調(diào)車(chē)過(guò)程中地鐵車(chē)輛參與制動(dòng)的制動(dòng)方案研究

李 洪

（中車(chē)四方車(chē)輛有限公司，266111，青島∥高級(jí)工程師）

1 目前調(diào)車(chē)方式及存在問(wèn)題

當(dāng)車(chē)輛故障或供電故障使地鐵車(chē)輛不能依靠自身動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，常用內(nèi)燃機(jī)車(chē)牽引地鐵車(chē)輛運(yùn)行；在庫(kù)內(nèi)，以?xún)?nèi)燃機(jī)車(chē)為動(dòng)力對(duì)地鐵車(chē)輛的調(diào)動(dòng)也比較頻繁。采用內(nèi)燃機(jī)車(chē)調(diào)動(dòng)地鐵車(chē)輛時(shí)，在調(diào)速及制動(dòng)停車(chē)過(guò)程中,制動(dòng)力僅由機(jī)車(chē)提供。由于機(jī)車(chē)與地鐵車(chē)輛之間無(wú)制動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)聯(lián),因此機(jī)車(chē)不能控制地鐵車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)工作，故地鐵車(chē)輛不參與制動(dòng)。對(duì)整列車(chē)（包括機(jī)車(chē)及地鐵列車(chē)）來(lái)說(shuō)，制動(dòng)力不足；對(duì)機(jī)車(chē)來(lái)說(shuō)，需提供的制動(dòng)力過(guò)大。由于整列車(chē)的制動(dòng)力不足，故制動(dòng)距離長(zhǎng)，由此不能提高牽引速度，只能以較低速度調(diào)車(chē)。因此，調(diào)車(chē)效率低，調(diào)車(chē)線(xiàn)路占用時(shí)間長(zhǎng)。但對(duì)機(jī)車(chē)來(lái)說(shuō)，為滿(mǎn)足整列車(chē)的制動(dòng)力需求，必須采用較大級(jí)別的制動(dòng)力，當(dāng)輪軌黏著狀況不佳時(shí)，制動(dòng)力很容易大于黏著力，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)車(chē)的車(chē)輪擦傷。實(shí)際操作中，機(jī)車(chē)雖可采用雙機(jī)重聯(lián)運(yùn)用，但上述矛盾依然存在。

為保證內(nèi)燃機(jī)車(chē)牽引車(chē)輛安全高效運(yùn)行，避免車(chē)輛設(shè)備損壞，有必要分析機(jī)車(chē)牽引地鐵車(chē)輛技術(shù)，考慮調(diào)車(chē)時(shí)的地鐵車(chē)輛狀態(tài)，激活地鐵車(chē)輛的制動(dòng)能力,使機(jī)車(chē)和地鐵車(chē)輛同步產(chǎn)生制動(dòng)力，以提高調(diào)車(chē)效率及安全性。

2 制動(dòng)方案

2.1 內(nèi)燃機(jī)車(chē)制動(dòng)控制方式

內(nèi)燃調(diào)機(jī)機(jī)車(chē)采用傳統(tǒng)的自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)，通過(guò)控制列車(chē)管的增減壓來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)與緩解。該制動(dòng)控制方式的特點(diǎn)是：制動(dòng)指令由列車(chē)管壓力變化的空氣波來(lái)傳遞，制動(dòng)力的大小隨列車(chē)管的減壓量不同而變化。對(duì)定壓0.50 MPa的機(jī)車(chē)來(lái)說(shuō)，最大有效減壓量為0.14 MPa；對(duì)定壓0.60 MPa的機(jī)車(chē)來(lái)；說(shuō)最大有效減壓量為0.17 MPa。制動(dòng)指令的傳遞速度受空氣波速的限制，相應(yīng)制動(dòng)空走時(shí)間會(huì)較長(zhǎng)。

2.2 地鐵車(chē)輛制動(dòng)控制方式

地鐵車(chē)輛空氣制動(dòng)大多采用直通電空制動(dòng)機(jī)。以克諾爾公司的EP2002系統(tǒng)為例，其空氣制動(dòng)力的計(jì)算和分配通過(guò)控制閥內(nèi)的微處理器進(jìn)行，制動(dòng)指令傳輸通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或硬線(xiàn)進(jìn)行。

制動(dòng)系統(tǒng)工作模式分為正常模式、備用模式及回送模式。在不同工況下采用不同的模式。

（1）正常模式：當(dāng)車(chē)輛控制系統(tǒng)及制動(dòng)系統(tǒng)均正常時(shí)，采用正常模式，其制動(dòng)指令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸。

（2）備用模式：當(dāng)車(chē)輛控制系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，采用備用模式，其制動(dòng)指令通過(guò)硬線(xiàn)傳輸。

（3）回送模式：當(dāng)車(chē)輛從工廠(chǎng)運(yùn)往地鐵車(chē)輛段時(shí)，采用回送模式。此模式下，制動(dòng)閥可識(shí)別列車(chē)管壓力的變化，并對(duì)應(yīng)輸出不同大小的制動(dòng)力。目前，大多為車(chē)輛臨時(shí)鋪設(shè)1條和機(jī)車(chē)列車(chē)管相連的管路。相應(yīng)的氣路接口中，網(wǎng)關(guān)閥6口和機(jī)車(chē)列車(chē)管相連。網(wǎng)關(guān)閥根據(jù)車(chē)重及列車(chē)管定壓確定列車(chē)管減壓量，并生成具有量化指標(biāo)的制動(dòng)指令；同時(shí)將此指令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳給本單元內(nèi)其它制動(dòng)閥，以控制本單元內(nèi)的車(chē)輛與機(jī)車(chē)同步產(chǎn)生制動(dòng)或緩解作用。在電氣接口方面，車(chē)輛的回送模式硬線(xiàn)信號(hào)和列車(chē)管定壓硬線(xiàn)信號(hào)通過(guò)網(wǎng)關(guān)閥的輸入端口進(jìn)入網(wǎng)關(guān)閥（高電平代表6 bar定壓，低電平代表5 bar定壓）。由于總風(fēng)壓力開(kāi)關(guān)和警惕繼電器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)使緊急制動(dòng)回路失電，需使回路得電，緩解緊急制動(dòng)。

2.3 建議

以克諾爾EP2002制動(dòng)系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)在回送模式下,可識(shí)別調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)列車(chē)管的壓力變化信號(hào)，能使地鐵車(chē)輛的制動(dòng)閥產(chǎn)生制動(dòng)及緩解作用。如果在日常采用機(jī)車(chē)調(diào)動(dòng)地鐵車(chē)輛的過(guò)程中運(yùn)用此功能，則不僅可顯著提高調(diào)車(chē)效率；而且由于機(jī)車(chē)與地鐵車(chē)輛共同產(chǎn)生制動(dòng)力，可顯著增大整列列車(chē)的制動(dòng)力，進(jìn)而提高調(diào)車(chē)過(guò)程的安全性。當(dāng)制動(dòng)力增大時(shí)，還可適當(dāng)提高調(diào)車(chē)速度，以提升工作效率；同時(shí)，減少機(jī)車(chē)制動(dòng)負(fù)荷，以減少機(jī)車(chē)制動(dòng)部件的損耗。

因此，建議在地鐵車(chē)輛設(shè)計(jì)制造初期增加1根列車(chē)管，即采用雙管供風(fēng)。在地鐵車(chē)輛正常運(yùn)行時(shí)，增加的列車(chē)管不起作用；在地鐵車(chē)輛被工程機(jī)車(chē)牽引時(shí)，增加的列車(chē)管可和機(jī)車(chē)的列車(chē)管相連，接受機(jī)車(chē)的制動(dòng)緩解信號(hào)，使地鐵車(chē)輛和工程機(jī)車(chē)同步產(chǎn)生制動(dòng)緩解作用。機(jī)車(chē)的總風(fēng)管通過(guò)車(chē)端連接器和地鐵車(chē)輛的總風(fēng)管相連，以供給地鐵車(chē)輛制動(dòng)用風(fēng)和其它附屬用風(fēng)。

運(yùn)用過(guò)程中，地鐵車(chē)輛處激活狀態(tài)，回送狀態(tài)有效。制動(dòng)系統(tǒng)不能隔離,緩解緊急制動(dòng)。

正線(xiàn)或段內(nèi)調(diào)車(chē)時(shí)，機(jī)車(chē)總風(fēng)進(jìn)入地鐵車(chē)輛總風(fēng)管。總風(fēng)通過(guò)貫穿全列列車(chē)的總風(fēng)管進(jìn)入各車(chē)的總風(fēng)缸，為緩解停放制動(dòng)，各車(chē)正常的制動(dòng)用風(fēng)及附屬用風(fēng)做好準(zhǔn)備。機(jī)車(chē)的列車(chē)管風(fēng)壓通過(guò)車(chē)端連接器進(jìn)入地鐵車(chē)輛新增加的列車(chē)管。該列車(chē)管貫通全列，且與每單元主、輔網(wǎng)關(guān)閥的6口相連。通過(guò)網(wǎng)關(guān)閥口將機(jī)車(chē)列車(chē)管減壓量信號(hào)，即制動(dòng)緩解信號(hào)傳給網(wǎng)關(guān)閥，由網(wǎng)關(guān)閥識(shí)別減壓量信號(hào)，控制本單元車(chē)輛的制動(dòng)與緩解。

采用這種調(diào)車(chē)方式時(shí)，地鐵車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)功能須正常，每單元車(chē)組須至少有1個(gè)正常的網(wǎng)關(guān)閥，單元內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)正常，能把網(wǎng)關(guān)閥輸出的制動(dòng)指令傳遞給單元內(nèi)其它制動(dòng)閥。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)增加1根列車(chē)管，可充分挖掘出地鐵車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)的潛能。制動(dòng)系統(tǒng)的回送功能不僅在列車(chē)回送時(shí)有用，在列車(chē)后續(xù)的使用中（比如無(wú)動(dòng)力狀態(tài)的調(diào)車(chē)、正線(xiàn)牽引故障列車(chē)等）也能發(fā)揮作用，提高調(diào)車(chē)效率，增加安全性。

［1］ 高爽.地鐵車(chē)輛構(gòu)造與維修管理［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2003.

［2］ 何宗華，汪松滋，何其光.城市軌道交通車(chē)輛運(yùn)行與維修［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

［3］ 關(guān)明全.城軌車(chē)輛技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2005.