地鐵車輛制動系統(tǒng)關鍵技術分析

楊寶瑞 王北

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

關鍵詞：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械制動兩種，因為單一的制動方式早已無法滿足地鐵車輛的運行需求，想要提高地鐵車輛運行的安全性與穩(wěn)定性，就需要將兩種制動方式有效聯(lián)合應用。制動系統(tǒng)負責操作、控制以及執(zhí)行整個流程，對其關鍵技術進行研究，首先要明確系統(tǒng)特點，然后就材質(zhì)選擇、程序控制以及制動效果等方面進行研究，確保地鐵車輛可以維持最佳運行狀態(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)定運行的重要保障，主要負責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，人為組織地鐵進一步的運動，提高列車運行的穩(wěn)定性。近年來我國地鐵行業(yè)發(fā)展迅速，制動系統(tǒng)作為關鍵技術也在不斷的成熟，目前很多制動系統(tǒng)已經(jīng)實現(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算機控制，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，相比來講復雜性更高。地鐵在正常行駛狀態(tài)下所應用的為電制動，當動力不足時，會繼續(xù)由氣制動補充。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)關鍵技術

1.制動方式聯(lián)合應用

電制動與氣制動相結合才能夠更好的滿足地鐵車輛安全運行的要求，其中電制動又可細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，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，因為再生制動可以及時施加制動力，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，因為電制動不能夠滿足任何情況下的及時制動需求。當電制動力不足時，就需要由氣制動及時補充，而想要實現(xiàn)這個過程的有序進行，就應嚴格遵循制動力分配原則，以合適的時機介入。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行氣制動補充介入。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行補充，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，直接影響著列車的制動效果。閘瓦作為制動時的制動塊，基于其損耗性強的特點，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10%，耐磨性非常強，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，但是也更容易損壞，增加維護難度以及經(jīng)濟成本。一般在選擇應用高磷鑄鐵類的閘瓦材料時，可以加鋼背，彌補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)中的應用效果良好。尤其是可以根據(jù)實際需求來對閘瓦耐磨性以及摩擦性進行調(diào)節(jié)，對使用條件適應性更強，具有更長的使用壽命，也不易產(chǎn)生問題，后期維護簡單，在實際應用中優(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，車輪承擔了很多摩擦熱量，因此在對制動系統(tǒng)關鍵技術研究時，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，應合理的控制制動速度。面對頻繁起停的運行特點，應科學選擇高效的熱處理工藝，提前選擇普通鐵路車輪進行試驗，確定熱處理標準后，根據(jù)地鐵車輛制動需求對熱處理標準進行適當?shù)恼{(diào)整，確保可以打造出足以適應多次制動要求的車輪。

結束語：

在就地鐵相關技術進行研究時，必須要提高對制動系統(tǒng)的重視，確定其涉及到的關鍵技術，確定技術要點與相關標準，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：

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

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

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