西南交通大学本科毕业设计（论文） 3.1.1.2自动式空气制动机
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自动式空气制动机是通过制动阀改变制动管的空气压力，以此压力变化为控制信号，控制列车制动机的三通阀（或分配阀），使制动缸获得所需要的空气压力，再经过基础制动装置的。三通阀由主活塞、滑阀、节制阀等组成，外接列车管、副风缸管。
自动式空气制动机的工作原理：通过三通阀的作用，列车管排气减压，制动缸充风，产生制动作用；列车管充气增压，制动缸排风、制动缓解。
自动式空气制动机的特点：结构复杂，制动时，列车各车辆制动缸的充气来自就近的副风缸；缓解时，制动缸通过就近的三通阀排气，自动制动阀控制制动管的排风减压或恢复充气，列车前后部制动和缓解动作一致性较直通式好，列车冲动较小，适用于编组较长列车。
有轨电车采用微机控制直通式空气制动机。
图3-3 自动式空气制动机原理示意图
3.1.2空气制动控制原理
3.1.2.1制动控制的要求 （1）制动性能要求
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（a）满足规定的制动距离要求
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从系统制动能力上，首先要满足紧急制动距离要求，另外从制动力控制上要满足定点停车等制动距离的要求。
（b）满足规定的减速度要求
满足具体规定的有轨电车的制动减速度、制动平均减速度的要求。 2.动态性能要求
1）满足制动力上升时间的要求
从司机制动控制器置于制动位的瞬间到制动缸的压力上升到规定值所需的时间称为制动力上升时间。从满足紧急制动距离、减少制动空走时间及距离的角度，制动力上升时间要尽量短。
2）满足制动平稳性要求
制动平稳性要求采取有轨电车各车的制动力同步上升、电制动与空气制动的转换或协调要平顺、制动力与车厢重量成正比、采用密接车钩等减小纵向冲动的措施。在满足制动平稳性的前提下，制动力上升时间也不能太短，否则也会引起纵向冲动，因此对制动指令采用限制上升斜率的平滑措施。 3.制动精度要求
制动精度是指制动距离精度、制动减速度精度、制动调速精度。 1） 制动距离精度
是指在需要精确定点停车的场合，如在车站站台停靠时，车厢门要求对准站台上停车位的标志线，以利于旅客乘降。
2） 制动减速度精度
有轨电车的制动指令和制动力的控制都是按照减速度规定的，但制动系统最终提供给列车的是力——纵向减速力，如果把指令、制动力、列车质量、列车速度视为一个控制系统的各个变量的话，那么完全可以做到用闭环系统实现既定的列车减速度，并且具有很高的精度。
3） 速度控制精度
在目标速度控制模式下，列车控制系统不断地向牵引或制动系统发出指令，使列车出现牵引、惰行、制动等工况，维持列车运行于目标速度，因此，速度控制精度不是单纯的制动控制精度问题，但却与制动力控制的响应和精度有关。
西南交通大学本科毕业设计（论文） 3.1.2.2制动控制系统
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电气指令式制动控制系统按其电气指令传递方式可分为数字指令式制动控制系统和模拟指令式制动控制系统；按制动控制装置的不同分为电磁式空气制动控制系统、气压式制动控制系统和微机制动控制系统。 3.1.2.3直通式电空制动系统
电气指令式制动控制系统按其对空气制动控制方式的不同，分为自动式和直通式。
自动式是在自动空气制动机的基础上增加了电气指令控制系统对列车管压力的控制，通过同时对各车辆的列车管的减压增加，使各车辆的三通阀同时作用，加快列车整体的制动及缓解速度，提高了自动空气制动机的性能。
直通式是采用电信号来传递制动和缓解指令的直通空气制动系统。司机通过电气指令控制装置对各车辆的制动信号管的压力空气进行控制，用该制动管的压力使各中继阀工作，最终获得制动缸压力。直通式具有响应快、一致性好、控制方便的有点，但也存在一个致命缺点，一旦列车分离就将会失去制动能力。
由于直通式制动控制系统具有上述优点，现在的有轨电车制动控制系统大多采用直通式空气制动、配以电气指令式的制动控制系统。
制动控制系统是制动系统在司机和其他控制装置的控制下，产生、传递制动信号，并对各种制动方式进行制动率分配、协调的部分。目前的制动控制系统主要有空气制动控制系统和电控制动控制系统。
图3-4 直通式电空制动供风系统
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3.1.2.4微机控制制动系统原理
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有轨电车各车辆上的制动控制装置由制动控制单元（Brake Control Uint,简写BCU）、EP阀、中继阀、空重调整阀、紧急制动电磁阀等组成。当列车需要制动时，BCU根据制动指令及车中信号计算出所需的制动力，并向电气制动控制装置发出制动信号，电气制动控制装置控制电气制动产生作用，并将实际制动力的等值信号反馈到BCU，BCU进行计算，并把计算结果相应的电信号送到EP阀，EP阀将此电信号转换成相应的空气压力信号送到中继阀，中继阀进行流量放大后使制动缸获得相应的压力。
拖车常用制动时，制动控制装置的动作过程与动车基本相同，由于没有电气制动，所以不必进行电气制动与空气制动的协调，所需制动力全部通过EP阀转化为相应的空气压力信号，然后由中继阀使制动缸产生相应的制动力。
紧急制动时，紧急制动指令线失电，紧急制动电磁阀失电，来自紧急制动电磁阀通过向中继阀提供压力指令，中继阀根据压力指令，将总风压力送往制动缸产生制动力。
3.1.2.5制动力的控制
对于动力制动，可以直接通过牵引变流器控制再生制动电流来得到所需的制动力；对于空气制动，制动力是由电空制动的控制计算机计算并控制的，因此，在制动装置设计阶段，要采用反向计算，根据基础制动装置产生的制动力，结合制动力算法采用的闸瓦压力、摩擦系数、平均作用半径、车轮滚动园半径、传动效率等参数，反算出制动缸空气压力。
在制动过程中，制动控制计算机则进行正向计算，根据制动指令对应的制动减速度、当前速度、列车重量，计算出制动力大小，然后进行电气制动和空气制动的分配，根据电气制动优先原则，发出电制动请求指令，再根据电制动力的反馈，决定空气制动力的大小。
