李越超 雷 洋

沈陽地鐵集團有限公司運營分公司

1、制動系統(tǒng)種類

自從1863年第一條地下鐵路在倫敦誕生以來，地鐵列車的制動技術隨著干線列車的制動技術的發(fā)展而不斷改進，優(yōu)化。

早期的制動是人工操作：司機攪動剎車鋼絲，使閘瓦緊貼車輪踏面。用摩擦力使車輪減速直至停止，列車的動能通過閘瓦與車輪的摩擦，以熱能的形式散發(fā)出去。這種原始的制動形式既不安全也不節(jié)能?？諝庵苿訖C出現(xiàn)后，代替原來的機械式制動，用壓縮空氣推動閘瓦貼合在車輪踏面或制動盤上。在安全性和可靠性上都有了極大的提高，廣泛應用于鐵路、地鐵及其它軌道交通車輛上。隨著電子技術的發(fā)展，20世紀30年代，出現(xiàn)了以電信號來傳遞制動指令的制動控制系統(tǒng)，由于采用電信號進行傳遞制動信息，傳輸速度得到較大提高，全列車的制動信號一致性好，制動時的沖擊較小，制動距離也有所減小，提高了列車上車鉤、閘片等部件的壽命。

隨著電機技術的發(fā)展，列車牽引系統(tǒng)由原來的集中式向分散式發(fā)展，“火車跑得快，全靠車頭帶”在地鐵車輛的牽引系統(tǒng)中已經很少；更多的是采用了分布式動力系統(tǒng)。而目前在地鐵車輛中制動系統(tǒng)采用電制動+空氣制動的電空聯(lián)合制動形式。

2、地鐵車輛制動系統(tǒng)關鍵技術

2.1 電氣制動系統(tǒng)

2.1.1 電氣制動與再生制動系統(tǒng)

在各種形式的制動中，電氣制動是一種較理想的動力制動方式，在制動工況時，將列車運行的機械能轉換為電能，產生制動力，使列車減速或在下坡線路上以一定的限速度運行。車輛進行電氣制動時，首先應該是再生制動，即向供電網反饋電能，是一種使用在電動車輛上的制動技術。再生制動在電力機車、有軌電車、無軌電車及純電動或混合動力汽車上常見。再生制動可以分為第一、能量消耗型，第二、并聯(lián)直流母線吸收型，第三、能量回饋型。

2.1.2 電阻制動

電阻制動又稱動態(tài)制動是鐵路機車的一種制動方式，廣泛應用于電力機車和電傳動柴油機車。再生制動是在電阻制動基礎上進一步發(fā)展而成的制動方式。由于電阻制動的原理是因為轉子有電流流動，所以，制動力與速度成正比。加饋電阻制動正是為了解決這個問題而出現(xiàn)，使機車在慢速下也能進行電阻制動，有效擴大電阻制動的應用范圍。

2.2 空氣制動控制系統(tǒng)

2.2.1 空氣制動控制單元

一般空氣制動控制單元由各種不同功能的電磁閥和氣動閥組成。

2.2.2 電子制動控制單元的主要功能

(1)接收司機控制器或ATO的指令，與牽引控制系統(tǒng)協(xié)調列車的制動和緩解。

(2)將接收到的動力(電氣)制動實際值經EP轉換，將電信號轉換為氣動信號發(fā)送給空氣制動控制單元。

(3)在列車制動過程中始終收集列車所有輪對速度傳感器發(fā)來的速度參數(shù)，對輪對在制動中出現(xiàn)的滑行進行監(jiān)視。

(4)控制供氣系統(tǒng)中空氣壓縮機組的工作周期，監(jiān)視主風缸輸出壓力等參數(shù)。

(5)對列車制動時的各種參數(shù)和故障進行監(jiān)視和記錄。

3、地鐵制動系統(tǒng)故障控制

3.1 制動電子控制單元故障

在地鐵制動系統(tǒng)運行過程中，制動電子控制單元是具有16位單片微機的一類處理器，可以對制動系統(tǒng)運行中的制動閥進行動態(tài)化的回路控制，動態(tài)監(jiān)測制動系統(tǒng)的制動壓力，還能動態(tài)控制動車運行，科學分配拖車制動力，是制動系統(tǒng)的關鍵性組成部件。在故障解決過程中，檢修人員需要根據檢測情況，科學開展檢修工作，嚴格按照相關規(guī)定，全面、客觀檢查制動電子控制單元的印刷電路板單片機芯片，要及時更換已老化，無法修理的芯片。如果發(fā)現(xiàn)制動電子控制單元元件老化，出現(xiàn)控制程序不正確問題，檢修人員一定要及時更換制動電子控制單元電路板。在此基礎上，檢修人員要根據故障問題，科學開展加密試驗檢測工作，借助試驗臺，科學調整、校驗制動電子控制單元數(shù)值，科學解決故障問題，確保制動電子控制單元處于高效運行中。

3.2 防滑故障

在地鐵制動系統(tǒng)運行中，一旦防滑速度傳感器、防滑閥出現(xiàn)故障問題，會引發(fā)一系列問題，地鐵車輛踏面頻繁被擦傷，制動力分配不均等，影響制動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。就防滑速度傳感器來說，如果探頭、車軸軸箱速度齒輪檢測距離將不再規(guī)定范圍內，即0.2—1.5毫米間，速度齒輪出現(xiàn)大量異物，比如，鐵粉，加上日常防滑速度傳感器維修不合理，線纜老化速度加快，將會引發(fā)防滑故障問題。在解決防滑故障過程中，地鐵運營部門要將地鐵制動系統(tǒng)檢修維護工作放在關鍵性位置，要求檢修人員定期全方位仔細清理防滑速度傳感器探頭、齒輪，檢修維修過程中，要多次檢測防滑速度傳感器探頭檢測距離，準確把握墊片運行情況，科學調整墊片數(shù)據。在組裝軸箱過程中，組裝人員要按照組裝要求，合理組裝，組裝結束后，要將探頭、齒輪上的鐵粉、油脂徹底清理掉。此外，檢修人員要借助試驗臺，做好檢測工作，根據試驗數(shù)據，采用適宜的維修方法，科學維修防滑控制閥，情況嚴重的話，要及時更換防滑控制閥。

總之，制動系統(tǒng)作為地鐵車輛行車安全必不可少的一部分，本文分析了地鐵車輛制動系統(tǒng)關鍵技術，以期提供一些借鑒。

[1]吳浩.地鐵車輛電氣牽引及控制系統(tǒng)研究[J].住宅與房地產，2015，(S1)：157.

[2]皮曉龍.地鐵制動系統(tǒng)控制方案分析[J].價值工程，2015，34(19)：222-223.

[3]王超.地鐵車輛制動控制與縱向沖擊[J].洛陽理工學院學報(自然科學版 )，2015，25(02)：56-58.