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空氣制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜,但維護性好,對車輛安裝空間充裕的車輛而言,可優(yōu)先考慮使用空氣制動系統(tǒng)。而液壓制動系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、制動裝置小、便于車輛的模塊化設(shè)計及安裝等特點,對安裝空間有限的車輛而言,液壓制動系統(tǒng)是一個不錯的選擇?;诖?,本文對車輛空氣制動與液壓制動系統(tǒng)進行了闡述。
現(xiàn)代城軌車輛的制動系統(tǒng)主要由兩種方式組成:①電制動為主,空氣制動系統(tǒng)為輔;②電制動為主,液壓制動為輔??諝庵苿酉到y(tǒng)主要由空氣壓縮機、制動控制裝置、微機單元、空氣管路、基礎(chǔ)制動裝置等組成。液壓制動系統(tǒng)主要由液壓單元、液壓管路、電子控制單元、制動夾鉗等組成。
空氣制動又稱為機械制動或摩擦制動,是車輛制動方式之一,是以壓縮空氣作為制動原動力,以改變壓縮空氣的壓強來操縱控制車輛的制動??諝庵苿酉到y(tǒng)安裝所需空間大,結(jié)構(gòu)簡單,工作壓力低,維護方便,維護成本較低,適用于地鐵、動車組等車輛。此外,車輛的空氣制動系統(tǒng)由供氣系統(tǒng)、基礎(chǔ)制動裝置、防滑裝置和制動控制單元組成。
1.供氣系統(tǒng)主要由空氣壓縮機、空氣干燥劑、壓力控制裝置和管路組成,供氣系統(tǒng)除了給車輛制動系統(tǒng)供氣外,還向車輛的空氣懸架設(shè)備、車門控制裝置、氣動喇叭、刮水器及車鉤操作氣動控制設(shè)備等需要壓縮空氣的設(shè)備供氣。
2.防滑裝置適用于車輪與鋼軌黏著不良時,對制動力進行控制的裝置。其作用是:防止車輪即將抱死;避免滑動并最佳地利用粘著力,以獲取最短的制動距離。
3.制動控制單元是空氣制動的核心部件,它接受微機制動控制單元(EBCU)的指令,然后再指示制動執(zhí)行部件動作。其組成部分包括模擬轉(zhuǎn)換閥、緊急閥、稱重閥和中繼閥等。這些部件都安裝在一塊鋁合金的氣路板上,實現(xiàn)了集成化,從而避免用管道連接而造成容易泄露和占用空間大等問題。
車輛液壓制動系統(tǒng)包括在動力轉(zhuǎn)向架上的被動式電子液壓制動系統(tǒng),以及拖車轉(zhuǎn)向架上的主動式電子液壓控制系統(tǒng),具有車輛防滑控制和補償負載控制。液壓制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊,系統(tǒng)安裝所需空間小,工作壓力高,需要專業(yè)的維護設(shè)備,且在運營過程需加注液壓油,維護成本高,適用于低地板等輕軌項目。
1.動力轉(zhuǎn)向架。動力轉(zhuǎn)向架液壓單元由被動式液壓單元、被動式彈簧制動夾鉗機構(gòu)、輪式制動盤組成。車輛在運行過程中,被動式液壓單元中的二位二通電磁閥關(guān)閉,使被動式液壓單元與制動夾鉗導通,液壓油流入制動夾鉗內(nèi),使制動夾鉗內(nèi)被動式彈簧受到液壓單元的輸入壓力,從而使制動夾鉗保持張開。而在車輛需要動力轉(zhuǎn)向架施加制動時,被動式液壓單元中的二位二通電磁閥開啟,從而使液壓油直接回流到油箱,制動夾鉗中的被動式彈簧失去輸入壓力,從而使制動夾鉗合攏,夾緊軸式制動盤,產(chǎn)生制動力。動力轉(zhuǎn)向架的液壓制動主要用于車輛的停放制動及安全制動。
2.拖車轉(zhuǎn)向架。拖車轉(zhuǎn)向架液壓單元由制動控制單元(BCU)、主動式液壓單元、主動式彈簧制動夾鉗機構(gòu)、輪式制動盤等部件組成。車輛在運行過程中,主動式液壓單元中的油泵不工作,主動式制動夾鉗無輸入壓力,此時制動夾鉗在主動彈簧作用下保持張開狀態(tài)。而在車輛需要拖車轉(zhuǎn)向架施加制動時,主動式液壓單元中的油泵開始工作,往制動夾鉗單元內(nèi)輸入壓力,使制動夾鉗動作,夾緊制動盤,從而產(chǎn)生制動力。比例電磁閥會根據(jù)制動控制單元發(fā)來的信號對閥的開度進行控制,從而控制制動力。主動式液壓單元為無級式比例單元,可實現(xiàn)對制動力的連續(xù)控制。拖車轉(zhuǎn)向架的液壓制動系統(tǒng)主要用于車輛的常用制動及緊急制動。
為實現(xiàn)車輛制動技術(shù)的國產(chǎn)化,SD型制動機屬國內(nèi)最早的數(shù)字式電氣指令制動系統(tǒng),其制動執(zhí)行的核心裝置為七級膜板式中繼閥。經(jīng)實踐證明,該制動系統(tǒng)完全能滿足車輛的制動要求、運行可靠。
近年來,由鐵道科學研究獨立設(shè)計研發(fā)的國產(chǎn)車輛制動系統(tǒng)以制動控制方式設(shè)計靈活等優(yōu)勢,已在重慶軌道交通6號線、北京地鐵15號線、沈陽地鐵2號線等項目中使用。鐵科院制動系統(tǒng)同樣采用的是由微機控制的模擬式電-空制動系統(tǒng),每輛車配備一套或兩套電空制動控制模塊,內(nèi)設(shè)制動監(jiān)控終端,具有故障診斷與記錄功能,且系統(tǒng)反應(yīng)迅速、操作靈活,能實現(xiàn)電制動與空氣制動混合制動,是以故障導向安全為理念設(shè)計的適合車輛的先進制動系統(tǒng)。
總之,重載、高速已成為當今鐵路貨運、客運發(fā)展的兩個主流方向,列車要跑得起來,更要停得下來,否則列車安全運行無從談起。如何保證重載、高速列車的安全減速、停車,這一重任就需要由列車制動系統(tǒng)來完成,因此,列車制動系統(tǒng)作為軌道交通裝備安全最敏感的器件備受行業(yè)關(guān)注。