列车制动讲义

《列车制动讲义》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第三节高速列车制动系统一、高速列车制动系统的基本要求高速列车必须装备高效率和高安全性的制动系统，为列车正常运行提供调速和停车制动的手段；并在意外故障或其他必要情况下具有尽可能短的紧急制动距离。由于列车的制动能量和速度成平方关系，时速200km以上至300km高速列车的制动能量是普通列车的4～9倍，从而在制动系统的性能要求和组成方面，均完全不同于目前的普通旅客列车，因此是发展高速列车所必需解决的关键技术问题。(一)制动能力和安全性高速列车的制动作用包括调速制动和停车制动，其制动能力首先表现为停车制动作

2、用时对制动距离的控制。根据列车制动系统的结构特点和司机操纵作用(自动或人工制动控制作用)，停车制动有各种不同的方式，在同样的制动装置、操纵方式和线路条件下，其制动距离基本上与列车制动初速度的平方成正比关系，所以随着列车速度的提高，必须相应改进其制动装置和制动控制方式才能满足缩短制动距离的要求，在各种不同的制动方式中，又以紧急制动距离为最短，是检验列车制动能力和运行安全性的基本技术条件，也是通信信号系统设计和运输组织的重要依据。紧急制动距离的设计值主要基于轮轨间制动粘着的利用、基础制动装置的热容量以及

3、制动控制性能等各种制约因素所容许的最大紧急制动能力。此外还应该考虑必要的安全裕量，特别是在动力制动作用不良状态下的紧急制动能力。以目前最高运行速度300km/h的高速列车为例，如表3.3.1所示为主要国家高速列车制动能力的比较。表3.3.1各国高速列车制动能力比较(初速300km/h)国别日本300、500系法国TGV德国ICE意大利ETR～500欧洲之星标准状态制动距离/m49604000(增粘)35003000(磁轨)40003500紧-1标准状态减速度/m·s0.951.01.2<1.01.0

4、急按UIC规定限速250km/h制不良状态制动距离/m4500-5960坡道：3450m动-12.5‰坡道：3860m常2按UIC建议：≤0.7km/s2用0.3～O.75m/s2平均减速度使用范围小于5‰坡道：0.5m/s制(300系0.6)2小于12.5%0坡道：0.44m/s动由表3.3.1可见，国外300km/h高速列车的紧急制动距离均在3000～4000m之间，根据制动粘着利用和热负荷等理论计算的结果，我国高速列车在初速300km/h条件下的复合紧急制动距离可保证在3700m以内；按最不利

5、条件考虑，即在动力制动完全失效(例如接触网供电中断等故障)的不良状态下，纯空气紧急制动距离应在4500m以内。按照京沪高速铁路自动闭塞分区间长度为1500m的原设计标准，在上述制动能力下，正好可满足紧急制动在3个闭塞分区(4500m)内和常用制动系数0.8时在4个闭塞分区(6000m)内停车的要求。当自动闭塞分区的区间长度改变时，闭塞分区的数目应根据制动能力作相应的调整。根据上述制动能力要求，计算我国300km/h高速列车在复合制动和平道条件下的紧急制动平均减速度为0.96m/s2，常用制动平均减速

6、度为0.6～0.7m/s2，由此得到高速列车在各种制动初速度下的制动距离推荐值如表3.3.2所示。表3.3.2我国高速列车复合紧急制动及常用制动距离推荐值(平道条件)-1初速/km·h3002702502202000.8常用制动系数制动距离/m51004100350027002300紧急制动距离/m37003000260020001700在不良状态时，即动力制动失效，加上因纯空气制动作用而导致空走时间延长的不利条件(故障情况)下，由于制动空走距离增加和粘着利用恶化的影响，对上述制动距离的限制应容许适

7、当延长，例如表3.3.3所示。对于300km/h的高速列车，以京沪高速试验列车为例，其单位制动力设计如图3.3.1所示。表3.3.3旅客列车的纯空气制动作用制动距离限制m减压130kPa减压80kPa-1初速/km·h紧急制动常用全制动(0.8倍全值)(0.5倍全值)12080014011001400175026001601400175022003200200180021002500390030045004800530088∞注：200,300km/h列车为在纯空气制动条件下的仿真计算结果。图3.3

8、.1高速列车空气制动特性曲线此外，影响制动距离的因素还有列车组成和线路条件，应按不同机车车辆的运行阻力和坡道、曲线阻力进行具体计算，为保证满足紧急制动距离即列车运行安全性的基本要求，在设计高速列车的制动能力时应留有充分的安全裕量。(二)舒适性从列车动力学的观点出发，旅客的乘坐舒适性包括横向、垂向和纵向三方面的指标，高速列车纵向运动的特点除起动加速度较快以外，主要是制动作用的时间和减速度远大于普通旅客列车，因此必需有相应措施来控制旅客纵向舒适性的指标，包括对制动平均减速