黃維民

摘 要：本文主要分析了地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理，重點(diǎn)介紹了地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)常見的故障及風(fēng)險(xiǎn)性，它不僅能夠使列車在短時(shí)間內(nèi)完成減速或停車，而且還可以確保地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。通過對(duì)地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)故障進(jìn)行分析及研究，以期為地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行提供保障，并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益的最大化。

關(guān)鍵詞：地鐵列車；制動(dòng)系統(tǒng)；故障

1.地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)概述

通常情況下，地鐵列車會(huì)配備兩套制動(dòng)系統(tǒng)，分別是氣制動(dòng)系統(tǒng)（EP制動(dòng)）和電制動(dòng)系統(tǒng)（ED制動(dòng)）。電制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理是在制動(dòng)過程中使驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)，在對(duì)列車動(dòng)能消耗同時(shí)產(chǎn)生電能，隨后將電能傳輸至供電系統(tǒng)。隨著地鐵列車運(yùn)行速度的下降，制動(dòng)效能也會(huì)隨之降低。實(shí)際上，電制動(dòng)系統(tǒng)一般需要與牽引系統(tǒng)結(jié)合在一起進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)首選電制動(dòng)，如果電制動(dòng)無法滿足制動(dòng)要求時(shí)，才會(huì)由氣制動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)充。

氣制動(dòng)系統(tǒng)屬于地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，其能夠在任何情況下施加，以更好的彌補(bǔ)電制動(dòng)系統(tǒng)無法滿足減速或停車制動(dòng)要求。氣制動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)能夠及時(shí)的將制動(dòng)命令傳輸給列車主控制系統(tǒng)，借助氣制動(dòng)控制單元中的微處理器來完成對(duì)地鐵列車的有效控制。圖1描述的是氣制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理圖。

實(shí)際上，氣制動(dòng)系統(tǒng)主要是由主控制系統(tǒng)發(fā)出制動(dòng)指令傳輸至制動(dòng)控制單元，隨后制動(dòng)控制單元就可以將制動(dòng)指令的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槭芸氐臍鈮?，并通過管路傳輸至制動(dòng)執(zhí)行單元，該單元可以把受控的氣壓轉(zhuǎn)化成機(jī)械力，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)摩擦制動(dòng)的效果，而且還可以達(dá)到精確制動(dòng)目的。

2.地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)故障分析及研究

2.1制動(dòng)控制單元故障

（1）可能的嚴(yán)重故障。在地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)中，EP2002閥體故障是制動(dòng)控制系統(tǒng)比較常見的故障，如果EP2002閥無法正常運(yùn)行，將會(huì)導(dǎo)致地鐵列車制動(dòng)效果不理想。

（2）故障風(fēng)險(xiǎn)性。EP2002閥是制動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，其通常是把氣動(dòng)控制單元、電子制動(dòng)控制單元安裝在同一個(gè)箱體內(nèi)，以便對(duì)他們進(jìn)行集中控制。通常情況下，EP2002可以分為網(wǎng)關(guān)閥和智能閥兩種，其中網(wǎng)關(guān)閥主要負(fù)責(zé)與MVB的硬線通訊及信號(hào)通信，而智能閥可以借助CAN總線完成與網(wǎng)關(guān)閥的通信。實(shí)際上，在地鐵列車制動(dòng)過程中，每個(gè)EP2002閥肩負(fù)著防滑控制及各轉(zhuǎn)向架的制動(dòng)。由于緊急制動(dòng)是地鐵列車制動(dòng)的最后一道屏障，因此需要對(duì)其運(yùn)行原理進(jìn)行分析，以便及時(shí)的了解和掌握緊急制動(dòng)失效發(fā)生的概率。圖2描述的地鐵列車緊急制動(dòng)的原理圖。

2.2基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障

（1）可能的嚴(yán)重故障。在地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)中，基礎(chǔ)制動(dòng)裝置常見的故障類型有：制動(dòng)閘片脫落、制動(dòng)夾鉗單元變形、制動(dòng)缸內(nèi)部部件損壞等。其中閘瓦脫落，主要是因?yàn)閵A鉗臂上的閘片鎖扣的鎖緊彈簧頭發(fā)生變形或者閘片托架緊固螺栓出現(xiàn)松脫，導(dǎo)致其壓緊作用失效，最終誘發(fā)動(dòng)閘片掉落，致使摩擦制動(dòng)效果不理想。制動(dòng)夾鉗單元變形主要是因?yàn)樵谕饬ψ饔孟聦?dǎo)致夾鉗臂變形，無法實(shí)現(xiàn)閘瓦對(duì)制動(dòng)盤的有效貼合，影響摩擦制動(dòng)效果。缸內(nèi)部件損壞，主要是因?yàn)橹苿?dòng)缸膜片出現(xiàn)不同程度變形，導(dǎo)致其氣密性失效，由于漏氣問題而使夾鉗臂不能有效工作，進(jìn)而影響氣制動(dòng)效果。

（2）故障風(fēng)險(xiǎn)性。上述所屬制動(dòng)故障大多數(shù)發(fā)生在單個(gè)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置，很少同時(shí)出現(xiàn)在兩個(gè)及多個(gè)制動(dòng)裝置上，他們有可能導(dǎo)致地鐵列車的制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度失效，無法達(dá)到預(yù)期的制動(dòng)效果。

2.3供風(fēng)系統(tǒng)故障

（1）可能的嚴(yán)重故障。地鐵列車制動(dòng)主要是將足夠的氣壓沖入到制動(dòng)缸中實(shí)現(xiàn)的，因此，要想達(dá)到理想的地鐵列車制動(dòng)效果，就需要具備穩(wěn)定的氣壓源，一旦氣壓出現(xiàn)不足現(xiàn)象，將會(huì)引發(fā)氣制動(dòng)失靈，誘發(fā)上述氣壓不足的原因可能是管路或閥體出現(xiàn)泄露，致使空壓機(jī)無法正常工作。

（2）故障風(fēng)險(xiǎn)性。目前，我國大多數(shù)的地鐵列車制動(dòng)均選擇了氣制動(dòng)系統(tǒng)，其一般是借助空壓機(jī)產(chǎn)生氣源后，通過主風(fēng)管與各個(gè)制動(dòng)控制單元進(jìn)行有效的連接，并且每一個(gè)制動(dòng)控制單元將會(huì)對(duì)一個(gè)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行控制。如果管路或EP2002閥體出現(xiàn)泄露現(xiàn)象，此時(shí)各閥體可以對(duì)列車壓力狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋給主控制單元，隨后主控制單元就能夠發(fā)出氣壓低預(yù)警，如果氣壓低于一定的值或低預(yù)警超過一定時(shí)間，則會(huì)誘發(fā)地鐵列車的牽引封鎖，這樣一來即使氣壓不足也可以滿足緊急制動(dòng)要求。同時(shí)，地鐵列車的每節(jié)車廂還配備了輔助制動(dòng)裝置，并安裝了儲(chǔ)氣風(fēng)缸，其可以減緩氣泄露速度，不會(huì)由于氣源不足而誘發(fā)制動(dòng)失靈

3.結(jié)束語

綜上所述，地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)屬于地鐵列車運(yùn)行過程中，不可或缺的一部分，因此在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)其潛在的制動(dòng)控制單元故障、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障、供風(fēng)系統(tǒng)故障等系統(tǒng)故障進(jìn)行分析和研究，并制定針對(duì)性的預(yù)防和解決措施，以更好的發(fā)揮地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)的作用。

參考文獻(xiàn)

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[2]張瑋.試析地鐵列車空氣制動(dòng)系統(tǒng)仿真模型[J].中國機(jī)械，2015，11（8）：114-115.

（作者單位：南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司）