馬成杰

摘 要： 地鐵由于快捷、準(zhǔn)時(shí)、載量大等優(yōu)勢，是當(dāng)前人們生活工作出行的首選交通工具。同時(shí)安全問題最受人們關(guān)注的主要問題之一。地鐵制動(dòng)系統(tǒng)涉及到行車安全，因此，本文對地鐵制動(dòng)系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)、故障等問題進(jìn)行分析，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞： 地鐵車輛; 制動(dòng)系統(tǒng); 關(guān)鍵技術(shù)分析

一、地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)概念

地鐵車輛的制動(dòng)系統(tǒng)的作用是讓列車快速、平穩(wěn)地制動(dòng)，同時(shí)也是一套完整的系統(tǒng)設(shè)備。剎車的意義在于減速，控制地鐵車輛的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)，這些都需要人工組織，不是地鐵本身能做到的。目前，我國地鐵發(fā)展迅速，已日趨成熟，國內(nèi)已經(jīng)制造了許多制動(dòng)系統(tǒng)。我們自己的制動(dòng)系統(tǒng)可以分為電子制動(dòng)控制單元和空氣制動(dòng)控制單元。電子制動(dòng)控制單元是由計(jì)算機(jī)控制的，而空氣制動(dòng)則相對復(fù)雜，主要由電控轉(zhuǎn)換閥、繼閥等組成，和電子制動(dòng)有所不同。兩種制動(dòng)可簡稱為電制動(dòng)和氣制動(dòng)。

二、兩種制動(dòng)方式制動(dòng)力簡要分析

地鐵正常運(yùn)行時(shí)，采用行車制動(dòng)器制動(dòng)。第一種使用方法是電剎車。當(dāng)這種方式的動(dòng)力不足時(shí)，車輛會(huì)以空氣制動(dòng)作為輔助方式進(jìn)行。當(dāng)?shù)罔F車輛在不運(yùn)行的狀態(tài)下，其電制動(dòng)則很難發(fā)揮其作用，也就是不能及時(shí)施加制動(dòng)，此時(shí)，需要空氣制動(dòng)，使列車更安全地停車。兩種電制動(dòng)方式的區(qū)別在于何時(shí)需要?dú)庵苿?dòng)方式。當(dāng)列車停穩(wěn)后，再生制動(dòng)需要空氣制動(dòng)的介入，也就是說，空氣制動(dòng)雖然效果不是很好，但能及時(shí)發(fā)揮其作用，形成一種安全可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)車輛速度為O時(shí)，氣制動(dòng)就會(huì)介入，這比再生制動(dòng)早，一般為6km/h，這意味著同樣的電制動(dòng)，再生制動(dòng)的制動(dòng)力會(huì)更強(qiáng)。

電制動(dòng)與氣制動(dòng)的轉(zhuǎn)換體現(xiàn)了地鐵電空轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，因?yàn)殡娭苿?dòng)不可能在任何情況下都能及時(shí)施加，因此，為滿足車輛制動(dòng)需求，需要補(bǔ)充足夠的空氣制動(dòng)，空氣制動(dòng)的補(bǔ)充不是憑空決定的，而是要遵循一定的原則和時(shí)機(jī)。首先是平均磨損。這一原理意味著施加在每個(gè)軸上的氣制動(dòng)力是相同的。其次，平均制動(dòng)力。按照平均的磨損原則，對每個(gè)軸的制動(dòng)均衡，當(dāng)電制動(dòng)失效時(shí)，按該原則實(shí)現(xiàn)正常制動(dòng)作業(yè)，讓車輛安全平穩(wěn)停車。

三、地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)

（一）地鐵由于站與站之間的距離偏短，列車的頻繁制動(dòng)距離也相對短很多，而且車輛速度較快，由此可見，制動(dòng)系統(tǒng)的頻繁使用，需要具備準(zhǔn)確、制動(dòng)力大及準(zhǔn)確等特征。

（二）地鐵客流量浮動(dòng)很大，車輛本身自重就重，再加上載量大的情況下，制動(dòng)系統(tǒng)的頻繁使用，導(dǎo)致減速、車輪打滑、縱向沖擊等現(xiàn)象。因此，制動(dòng)系統(tǒng)具備應(yīng)對各種客流量的制動(dòng)性能。

四、地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

（一） 閘瓦材料的選擇

閘瓦地鐵車輛制動(dòng)的重要材料及設(shè)備，制動(dòng)效果的重要組成部分。閘瓦實(shí)際上是制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)塊，是制動(dòng)時(shí)的磨損產(chǎn)物，因此在選擇閘瓦時(shí)，不僅要保證質(zhì)量，還需根據(jù)不同的車輛采取不同的制動(dòng)材料。閘瓦材料主要分為高磷鑄鐵和合成材料。高磷鑄鐵的磷含量較高，比較耐磨，在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的火花較少，但同時(shí)也比較容易損壞，相對而言，使用此種材料更安全可靠。當(dāng)耐磨性及強(qiáng)度達(dá)到平衡時(shí)，采取閘瓦上補(bǔ)鋼的方式 ，利用石墨、樹脂等材料合成，應(yīng)用熱壓工藝，顯得更為方便與先進(jìn)。

（二）制動(dòng)執(zhí)行裝置車輪熱處理工藝

車輪作為鐵路最重要的部件之一，與閘瓦和軌道有很大的摩擦，其熱處理狀態(tài)直接影響車輪的壽命和穩(wěn)定性。地鐵車輛專用輪的熱處理硬度高于鐵路客車專用輪。繼續(xù)采取鐵路車輪的熱處理工藝是無法滿足地鐵車輛的運(yùn)行要求。有必要對熱處理工藝進(jìn)行調(diào)整。首先選取少量地鐵車輪，采用鐵路車輪熱處理工藝進(jìn)行試處理。淬火比熱處理溫度885rim，回火3h比熱處理溫度390～410。相關(guān)驗(yàn)證結(jié)果表明，車輪硬度相對鐵路車輪是足夠的，但對地鐵車輛車輪而言，輪緣全斷面靠近輪緣側(cè)的硬度較低，踏面以下的硬度較高。為此，結(jié)合地鐵車輛車輪的硬度要求，通過調(diào)整淬火工作臺(tái)噴水噴嘴的角度和高度，改變淬火水流量和噴水角度，對車輪硬度進(jìn)行了再次測試。結(jié)果表明，輪緣側(cè)附近的硬度值有較大幅度的提高，與踏面下硬度監(jiān)測點(diǎn)的差值也明顯減小，說明通過調(diào)整淬火水噴淋的位置和方向來提高輪緣側(cè)的硬度是可行的。

（三）進(jìn)一步提升和維護(hù)

目前的制動(dòng)系統(tǒng)有所進(jìn)步，采用了更先進(jìn)的制動(dòng)系統(tǒng)，從而達(dá)到了更均衡、更合適的制動(dòng)體驗(yàn)。例如，作為主流模塊化設(shè)計(jì)的車控制動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)備少、維修方便、成本低、操作方便。再比如架控式制動(dòng)系統(tǒng)，其標(biāo)準(zhǔn)性、集成度高、接口設(shè)計(jì)比較合理，減少了防滑排氣閥等部件，維修時(shí)間更短。但是如果出現(xiàn)問題，其維護(hù)時(shí)間較長，因此日常需要維護(hù)保養(yǎng)好。

五、地鐵制動(dòng)系統(tǒng)故障控制

（一）制動(dòng)電子控制單元故障

地鐵制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，制動(dòng)電子控制單元是一種采用16位單片機(jī)的處理器，在制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中對制動(dòng)閥電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。它不僅可以控制制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)壓力，還可以動(dòng)態(tài)地控制車輛的行駛，科學(xué)地分配拖車的制動(dòng)力。它是制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在排除故障的過程中，維修人員需要根據(jù)檢測情況進(jìn)行科學(xué)的維修工作，全面客觀的檢測制動(dòng)系統(tǒng)的單片機(jī)芯片，一些部件存在老化現(xiàn)象，導(dǎo)致控制程序不正確，維護(hù)人員需要第一時(shí)間更換老化的單片機(jī)芯片及其單元電路板，在這個(gè)基礎(chǔ)上對故障問題加強(qiáng)關(guān)注及檢測。借助測試臺(tái)科學(xué)地調(diào)整和校驗(yàn)制動(dòng)電控單元的數(shù)值，科學(xué)地解決故障問題，并確保制動(dòng)電子控制單元有效工作。

（二）防滑故障

地鐵車輛運(yùn)行中，如果防滑速度傳感器和防滑閥出現(xiàn)故障，則會(huì)引發(fā)一系列的故障問題。車輛踏面的磨損及制動(dòng)力不均勻，對車輛行車安全運(yùn)行造成影響。 防滑技術(shù)中如探頭與軸箱速度檔的探測距離過遠(yuǎn)，不在規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，其速度檔則會(huì)出現(xiàn)大量的鐵粉異物。因此，需要加強(qiáng)防滑速度傳感器的日常維護(hù)。

在解決防滑故障的過程中，地鐵運(yùn)營部門應(yīng)把地鐵制動(dòng)系統(tǒng)的維修保養(yǎng)工作放在重點(diǎn)位置，并要求維修人員定期、全面地對防滑速度傳感器探頭和齒輪進(jìn)行清洗。在維修保養(yǎng)過程中，要多次檢測防滑車速傳感器探頭的檢測距離，準(zhǔn)確掌握墊片的操作情況，科學(xué)調(diào)整墊片數(shù)據(jù)。軸箱裝配過程中，裝配人員應(yīng)按裝配要求合理裝配。裝配后，應(yīng)徹底清除探頭和齒輪上的鐵粉和油脂。另外，維修人員要借根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采取適當(dāng)?shù)木S修方法，對防滑控制閥進(jìn)行科學(xué)的維修。如果情況嚴(yán)重，應(yīng)及時(shí)更換防滑控制閥。

結(jié)語

綜上所述，地鐵運(yùn)維部門需要高度關(guān)注車輛制動(dòng)系統(tǒng)，對發(fā)生的故障全面客觀分析，采取有效的解決對策，從而提升地鐵車輛運(yùn)行的安全可靠性，保證運(yùn)營效率及質(zhì)量。

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