地鐵車輛制動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

楊寶瑞 王北

摘要：隨著地鐵的不斷普及，相關(guān)技術(shù)的研究更加深入，各項(xiàng)技術(shù)也在逐漸的成熟。制動系統(tǒng)作為影響地鐵車輛運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)鍵因素，一直以來都是研究的要點(diǎn)，尤其是針對制動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的分析，明確要點(diǎn)后進(jìn)行高效化管理，這對于地鐵車輛的安全穩(wěn)定運(yùn)行意義重大。本文主要就地鐵車輛制動系統(tǒng)特點(diǎn)，對制動系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡單分析。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛;制動系統(tǒng);閘瓦

目前地鐵車輛制動系統(tǒng)的制動方式主要包括電制動與機(jī)械制動兩種，因?yàn)閱我坏闹苿臃绞皆缫褵o法滿足地鐵車輛的運(yùn)行需求，想要提高地鐵車輛運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，就需要將兩種制動方式有效聯(lián)合應(yīng)用。制動系統(tǒng)負(fù)責(zé)操作、控制以及執(zhí)行整個流程，對其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，首先要明確系統(tǒng)特點(diǎn)，然后就材質(zhì)選擇、程序控制以及制動效果等方面進(jìn)行研究，確保地鐵車輛可以維持最佳運(yùn)行狀態(tài)。

一、地鐵車輛制動系統(tǒng)分析

制動系統(tǒng)是維持地鐵車輛安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，主要負(fù)責(zé)地鐵車輛的快速制動，其是一個完整的系統(tǒng)。制動的目的便是減速，人為組織地鐵進(jìn)一步的運(yùn)動，提高列車運(yùn)行的穩(wěn)定性。近年來我國地鐵行業(yè)發(fā)展迅速，制動系統(tǒng)作為關(guān)鍵技術(shù)也在不斷的成熟，目前很多制動系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)，包括制動電子控制單元與氣制動控制單元[1]。其中，制動電子控制單元是通過計(jì)算機(jī)控制，氣制動控制單元則是通過電控轉(zhuǎn)換閥、中繼閥等組件組成，相比來講復(fù)雜性更高。地鐵在正常行駛狀態(tài)下所應(yīng)用的為電制動，當(dāng)動力不足時，會繼續(xù)由氣制動補(bǔ)充。如果地鐵車輛處于不再行駛以及不穩(wěn)定的情況下，電制動無法及時施加制動力，就需要由氣制動介入，確保停車增加穩(wěn)定安全。

二、地鐵車輛制動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1.制動方式聯(lián)合應(yīng)用

電制動與氣制動相結(jié)合才能夠更好的滿足地鐵車輛安全運(yùn)行的要求，其中電制動又可細(xì)分為再生制動與電阻制動。再生制動與電阻制動的差異在于介入氣制動的時機(jī)，比如再生制動需要在地鐵車輛停穩(wěn)后介入，即氣制動可以起到的作用有限，因?yàn)樵偕苿涌梢约皶r施加制動力，獲得更好的制動效果。電阻制動則是在速度快降為0時介入，時間要晚于再生制動，多是以6KM/h介入，兩者相比再生制動具有更強(qiáng)的制動力[2]。

2.制動力合理分配

電制動與氣制動的相互轉(zhuǎn)換，體現(xiàn)的是地鐵電空轉(zhuǎn)換的制動力分配，因?yàn)殡娭苿硬荒軌驖M足任何情況下的及時制動需求。當(dāng)電制動力不足時，就需要由氣制動及時補(bǔ)充，而想要實(shí)現(xiàn)這個過程的有序進(jìn)行，就應(yīng)嚴(yán)格遵循制動力分配原則，以合適的時機(jī)介入。第一便是平均磨耗，即每一根軸上面施加的啟動制動力全部一致;第二是平均制動力，即每一根軸上的制動力大小一致。當(dāng)電制動無法滿足制動要求時，就需要在平均磨耗原則要求下進(jìn)行氣制動補(bǔ)充介入。如果出現(xiàn)某一個電制動失效，就需要基于平均制動力原則進(jìn)行補(bǔ)充，保證給予地鐵車輛足夠的制動力，促使車輛穩(wěn)妥的停下。

3.閘瓦材質(zhì)選擇

閘瓦是地鐵車輛制動系統(tǒng)的重要裝置和材料，所選閘瓦材質(zhì)是否得當(dāng)，直接影響著列車的制動效果。閘瓦作為制動時的制動塊，基于其損耗性強(qiáng)的特點(diǎn)，必須要在前期做好閘瓦材質(zhì)的選擇，即需要滿足制動要求，又可以延長使用時間。目前地鐵車輛制動所應(yīng)用的閘瓦材料包括鑄造類與合成類兩種，且鑄造類以高磷鑄鐵類為主，合成類則以合成樹脂類為主。高磷鑄鐵類的含磷量可以高達(dá)10%，耐磨性非常強(qiáng)，列車制動時產(chǎn)生的火花更少，制動效果良好，且安全性高，是常見的閘瓦材料[3]。但是要注意，雖然含磷量越高耐磨性越強(qiáng)，但是也更容易損壞，增加維護(hù)難度以及經(jīng)濟(jì)成本。一般在選擇應(yīng)用高磷鑄鐵類的閘瓦材料時，可以加鋼背，彌補(bǔ)材料性能存在的不足。另外，合成閘瓦采用的多為熱壓工藝，常用的材料如石墨、樹脂等，在地鐵車輛制動系統(tǒng)中的應(yīng)用效果良好。尤其是可以根據(jù)實(shí)際需求來對閘瓦耐磨性以及摩擦性進(jìn)行調(diào)節(jié)，對使用條件適應(yīng)性更強(qiáng)，具有更長的使用壽命，也不易產(chǎn)生問題，后期維護(hù)簡單，在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)勢明顯。

4.車輪熱處理

車輪是地鐵車輛制動系統(tǒng)不可或缺的部分，在閘瓦與軌道之間，車輪承擔(dān)了很多摩擦熱量，因此在對制動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究時，需要注意對地鐵車輛車輪的熱處理。為避免車輪在制動的過程中產(chǎn)生過多的熱量，應(yīng)合理的控制制動速度。面對頻繁起停的運(yùn)行特點(diǎn)，應(yīng)科學(xué)選擇高效的熱處理工藝，提前選擇普通鐵路車輪進(jìn)行試驗(yàn)，確定熱處理標(biāo)準(zhǔn)后，根據(jù)地鐵車輛制動需求對熱處理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確?？梢源蛟斐鲎阋赃m應(yīng)多次制動要求的車輪。

結(jié)束語：

在就地鐵相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究時，必須要提高對制動系統(tǒng)的重視，確定其涉及到的關(guān)鍵技術(shù)，確定技術(shù)要點(diǎn)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通過選擇合適的制動方式，確保能夠完全滿足地鐵車輛制動需求，提高地鐵的制動能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳偉.地鐵車輛制動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].科技風(fēng)，2020（01）：140.

[2] 宗慶云，任成偉.關(guān)于地鐵車輛制動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的分析與探究[J].科技風(fēng)，2018（33）：109.

[3] 顧培忠.地鐵車輛制動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].中國設(shè)備工程，2016（07）：64+67.