宗振 馬向波 張燕杰

摘要：在高速動(dòng)車組中基礎(chǔ)制動(dòng)是最重要的組件之一，對(duì)于保證動(dòng)車的安全運(yùn)行發(fā)揮著重要作用。本文主要介紹國內(nèi)外的基礎(chǔ)制動(dòng)技術(shù)的原理和發(fā)展，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：國內(nèi)外;高速動(dòng)車組;基礎(chǔ)制動(dòng)技術(shù)

制動(dòng)系統(tǒng)性能直接影響動(dòng)車組的運(yùn)行安全及乘客的乘車安全，而基礎(chǔ)制動(dòng)是高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)中的最為關(guān)鍵的裝置之一，是高速動(dòng)車組在制動(dòng)系統(tǒng)其他制動(dòng)措施失效情況下的最后一道安全保障。為滿足速度不斷增高的動(dòng)車組制動(dòng)距離要求，世界各國專家學(xué)者對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)方式的新型式進(jìn)行不斷地探索：主要針對(duì)高速動(dòng)車組盤形制動(dòng)裝置的工作原理、組成、選型原則及試驗(yàn)方法進(jìn)行介紹。

1高速動(dòng)車組基礎(chǔ)制動(dòng)裝置基本要求

高速動(dòng)車組由于速度高、制動(dòng)熱負(fù)荷大，對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置提出了更高的要求。對(duì)于高速動(dòng)車組基礎(chǔ)制動(dòng)裝置必須具備如下條件：（1）必須能夠承受緊急制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生巨大制動(dòng)負(fù)荷。在其他制動(dòng)型式失效情況下，基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)作為主要的甚至唯一的安全保障，必須能夠承擔(dān)高速動(dòng)車組巨大的制動(dòng)負(fù)荷，并將巨大的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟⒃诖髿庵?。?）基礎(chǔ)制動(dòng)裝置動(dòng)作必須靈活可靠。高速動(dòng)車組基礎(chǔ)制動(dòng)裝置動(dòng)作靈活及高的可靠性直接關(guān)系到列車的運(yùn)行安全，當(dāng)動(dòng)力制動(dòng)失效時(shí)，盤形制動(dòng)必須保證高速動(dòng)車組能在規(guī)定的制動(dòng)距離內(nèi)停車，以確保行車安全。因此盤形制動(dòng)作為基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的重要組成部分，是高速動(dòng)車組的基本制動(dòng)方式。（3）基礎(chǔ)制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)必須緊湊、制動(dòng)效率高。結(jié)構(gòu)緊湊以滿足高速動(dòng)車組每軸配置多套基礎(chǔ)制動(dòng)單元的需要;盤形制動(dòng)的制動(dòng)效率一般要大于90%，以保證有足夠的制動(dòng)力輸出。（4）基礎(chǔ)制動(dòng)的制動(dòng)摩擦副在各種速度下都必須有良好的摩擦磨損性能及耐磨性，摩擦系數(shù)穩(wěn)定。制動(dòng)盤和閘片有足夠長的使用壽命。（5）基礎(chǔ)制動(dòng)要保證列車在規(guī)定的坡道上安全停放。（6）基礎(chǔ)制動(dòng)要有良好的環(huán)境適應(yīng)性，在低溫、雨雪、風(fēng)沙、潮濕等環(huán)境下能夠長期正常工作。

2國外高速動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)發(fā)展情況

國外高速動(dòng)車組從20世紀(jì)60年代發(fā)展至今，制動(dòng)系統(tǒng)仍采用微機(jī)控制直通式電空制動(dòng)控制系統(tǒng)或自動(dòng)式制動(dòng)控制系統(tǒng)，輔以大功率盤形基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、高性能防滑器、渦流制動(dòng)裝置、磁軌制動(dòng)裝置等，來滿足動(dòng)車組的制動(dòng)要求。制動(dòng)技術(shù)的先進(jìn)性、可靠性、可維護(hù)性等始終是制動(dòng)系統(tǒng)追求的目標(biāo)。從國外軌道車輛制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展情況看，智能控制、集成化、小型化、輕量化和節(jié)能、環(huán)保等己成為制動(dòng)技術(shù)發(fā)展的重要方向。

1.1制動(dòng)控制系統(tǒng)的集成化、小型化和智能控制技術(shù)

近幾年，國外髙速列車、機(jī)車和城軌列車制動(dòng)控制技術(shù)均在向集成化、小型化和智能控制的方向發(fā)展。法維萊公司推出了一種機(jī)電一體化高度集成的制動(dòng)控制單元，采用輕量化、模塊化設(shè)計(jì)理念，尺寸小，重量不到13kg。該制動(dòng)控制單元具備單軸制動(dòng)控制和防滑控制能力，可以適用于車控、架控和軸控多種場(chǎng)合。制動(dòng)控制單元的緊急制動(dòng)安全等級(jí)達(dá)到SIL4，常用制動(dòng)和防滑控制安全等級(jí)達(dá)到SIL2，部件采用長壽命設(shè)計(jì)，大修周期長達(dá)10年。由于采用了大流量排氣閥，制動(dòng)響應(yīng)速度更快。該制動(dòng)控制單元不僅適用于地鐵列車，也可延伸到動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。曾在我國CJ-1型城際動(dòng)車組上運(yùn)用的IRV型集成中繼閥也屬于一種高度集成的制動(dòng)控制產(chǎn)品，該集成中繼閥包括常用制動(dòng)電磁閥、緊急制動(dòng)電磁閥、空重車調(diào)整閥、雙膜板中繼閥等部件，集成了常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)的制動(dòng)缸壓力控制功能以及空重車調(diào)整功能。

1.2基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的輕量化和模塊化

基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的輕量化、小型化、模塊化成為其主要發(fā)展方向?？酥Z爾公司新近推出了一種粗、細(xì)筋相搭配的軸裝制動(dòng)盤，粗筋主要用來承擔(dān)制動(dòng)盤受力，細(xì)筋主要用來增強(qiáng)制動(dòng)盤散熱性，能滿足更大制動(dòng)功率的使用要求。法維萊公司推出的適用于高速列車、機(jī)車、客車和貨車的焊接制動(dòng)盤是一種新型的軸裝制動(dòng)盤，該制動(dòng)盤能完全滿足UIC和EN標(biāo)準(zhǔn)，材料性能優(yōu)異，在一定范圍內(nèi)可以根據(jù)顧客要求靈活設(shè)計(jì)產(chǎn)品的尺寸和使用壽命;雖然散熱筋數(shù)量較少，但能提供很好的散熱性能。該制動(dòng)盤可以根據(jù)不同維護(hù)周期確定制動(dòng)盤厚度，適用于各種尺寸要求，相比原有結(jié)構(gòu)的同樣制動(dòng)盤可減重21%，維護(hù)時(shí)更換的時(shí)間更短且可與既有產(chǎn)品互換。但該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)零件精度和裝配有較高的要求

3我國高速動(dòng)車制動(dòng)技術(shù)發(fā)展方向探討

隨著各種先進(jìn)的控制技術(shù)、新材料技術(shù)等的應(yīng)用，高速動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)水平在不斷提升。制動(dòng)力控制的準(zhǔn)確性和精細(xì)調(diào)節(jié)能力的提髙，為復(fù)合制動(dòng)控制、ATC控制等提供了有利條件，從而保證了不同制動(dòng)方式之間的良好配合以及列車的平穩(wěn)運(yùn)行、精確停車等;制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品向模塊化、高度集成化、小型化方向發(fā)展，使制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系列化、簡化安裝設(shè)計(jì)等更為方便，功能也更為強(qiáng)大;制動(dòng)系統(tǒng)的診斷和監(jiān)控、故障導(dǎo)向安全、冗余設(shè)計(jì)等日益完善，使其可靠性不斷提高，為高速動(dòng)車組的安全運(yùn)營創(chuàng)造了條件。由于在復(fù)合制動(dòng)、適應(yīng)ATC控制等方面，微機(jī)控制直通電空制動(dòng)比自動(dòng)電空制動(dòng)有著明顯的優(yōu)勢(shì)，另外，在實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力的精確控制、提高響應(yīng)性等方面，微機(jī)控制直通制動(dòng)都要優(yōu)于自動(dòng)制動(dòng)方式，所以微機(jī)控制直通電空制動(dòng)技術(shù)在很長一段時(shí)間內(nèi)仍然是高速動(dòng)車組的主流控制技術(shù)。同時(shí)隨著高速動(dòng)車組運(yùn)行速度的提高和制動(dòng)功率的加大，非黏著制動(dòng)將具有較廣闊的運(yùn)用前景。因此，智能控制和智能診斷功能、集成化、小型化、輕量化和節(jié)能環(huán)保等是動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也應(yīng)是我國動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方向

4結(jié)語

隨著我國動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)自主研發(fā)工作的開展，也應(yīng)建立技術(shù)安全體制，明確產(chǎn)品的安全等級(jí)要求，建立產(chǎn)品的全壽命周期管理體系，均衡成本與可靠性需求，充分利用產(chǎn)品的實(shí)際運(yùn)用數(shù)據(jù)，提升可靠性設(shè)計(jì)與驗(yàn)證水平，保障產(chǎn)品的可靠性。

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（作者單位：中車唐山機(jī)車車輛有限公司）