杜乾

摘 要：本文分析了目前地鐵運(yùn)行過(guò)程中調(diào)車(chē)方式存在的一些問(wèn)題，簡(jiǎn)要介紹了調(diào)車(chē)過(guò)程中內(nèi)燃機(jī)車(chē)和地鐵車(chē)輛的空氣制動(dòng)控制方式。通過(guò)在地鐵車(chē)輛上增加一根列車(chē)管，并利用地鐵車(chē)輛的回送模式，可以在內(nèi)燃機(jī)車(chē)對(duì)地鐵車(chē)輛的牽引過(guò)程中，使內(nèi)燃機(jī)車(chē)能有效的操縱地鐵車(chē)輛的制動(dòng)，提高調(diào)車(chē)過(guò)程的可操控性、安全性及調(diào)車(chē)效率。

關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)輛;內(nèi)燃機(jī)車(chē);調(diào)車(chē);制動(dòng)

近些年來(lái)，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，人口越來(lái)越多的集中到大城市里，如北上廣深等一線城市。再加上人均汽車(chē)擁有量也在不斷增加，導(dǎo)致大城市的交通壓力越來(lái)越大，大城市內(nèi)堵車(chē)問(wèn)題也越來(lái)越成為城市管理的一個(gè)難關(guān)。越來(lái)越擁堵的交通在極大程度上影響了人們的日常出行和城市的運(yùn)作效率。地鐵的修建有利于地面交通壓力的減緩，為人們的出行帶來(lái)很多便利，大幅度提高了大城市居民的生活質(zhì)量和城市的運(yùn)作效率。雖然地鐵技術(shù)越來(lái)越完善，很多技術(shù)難題可以完美解決，但是就目前來(lái)看，地鐵車(chē)輛在調(diào)車(chē)方面的制動(dòng)過(guò)程仍然有很多技術(shù)難點(diǎn)需要突破。本文分析了調(diào)車(chē)時(shí)列車(chē)的制動(dòng)問(wèn)題及相關(guān)技術(shù)瓶頸，并提出一定的解決方案。

1 地鐵調(diào)車(chē)方式及瓶頸分析

在整列車(chē)運(yùn)行時(shí)，地鐵車(chē)輛的動(dòng)力系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)故障，此時(shí)地鐵車(chē)輛沒(méi)有辦法依靠自身的動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行。因此，地鐵車(chē)輛需要一個(gè)內(nèi)燃機(jī)車(chē)對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在地鐵車(chē)庫(kù)內(nèi)，地鐵機(jī)車(chē)也通常通過(guò)內(nèi)燃機(jī)車(chē)進(jìn)行調(diào)車(chē)，其調(diào)速和制動(dòng)僅僅通過(guò)內(nèi)燃機(jī)車(chē)來(lái)進(jìn)行。由于在地鐵系統(tǒng)中，地鐵車(chē)輛和內(nèi)燃機(jī)車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行連接。因此在制動(dòng)過(guò)程中，地鐵車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)并沒(méi)有得到有效地利用。對(duì)整列車(chē)來(lái)說(shuō)，在調(diào)車(chē)時(shí)容易出現(xiàn)制動(dòng)力不足的情況，此時(shí)整列車(chē)的制動(dòng)距離就會(huì)過(guò)長(zhǎng)，容易發(fā)生交通事故。因此內(nèi)燃機(jī)車(chē)的驅(qū)動(dòng)速度會(huì)受到制動(dòng)力的限制，從而極大的降低了調(diào)車(chē)的效率。[1]因此，機(jī)車(chē)必須要提供很大的制動(dòng)力，降低地鐵車(chē)輛的制動(dòng)距離。但如果制動(dòng)力過(guò)大，就會(huì)增加車(chē)輛與軌道的摩擦，使車(chē)輛的磨損更加嚴(yán)重，降低車(chē)輛的使用壽命。在實(shí)際操作中，雖然可以采用將兩輛車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)串聯(lián)起來(lái)，但依舊不能解決上述矛盾。為了保證內(nèi)燃機(jī)車(chē)能夠更安全有效的完成調(diào)車(chē)工作，需要對(duì)內(nèi)燃機(jī)車(chē)的牽引技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)，還可以將內(nèi)燃車(chē)輛的狀態(tài)通過(guò)某種信號(hào)發(fā)送到地鐵車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)，充分利用地鐵車(chē)輛的制動(dòng)力，從根本上解決地鐵制動(dòng)技術(shù)的瓶頸。

2 制動(dòng)方案的討論與分析

2.1內(nèi)燃機(jī)車(chē)的制動(dòng)方式

一般來(lái)講，內(nèi)燃機(jī)車(chē)通過(guò)控制機(jī)車(chē)上列車(chē)管的氣壓大小來(lái)給機(jī)車(chē)提供相應(yīng)的制動(dòng)力。傳統(tǒng)的制動(dòng)方式的特點(diǎn)如下：制動(dòng)力隨著列車(chē)管的內(nèi)部氣壓的變化而變化，并通過(guò)列車(chē)管來(lái)傳輸制動(dòng)信號(hào)。機(jī)車(chē)定壓0.50 MPA時(shí)，有效減壓量的極限為0.14 MPA;定壓0.60 MPA時(shí)，最大減壓量為 0.17 MPA。信號(hào)在空氣中的傳播速度有限，會(huì)影響到制動(dòng)信號(hào)的傳遞。因此制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展遇到了瓶頸。

2.2 地鐵車(chē)輛的制動(dòng)方式

地鐵車(chē)輛采用直通電空制動(dòng)機(jī)提供制動(dòng)力，[2]如克諾爾公司的 EP2002 系統(tǒng)。地鐵車(chē)輛通過(guò)微處理器計(jì)算所需制動(dòng)力，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或硬線傳輸信號(hào)。在不同工作情況下，制動(dòng)系統(tǒng)采用不同的工作模式。制動(dòng)系統(tǒng)主要通過(guò)以下幾種模式對(duì)地鐵車(chē)輛進(jìn)行制動(dòng)：

（1）正常模式：當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)和控制網(wǎng)絡(luò)正常工作時(shí)，地鐵車(chē)輛保持正常模式，通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行制動(dòng)。[3]

（2）備用模式：當(dāng)車(chē)輛的控制網(wǎng)絡(luò)無(wú)法運(yùn)行時(shí)，則變?yōu)閭溆媚Ｊ?。此時(shí)，車(chē)輛的制動(dòng)指令傳輸方式由網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)為硬線。

（3）回送模式：當(dāng)車(chē)輛剛剛生產(chǎn)調(diào)試完畢，從工廠運(yùn)往地鐵車(chē)庫(kù)時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)將地鐵轉(zhuǎn)換為回送模式。在這種模式下，制動(dòng)閥可根據(jù)列車(chē)管壓力的變化，來(lái)提供相應(yīng)的制動(dòng)力對(duì)車(chē)輛進(jìn)行制動(dòng)。目前來(lái)看，地鐵車(chē)輛大多會(huì)臨時(shí)增加一條管路和列車(chē)管相互連接。通過(guò)對(duì)列車(chē)管定壓的輸入，網(wǎng)關(guān)閥可以確定列車(chē)管的減壓量，并發(fā)送模擬信號(hào)，控制制動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)閥通過(guò)信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)將制動(dòng)信號(hào)傳輸給整列車(chē)其他的閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)和地鐵車(chē)輛的同時(shí)制動(dòng)。在電氣接口方面，當(dāng)定壓為6 BAR時(shí)，傳輸信號(hào)為高電位;若定壓為5 BAR，則硬件信號(hào)傳輸?shù)碗娖?。警惕繼電器或總風(fēng)壓力開(kāi)關(guān)突然斷開(kāi)時(shí)，只能讓回路得電來(lái)緩解緊急制動(dòng)。

2.3 改進(jìn)調(diào)車(chē)制動(dòng)方案

在回送模式下，很多類型的制動(dòng)系統(tǒng)都可以檢測(cè)列車(chē)管的氣壓變化，接受制動(dòng)控制信號(hào)，使制動(dòng)閥能夠?yàn)榈罔F提供定量的制動(dòng)力來(lái)進(jìn)行制動(dòng)。這種功能可以有效的在調(diào)車(chē)過(guò)程中對(duì)地鐵進(jìn)行制動(dòng)，從而提高調(diào)車(chē)效率。與此同時(shí)，由于地鐵車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)得到充分利用，整列車(chē)就能在增加制動(dòng)力的同時(shí)減少磨損，進(jìn)而使調(diào)車(chē)過(guò)程更加安全可靠，同時(shí)提高調(diào)車(chē)效率。

因此，本文建議在地鐵車(chē)輛上增加一根列車(chē)管，讓兩根列車(chē)管同時(shí)提供氣壓，參與車(chē)輛的制動(dòng)過(guò)程。在地鐵車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)不出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，增加的列車(chē)管處于閑置狀態(tài)。在內(nèi)燃機(jī)車(chē)牽引地鐵車(chē)輛時(shí)，額外的列車(chē)管與內(nèi)燃機(jī)車(chē)的列車(chē)管相連，使內(nèi)燃機(jī)車(chē)的制動(dòng)控制信號(hào)能夠傳輸?shù)降罔F車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)中，使兩輛車(chē)同時(shí)提供制動(dòng)力，更安全有效的對(duì)整列車(chē)進(jìn)行制動(dòng)。同時(shí)，這種方式還可以對(duì)其它附屬用風(fēng)進(jìn)行供給。當(dāng)?shù)诙熊?chē)管使用時(shí)中，地鐵車(chē)輛的回送模式處于激活狀態(tài)?？傦L(fēng)進(jìn)入各個(gè)車(chē)段的總風(fēng)缸后，為控制信號(hào)提供有效地傳輸，使氣壓的變化能夠及時(shí)輸入到地鐵車(chē)輛的檢測(cè)系統(tǒng)中。內(nèi)燃機(jī)車(chē)的列車(chē)管和地鐵車(chē)輛新增加的列車(chē)管通過(guò)車(chē)端連接器相連，使機(jī)車(chē)的制動(dòng)信號(hào)能夠同時(shí)傳輸?shù)降罔F車(chē)輛的控制系統(tǒng)中，使兩車(chē)能夠同時(shí)制動(dòng)。該列車(chē)管跟每個(gè)列車(chē)單元的主、輔網(wǎng)關(guān)閥相連。機(jī)車(chē)列車(chē)管的制動(dòng)信號(hào)可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)閥口傳送給網(wǎng)關(guān)閥，車(chē)輛的控制系統(tǒng)檢測(cè)控制信號(hào)，控制本單元車(chē)輛的制動(dòng)與緩解。只要地鐵的制動(dòng)系統(tǒng)不出現(xiàn)故障，每個(gè)車(chē)組的網(wǎng)關(guān)閥都能正常工作，就可以通過(guò)新增的列車(chē)管提高調(diào)車(chē)過(guò)程中的制動(dòng)效率。

3 結(jié)語(yǔ)

從前面的分析中可以得知，在地鐵車(chē)輛上增加一根列車(chē)管，就可以在調(diào)車(chē)過(guò)程中利用地鐵車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)，與內(nèi)燃機(jī)車(chē)進(jìn)行同步制動(dòng)。地鐵車(chē)輛的回送模式不僅在列車(chē)回送時(shí)進(jìn)行有效制動(dòng)，在列車(chē)的后續(xù)工作中也能有效制動(dòng)。通過(guò)這種方式可以提高調(diào)車(chē)過(guò)程的效率，增加調(diào)車(chē)過(guò)程的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[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.