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摘要：制动系统是地铁车辆控制中的主要部分，克诺尔空气制动系统是当前地铁列车使用比较多的制动系统，本文主要分析了克诺尔制动系统的组成，同时阐述了空气制动原理及制动控制的过程。
关键词：地铁列车；制动系统；空气制动；制动过程；原理分析
一、克诺尔制动系统的组成
克诺尔制动系统主要是由EP2002制动控制装置、基础制动装置、风源装置、空气悬挂设备等组成。EP2002阀是制动系统的核心器件，其主要是负责系统的控制与监控、与列车控制系统的通信、防滑控制等。基础制动装置是包括每个车轴一个带有弹簧停放制动机构踏面制动单元和一个不带有弹簧停放制动机构的踏面制动单元。风源装置是包括一个带有干式吸入式空滤器，中间冷却器，后冷却器，弹性安装装置的往复式空气压缩机电机组。
二、地铁列车克诺尔空气制动系统控制原理
（一）控制原理
基本的控制原理是EP2002制动控制系统接收到列车控制系统传输的制动指令后，计算并输出相应的制动控制指令，通过控制风源的供给与截断使得基础制动装置施加或缓解制动，同时通过与牵引系统的通信而决定优先施加电制动或者气制动，并将结果反馈给列车控制系统。如图1所示：
图1.制动系统在整车状态下的控制与通信过程
（二）克诺尔控制系统特点
EP2002系统设计成通过EP2002的两个核心产品来形成分布式制动控制网络。这两个产品是EP2002网关阀和EP2002智能阀。在推荐的系统中，每一个转向架安装一个EP2002网关阀或者EP2002智能阀。每一个局域网络控制单元（简称CAN单元）中，以三节车为一单元举例，EP2002智能阀提供每个转向架的常用制动、紧急制动和滑动保护。EP2002网关阀除了具备EP2002智能阀的所有功能外，还具有制动管理及与列车控制系统的接口。
图2.制动系统内部控制管理图
这样可以使得如果列车的某个阀出现故障的话，影响的也只是一个转向架，会将列车的运营影响降到最低。
三、克诺尔主要的空气制动模式
克诺尔空气制动同时还包含常用制动，保持制动，快速制动，停车制动，紧急制动等制动模式。比较有代表性是常用制动，停车制动与紧急制动。
（一）常用制动
每个EP2002阀测量各自转向架上的载荷，并将各自制动控制卡发出的数据在分布式制动CAN网络间传输。网关阀根据列车控制数据及转向架载荷数据对每节车的每个转向架产生与车辆载荷成比例的相应制动力命令。每个本地制动控制卡通过EP2002阀和气动阀单元内的传感器反馈信号同时提供摩擦制动闭环控制。常用制动的最大制动减速度是a=1.00m/s2.
快速制动也是常用制动的其中一种模式，但快速制动的最大减速度值为1.12m/s2．在施加空气制动力的时候需要考虑冲击极限限制（〈0.75m/s3）。快速制动施加之后可以自动恢复。
（二）停车制动
在车速降低到一定范围内时（因项目而定，从10Km/h~6Km/h不等），空气制动将接替电制动。由纯电制动逐渐变为电制动-空气制动混合控制，最后到纯空气制动的过程称为停车制动。在停车制动过程中，列成需求的总制动力不变，通过电制动的平稳退出与气制动的平稳施加，保持列车处于一个平稳停车过程。列车速度进一步降低到一定程度后，停车制动变成保持制动施加。
为了进行平滑的过渡，需要在调试过程中使电制动的下降速度和空气制动的上升速度最优化。
图3.停车制动控制过程
（二）紧急制动
紧急制动主要是地铁列车在突发情况、紧急情况下施加的制动方式，全部是由纯空气制动执行。EP2002智能阀和网关阀提供本转向架独立的电子加权载荷信号紧急制动控制。气动载荷信号被测量，该信号用来调整EP2002阀入口端调节器控制室的压力。调节器中继阀将供风压力调节到相应载荷下的紧急制动压力水平。电子紧急压力控制装置将调节器的输出压力在空车载荷和超员载荷压力之间进行调整。紧急制动不需要考虑冲击极限的限制，是制动中制动率最高的制动方式之一。紧急制动的最大减速度a>=1.20m/s2．
四、结束语
综上所述，空气制动装置是作为地铁列车重要的制动选择之一，克诺尔空气制动系统因为合理结构的组成、成熟的控制优势、稳定的系统输出，使得克诺尔空气制动方案更加适用于地铁列车制动中，促进了城市轨道交通的安全发展。
参考文献
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论文作者:卜美玲
论文发表刊物:《防护工程》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/24
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