刍议地铁车辆的制动系统

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【摘要】随着我国经济的高速发展，城市建设规模也越来越快、占地面积越来越大;在这种情况下，地铁交通方式已成为一种必然的趋势，地铁建设越来越普遍。所以，如何保证地铁车辆的制动已成为关系到人们的人身安全与财产安全的关键所在。本文就是基于此基础上研究了地铁车辆的制动系统，希望在实际应用中起到一定的作用。

【关键词】地铁;制动系统;车辆

一、制动系统概念和地体车辆制动系统的特点

（一）制动系统概念

在日常生活中，制动系统对运输安全起着非常重要作用，任何的运输工具都离不开它。那么，制动系统究竟是什么呢？制动就是指人为地对列车产生减速控制力的大小，从而操控列车减速、阻止加速的过程。对于城市交通车辆，使运行着的电动车组迅速减速或停车，对它必须实施制动;电动车组在下坡道路运行过程中由于电动车组的重力作用导致电动车组迅速增加，也必须要对它实施制动;同时停放的车辆为了避免因为重力作用或风力吹动而被溜走，也需要对它实施停放制动。

（二）地铁车辆制动系统的特点

（1）地铁站间距离较短，这是由于站间距离短，列车调速、停车比较频繁，为了提高车辆运行速度，这就使列车制动距离短、列车在启动上速度一定要快。由此可以看出，地铁车辆的制动系统具有的特点有停车平稳、准确、操纵灵活、迅速和制动力大等

（2）地铁列车乘客量波动大。空车时地铁车辆自重相对来说比较轻，但是，乘客量对车辆总重有很大影响，这样易引起制动率变比。制动率变化大，对列车制动时要减速度、防止车轮滑行和减小车辆纵向冲动都是不利影响。所以说，制动系统应有各种乘客量的情况下，使车辆制动率恒定性能。

二、地铁车辆制动系统组成部分

地铁车辆制动控制部分包括电子制动控制系统（EBCU）、电-空制动控制单元（BCU）、辅助控制单元和防滑控制等。

（1）电子制动控制系统（EBCU）

电子制动控制单元适合每辆车，用于整个空气制动系统和WSP电子控制。EBCU使用多芯插头实现电气连接、安装和拆卸方便，没有气动连接。

（2）电-空制动控制单元

电-空制动控制单元（BCU）包括模拟转换器、紧急制动电磁阀、中继阀、限压阀等控制元件，这些部件安装在铝合金的气路板上，在气路板上装置一些测试接口。所以说，要测量各个控制压力和制动缸压力，在这块气路板上测试就可以。这样，整个气路板安装、调试、检修都非常方便。

（3）辅助控制单元

辅助控制单元的组成部分主要有截断塞门、单向阀、双向阀、停放制动脉冲阀、常用制动压力开关、停放制动压力开关和截断塞门。

三、地铁制动系统研究

地铁制动系统通常可以分为电气制动系统和空气制动系统两大类，现将其分析如下：

（一）电气制动系统

1.电气制动与再生制动系统

在各种形式的制动中，电气制动是一种较理想的动力制动方式，在制动工况时，将列车运行的机械能转换为电能，产生制动力，使列车减速或在下坡线路上以一定的限速度运行。车辆进行电气制动时，首先应该是再生制动，即向供电网反馈电能，是一种使用在电动车辆上的制动技术。再生制动在电力机车、有轨电车、无轨电车及纯电动或混合动力汽车上常见。再生制动可以分为第一、能量消耗型，第二、并联直流母线吸收型，第三、能量回馈型。

2.电阻制动

电阻制动又称动态制动是铁路机车的一种制动方式，广泛应用于电力机车和电传动柴油机车。再生制动是在电阻制动基础上进一步发展而成的制动方式。由于电阻制动的原理是因为转子有电流流动，所以，制动力与速度成正比。加馈电阻制动正是为了解决这个问题而出现，使机车在慢速下也能进行电阻制动，有效扩大电阻制动的应用范围。

（二）空气制动系统

1.供风、制动系统的主要参数

（1）制动减速度

①常用制动瞬时最大减速度是1.10m/S?

②紧急制动和快速制动瞬时最大减速度是1.40m/S?

（2）冲击率是：0.75 m/S?

（3）制动压力参数

常用制动 pC 快速制动pC 紧急制动pC

Tc（拖车） 1.35 1.88 2.6

Mc（动车） 1.59 2.22 3.0

（4）系统中压缩空气的相对湿度≤35%。

图1

2.供风和制动系统的工作原理

（1）供风和制动系统工作原理图解（如图1所示）

①供风系统整合成供风模块安装在C车上，向主风缸供风并通过主风管（MRE）等设备与其它车相连。

②EBCU和BCU控制整个制动系统。EBCU接收到制动请求、电制动反馈、载荷压力等电信号，通过调试计算得出制动力值，然后传送信号给BCU，BCU把电信号转换成压力信号。

③列车单独具备“得电缓解/失电施加”的紧急制动回路。

④每轴上安装两套踏面制动单元，其中一套带有停放制动缸。

（三）制动控制系统

制动控制系统是空气制动系统的核心，它将指令与各种信号进行计算，得出列车所需的制动力，再向动力制动系统和空气制动系统发出制动信号。空气制动系统将制动控制系统发来的制动力信号经流量放大后使执行部件产生相应的制动力。这就是制动控制系统的主要功能。

制动控制系统主要由空气制动控制单元（BCU）、电子制动控制单元（EBCU）和电气指令单元等组成。

1.空气制动控制单元

一般空气制动控制单元由各种不同功能的电磁阀和气动阀组成。

2.电子制动控制单元的主要功能

（1）接收司机控制器或ATO的指令，与牵引控制系统协调列车的制动和缓解。

（2）将接收到的动力（电气）制动实际值经EP转换，将电信号转换为气动信号发送给空气制动控制单元。

（3）在列车制动过程中始终收集列车所有轮对速度传感器发来的速度参数，对轮对在制动中出现的滑行进行监视。

（4）控制供气系统中空气压缩机组的工作周期，监视主风缸输出压力等参数。

（5）对列车制动时的各种参数和故障进行监视和记录。

3.空气制动控制单元

空气制动控制单元主要包括：

（1）数字式电气指令制动控制系统。

（2）模拟式电气指令制动控制系统。

参考文献

[1]左继红.城轨车辆制动系统的原理分析，2013.

[2]杨峰.地铁车辆制动系统浅析，2009.