1.2.1 国外城市轨道交通车辆制动系统简介
1.日本NABCO制动系统
日本NABCO制动系统主要指NABCO的HRDA型电空制动系统,1992年投入应用,是一种传统的直通电空制动系统。在我国,该电空制动系统主要应用于北京和天津的城市轨道项目。HRDA型电空制动系统的制动控制单元包括制动电子控制装置和气动控制装置两部分:电子控制装置为储有定制程序的标准机箱,气动控制装置主要由电空中继阀、空重车调整阀和气路板等组成。
该系统制动电子控制装置主要包括制动控制、防滑控制、通信及显示三个部分。制动控制可接收列车制动控制线的PWM制动指令,进行空气和电制动的混合制动计算,控制电空中继阀上电空转换(EP)阀的电流,实现对制动缸的预控压力控制;防滑控制可以测定各车轴的速度,一旦检测到有车轮滑行,便控制防滑阀降低滑行轴的制动缸压力,使滑行车轮恢复到正常的黏着状态;通信及显示用于与TMS通信及故障诊断信息的显示与存储。
制动气动控制装置主要由电空中继阀、空重车调整阀、压力传感器和气路板等组成。其中电空中继阀包括电空转换(EP)阀、紧急电磁阀和中继阀。常用制动时空气制动力是通过电空转换(EP)阀对预控压力进行控制,然后再由中继阀进行流量放大,产生与预控压力相对应的制动缸压力。紧急制动为纯空气制动模式,当接收到紧急制动指令时将空重车调整阀调整后的紧急制动预控压力直接由紧急电磁阀进入中继阀,产生能随载荷调整的紧急制动缸压力。整个气动控制装置采用模块化设计。各种阀安装在一块内部气路连接的集成气路板上,并与电子控制装置组装后可吊装在车体上的制动控制箱内。
2.德国KNORR制动系统
德国KNORR制动系统主要指KNORR的ESRA电空制动系统。该电空制动系统是一种标准化的制动系统,是传统的直通电空制动系统,可用于机车、动车组和城市轨道等项目。该电空制动系统于1993年研发,1995年投入应用。在我国,该电空制动系统主要应用于上海、广州、北京和天津等地铁项目。KNORR的ESRA制动系统的制动控制单元包括制动电子控制装置和气动控制装置两部分:电子控制装置为储有定制程序的标准机箱,主要由包括微处理器的主电路板、辅助电路板和通信板组成;气动控制装置主要由电空模拟转换(EP)阀、紧急电磁阀、中继阀、空重车调整阀和气路板等组成。
ESRA的制动电子控制装置和气动控制装置可分别安装也可集中安装,安装方式及位置根据客户要求。常用制动时,输入电空转换模块的电控信号基于制动指令进行了载荷调整和冲动限制;电空转换模块输出的预控压力须通过紧急阀和空重车调整阀,然后进入中继阀。紧急制动时,紧急电磁阀失电使总风不经电空转换模块直接进入空重车调整阀,产生一个经载荷调整的紧急预控压力,通过中继阀给制动缸施加紧急制动压力。
3.英国WESTING HOUSE制动系统
英国WESTING HOUSE制动系统主要指英国WESTING HOUSE(现为KNORR英国子公司)的EP2002电空制动系统,是一种基于架控的城市轨道直通电空制动系统。该电空制动系统于2000年开始研发,2005年装车应用。在我国,该电空制动系统主要应用于上海、广州、北京等地铁项目。EP2002电空制动控制单元包括一系列高度机电一体化的制动控制阀,即网关阀(Gateway Valve)、扩展阀(RIO Valve)和智能阀(Smart Valve)。网关阀主要用于制动网络控制和本车制动控制,扩展阀主要用于本车制动控制和扩展电气连接,智能阀用于本车制动控制。
该系统的各阀体结构在部件级只能拆分成数百个具有基本结构体的单独零件(螺杆、垫片等);反之,这些零件必须装配起来才构成EP2002电空控制阀。因此,维修时需彻底分解,对维修条件有很高的要求。
4.SABWABCO(FAIVELEY)的EPAC制动系统
EPAC制动系统包括基于架控的EPAC电空制动系统和基于车控的EPAC Lite电空制动系统。该电空制动系统于2000年开始研发,2003年装车应用。在我国,该电空制动系统(EPAC Lite)主要应用于上海轨道交通等项目。与电空制动系统相对应,EPAC制动控制单元主要分两类:一是用于架控的EPAC制动控制单元,二是用于车控的EPAC Lite制动控制单元。
EPAC Lite制动控制单元衍生于基于架控的EPAC制动控制单元,采用模块化结构,它包括了轨道车辆摩擦制动用所有标准模块。各种模块(如常用制动控制模块、停放制动控制模块等)经有机组合后形成基于项目的不同配置。EPAC Lite是一个高度集成的电空制动单元,由多个标准化的小型气动元件、安装板和微机电控装置等组成,并集成在一个封闭的箱体内。制动风缸、空簧压力和停放风缸等为EPAC Lite的输入气路,其输出气路与制动缸和停放制动缸等相连,EPAC Lite的微机电控装置集成在内部,不需要另加制动电子控制装置。该微机电控装置使系统能响应及处理制动指令和大量的系统外界参数。从维护来说,EPAC Lite是一个在线可替代单元,方便现车维护,实现了列车下线时间最小化。EPAC Lite设有停放制动模块,停放制动由列车线来控制,是基于车辆的停放制动控制。