簡析低地板有軌電車制動系統方案

付子通 王翔遠

摘 要：對低地板有軌電車制動功能與方案進行分析，提供經濟可靠的制動方案，以保證車輛的行車安全，提高車輛的可靠性。

關鍵詞：低地板有軌電車;液壓制動;磁軌制動

1 前言

有軌電車作為現今城市軌道交通的重要成員，具有工程造價成本低，運力大，對環境無污染，快捷方便，安全環保等優點，作為地鐵的補充和疏散型交通工具，日益受到城市交通規劃者的重視。

制動系統采用電液制動系統，將主動式制動夾鉗與被動式制動夾鉗配合使用，同時采用了閥控制單元對制動系統進行控制，在制動系統控制邏輯方面也有較大不同，本文對低地板有軌電車制動系統方案進行介紹。

2 制動系統功能描述

該系統包含了三種獨立制動方式：電制動，液壓制動，磁軌制動。三種制動方式相互配合完成常用制動，緊急制動，安全制動，停放制動等功能。

電制動具備響應速度快，磨耗小但在車輛處于低速狀態下效果不佳的特點;液壓制動則具備安全可靠，不依賴車輛行進速度影響的特點;磁軌制動屬于非黏著制動，制動力不受輪軌間黏著因素的限制。因此在日常使用當中，電制動、液壓制動與磁軌制動互相配合是有軌電車制動控制中的主流方案。制動模式配置表見表1。

2.1常用制動、替代制動、停車制動和保持制動

常用制動采用減速度控制模式，優先使用電制動，不足由液壓制動補充，根據制動計算，在AW2工況下，車輛施加最大全常用制動，動車施加全部電制動力，拖車適當補充液壓制動。

拖車配置制動控制單元（EBCU），根據指令的減速度和車輛載重來計算目標制動力。其制動力隨輸入指令大小控制，并可隨載重變化自動調整。

在常用制動級位≥4級時，TCMS向位于兩個電制動全部故障的轉向架的VSS發送“替代制動”硬線指令，低電平有效，動車轉向架施加一定大小的液壓制動，無載荷調節與防滑保護。

常用制動受縱向沖擊率（即沖動）的限制，兼具空重車調整功能和防滑保護功能。

車速在5km/h時，TCMS向牽引系統與制動系統發出“停車制動”指令，牽引系統收到指令后控制電制動以一定斜率下降，制動系統收到指令后控制液壓制動以同樣的斜率上升，整個過程總制動力不變，電、液轉換過渡平滑。

當列車速度低于1km/h時，TCMS發出“保持制動”指令，制動系統施加保持制動。

2.2緊急制動

當車輛運行過程中出現緊急情況時，司機可將司控器手柄扳至最后觸發緊急制動。在該種情況下，為了獲得最大減速度，縮短制動距離，電制動、液壓制動和磁軌制動都會被用到。撒砂功能也會被激活，從而增大輪軌與軌道之間的黏著系數。緊急制動具有空重車調整功能和防滑保護功能，但不受縱向沖擊率（即沖動）的限制。

緊急制動發生后，在列車完全停止前不允許緩解制動（零速聯鎖，以防止車輛減速過程中重新起動）。

緊急制動有較高優先級。

2.3安全制動

安全制動用于車輛出現故障情況時，給司機最后一個機會讓列車停車。安全制動由司機按下操縱臺安全制動按鈕施加，此時，車輛安全回路斷開，導致液壓制動控制單元中的“安全制動閥”失電，通過機械機構對制動盤施加壓力，車輛以最快速度施加制動，制動力大小由液控單元中限壓閥進行設定，司機按下按鈕的同時激活磁軌制動，因此，安全制動是由液壓制動和磁軌制動組合產生的。

安全制動完全獨立于所有的電氣設備，沒有電制動、載荷補償及防滑控制，為避免擦傷輪對，安全制動會激活撒砂功能。

安全制動發生后，在列車完全停止前不允許緩解制動（零速聯鎖，以防止車輛減速過程中重新起動）。安全制動具有最高優先級。

2.4停放制動

停放制動用于避免車輛靜止時溜車。停放制動只由動車轉向架的被動式制動夾鉗實施，停放制動力為被動式夾鉗的最大機械制動力，停放制動可滿足列車在AW3狀態下停在60‰坡道上的能力。

2.5 防滑保護功能

動車轉向架由電制動進行防滑保護功能，拖車轉向架由液壓制動進行防滑保護。

3 制動系統組成

制動系統主要由制動控制單元（EBCU）、液壓制動控制單元（EHU）、蓄能器、泵控制模塊（PCM）、載荷傳感器、速度傳感器、基礎制動裝置、磁軌制動裝置等組成。系統采用集成化和模塊化設計，集成度高，便于維護和檢修。

有軌電車采用3節編組方式：MC1+TP+MC2，MC1車和MC2車各自配置兩個動力轉向架，TP車配置一個無動力轉向架，制動系統主要配置清單見表2。

4 結束語

制動系統是車輛重要的子系統，涉及到車輛的行車安全。低地板有軌電車制動系統為微機控制直通電液制動系統，故障安全導向設計，該制動系統采用電制動和液壓制動、磁軌制動的復合制動方式，能夠適應頻繁的制動、緩解，靈敏度高，空走時間短，制動減速度大，制動距離短，單點故障不會造成車輛無法運營，具有較高的可靠性，滿足了低地板有軌電車對制動系統的功能要求。

參考文獻：

[1]高小波，段繼超，熊梅，李達.低地板有軌電車液壓制動系統選型研究[J].電力機車與城軌車輛，2017，40（01）：7-10+15.

[2]李達，高小波.自主化低地板液壓制動系統設計[J].技術與市場，2016，23（01）：14-15.

（作者單位：中車大連機車車輛有限公司）