高速铁路概论课件.ppt

1、高 速 铁 路 概 论第三章高速列车的牵引动力第一节概述受电弓与传动装置第三节动力车车体与转向架第二节制动技术第四节第一节概 述 高速牵引动力是高速行车的重要技术关键之一，其本身涉及到许多方面的新技术：1.1.新型动力装置和传动装置新型动力装置和传动装置2.2.牵引动力的配置（动车组方式）牵引动力的配置（动车组方式）3.3.高速制动技术高速制动技术4.4.高速电力牵引时的高可靠的受电技术和装备高速电力牵引时的高可靠的受电技术和装备5.5.车载微机控制的列车牵引、制动和智能诊断技术车载微机控制的列车牵引、制动和智能诊断技术6.6.适应高速行车要求的车体、走行部结构及车体外形适应高速行车要求的车体

2、、走行部结构及车体外形第第 一一 节节概概 述述从速度上看，目前已开行的高速列车的最高速度可以划分为三个等级。第一速度级：最高运行速度200250Km/h第二速度级：最高运行速度250300Km/h第三速度级：最高运行速度300Km/h以上法国、德国和日本的高速列车已从第一代发展到第三代。以法国 TGV高速列车为例，第二代与第一代相比，其最高运营速度由270km/h提高到300km/h，牵引电动机质量不增加，而 额定功率 提高一倍，噪声 降低 8dB。第三代TGV高速列车为双层列车，车体材料为铝合金，轴重小于17吨，比前两代 TGV都轻。第第 一一 节节概概 述述补充：提速的几个概念补充：提速

3、的几个概念最高速度vmax平均技术速度vj平均旅行速度vla=vj/vmax=vl/vj=vl/vmax=a 一、高速列车对牵引功率的要求二、高速列车的阻力三、牵引动力及其配置确保加速功率达到或略高于该档速度运行所需的功率为其中 N高速列车所需牵引功率（kW）Q高速列车的总质量(t)w高速列车的单位阻力(N/t)Vmax高速列车的最高运行速度(km/h)K裕量系数3600maxkVwQN一、高速列车对牵引功率的要求 参考国外高速列车运行情况及提出的一些经验公式进行计算可知：列车总质量确定为800吨（可运送旅客1000名），最高运行速度达到200km/h时需要的总牵引功率为6400kW；最高运行

4、速度达到250km/h时需要的总牵引功率为8800kW；最高运行速度达到300km/h时需要的总牵引功率为13600kW。而同样质量的列车，在常规速度时所需的总牵引功率仅为1600kW。上述表明，从常规速度级提高到第一速度级，速度增加1倍，功率增加4倍。说明N不仅与V成正比，更主要是高速下列车的单位阻力大大增加的缘故。一、高速列车对牵引功率的要求二、高速列车的阻力运行阻力运行阻力基本阻力基本阻力（随列车运行（随列车运行速度的不同而异）速度的不同而异）附加阻力附加阻力空气阻力机械阻力坡道附加阻力隧道空气附加阻力曲线附加阻力 在低速运行时，主要是机械摩擦阻力；达到100KM/h时，空气阻力与机械阻

5、力各占一半，达到200Km/h时，空气阻力占70，运行速度越高，空气阻力占的比例越大)(212dLCAVCDdd空气阻力的计算公式为：空气密度空气阻力系数列车速度列车断面积列车压力阻力系数列车侧面气动摩擦系数列车长度列车气动直径dCVAdCLd空气阻力与列车速度的空气阻力与列车速度的平方成正比平方成正比 三、牵引动力及其配置1 1、牵引动力的形式、牵引动力的形式 电力牵引 内燃电传动牵引电力牵引的优点：功率大、轴重小、经济性能好、环境污染小电力牵引的缺点：初期投资大内燃电传动牵引的优点：投资少、见效快、经济性能好 如英国的HST高速列车、德国的VT610内燃动车组。内燃电传动牵引可用于尚未电气

6、化的高速铁路区段，也可作为加速发展高速铁路建设的一种过渡牵引形式。高速列车的牵引可采用传统的机车牵引形式，也可采用动车组。由于动车组的轴重低，可减少对线路的破坏作用，大部分列车采用动车组牵引形式。2 2、牵引动力的配置、牵引动力的配置动力集中动力分散动力集中动力集中单端集中单端集中（传统牵引方式，机车牵引客车）功率较小、速度不高，小于200Km/h两端集中两端集中（德国ICE，机车模式，列车长度方面机动性大）（法国TGV，动车组模式，采用动车和拖车具有共用转向架和铰接结构，载荷均匀，运行平稳，但机动性差）动力分散动力分散完全分散模式完全分散模式中间车全部为动力车，如日本的0系列，16辆均为动力

7、车相对分散模式相对分散模式大部分为动力车，小部分为拖车，如日本的100、700系列，16辆中12辆为动力车，4辆是拖车采用动车牵引动车牵引是当前高速牵引的主要方式。它将高度集中的牵引动力配置改为分散（或相对分散）配置，即将牵引动力分散在各个动车上，克服了传统机车牵引总功率受限制的缺点，从而使运行速度进一步提高到第二速度级和第三速度级。这种牵引方式主要应用于新建的高速客运专线和新建的客货混用高速线上，如日本、法国、德国、瑞典、意大利等国的高速铁路都采用这种牵引方式。3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较（1 1）轴重）轴重 a最大轴重 牵引动力集中配置比分散配

8、置的大 如ICEICE为19T，TGVTGV17T，日本0 0系系16T，100100系系15T。b平均轴重 牵引动力集中配置比分散配置的平均轴重小（因为整列车中大量拖车的轴重较轻）如ICEICE12.5T，日本0 0系系15.1T，100100系系14.1T。轴轴 重重3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较 要开行高速列车，不管是最大轴重还是平均轴重都应该降低。因为轴重大的列车对线路的影响和破坏作用也大。但在额定最高运行速度下，最大轴重的限度究竟定位多少合适，尚难作出统一结论。日本根据自身地理条件，采用牵引动力分散，将最大轴重定为16t。法国采用牵引动力集

9、中配置形式，将最大轴重定为17t。平均轴重低可以减少线路建设投资，减轻对线路的动力作用，从而降低线路的检修和养护费用。轴轴 重重3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较（2 2）簧下质量）簧下质量 机车车辆的簧下质量因轨道不平顺而产生冲击响应，直接影响到轨道、轨枕、道床乃至路基。在其他条件相同的情况下，簧下质量越大，对线路的破坏作用也越大。随着速度的提高，这种作用也随之增大。然而要用一个简单的表达式对簧下质量做出定量限制，尚难做到，因为其与轨道上部结构质量、轨面伤害、车轮轮圆度及自身动平衡、线路的质量与养护水平等多种因素有关。为了对不同机车车辆簧下质量的影响进

10、行比较，通常采用等效簧下质量的概念。牵引动力集中配置的高速列车动力车的每轮等效簧下质量略低于动力分散配置的数值。3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较（2 2）簧下质量）簧下质量 机车车辆的簧下质量因轨道不平顺而产生冲击响应，直接影响到轨道、轨枕、道床乃至路基。在其他条件相同的情况下，簧下质量越大，对线路的破坏作用也越大。随着速度的提高，这种作用也随之增大。然而要用一个简单的表达式对簧下质量做出定量限制，尚难做到，因为其与轨道上部结构质量、轨面伤害、车轮轮圆度及自身动平衡、线路的质量与养护水平等多种因素有关。为了对不同机车车辆簧下质量的影响进行比较，通常采用

11、等效簧下质量的概念。牵引动力集中配置的高速列车动力车的每轮等效簧下质量略低于动力分散配置的数值。3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较（3 3）粘着利用和加速性能）粘着利用和加速性能 充分利用粘着是高速列车牵引动力设计时的一个重要的指导思想。日本在研制牵引动力装置时，认为粘着系数将随速度的提高而下降，担心单轴的粘着力过小，只好增加动轴的数量，以保证足够的牵引力，这就是日本的高速列车的牵引动力采用分散配置形式的原因之一。西欧各国发展高速列车时，人们对高速运行条件下粘着的认识已有提高。新型防滑装置的研制成功，使动力车的设计可取得较大的粘着系数，用较少的动轴既可满

12、足牵引力的要求。3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较（3 3）粘着利用和加速性能）粘着利用和加速性能 法国TGV、德国ICE、意大利ETR500的运营经验都表明：动力集中配置的列车的粘着利用完全可以满足高速行车的要求。日本300系列动车组的粘着系数也提高了，从而减少了动力车的数量。动力分散配置型的高速列车大部分或全部为动力车，因而具有较大的粘着牵引力和较好的起动加速性能，而动力集中配置型在粘着利用方面则较差。但目前采用三相交流传动技术，动力集中配置行动力车的轴牵引功率已大大提高，从而使其加速性能不亚于动力分散配置型。3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较

13、、牵引动力集中配置与分散配置的比较（4 4）列车总功率和轴功率）列车总功率和轴功率 高速列车在其牵引重量和速度目标值确定之后，无论采用动力集中还是分散配置，所需的列车总功率基本上是相同的。两者的区别仅在于动力分散配置型列车的动轴多、单轴功率小；而动力集中配置型列车的动轴少、单轴功率较大。当需要扩大高速列车编组时，均可增加动轴的数量来满足总功率的要求。动力分散配置型可在列车中部增加牵引单元，而动力集中配置型则可将邻接动力车的挂车转向架改为动力转向架。当需要提高列车速度时，两种配置均可通过减少挂车的数量来实现。总之，对于列车总功率，两种配置方式几乎没有区别，而在轴功率问题上，由于科技的发展，单轴功

14、率可以有较大的提高，这对牵引动力采用集中配置方式是有利的。3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较（5 5）制动距离）制动距离 有人认为动力分散配置型列车由于其动轴多，可充分利用动力制动，缩短制动距离。实际上，动力制动也属于粘着制动。无论动力配置方式如何，其轮轨间允许的粘着系数是一样的。只要制动力不超过粘着允许的范围，当列车重量相同，制动功率相等时，其制动距离是一样的。动力集中型列车虽然其动轴少，但大量挂车车轴上有足够的空间可用于安装作用性能良好的盘型制动装置和防滑器。尤以后者可使制动粘着系数的利用值提高，制动距离不会比动力分散配置型大。而动力分散配置型列车的

15、众多动轴上均安装有牵引电动机，所剩余的位置狭窄，安装盘型制动装置有一定困难。3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较（6 6）受流）受流 高速受流的稳定性可用受电弓离线率来表征。动力分散配置型的高速受流是多弓受流，如日本100系列高速列车需要升起6个受电弓，噪声很大，甚至隔音墙都无法挡住。多个受流弓相距很近、受电过程中引起接触网导线产生复杂的多层波动，而这些受电弓又无法跟随处于波动中的导线，导致频繁的受电弓离线，伴随频繁的飞弧放电效应。不仅损失电能，严重时使动力车无法稳定工作。离线率超过10%，导致接触导线波状磨耗，寿命仅4-5年。欧洲吸取日本的教训，经过多次

16、试验和研究，最后的处在200m以内的间各种不允许第二个受电弓开起工作的结论。法国、德国采用动力集中配置，升弓数量仅为1个或2个，很少发生离线现象，避免了电弧放电、电磁干扰，使高速受流比较完善。3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较（7 7）外形流线化及运输组织）外形流线化及运输组织 动力集中配置型高速列车的动力车相当于两台机车，分置于列车的两端，便于头部流线型化设计，且免除了转线作业。中间的拖车相当于一般的客车车辆，因而全列车可以采用统一考虑的减少空气动力阻力的优化设计。由于拖车可随意摘挂，从运输组织及空气动力学观点看，动力集中配置具有较好的性能。动力分散型

17、高速列车需在两端的牵引单元设驾驶室并制成头部流线型，而且这两个牵引单元与其他牵引单元不能互换编挂，因而对运输组织并不方便。第一代第一代牵引动力有动力集中配置的传统的机车牵引和动力分散配置的动力牵引两种形式。传统的机车牵引以英国IC225高速列车的牵引为例，最高运行速度为225km/h；动力分散配置的动力牵引如日本的0系列动车组，最高运行速度为210km/h。第二代第二代牵引动力以相对集中配置为特点，如法国TGV最高运行速度可达300 km/h。高速列车最高运行速度的三个等级恰好高速列车最高运行速度的三个等级恰好反映了高速牵引动力发展的三个阶段：反映了高速牵引动力发展的三个阶段：第三代第三代牵引

18、动力除仍采用两端配置动力车外，主要在电传动技术上有新的突破，即采用三相交流牵引电动机驱动，使动力车的牵引功率大大增加，且牵引粘着特性更为理想，从而使列车速度突破300 km/h。已研制成功的有：德国的ICE、瑞典的 X2、意大利的 ETR500行动车组以及日本的300系列。法国正在研制的第三代 TGV动车组，其设计最高速度达350 km/h。高速列车最高运行速度的三个等级恰好高速列车最高运行速度的三个等级恰好反映了高速牵引动力发展的三个阶段：反映了高速牵引动力发展的三个阶段：3-2 3-2 受电弓与传动装置受电弓与传动装置一、高速受电与受电弓二、传动方式与传动装置在电力牵引情况下，无论机车或动

19、力车，一般是由受电弓与传动装置、车体、走行部、车钩缓冲装置、制动装置组成。除了与车辆相似的部分以外，从本节起，我们将逐次予以介绍。一、高速受电与受电弓一、高速受电与受电弓1、高速受电的特点2、接触网受电弓系统3、受电弓1、高速受电的特点高速列车的速度较高，因而受电弓沿接触网导线的移动加快。接触网与受电弓的波动特性发生变化，从而对受电产生影响；高速列车的空气阻力较大，空气动态力也影响到受电弓的受电；牵引功率较大，若采用多弓受电必然会增加阻力、加大噪声，引起接触网的波动干扰，因而受电弓不能太多，这就需要解决受电弓从接触网大功率受电的问题。2 2、接触网受电弓系统、接触网受电弓系统1、在最高行车速度

20、和更大的速度变化范围内能保证正常的供电；2、应有更高的耐磨性和耐蚀（包括电蚀）性能力；3、对接触网的布置和结构有更高的要求；4、接触悬挂方面，目前在常速列车供电中采用的弹性半补偿链形悬挂和弹性全补偿悬挂不能适应高速的要求，应有更好的接触悬挂装置接触网的基本功能是将电能供给机车，对高速受电用的接触网应有更高的要求：接触导线的波动和噪声接触导线的波动和噪声高速运行时，接触导线会产生复杂的多层横波，使受电弓无法追随处于波动中的接触导线以保持紧密、连续接触，导致受电弓频繁离线。接触导线的波动会产生电弧放电以及强烈的噪声问题离线问题离线问题导线的高度变化以横波的形式传播，其传播速度赶不上高速列车的速度，

21、就会产生离线现象在高速运行条件下，接触网受电弓系统的工在高速运行条件下，接触网受电弓系统的工作对受电产生的影响，表现在以下几个方面：作对受电产生的影响，表现在以下几个方面：弓线间的接触压力弓线间的接触压力压力变小造成受电弓离现，出现电弧，使弓线烧伤，压力变大使接触导线升高，使受电弓滑板和接触导线的磨损加剧3 3、受电弓、受电弓受电弓受电弓滑板和接触导线压力恒定，不能太大也不能太小受电弓运动部分的质量尽量减轻，以保证可靠的电接触，主要是惯性力受电弓滑板上的空气制动力尽量由别的零件承担，减小对接触压力的影响受电弓滑板的材料、形状、尺寸应适应高度的要求，以保证耐磨性和接触状态受电弓在升降弓时，初始动

22、作迅速，终了动作缓慢，以确保在降弓时快速断弧受电弓应当满足的要求受电弓应当满足的要求支柱拉杆腕臂接触导线承力索吊弦坠砣二、传动方式与传动装置二、传动方式与传动装置1、直流传动：以直流牵引电动机为动力 用于早期的高速列车2、交流传动以交流牵引电动机为动力同步牵引电机异步牵引电机传动方式传动方式：就是将外部输入的能源或本身产生的能源通过一整套电能变换和传递装置，将电能转换为机械能，驱动动轮轮对以牵引列车。这种电能变换和传递装置称为电传动装置电传动装置。按照电传动装置所采用的牵引电动机牵引电动机的类型，电传动方式分为两大类：早期的高速列车大部分采用直流电传动方式直流电传动方式，随着大功率可控硅变流技

23、术的发展，使三相交流电传动技术三相交流电传动技术得到了实际应用，出现了交流同步交流同步传动方式和交流异步交流异步传动方式。1 1、直流电传动、直流电传动根据其牵引供电系统的不同分为直直电传动和交直电传动。直直电传动是指由直流供电系统供电、直流牵引电动机为动力的传动方式。由于其设备简单、技术可靠，因此在铁路电气化早期占有主导地位。但由于本身的不足，不可能得到进一步发展。交直电传动是指由单相交流供电系统供电、脉流牵引电动机为动力的传动方式。从接触网获得单相交流电源，经变压器降压后，由整流装置将交流电变换为直流电，再向牵引电动机供电，实现电能向机械能的转变。电力牵引从直流制转为交流制是铁路电气化的一

24、大技术进步，因为单相工频交流制单相工频交流制具有一系列优点：1.可大大提高动力车的牵引功率，为高速运行提供最根本的前提条件；2.可实现高压输电，减少变电站的数量，降低电气化的初期投资；3.大大减少有色金属用量（减少60%左右）4.降低能耗1/3，从而减少运营支出；5.可避免直流电腐蚀地下设施。无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电工频交流电2 2、交流电传动、交流电传动交流电传动是以交流牵引电动机为动力的一

25、种电传动方式。在相当长的一段时间内，这种传动方式因调速不便和效率较低而未被应用。直到晶闸管技术和大功率逆变技术的逐步成熟，使得在大功率条件下交流电的变频得以顺利实现，从而可以使交流牵引电动机的转速和转矩能够得到快速、平稳、精确的控制。在这一前提下，世界各国纷纷采用三相交流同步牵引电动机和三相交流异步牵引电动机为动力的电传动方式。2 2、交流电传动、交流电传动交流电传动形式很多，主要有：（1）交直交电传动其特点是交流电源和交流输出之间有一直流环节。（2）交交电传动其特点是单相交流电源不经中间直流环节，直接变换为频率可调的三相交流电，供给同步或异步牵引电动机。动力车通过受电弓从接触网获取单相交流电

26、源，经变压器降压后，通过一个或几个变频装置，直接变换为可变频率的三相交流电，向牵引电动机供电。交流电传动比直流电传动有一系列优交流电传动比直流电传动有一系列优点，各项技术指标优于直流电传动。点，各项技术指标优于直流电传动。3-1 概 述3-2 受电弓与传动装置3-3 动力车车体与转向架3-4 制动技术3-5 牵引供电系统动力车车体1、结构轻量化2、外形流线化一、动力车车体一、动力车车体1、结构轻量化结构轻量化是要求高速动力车车体的承载结构在确保其动力强度的前提下，尽可能降低其重量。高速客车轻量化，除可以节约能源消耗外，更主要的目的是减轻对线路的磨耗和损伤。根据日本新干线的运用经验，在钢轨下沉量

27、不变的情况下，如果轴重和簧下重量分别下降20%，则列车速度可由210km/h提高到250km/h。动力车车体1、结构轻量化2、外形流线化一、动力车车体一、动力车车体1、结构轻量化为了实现结构轻量化，日本300系列高速动车组的车体采用铝合金材料制造，比100系列高速动车组的耐候钢车体的重量减轻20%；德国ICE高速列车的车体用铝板材制造，同样也降低了轴重。一、动力车车体一、动力车车体2、外形流线化 外形流线化是要求高速动力车车体外形应呈流线型，以尽可能减小空气阻力，使动力车具有良好的空气动力性能。细长、无棱角的流线型外形，前后两端动力车的头部应呈尖凸状、并装有低位整体流线挡板；顶部平整光滑，除受

28、电弓外尽可能不安装其他部件；车体外表面应完全平滑光整，车窗、车门与车体齐平，手把、扶杆应凹装在车体表层内。高速动力车的走行部均采用转向架式，对其总体要求是：1、在零到最大速度的范围内能保证平稳安全的运行；2、在直线或曲线上以最高速度运行时，能保证垂直方向和水平方向的动力作用最小；3、能保证由于线路不平及通过曲线时传给牵引装置及车体的动力作用和冲击最小；4、能保证充分利用粘着重量；5、具有良好的适检性和适修性，零件有良好的耐蚀性。二、走行部分二、走行部分型号型号SF600SF600运行速度运行速度250km/h250km/h轨距轨距1435mm1435mm轴距轴距2600mm2600mm重量重量

29、10t 10t 德国德国ICEICE高速列车的动力车转向架结构特点：高速列车的动力车转向架结构特点：1、牵引电动机、齿轮传动装置及盘形制动装置一起悬挂在车体和转向架之间。这种悬挂方式使得它们的垂向作用重量的2/3属于车体，1/3属于转向架构架。这种结构设计可以达到高速运行时垂向动力作用力很小的目的。2、在水平方向上，垂向分配给转向架构架的一部分牵引电动机、齿轮传动装置及盘形制动装置的重量，通过横向液压减震器与车体相连。其结果可使横向动力作业力也很小。3、不采用常规牵引销，通过斜拉杆传递牵引力和制动力。故转向架不设中间横梁，而呈框架封闭结构。4、采用轴箱拉杆，实现轴箱的无磨耗纵向定位；横向定位依

30、靠一系圆弹簧来实现，使轴箱定位所含的部件数量最少。5、二系悬挂采用柔性高圆弹簧 6、牵引机构和轴箱定位装置中采用大体积橡胶元件和阻尼元件，可以在最大可能限度范围内，实现各个方向作用的相互独立。7、采用新的基础制动装置，采用盘形制动代替了传统的闸瓦制动。8、采用新的结构设计，动力车转向架的重量仅为9.65T。簧下质量为1.88T。一般的电力机车的转向架的重量为30T，簧下为6T。第三章 高速列车的牵引动力3-1 概 述3-2 受电弓与传动装置3-3 动力车车体与转向架3-4 制动技术3-5 牵引供电系统3-4 3-4 制动技术制动技术1、高速列车制动的特点2、制动方式3、高速列车的制动方式一、高

31、速列车制动的特点一、高速列车制动的特点 列车制动的一般概念是指对行进中的列车施行减对行进中的列车施行减速或使在规定的距离内停车速或使在规定的距离内停车。制动的重要性重要性不仅在于它直接关系到运输安全，还在于它是进一步提高列车运行速度的决定因素。列车的速度越高，对制动的要求也就越高。因此，高速列车的制动技术就成为高速运行的关键技术之一。高速列车由于速度快，用常速列车的单一闸瓦制动方式无法将动能在规定的时间和距离内消耗或吸收，高速列车的制动必须采用综合方式综合方式，即多种制动协调多种制动协调使用使用。二、制动方式二、制动方式摩擦制动摩擦制动闸瓦制动盘形制动电磁轨道制动动力制动动力制动电阻制动再生制

32、动电磁涡流制动通过机械摩擦来消耗列车动能的制动方式。优点：制动力与列车速度无关，无论在高速和低速时都有制动力，特别在低速时能对列车施行制动直至停车。缺点：制动力有限，这是受热能散发的限制而直接影响制动功率增大的缘故。（1 1）闸瓦制动）闸瓦制动 制动力的大小通过改变闸瓦压力来调节。在高速时闸瓦与车轮踏面之间的摩擦系数较小，制动力不够。若增加闸瓦压、力，则会造成速度降至某一值时车轮被抱死，产生滑行，制动力反而下降，且车轮踏面、钢轨都会被擦伤。所以它只能配合其他制动起到低速制动和停车制动的作用。1.摩擦制动摩擦制动闸瓦制动（2 2）盘形制动）盘形制动 以合成材料或粉末冶金材料制成的制动块（又称闸衬

33、）夹紧装在车轴上的铸铁或钢制动圆盘，通过制动块与制动圆盘之间的机械摩擦来消耗列车的动能。和闸瓦制动相比，它散热性能较好，并具有较好的高速制动性能。不足之处是高速制动时制动块磨损速度明显加快，热载荷大时制动圆盘易产生裂纹。不能确保制动安全，因而其制动功率仍然要受温升的限制。此外，制动力要通过车轮来传递，因而受轮轨粘着的限制。总之，盘形制动在高速列车的动力车上也只能起辅助制动作用。1.摩擦制动摩擦制动2、盘形制动（3 3）电磁轨道制动（磁轨摩擦制动）电磁轨道制动（磁轨摩擦制动）利用装在转向架上的制动电磁铁，经通电励磁后吸压到钢轨上，制动电磁铁在轨面上滑行，利用其与钢轨之间的机械摩擦来消耗列车的动能

34、，从而产生制动作用。制动电磁铁挂装在非动力车辆转向架非动力车辆转向架的两个车轮之间，距轨面有一定高度。根据制动电磁铁悬挂的高度不同，电磁铁制动装置分为高悬高悬挂挂和低悬挂低悬挂两种。高悬挂高悬挂时，制动电磁铁与轨面之间的距离为120-160mm，制动时，依靠风动装置使制动电磁铁吸附于轨面上。低悬挂低悬挂时，制动电磁铁与轨面之间的距离仅为6-10mm，制动时，制动电磁铁以其自身的吸力，克服弹簧力，直接吸附到轨面上。1.摩擦制动摩擦制动（3 3）电磁轨道制动（磁轨摩擦制动）电磁轨道制动（磁轨摩擦制动）电磁轨道制动的特点：电磁轨道制动的特点：制动力不受轮轨粘着力的限制，是一种非粘着制动方式；由于制动

35、时电磁铁在钢轨上滑行摩擦，起到清扫轨面的作用，从而使轮轨粘着得到改善；制动时不会发生轴重转移现象，相反在一定程度上轴重稍有增加；可显著缩短制动距离。电磁轨道制动的缺点：电磁轨道制动的缺点：装置重量大而使轴重增大；钢轨发热，磨损加剧，不宜用于装置重量大而使轴重增大；钢轨发热，磨损加剧，不宜用于运行中的调速制动，目前仅用于运行中的调速制动，目前仅用于高速列车的紧急制动。高速列车的紧急制动。1.摩擦制动摩擦制动电磁轨道制动2.动力制动动力制动利用某种能量转换装置，将运行中列车的动能转换为其他形式的动能（如热能或电能）并予以消耗的制动方式，称为动力制动。其特点是制动力与列车速度有很大关系，其特点是制动

36、力与列车速度有很大关系，列车速度越高，制动力越大，随着列车速度的降低，制列车速度越高，制动力越大，随着列车速度的降低，制动力也随之下降。动力也随之下降。动力制动包括：电阻制动、再生制动、电磁涡流制动等。电阻制动 （按照接线方式的不同）基于牵引电机可以逆转为发电机运行，在制动时利用动力车（包括电力动力车和电传动内燃动力车）车轮的转动，带动牵引电动机使之转为发电机工况运行，将列车的动能与位能转化为电能，并在制动电阻上转变为热能耗散，从而产生制动作用的一种制动方式。串激式电阻制动它激式电阻制动(1)(1)电阻制动电阻制动优点：优点：制动力随列车运行速度增高而增大，保证运行中有可靠的制动效能以及在长大

37、下坡道上能以允许的最高速度运行；可以实现良好的制动力特性调节；可以减少闸瓦和车轮轮箍的磨损，避免因轮箍过热而造成的驰缓；结构简单，控制方便，作用快，制动平稳。(1)(1)电阻制动电阻制动与电阻制动类同，利用电力动力车车轮的转动，带动牵引电动机作为发电机运行，但产生的电能不是消耗在制动电阻上，而是将电能反馈到供电系统，从而产生制动作业的一种制动方式。再生制动不仅具有制动列车的作用，而且能将列车的动能与位能转变为有用的电能。所以从能量综合利用的角度看，它是一种比较理想的制动方式。但实现再生制动对逆变技术和动力车主电路保护系统的要求比较高。此外，再生制动时，动力车的功率系数较低。(2)(2)再生制动

38、再生制动电磁涡流制动与磁轨制动相似，也有一个较大的电磁铁，通过电磁铁和电磁感应体相对运动，将列车的动能转换成电磁涡流并产生热能，达到制动的目的。根据电磁铁和电磁感应体的型式，电磁涡流制动分为电磁涡流轨道制动和电磁涡流转子制动。(3)(3)电磁涡流制动电磁涡流制动三、高速列车的制动方式三、高速列车的制动方式1、高速列车的制动不能依靠单一的制动方式，必须采用综合的制动方式2、动力车的制动绝大部分采用电阻制动和再生制动，并辅以盘形制动3、非动力车的制动，几乎都采用盘形制动，同时再加上电磁涡流制动或电磁轨道制动4、电磁涡流制动有较大的发展前景，但需要解决好钢轨和转子的散热问题。5、电磁轨道制动也是一种非粘着轨道制动方式，可以实现较大的制动力。但由于对钢轨和磁极有较大磨损，仅限于紧急制动使附加使用。6、闸瓦制动在高速列车上仅有法国TGV-PSE及TGV-A作为辅助制动方式采用，且只是在列车速度降至常速后才开始使用，并直至停车。总的看来，闸瓦制动在高速列车上有淘汰趋势。