動車組保持制動性能研究

梁敬 李涪帆 劉合建

摘要：隨著我國的經(jīng)濟(jì)水平不斷發(fā)展，城市化水平的進(jìn)一步加強(qiáng)。城市如雨后春筍般崛起，然而沒有先進(jìn)的鐵路技術(shù)就沒有現(xiàn)代的鐵路運(yùn)輸。也是為了國民出行，我國的鐵路事業(yè)近幾年迅速發(fā)展。我國鐵路在07年再次進(jìn)行大提速，使我國鐵路運(yùn)輸進(jìn)入一個(gè)高鐵時(shí)代。以至它的安全性能受到了國民的廣泛關(guān)注。動車組列車的核心部分是制動控制系統(tǒng)，所以也是重點(diǎn)分析重點(diǎn)檢查的部位。尤其是在如今300km/h以上的速度動車組，制動系統(tǒng)是最難解決的難題之一。本文筆者依據(jù)我國鐵路的現(xiàn)狀對動車的制動系統(tǒng)進(jìn)行簡要介紹，通過分析動車制動系統(tǒng)中的組成部分分，介紹動車的制動系統(tǒng)和運(yùn)用原理。

關(guān)鍵詞：動車組 制動性能 研究 原理 運(yùn)用

我國南方地形惡劣，斜坡較多，在保證大的載客量的前提下，就對動車組的制動系統(tǒng)提出了嚴(yán)格的要求。特別是對動車組制動系統(tǒng)的可靠性和制動效果，在斜坡丘陵惡劣環(huán)境下行駛保持制動性能提出了嚴(yán)格要求。在一般情況下，制動控制系統(tǒng)分為2種，一種為正常行駛中的常規(guī)制動與緊急情況下的緊急制動。對于在動車行駛過程中遇到突發(fā)事情和一些故障等問題時(shí)，該系統(tǒng)能有效的做出相應(yīng)措施?；诖?，筆者就動車制動系統(tǒng)的原理、組成和運(yùn)用進(jìn)行分析。

1、動車組制動系統(tǒng)簡要介紹

動車制動系統(tǒng)分為常用、緊急、非常、輔助制動。動車組制動系統(tǒng)分別由電制動系統(tǒng)、空氣制動系統(tǒng)、防滑裝置、制動控制系統(tǒng)組成。采用電、空聯(lián)合制動模式，電制動優(yōu)先，且普遍裝有防滑裝置。具有制動能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快;動車組制動系統(tǒng)制動力計(jì)算和分配準(zhǔn)確性高，制動作用采用微機(jī)控制，可為保證列車正點(diǎn)運(yùn)行精確提供所需要的動力;因?yàn)樵O(shè)有空氣制動、微型計(jì)算機(jī)控制的電空制動和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等多級制動控制方式，以便在制動系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能向安全方向動作，所以故障導(dǎo)向非常安全;制動指令傳遞的同步性高，各車的制動一致性好，在動車組平均減速提高的同時(shí)，限制減速度的變化率，所以制動沖動小。下面筆者具體的對以下幾種制動的工作原理進(jìn)行討論。

針對于動車組列車的制動系統(tǒng)具有耐雪制動、快速制動、保持制動、緊急制動等功能。它的制動方式是各個(gè)制動單元再生制動優(yōu)先。為了減少零件的磨損程度，延遲空氣制動，當(dāng)動車列車高速行駛的過程中，優(yōu)先采用電制動，在低速行駛時(shí)或者制動不足時(shí)采用空氣制動。

1.1動車電制動控制系統(tǒng)的工作原理

（1）一般制動

如上文所述，列車在正常行駛過程中對于制動的控制采用的一般控制。列車司機(jī)通過采用制動控制器來進(jìn)行減速，對列車進(jìn)行制動控制。制動控制前根據(jù)停站目的地來進(jìn)行減速，明確制動大小力。當(dāng)然在實(shí)際行駛過程中根據(jù)列車的行駛速度的不同，制動控制力的強(qiáng)度也會有及時(shí)做出改變，直至列車停止。

動車在行駛的過程中，常用的制動指令有多種。并且對應(yīng)著不同級別。級別越高制動減速效果越強(qiáng)，為了保證列車的輪軌粘著力極限。因?yàn)檩嗆壵持鶕?jù)列車行駛速度的改變而改變。

（2）緊急制動

緊急制動系統(tǒng)是在列車遇到緊急情況下實(shí)施的一種制動，是高速列車安全行駛的根本保障，為此需要有足夠的制動力才可以保障列車在安全距離內(nèi)停車。一般情況下緊急制動多是愛用純空氣制動，也叫緊急制動UB，也可以用緊急制動EB系統(tǒng)，都可使?jié)M足列車的停車要求，從而保障列車的安全和乘客的安全。

但是列車的緊急制動力也不是越大越好，因?yàn)榱熊嚲o急制動受到輪軌黏著力的限制，如果超過了極限會引起列車滑行。使列車安全受到影響。

當(dāng)然，在列車遇到緊急情況時(shí)啟動緊急制動系統(tǒng)是，我們也要將具體的鐵路黏著力和制動盤所承載的負(fù)荷能力計(jì)算在內(nèi)，不能盲目啟用。否則會給鐵車安全造成重大影響。

2、動車空氣制動的工作原理

2.1一般制動控制

動車組的空氣制動系統(tǒng)由風(fēng)源系統(tǒng)、直通EP制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架制動裝置等組成?？諝庵苿拥倪^程是，當(dāng)列車司機(jī)通過制動系統(tǒng)發(fā)出制動指令，列車EBCU系統(tǒng)可以接受到相應(yīng)的指令，并且解讀后發(fā)給下一個(gè)系統(tǒng)。然后PBCU接收到指令后開始進(jìn)行空氣制動， 使空氣壓縮后逆流到風(fēng)缸內(nèi)，在壓力相對小的時(shí)候，可以通過止回閥來使壓力穩(wěn)定。制動的風(fēng)缸可以提供風(fēng)源，而制動系統(tǒng)主要是由PBCU來控制的，當(dāng)然空氣的壓力預(yù)控值是由EBCU的電信號來決定。但是電信號需要轉(zhuǎn)換，就要靠電磁閥來工作了。當(dāng)一般制動系統(tǒng)啟動時(shí)，通過壓縮空氣的壓力來控制，從而起到制動作用。

2.2緊急制動

當(dāng)列車行駛的過程中遇到突發(fā)情況需要啟動緊急制動時(shí)，列車的安全回路會陸續(xù)斷開，當(dāng)電路回復(fù)暢通后電磁閥變會啟動，壓縮的空氣就會通過緊急電磁閥產(chǎn)生負(fù)荷力從而產(chǎn)生制動壓力。除此之外，列車的備用制動系統(tǒng)也會得到相應(yīng)的命令進(jìn)行緊急制動：壓縮的空氣被緊急排風(fēng)閥迅速的排空，減小壓力，產(chǎn)生制動控制行為，自動式的制動系用會與直通式制動系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力進(jìn)行比較，壓力較大的一方會經(jīng)過稱重閥到達(dá)中繼閥，有的去控制制動缸力的壓力，從而達(dá)到緊急制動的效果。

3、動車組制動系統(tǒng)的特點(diǎn)

3.1.動車組制動系統(tǒng)具有可操控性強(qiáng)，安全穩(wěn)定，并且作用的時(shí)間短暫，可以使動車組的各個(gè)車廂之間可以保持一致的制動力。

3.2動車組制動系統(tǒng)制動力強(qiáng)，在列車正常行駛過程中，啟動制動可以充分的發(fā)揮制動力的最大值，從而大大降低鐵路運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)營成本以及列車的制動時(shí)間;保證列車的制動穩(wěn)定和可靠。

3.3動車組制動系統(tǒng)可以保證動車組各節(jié)列車車輛在制動能力上保持一致，根據(jù)列車上乘客的數(shù)量，可以隨時(shí)調(diào)控列車的制動能力，從而避免縱向沖動帶來的安全問題。

3.4動車組制動系統(tǒng)的緊急制動可以保障列車在遇到突發(fā)情況下，保證最大程度的安全距離內(nèi)停車，將列車的損失降到最低。

4、動車組制動系統(tǒng)的功能

制動指令由直流電制動通過高速鐵路動車的網(wǎng)格系統(tǒng)發(fā)出，對BCU單位產(chǎn)生控制，從而實(shí)現(xiàn)管控的制動力。動車組優(yōu)先選用電制動，只有在緊急的特殊情況下才會使用空氣制動進(jìn)行補(bǔ)充制動，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的初衷就是“故障導(dǎo)向安全”，給動車組建立一套安全穩(wěn)定的回路，包括緊急制動和停放制動等回路，控制臺可以監(jiān)控動車組關(guān)鍵零部件的狀況，從而保障列車出現(xiàn)故障可以第一時(shí)間掌握信息，保障高鐵列車的安全行駛。因?yàn)楦咚倭熊囋诟咚傩旭傔^程中，如果在制動系統(tǒng)上出現(xiàn)任何故障或問題都將產(chǎn)生巨大的影響。給乘客、鐵路公司帶來不可估量的損失。

5、總結(jié)

在經(jīng)濟(jì)水平迅速發(fā)展的今天，為了滿足我國的鐵路運(yùn)輸發(fā)展，加強(qiáng)城際之間的聯(lián)系，高速鐵路已經(jīng)成為了鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，由于高速列車的載客量多和速度快等特性，從而高速列車組在制動系統(tǒng)性能和制動方式上都要比普通列車要求的技術(shù)更高。我們通過上文對動車組制動系統(tǒng)的原理和工作方式進(jìn)行了分析和探討。但是與國外的先進(jìn)技術(shù)水平還是存在一定的距離，隨著動車組列車的不斷提速，制動系統(tǒng)是最難解決的難題之一，對于制動能力要求更高，也就需要我們需要投入更多的精力和財(cái)力，去培養(yǎng)有關(guān)制動技術(shù)的人才。本文筆者就此對我國動車的制動系統(tǒng)進(jìn)行簡要介紹，通過分析動車制動系統(tǒng)中的組成部分分，介紹動車的制動系統(tǒng)和運(yùn)用原理。也希望能有更多的工程師加強(qiáng)技術(shù)的研究，使我國制動技術(shù)更上一層樓，真正的突破國外的技術(shù)壟斷。促進(jìn)我國高速鐵路的發(fā)展。

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