城市軌道車輛制動系統防滑保護措施的探討

劉熹

摘 要：城市軌道車輛是目前我國城市交通系統的重要組成部分，隨著我國經濟建設的發展和城市化進程的逐步推進，其作用也就愈加明顯。制動系統又是軌道車輛安全運行的保證，其防滑問題一直影響著軌道車輛的制動能力，所以防滑保護是提高軌道車輛制動能力，保證車輛運行安全的重要措施。該文針對城市軌道車輛制動系統防滑問題進行了研究。從防滑問題，保護措施等方面進行探討，希望可以為提高軌道車輛防滑能力提供一些建議。

關鍵詞：城市軌道車輛 制動系統 防滑保護 安全分析

中圖分類號：U26 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（c）-0070-01

城市軌道車輛是城市交通網絡的重要組成，安全性又是客運中永恒的主題。軌道車輛在復雜的環境下長期動態運行，從而導致車輛很容易發生故障，且車輛又是乘客乘車的載體，一旦發生故障危害性極大。隨著運行壓力的不斷提高，其制動能力將受到多重考驗。防滑能力又是制動能力評價的因素之一，只有制動系統有足夠的防滑保護措施，才能保證制動系統的正常運轉。

1 城市軌道車輛與制動系統

1.1 城市軌道車輛

城市軌道車輛是指按照固定軌道行駛的城市公交系統，地鐵、輕型軌道客車都屬于這一范疇，還有相對比較古老的有軌電車也屬于此類。隨著城市的發展，軌道交通也越來越重要。軌道交通相對便利，不易受到天氣、交通環境的影響，且軌道交通的實際運載能力也要遠高于傳統的交通系統，所以我國大多數城市都開始進行軌道交通的發展[1]。

1.2 制動系統防滑保護

制動系統是軌道車輛運行系統中的重要系統之一，是通過制動系統來實現對軌道車輛的控制。制動系統作為軌道車輛的重要系統，直接涉及到車輛的運行性能和安全性，影響乘客乘車的舒適度。制動性能的好壞還直接關系到車輛運行速度的提高、運能的增長。因軌道車輛的實際運載能力并沒有限制，所以乘客越多，車輛的制動能力越長。為保證車輛的正常運轉，目前對于制動系統的研究也已越來越多，其中防滑保護又是制動系統的重要功能之一。因制動系統會受到多種因素的影響，產生滑行情況，使車輪部分產生磨損，且在必要的減速過程中，車輛的滑行會延長減速距離，進而影響車輛的制動，造成一定的經濟損失和安全威脅，而防滑保護就是針對這些制動問題進行的安全保護機制[2]。

2 防滑保護的重要性

2.1 提高能量使用效率

車輛滑行并不只出現在車輛減速過程中，加速過程中也同樣會出現這樣的問題。車輛在加速的過程中，出現車輪滑動，會造成大量的動力浪費，使車輪空轉。防滑保護可以減少車輛車輪空轉的現象，使車輛動力轉化為前進的動力，從而使能量的轉化更有效果[3]。

2.2 保證車輛運行安全

車輛在制動過程中出現滑行，會增加其制動距離。在以往的城市軌道車輛運行當中，因為車輛滑行失控所產生的經濟損失和生命損失屢見不鮮，故只有通過防滑保護減少車輛滑行的可能，才保證車輛的制動能力。車輛運行中必要的制動是保證其正常運動的操作，減速、停車、急停都是需要有制動系統的參與的，制動系統的防滑保護可以保證車輛的安全行駛，而且在沒有防滑措施的情況下很容易造成制動失控的情況，因為車輛的制動系統是以擠壓產生的摩擦力來進行減速的，在這過程中車輪的摩擦系數較低，會使摩擦力下降，進而使車輛的制動能力下降[4]。

2.3 減少車輪部分磨損

車輛滑行中，將對車輪部分造成相當大的影響，在這一過程中很容易造成區域性的軌道溫度升高，進一步加劇車輪的磨損，如果不能及時解除滑行，車輪會因為熱量和過度摩擦的問題產生嚴重的損壞。車輪直接損壞的情況并不多，但經過長期的積累將會造成安全隱患，使車輛在不安全的情況下運行。

3 防滑保護措施

3.1 防滑技術提高

近幾年防滑的新技術中，通過電子技術完成的防滑工作越來越多，使用車輛滑動傳感器實時對車輪的轉動情況進行監測，一旦出現滑動現象，計算機系統就會自動進行反應實現防滑措施，使車輛防滑保護措施的反應能力和效果都有所增加。目前我國地鐵所使用的防滑措施是以軸控式微機控制防滑方式的，通過使用電子防滑閥來實現車輛的防滑控制，這種方式主要是將電子感應單元和防滑閥集成在同一位置，通過對軸速差的比較判定車輛是否處于滑行狀態，然后選擇性進行相應的防滑操作。例如，廣州地鐵四號線中所使用的就是EP2002防滑閥技術。該技術使用后，通過對車輪磨損、抱死時間、最大滑行速度等參數進行分析，發現這一技術與原有技術相比提高近一倍多的防滑能力，在最高速滑行中可以保證車輪不出現擦傷。在對速度的測試中發現防滑閥開始制動三秒內車速下降到減速時的75%，這些技術的應用從基本上保證了城市軌道車輛制動系統的防滑能力，故實際應用價值還是相當高的。

3.2 零件維修保護

因車輛的防滑效果是與車輛的防滑零件相關，而隨著車輛運載能力的提高，防滑壓力越來越大，車輛防滑零件的更換也將會更加頻繁。車輛的運載能力提高使車輛在制動過程中的滑行距離大幅度提高，而這樣的情況必然使車輛的制動擦片和車輪之間的摩擦更為嚴重，長期這樣的情況將導致擦面摩擦系數的降低，這樣的車況即使有好的防滑措施也同樣無法達到良好的防滑效果。所以日常的檢修工作應該更加頻繁，按時更換車輛的防滑零件、車輪和制動擦片，這樣才能保證車輛制動系統的防滑能力，從而減少出現車輛滑行的情況。

3.3 運行環境維護

防滑系統的運行環境同樣是影響防滑效果的因素之一，因為車輛的運行環境無法控制，經常會出現車輪部位沾有油污、異物等情況，這些異物將會影響到車輛制動系統與車輪之間的制動效果，從而導致失穩現象的發生，因此對于運行環境的維護同樣重要。目前我國的城市軌道車輛都有踏面清掃功能，但是這一功能的是需要人工操作的，而不是自動進行，所以對于運行環境的維護能力有限。未來中國軌道車輛應該增加更多自動化的踏面清掃器，通過隨時進行的運行環境維護系統來保證車輪與摩擦面之間的摩擦力，增加增粘措施。日本目前研究的增粘摩擦塊就是一個很好的技術，可以適當引進或者自行開發相應的系統。

4 結語

城市軌道車輛的使用是保證城市公共交通運載能力的重要措施，隨著使用人數的增加，車輛的安全行駛將是最重要的問題，而車輛滑行顯然會引起很多的安全問題，所以制動系統防滑保護將是未來軌道車輛發展的重要課題。提高車輛制動系統防滑措施可以通過技術、零件維護和運行環境維護三個方面進行，而控制技術的不斷發展，也將會使制動系統故障的處理經驗越來越豐富。該文結合原理提出了一些綜合性的方法，但也只停留在較淺顯的分析層面，仍需要與其他多種先進技術相結合從而進一步提高乘客乘車的舒適度及安全性。

參考文獻

[1] 吳萌嶺，裴玉春，嚴凱軍.我國城市軌道車輛制動技術的現狀與思考[J].機車電傳動，2006（1）：1-5.

[2] 周莉茗.城市軌道交通車輛制動系統安全分析方法研究[D].北京：北京交通大學，2011.

[3] 丁鋒.城市軌道交通車輛制動系統的特點及發展趨勢[J].現代城市軌道交通，2004（3）：19-20.

[4] 姜祥祿，蔡永麗.地鐵車輛EP2002制動系統防滑保護[J].電力機車與城軌車輛，2008（4）：47-49.