元的基本结构如图6-27所示不带停 放制动的盘形制动单元用于执行列车常用制动、快速制动和紧急制动的 气制动功能盘形制动单元主要由气缸及腔体，间隙调整装置、制动杆 和制动闸片及其支架组成 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 图 6-26 合成闸片的两种形状 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 图6-27WZK型不带停放制动的盘形制动单 元 图6-28 WZK型带停放制动的盘形制动单 元 1-腔体；2-支架；3-闸片；4-闸片支架；5-制动杆； 1-支架；2-气缸；3-间隙调整装置；4-停放制动缸 6-气缸；7-六角螺栓；8-控制杆；9-气管接口；10-螺栓 5-手动缓 解齿轮 ；6-制动杆；7-闸片支架；8-外壳 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy （2）带停放制动的盘形制动单元 其结构如图6-28所示，带停放制动的盘形制动单元在原 来结构基础上增加了停放制动缸与手动缓解装置，常用制动 的施加过程与不带停放制动的盘形制动单元一样。

停放制动 执行充气缓解、排气施加的原则，在此基础上还安装了手动 缓解装置，可以在停放制动故障或需要在车底缓解停放制动 情况下手动缓解 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 一、电制动的基本原理 电制动是车辆在常用制动下的优先选择，仅带驱动系统的动车具有 电制动，电制动又有再生制动和电阻制动两种形式电制动具有独立的 滑行保护和载荷校正功能为此，每节动车装备有：一个三相调频调压 逆变器（VVVF）；一个牵引控制单元（DCU）；一个制动电阻； 四个自冷式三相交流电机M1、M2、M3、M4（每轴一个，相互并联） 1．再生制动 当发生常用制动时，电动机M变成发电机状态运行，将车辆的动能变 成电能，经VVVF逆变器中六个二极管组成的桥式整流电路整流成直流电 反馈于接触网，供列车所在接触网供电区段上的其它车辆牵引用和供给 本车的其它系统（如辅助系统等），此即再生制动再生制动的基本原 理如图6-29所示 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 图6-29 再生制动原理图 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 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。

以上海轨道交通2号线为例，接触网额定电压为1500V，车辆最大运行速度 为80Km/h，实际运行过程中制动初速度约为70km/h当列车进站前开始制动 时，列车停止从接触网受电，电动机改为发电机工况，将列车运行的动能转换 为电能，产生制动力，使列车减速设接触网额定电压为U，当满足以下两个条 件时列车可以实行再生制动并向接触网反馈电能：一是接触网电压在1~1.2U（ 理论值，对应于上海轨道交通2号线为1500V~1800V）范围内；二是再生电能 必须要由一定距离内的其他列车吸收如图6-30所示，当车辆2距离车辆1足够 近且接触网电压在1500V~1800V之间时，车辆2可以吸收车辆1所产生的反馈电 能，从而使车辆1产生再生制动当接触网电压过压、欠压或一定距离内无其他 车辆吸收反馈能量时，通过车辆牵引控制单元切断向接触网反馈的电能，再生 制动不能实现，此时列车会自动切断反馈电路，实施电阻制动当列车速度小 于8km/h时，利用压缩空气作为动力源，对车辆实施机械制动，直至列车停 止 2．电阻制动 如果在电制动的情况下，能量不能被电网完全吸收，多余的能量必须转换 为热能消耗在制动电阻上，否则电网电压将抬高到不能承受的水平。

制动斩波 器的存在确保大部分的能量能反馈回电网，同时又保护了电网上其他设备 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 图6-30 城市轨道交能车辆 制动原理示意图 图6-31 电阻制动原理图 河 北 东 方 学 院 Hebei Oriental Universtiy 如果制动列车所在的接触网供电区段内无其他列车吸收该制动能 量，VVVF则将能量反馈路电容上，使电容电压XUD迅速上升，当 XUD达到最大设定值1800V时，DCU启动能耗斩波器模块A14上的门 极可关断晶闸管GTO：V1，GTO打开制动电阻RB，制动电阻RB与电 容并联，将电机上的制动能量转变成电阻的热能消耗掉，即电阻制动 （亦称能耗制动），电阻制动能单独满足常用制动的要求。