德令哈市新能源現(xiàn)代有軌電車制動系統(tǒng)

梁會超 汪楓

摘要：德令哈市新能源現(xiàn)代有軌電車由2個模塊，3臺轉向架組成。首先分析制動系統(tǒng)的結構組成和各主要部件主要功能，然后介紹液壓制動系統(tǒng)的工作原理，最后強調有軌電車液壓制動系統(tǒng)優(yōu)勢。

關鍵詞：有軌電車;制動系統(tǒng);制動原理;液壓制動優(yōu)勢

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隨著國內經(jīng)濟快速發(fā)展與轉型，軌道交通裝備制造產(chǎn)業(yè)成為國家高端裝備制造業(yè)中重點發(fā)展方向之一。其中現(xiàn)代有軌電車因建設成本低、載客量大、舒適度高、噪音低、綠色環(huán)保等優(yōu)點，近幾年得到長足的發(fā)展。目前南京、蘇州、廣州、青島、珠海等幾大城市均已開通有軌電車。

1.概述

本文介紹德令哈市新能源現(xiàn)代有軌電車項目，其車輛擁有2模塊3臺轉向架型式，A/B為動力轉向架，C為非動力轉向架，使用液壓制動系統(tǒng)。車輛電子制動控制單元接受車輛制動指令，控制液壓單元輸壓力到夾鉗，產(chǎn)生制動力。

2.制動系統(tǒng)

2.1制動功能劃分

德令哈市有軌電車制動系統(tǒng)設計依據(jù)EN13452標準，[1]德令哈有軌電車制動系統(tǒng)功能包括常用制動、緊急制動、安全制動和停放制動。其中，常用制動和緊急制動具有載荷自動補償功能。車輛制動系統(tǒng)方式包括電制動、液壓摩擦制動和磁軌制動。其中電制動優(yōu)先級最高，液壓摩擦制動其次，磁軌制動優(yōu)先級最低。

2.1.1常用制動

司機操縱主控制器可以啟動常用制動，電子制動控制單元根據(jù)接收到制動指令、車輛載荷及車輛速度輸出制動力，常用制動可以隨時被取消。常用制動方式包括電制動和液壓制動，車輛優(yōu)先施加電制動，當電制動力不足時，液壓制動及時補充，以滿足車輛減速度要求。整個常用制動過程中，防滑保護功能一直有效。

2.1.2安全制動

司機室蘑菇按鈕觸發(fā)列車安全環(huán)路失電，引起車輛施加安全制動。安全制動采用零速度連鎖，一旦觸發(fā)，在車輛完全停止前不能被取消。安全制動方式包括液壓制動和磁軌制動，同時會激活車輛前進側撒沙裝置進行撒沙。

2.1.3緊急制動

司機加緊急制動指令或者車輛緊急環(huán)路失電均會導致車輛施加緊急制動緊急。根據(jù)“故障導向安全”的設計理念，緊急制動在車輛完全停止前無法緩解。緊急制動由電制動、液壓制動和磁軌制動共同完成，同時激活撒沙功能，車輛具有防滑保護功能和載荷自動補償功能。

2.1.4停放制動

車輛斷電時，3個轉向架同時施加最大液壓制動力，保證車輛在50‰最大的坡度上能夠長時間停放。停放制動可以通過緊急緩解單元或手動逐個進行緩解。

2.2制動控制原理

2.2.1制動系統(tǒng)結構組成

制動系統(tǒng)由電子制動控制單元、液壓制動控制單元、緊急緩解單元、被動式液壓制動夾鉗和磁軌制動器構成。

電子制動控制單元是液壓系統(tǒng)核心控制部件，主要實現(xiàn)與車輛控制系統(tǒng)進行通信、制動力計算、故障診斷等功能。

液壓制動控制單元由電機泵、溢流閥、過濾器、單向閥、測試接頭、比例壓力控制閥等部件構成。接受電子制動控制單元發(fā)出的制動力信號并轉化相應液壓制動壓力，實現(xiàn)常用制動、緊急制動、安全制動、停放制動等功能。

緊急緩解單元由手動泵、壓力開關、油壓表等部件組成。在液壓制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障而無法緩解時，使用緊急緩解單元可實現(xiàn)對單個轉向架強制緩解。

在國產(chǎn)輕軌車輛制動系統(tǒng)中，液壓制動夾鉗分為兩種，被動式液壓制動夾鉗和主動式液壓制動夾鉗。而且為滿足轉向架的狹小安裝空間，采用軸盤式基礎制動，液壓夾鉗為緊湊型。[2] 被動式液壓制動夾鉗具有液壓緩解功能和手動緩解功能，另外還具有閘片間隙自動補償功能。

在 EN13452標準中要求低地板輕軌車輛制動系統(tǒng)中必須設置非粘制動，以滿足在緊急制動時對較大制動力和制動減速度的要求。德令哈有軌電車采用了磁軌制動器。

2.2.2施加和緩解制動

車輛液壓制動控制系統(tǒng)采用被動式制動系統(tǒng)，其中液壓控制單元起到關鍵作用控制制動的施加與緩解。

電子制動控制單元通過P1壓力傳感器采集到HA蓄能器內壓力低于規(guī)定值時，啟動單元內電機帶動齒輪泵經(jīng)過CV單向閥向HA蓄能器內沖入達到標準的高壓油，P1壓力傳感器檢測到壓力達標后單元停止打壓，因CV單向閥的作用，HA蓄能器內高壓油無法逆流回儲油箱內。當系統(tǒng)檢測到過載時，電子制動控制單元控制過載壓力通過PV溢流閥返回到儲油箱，起到安全保護作用，如圖1所示。

車輛通過網(wǎng)絡或硬線輸出制動緩解信號，電子制動控制單元接收到信號后，控制液壓控制單元內SV壓力調節(jié)閥將HA蓄能器內壓力通過F2出口過濾閥送達BC制動夾鉗內，克服夾鉗的彈簧力，達到制動緩解效果。同時通過P2制動夾鉗壓力傳感器反饋其壓力，再次控制SV壓力調節(jié)閥達到精準控制BC夾鉗壓力的目的。

當車輛需要施加液壓制動時，電子制動控制單元根據(jù)車輛下發(fā)的制動指令控制液壓控制單元內SV壓力調節(jié)閥，使其動作將BC制動夾鉗內壓力經(jīng)過F2出口過濾閥回流到儲油箱內，同時P2制動夾鉗壓力傳感器反饋其壓力，再次控制SV壓力調節(jié)閥達到精準控制BC夾鉗壓力，達到預定制動力。當液壓控制單元無法正常動作時，可通過R1手動緩解閥，將蓄能器內壓力完全泄壓到0。

3.液壓制動優(yōu)勢

第一代低地板有軌電車采用空氣制動方式。依靠壓縮機將壓縮空氣存儲到儲氣風缸，電子制動控制單元接受車輛發(fā)出制動信號，控制空氣制動單元輸出一定壓力到夾鉗等基礎制動部件實現(xiàn)空氣制動。

空氣制動系統(tǒng)體積大、布局不靈活等劣勢不能滿足70%和100%低地板有軌電車的發(fā)展需求。

液壓制動系統(tǒng)單位功率重量輕、平穩(wěn)快速，使用模塊集成方式使得液壓系統(tǒng)更為緊湊且制動系統(tǒng)各裝置布局更靈活，已得到世界各國城市軌道交通廣泛認可。

4.結束語

低地板有軌電車作為城市新興的先進公交方式，陸續(xù)在我國各大城市推廣，制動系統(tǒng)作為有軌電車的核心系統(tǒng)之一，對其可靠性有著較高的要求。液壓制動代替空氣制動是有軌電車的重要發(fā)展方向。通過對德令哈市有軌電車液壓制動原理、優(yōu)勢、制動系統(tǒng)組成等方面的介紹，可為后期其他城市有軌電設計制造車提供一定參考意義。

參考文獻：

[1]EN13452-1-2003 鐵路設施 制動 公共運輸制動系統(tǒng) 第1部分：性能要求[s]

[2]曹國利，曾憲華，劉睿.國產(chǎn)低地板輕軌車輛制動系統(tǒng)方案[J].城市軌道交通研究，2012（2）：111-114.

（作者單位：南京中車浦鎮(zhèn)海泰制動設備有限公司）