(1)设计思想
新干线高速列车制动系统设计，充分利用了新干线高速列车为动力分散动车组轴重轻、粘着系数小、动轴数量多的特点，提出了新干线高速车辆制动方式的设计思想，如表2一9所示。
(2)制动方式
根据上述制动方式的设计思想，从新干线0系开始采用电阻制动及屯磁直通制动装置并用，发展到100系的电制动装置即电阻制动器及电空制动并用(T车采用涡流盘形制动装置ECB)。按粘着点连续控制，到300系设计主要采用了交流再生制动及电空制动并用(T车采用盘形制动装置)，如表2一10所示。
目前东海道新干线正在试验的 300X新干线高速试验车，速度350 km/h也采用了与300系相同的制动系统。
而在东日本行驶的El(Max双层车)、E2、E3系高速列车制动系统，动车采用再生制动及电空制动并肘;拖车采用电空制动装置。
(3)制动特征
在制动系统控制上采用了再生与电空制动协调，而再生制动优先控制，并能按粘着特性模式控制，带空重车调整装置和防滑器控制，而电空制动只有在车速降到3Okm/h以下才起作用，是新干线制动系统的特征。
(4)再生制动与电空制动并用的特点
从上述制动系统分析不难看出，动力分散动车组采用再生制动与电空制动并用的特点为:
·由于采用了再生制动，制动时转换器和逆变器的作用被颠倒过来，制动产生的能量以工频回归架线，消除原电阻制动时采用的电阻器，减少了能量消耗，电能归还于接触网，减少了制动系统的配置规模，从而使车辆进一步轻量化。300系制动功率相当于15OOkW/辆。
·采用再生制动同时，300系拖车采用了涡流盘形制动(ECB)，其电气制动功率占全部制动功率的 97始(再生制动62始，ECB35贴)，而屯空制动的机械制动只占3%，如图2一14所示，这样大大提高了制动闸片的使用寿命。由于采用了再生制动，制动闸片由40万km~ 70万km不更换，达到300系的100万km不更换，假定300系列车从速度27Okm/h到完全停车采用纯机械制动，估计闸片的更换周期仅为2万km~3万km。
·制动系统推行轻型化和免修化，由于机械制动仅占3%，这样系统可简化，维修工作量减少;而再生制动机为感应电机，不但是轻型的，而且几乎是免维修的。
·在供电系统或再生制动控制意外失灵的情况下，电空制动系统能自动投入，而且保证能在规定的制动距离内停车(据介绍在最高速度为23Okm/h时，在平直轨道上或一定坡道上，紧急制动情况只用电空制动，制动距离5=2560m，紧急制动情况采用再生制动和电空制动并用，制动距离为5=2270 m)。
·再生制动与电空制动并用的模式与带防滑器的常用制动时所要求的减速度(使用ATC系统)如下:
初速度/km·h(-1) 制动减速度/(km·h(-1))·s
0~70 2·6
70~230 2·6~1·4
230 1·4"
300系制动特性曲线，如图2一 15所示
(5)El系制动模式
图 2一16表示的是 El系 (Max)双层客车制动模式，从中可看出，动车与拖车的减速度是有所区别的。此外从紧急制动减速度与速度的关系曲线也可看出，随着制动系统的降低，减速度加大，理论上讲新干线的动车，多条动轴上的粘着都得到充分利用，但是拖车(El系)只采用机械制动，因此开始制动时空气制动就起主要作用，而动车在速度低于3Okm/h后空气制动也将起主要作用。列车在紧急制动时，空气制动承担30始的制动功率，这就要求制动系统应对防滑器提出严格要求，不能出现任何失效。此外为了抑制制动盘和闸片的磨损，El系在高速时，拖车部分制动力尽量由动车再生制动负担。
(6)粘着系数与制动分配
新干线开业时粘着系数采用卜 =13·6/(8Stv)公式，后来根据实际运用情况进行了修正。新干线300系列车中10节动车的预期粘着系数在10%以下，而ICE和TGV的预期粘着系数是依据机车重量及牵引力确定的，当时速在1OOkm时，分别为20%~25%和13%~16%，如图2-17所示。由此可见，300系列车滑行可能性不大，可确保列车安全行驶。
另外，300系列车和拖车在同一级位下制动力和制动力分配是相同的，如图2一18所示。但是300系在制动时并非所有车辆采用相同的减速度，而是采用头尾较低、中间偏大的方式，这是由于考虑整个编组中各辅的粘着情况而定的。
(7)新干线制动盘发展情况
新干线制动盘原均采用铸钢， 300系改为锻钢。目前铝合金制动盘已在新干线装车使用，同时碳纤维制动盘也研制完成，主要目标还是进一步轻量化，另外也提高制动盘的制动效果。
(8)新干线制动系统的操纵
新干线列车制动系统控制分为三种:
·自动列车控制系统ATC;
·操作柄控制制动，对列车的发车、加速、时间调整及车站停车以及从3Okm/h到停车地点的所有操作，均是司机通过手柄来实现的;
·紧急制动的操纵，当出现意外事故时，司机操纵紧急制动开关 UBS来实现紧急制动。 |
发表于 2006-11-8 21:55:18