張龍　翟鳳宇

摘 要：本文介紹了一種基于103E閥地鐵軌道平臺車空氣制動系統(tǒng)的設計，并對閘瓦壓力進行了驗證，結果符合相關標準。

關鍵詞：空氣制動 103E閥 軌道平臺車

Development of Air Braking System for Metro Rail Platform Car

Zhang Long，Zhai Fengyu

Abstract：This article introduces the design of an air brake system based on 103E valve subway rail platform car， and verifies the brake shoe pressure. The results meet the relevant standards.

Key words：air brake， 103E valve， rail platform car

公司簽訂了地鐵工程車采購合同，包括三種車型軌道平板車、平板吊車、軌道平臺車。三種車型的空氣制動系統(tǒng)略有不同，均采用103E控制閥，本文主要介紹軌道平臺車的制動系統(tǒng)。

1 車輛結構

1.1 車輛基本結構

軌道平臺車由底架組成、鉤緩組成、風制動裝置、手制動裝置等組成，底架長寬為13000mm×2560mm，車輛定距9200mm，最高時速80km/h，自重23噸，載重30噸。

1.2 設計依據(jù)

設計時，閘瓦摩擦力不得大于輪軌間的粘著力，以避免制動后閘瓦抱死車輪在鋼軌上滑行;其次考慮緊急制動時的制動距離不超過規(guī)定的制動距離[1]。軌道平臺車設計要求為：列車以80km/h的速度施行緊急制動時制動距離不超過400m且不發(fā)生滑行。

1.3 驗證依據(jù)

目前，貨車定型之前都未開展列車緊急制動距離試驗，但需要依據(jù)鐵路貨車靜態(tài)閘瓦壓力試驗技術條件進行靜態(tài)閘瓦壓力試驗[2]。在已開行定型的各種新編組列車前，均需進行驗證試驗，歷次驗證試驗中，緊急制動距離試驗結果均符合相關規(guī)定[3]。因此，通過檢查制動率（單位車重的閘瓦壓力）可以驗證列車能否在規(guī)定的緊急制動距離內停車，無需再進行制動距離試驗。

2 設計參數(shù)的確定

2.1 已知設計參數(shù)

轉向架為斜立中拉桿式的結構，杠桿在車體的一位側傾斜，轉向架采用帶利諾爾減震器的焊接構架式轉向架，自重3.6噸，單側閘瓦制動，采用低摩合成閘，制動倍率為6.7，如圖1所示。

平臺車采用用戶要求的103E型貨車空氣分配閥，60L副風缸、11L工作風缸、10寸制動缸，空車制動缸壓力為190kpa，重車制動缸壓為360kpa。

2.2 制動裝置的設計輸入

制動裝置的設計輸入?yún)?shù)匯總如表1：

2.3 制動裝置的設計

假設車輛為勻減速制動，根據(jù)牽規(guī)[1]中的要求：

（1）

式中：

k——車輛每塊閘瓦的實算閘瓦壓力（kN）

nk——全車閘瓦數(shù)量（8）

pk——制動缸空氣壓力（Kpa）

dk——制動缸直徑（d=254mm）

η——基礎制動裝置計算傳動效率

Υ——車輛制動倍率

車輛制動率θ=≤ （2）

式中：

Σk——全車閘瓦總壓力（kN）

Q——車輛重量（自重+載重）（kN）

μb——輪軌粘著系數(shù)

——閘瓦磨擦系數(shù)

新型低摩合成閘瓦瞬時摩擦系數(shù)

=0.25×·+0.0006（100—V0）

濕軌粘著系數(shù)μb

μb=0.0405+13.55/（V+120） （4）

貨車運行基本阻力ω0″：

重車工況：

ω0″=0.92+0.0048V+0.0001251V2 （5）

空車工況：

ω0″=2.23+0.0053V+0.000675V2 （6）

式中：

V——車輛制動過程中不斷變化著的速度（km/h）

緊急制動距離計算公式：

Sb=Sk+Se（7）

Sk=（8）

Se=Σ（9）

式中：

Se——有效制動距離（m）

Sb——實際制動距離（m）

Sk——空走距離（m）

V0——制動初速（km/h）

tk——空走時間（s）

ω0d——列車單位基本阻力（kg/T），對單個車輛取ω0d=ω0″

ij——制動地點的加算坡度值，平直道ij=0

tk=（1.6+0.065n）（1-0.028ij）（10）

式中：

n——列車編組輛數(shù)，取n=2

單輛：tk=1.73（s）

空車工況：

總的制動有效距離Se=ΣΔS=287.43m

tk=（1.6+0.065n）（1-0.028ij）=1.6+0.065x60=5.5

制動距離Sz=Sk+Se=90x5.5/3.6+387.43 =324.93<400m。

重車工況：

總的制動有效距離Se=ΣΔS=281.02m

tk=（1.6+0.065n）（1-0.028ij）=1.6+0.065x20=2.9

制動距離Sz=Sk+Se=90x5.5/3.6+481.02

=345.46<400m。

空車工況：θ=0.237<μb/=0.411

由計算結果可知，空車、重車均該制動系統(tǒng)均滿足緊急制動距離的要求。

3 閘瓦壓力試驗驗證

車輛落成后，為檢查靜態(tài)閘瓦壓力驗證車輛制動率是否滿足在規(guī)定緊急制動距離內停車的要求進行了閘瓦壓力試驗。試驗按照鐵路貨車壓力試驗技術條件進行，重車位時實測制動缸壓力為369kp，空車時實測制動缸壓力為189kpa，表2為閘瓦試驗結果。

根據(jù)計算結果可知，空車時單塊閘瓦壓力與全車閘瓦壓力的平均值偏差在0.1%-11.2%之間，重車時單塊閘瓦壓力與全車閘瓦壓力的平均值偏差在0.1%-14.5%之間，只有2位閘誤差偏大，符合靜態(tài)閘瓦壓力試驗技術條件中關于閘瓦壓力偏差“通用貨車應不大于±%12.5，允許有一塊閘瓦壓力值超過該值”的規(guī)定[2]。

該空氣制動系統(tǒng)實測閘瓦壓均值空車誤差為1.2%，重車為2.5%，考慮是重車位傳動效率（0.9）的選取過大所致，傳動效率應考慮車輛運行狀態(tài)較靜止狀態(tài)有所提高選取合理的數(shù)值[5]，計算時重車工況取0.85，誤差為1.2%，較為合理。通過分析試驗結果證明該空氣制動系統(tǒng)的設計方案是可行的，該車已經(jīng)投入運營，運用狀態(tài)良好。

參考文獻：

[1]TB/T1407-1998，列車牽引計算規(guī)程[S].

[2]TJ/CL076-2004，《鐵路貨車靜態(tài)閘瓦壓力試驗技術（試行）》[S].

[3]高俊莉，雷青平，劉春雨，解讀GB/T5600-2018《鐵道貨車通用技術條件》鐵道技術監(jiān)督[M].2018.47（10）：5-10.

[4]TB/T1492-2017，鐵道車輛制動機單車試驗[S].

[5]運裝貨車[2006]179號70t級鐵路貨車制動裝置技術條件.