李洪曉, 孫培文, 郝潤(rùn)之, 賈一君, 朱愛(ài)華

(1.北京建筑大學(xué) 機(jī)電與車輛工程學(xué)院， 北京 100044；2.北京建筑大學(xué) 城市軌道交通車輛服役性能保障北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100044；3.漢唐技術(shù)有限公司， 浙江 杭州 310003)

隨著現(xiàn)代化城市的快速發(fā)展，地鐵成為人們必不可少的出行工具。為人們提供方便的同時(shí)，地鐵車輛短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行頻繁制動(dòng)所產(chǎn)生的熱負(fù)荷對(duì)車輪造成了嚴(yán)重的損傷，作為地鐵車輛走行部的關(guān)鍵構(gòu)件，保證車輪的運(yùn)行性能尤為重要。

針對(duì)車輪制動(dòng)熱負(fù)荷，研究人員從理論、仿真、試驗(yàn)等方面進(jìn)行了大量的研究。郭奇宗[1]通過(guò)分析某型高速動(dòng)車組緊急制動(dòng)工況的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，針對(duì)該型動(dòng)車組制動(dòng)盤比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)的曲線特性進(jìn)行了對(duì)比，搭建了符合該型動(dòng)車組的制動(dòng)盤熱負(fù)荷仿真計(jì)算平臺(tái)。TUDOR等[2]分析了輪和閘瓦以及輪軌之間的熱量分配系數(shù)，并據(jù)此建立了用于評(píng)估車輪和制動(dòng)閘瓦溫度場(chǎng)的模型。關(guān)瑩等[3]對(duì)120 km/h、140 m/h和160 km/h速度標(biāo)尺下的溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。王京波[4]分析了貨運(yùn)列車的閘瓦類型對(duì)車輪的熱影響，確定了合成閘瓦的適用范圍。TEIMOURIMANESH等[5]研究了鐵路踏面制動(dòng)過(guò)程中的摩擦熱以及輪軌接觸時(shí)的熱量傳遞過(guò)程，確定了輪軌接觸條件下鋼軌的冷卻效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)鋼軌的冷卻效應(yīng)對(duì)踏面的局部溫度影響較大。張宗威[6]通過(guò)ANSYS有限元軟件建立貨車新輪三維有限元模型,針對(duì)坡道長(zhǎng)度10～20 km連續(xù)延展的不同坡長(zhǎng)工況,進(jìn)行貨運(yùn)列車勻速下坡制動(dòng)熱負(fù)荷分析。王治穎[7]在ABAQUS軟件中建立跨座式單軌車輛制動(dòng)盤和摩擦片有限元仿真模型，研究溫度場(chǎng)分布情況以及變化規(guī)律。趙凱凱[8]以某地鐵車輛為研究對(duì)象，基于傳熱學(xué)和斷裂力學(xué)理論，利用熱力耦合有限元方法分析并計(jì)算了閘瓦制動(dòng)下車輪的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分布情況以及制動(dòng)熱對(duì)踏面表面熱裂紋的影響，發(fā)現(xiàn)車輪踏面與閘瓦的接觸面積對(duì)踏面熱裂紋擴(kuò)展的影響非常顯著。張萍[9]利用ANSYS建立車輪踏面制動(dòng)熱負(fù)荷模型，對(duì)比分析了制動(dòng)形式、制動(dòng)加速度、閘瓦材料、輻板結(jié)構(gòu)等條件對(duì)車輪熱負(fù)荷的影響。VERNERSSON[10]將踏面制動(dòng)的二維有限元熱模型應(yīng)用于車輪和制動(dòng)塊之間溫度的常規(guī)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)火車路線溫度的模擬。李言義等[11]對(duì)新型100 km/h地鐵列車踏面制動(dòng)的可靠性進(jìn)行了有限元分析，發(fā)現(xiàn)踏面制動(dòng)不能滿足其對(duì)踏面損傷的要求，需采用盤式制動(dòng)。尹志凱等[12]使用MSC.MARC軟件，采用直接熱- 機(jī)耦合的方式來(lái)分析不同工況下的踏面溫度和應(yīng)力。趙長(zhǎng)龍[13]建立了上海地鐵A型地鐵車輪有限元模型，在偏向?qū)嶋H的曲線、直線、道岔3種工況下，分析其制動(dòng)時(shí)的熱應(yīng)力。楊智勇等[14]通過(guò)分析北京地鐵10號(hào)線列車緊急制動(dòng)和全程往返制動(dòng)2種極端情況，評(píng)估地鐵列車車輪的服役安全性。張琪等[15]通過(guò)對(duì)比研究不同閘瓦寬度、輻板形式、輪輞厚度對(duì)熱負(fù)荷的影響，提出基于較小制動(dòng)熱負(fù)荷的車輪幾何參數(shù)建議。路象群[16]對(duì)廣州地鐵A5型車在電空制動(dòng)情況下電制動(dòng)退出時(shí)的速度值進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量，得出電制動(dòng)的退出速度值在4.0 km/h左右。龔熙恒[17]通過(guò)電制動(dòng)制動(dòng)至零(Electric Brake to 0，EB0)模式對(duì)電空轉(zhuǎn)換的過(guò)程進(jìn)行控制，證明了電空制動(dòng)控制技術(shù)能滿足列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)確停車的控制要求,并降低了閘瓦和車輪間的磨損。李云峰等[18]通過(guò)對(duì)地鐵車輛進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)，驗(yàn)證了電空配合關(guān)系。張建國(guó)[19]對(duì)新舊輪在不同制動(dòng)工況下的制動(dòng)熱負(fù)荷進(jìn)行評(píng)估，證明新舊車輪的制動(dòng)性能均符合標(biāo)準(zhǔn)。

以上研究確實(shí)解決了車輪熱負(fù)荷的多數(shù)問(wèn)題，但忽略了不同制動(dòng)材料在不同初速度以及不同制動(dòng)減速度下的熱負(fù)荷響應(yīng)。因此，本文以高磨合成閘瓦和中磷鑄鐵閘瓦作為研究對(duì)象，研究2種閘瓦材料在不同制動(dòng)初速度和不同制動(dòng)減速度的條件下對(duì)車輪熱負(fù)荷的影響。

1 模型搭建

1.1 車輪有限元模型

模型的建立分為2步，首先使用CAD軟件建立車輪剖面模型，再把CAD二維圖導(dǎo)入到ANSYS軟件中，輸入?yún)?shù)建立模型。ANSYS有限元分析是把1個(gè)整體拆分成若干個(gè)網(wǎng)格來(lái)進(jìn)行網(wǎng)格內(nèi)的分析，網(wǎng)格劃分的越細(xì)，結(jié)果就會(huì)越精確，但是計(jì)算量也會(huì)越大。本次模擬試驗(yàn)采用自由網(wǎng)格劃分方式，劃分為376個(gè)節(jié)點(diǎn)，308個(gè)網(wǎng)格。自由網(wǎng)格劃分用于空間自由曲面和復(fù)雜實(shí)體，采用三角形、四邊形、四面體進(jìn)行劃分。

圖1為地鐵車輪有限元模型，車輪選用Φ 840 mm的標(biāo)準(zhǔn)地鐵車輪新輪，輻板選用S型輻板，車輪踏面類型為L(zhǎng)M型。由于地鐵車輪具有對(duì)稱性，考慮到輪對(duì)的結(jié)構(gòu)，建模時(shí)只建立單個(gè)車輪模型。常溫下CL 60鋼[20]的參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 地鐵車輪材料的熱物理參數(shù)

圖1 車輪模型Fig.1 Wheel model

1.2 熱分析邊界條件

在地鐵車輛制動(dòng)階段，主要有2種熱分析邊界條件。一種是熱的輸入，即在閘瓦與車輪直接接觸時(shí)所產(chǎn)生的熱；另一種是熱的輸出，即車輪和閘瓦上的熱量主要通過(guò)對(duì)流進(jìn)入空氣中。決定以上2種熱分析的重要參數(shù)為熱流密度和對(duì)流換熱系數(shù)。同時(shí)，均布熱源法是一種簡(jiǎn)化方案，由于地鐵列車車輪轉(zhuǎn)速快，閘瓦和車輪之間摩擦產(chǎn)生的熱量可以視為在車輪踏面上均勻分布的熱量。以閘瓦中線與名義滾動(dòng)圓處對(duì)齊后的相對(duì)位置作為加載位置。

由熱力學(xué)知識(shí)可知，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一面積的熱量稱為熱流量，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的熱流量稱為熱流密度。在如今的研究中，根據(jù)能量守恒定律，主要采用能量轉(zhuǎn)化法計(jì)算地鐵車輛輪對(duì)的熱流密度。

在能量轉(zhuǎn)化法中，以理想狀態(tài)下車輛的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為熱能來(lái)計(jì)算踏面的熱流密度值。則在車輛制動(dòng)時(shí)閘瓦與輪對(duì)的摩擦熱量Q(t)為：

(1)

式中：v0為制動(dòng)階段的初速度，單位為m/s；m為每個(gè)車輪的載荷，即軸重的二分之一，單位為kg；t為制動(dòng)所需的時(shí)間，單位為s；ab為制動(dòng)階段的列車加速度，單位為m/s2。

由式(1)求導(dǎo)數(shù)可知理論熱流密度Pd(t)為[21]：

(2)

但是實(shí)際的制動(dòng)過(guò)程，會(huì)比理想情況復(fù)雜許多，閘瓦會(huì)吸收一部分熱量，這時(shí)就需要考慮閘瓦和車輪間的熱量分配比例關(guān)系，需要引入新概念熱流分配系數(shù)η：

(3)

式中：λw、λb、aw、ab分別是車輪導(dǎo)熱系數(shù)、閘瓦導(dǎo)熱系數(shù)、車輪導(dǎo)溫系數(shù)和閘瓦導(dǎo)溫系數(shù)。

即實(shí)際狀態(tài)下，地鐵車輪的實(shí)際踏面熱流密度q(t)為：

(4)

式中：S為踏面與車輪之間的摩擦帶面積， 單位為mm2，大小為3.01×104mm2。

由上述可知，制動(dòng)初速度與實(shí)際踏面熱流密度成正比，摩擦帶面積與實(shí)際踏面熱流密度成反比。

對(duì)流換熱是指，流體流過(guò)固體表面時(shí)，2個(gè)物體表面之間熱量的傳遞。對(duì)流換熱量φ為[22]：

φ=hAΔt

(5)

式中：Δt為兩者之間的溫度差值，單位為℃；A為對(duì)流換熱接觸面的面積，單位為mm2；h為對(duì)流換熱系數(shù)。

在制動(dòng)過(guò)程中，空氣的轉(zhuǎn)動(dòng)速度對(duì)空氣流過(guò)車輪表面進(jìn)行熱傳遞起著決定性作用，因此在不同的車速條件下，對(duì)流換熱系數(shù)h的數(shù)值模型有所差異。在傳統(tǒng)的研究中，確定對(duì)流換熱系數(shù)的方法主要有理論法和試驗(yàn)法。理論法是在建立的對(duì)流換熱方程組的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算求得對(duì)流換熱系數(shù)的數(shù)值或表達(dá)式。而試驗(yàn)法是在試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行測(cè)試并整理數(shù)據(jù)，求得各特征數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。因?yàn)橛绊懙罔F車輪對(duì)流換熱系數(shù)的主要因素是車輛運(yùn)行速度。所以本文在計(jì)算對(duì)流換熱系數(shù)h時(shí)采用試驗(yàn)法所得到的經(jīng)驗(yàn)公式[23]：

h=0.382 8+14.39v(t)

(6)

式中：v(t)為地鐵列車的運(yùn)行速度，單位為m/s。

2 不同工況下地鐵車輪制動(dòng)熱負(fù)荷分析

由表2可知，地鐵車輪使用的中磷鑄鐵閘瓦與高磨合成閘瓦熱擴(kuò)散系數(shù)和對(duì)流換熱系數(shù)相差較大，閘瓦類型可能會(huì)對(duì)車輪熱負(fù)荷造成較大影響。同時(shí)由式(3)和式(4)可知，列車制動(dòng)時(shí)的初速度與減速度也對(duì)熱流密度有影響。因此，這3組數(shù)據(jù)可以作為模擬試驗(yàn)中的變量進(jìn)行分析。

表2 地鐵車輪閘瓦材料的熱物理參數(shù)

在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，地鐵列車的制動(dòng)減速度主要為常用制動(dòng)減速度和緊急制動(dòng)減速度，分別為0.8 m/s2和1.0 m/s2，因此選擇以上2種制動(dòng)減速度研究對(duì)車輪溫度的影響。同時(shí)我國(guó)三動(dòng)三拖或四動(dòng)兩拖六編組地鐵列車的最高速度為80 km/h，即約22 m/s，而在有小半徑曲線等限速條件下，列車速度會(huì)被限制為55～60 km/h，即約16 m/s，因此選擇以上2種制動(dòng)初速度研究其對(duì)車輪溫度的影響。

由上述分析可得出，應(yīng)選擇不同閘瓦類型、不同制動(dòng)減速度、不同制動(dòng)初速度3組變量共8組數(shù)據(jù)做對(duì)照試驗(yàn)。模擬試驗(yàn)中取列車軸重為14 t，閘瓦橫向?qū)挾葹?6 mm，給定車輪與閘瓦的初始溫度為40 ℃，具體模擬試驗(yàn)見(jiàn)表3。

表3 模擬試驗(yàn)組

2.1 溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果

表4為8種工況下的運(yùn)算結(jié)果，數(shù)據(jù)選取了制動(dòng)時(shí)間、最終點(diǎn)溫度、最高點(diǎn)時(shí)間和最高溫度。

表4 Ansys模擬試驗(yàn)結(jié)果

以工況1和工況6為例，圖2為2種工況對(duì)應(yīng)的輸出結(jié)果云圖，圖中紅色位置即為車輪踏面的最終點(diǎn)溫度，工況1對(duì)應(yīng)的最終點(diǎn)溫度為88.2 ℃，工況6對(duì)應(yīng)的最終點(diǎn)溫度為39.5 ℃。

圖2中明顯可以看出閘瓦與車輪踏面的接觸位置溫度最高，特別是名義滾動(dòng)圓附近的紅色區(qū)域是整個(gè)車輪在基礎(chǔ)制動(dòng)過(guò)程中溫度最高的部分，制動(dòng)熱量在此產(chǎn)生并以此為中心向外輻射。

圖2 車輪最終點(diǎn)溫度分布云圖Fig.2 The temperature distribution cloud map at the final point of the wheel

2.2 不同閘瓦類型對(duì)車輪溫度曲線的影響

研究不同閘瓦類型對(duì)車輪溫度曲線的影響，需要固定制動(dòng)減速度和制動(dòng)初速度2組數(shù)據(jù)，將閘瓦類型作為唯一變量。為了保證結(jié)果分析的準(zhǔn)確性，不止研究其中一對(duì)數(shù)據(jù)，而是將4組數(shù)據(jù)全部對(duì)比。這樣可以盡可能消除偶然誤差，使結(jié)果更加準(zhǔn)確。

圖3為不同閘瓦類型對(duì)應(yīng)的車輪熱負(fù)荷變化。由圖3可知，4組數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)基本相同，均是高摩合成閘瓦對(duì)應(yīng)的車輪溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中磷鑄鐵閘瓦，且隨著制動(dòng)初速度以及制動(dòng)減速度的變化，相對(duì)中磷鑄鐵閘瓦，高磨合成閘瓦對(duì)應(yīng)的車輪溫度變化較大。究其原因，在表2中可知，中磷鑄鐵閘瓦的熱流分配系數(shù)為49.3%，高磨合成閘瓦的熱流分配系數(shù)為93.4%。在閘瓦與車輪摩擦制動(dòng)的過(guò)程中，高磨合成閘瓦會(huì)將絕大部分產(chǎn)生的熱量傳遞給車輪，而中磷鑄鐵閘瓦約傳遞一半，這就使得高磨合成閘瓦的車輪溫度遠(yuǎn)高于中磷鑄鐵閘瓦。但是車輪溫度高并不代表性能差，高磨合成閘瓦的熱擴(kuò)散系數(shù)和熱流分配系數(shù)遠(yuǎn)大于中磷鑄鐵閘瓦，散熱更快，且最高溫度控制在170 ℃以下，低于車輪材料的許用溫度400 ℃。由此可看出高磨合成閘瓦更適用于地鐵列車制動(dòng)工況。

圖3 不同閘瓦類型對(duì)應(yīng)的車輪熱負(fù)荷變化Fig.3 Wheel thermal load changes corresponding to different brake shoe types

2.3 不同制動(dòng)減速度對(duì)溫度曲線的影響

圖4為不同制動(dòng)減速度對(duì)應(yīng)的車輪熱負(fù)荷變化。由圖4可知，在相同初速度時(shí)，制動(dòng)減速度為1.0 m/s2時(shí)對(duì)應(yīng)的車輪最高溫度均高于0.8 m/s2組。同時(shí)制動(dòng)減速度為1.0 m/s2與0.8 m/s2時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度變化均是先增加后減少，其中高磨合成閘瓦對(duì)制動(dòng)減速度的變化反應(yīng)比較明顯。如圖4(a)所示，初速度為22.0 m/s時(shí)，2種制動(dòng)減速度對(duì)應(yīng)的車輪最高溫度相差達(dá)15.7 ℃；中磷鑄鐵閘瓦對(duì)應(yīng)的車輪溫度差異較小，2種減速度對(duì)應(yīng)的車輪最高溫度差僅為2.0 ℃。由此可以看出，在運(yùn)用高磨合成閘瓦的地鐵列車上，相對(duì)于制動(dòng)減速度為1.0 m/s2，制動(dòng)減速度為0.8 m/s2時(shí)能顯著降低車輪溫度。

圖4 不同制動(dòng)減速度對(duì)應(yīng)的車輪熱負(fù)荷變化Fig.4 Wheel thermal load changes corresponding to different braking deceleration

2.4 不同制動(dòng)初速度對(duì)溫度曲線的影響

圖5為不同制動(dòng)初速度對(duì)應(yīng)的車輪熱負(fù)荷變化。由圖5可知，制動(dòng)初速度為22.0 m/s與16.0 m/s時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度變化均是先增加后減少。相對(duì)于制動(dòng)初速度為16.0 m/s，制動(dòng)初速度為22.0 m/s時(shí)的車輪溫度更高，制動(dòng)時(shí)車輪溫度大約在9.0 s左右達(dá)到溫度最高點(diǎn)。且高磨合成閘瓦相比于中磷鑄鐵閘瓦的溫度變化更大，制動(dòng)減速度為1.0 m/s2時(shí)，如圖5(c)所示，2種制動(dòng)初速度對(duì)應(yīng)的最高溫度差異達(dá)到44.7 ℃。

圖5 不同制動(dòng)初速度對(duì)應(yīng)的車輪熱負(fù)荷變化Fig.5 Wheel thermal load changes corresponding to different initial braking speeds

3 不同制動(dòng)減速度下的對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)研究不同工況下的地鐵車輪熱負(fù)荷情況，得到了可以有效降低地鐵車輪制動(dòng)熱效應(yīng)的3種方法，分別為使用高磨合成閘瓦、降低制動(dòng)初速度、降低制動(dòng)減速度。

地鐵實(shí)際運(yùn)行時(shí)采用的是電空制動(dòng)，即車速較高時(shí)使用電制動(dòng)，當(dāng)車速降低導(dǎo)致電制動(dòng)效能衰退時(shí)切換為空氣制動(dòng)。而通過(guò)延長(zhǎng)電制動(dòng)作用時(shí)間，從而降低空氣制動(dòng)開(kāi)始時(shí)初速度的方法，將會(huì)導(dǎo)致地鐵制動(dòng)的可靠性降低，危及行車安全，所以降低制動(dòng)初速度這項(xiàng)舉措是不可取的。與之相比，雖然減小地鐵基礎(chǔ)制動(dòng)時(shí)的減速度會(huì)相對(duì)延長(zhǎng)地鐵制動(dòng)的時(shí)間，但是對(duì)于實(shí)際運(yùn)營(yíng)的地鐵線路來(lái)說(shuō)則更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此，在下文中設(shè)置了使用不同制動(dòng)減速度的對(duì)照試驗(yàn)進(jìn)行研究。

2組模擬試驗(yàn)均采用高磨合成閘瓦，制動(dòng)初速度為4 m/s的初始工況，對(duì)照組選取制動(dòng)減速度為0.8 m/s2，模擬試驗(yàn)組選取制動(dòng)減速度0.4 m/s2。表5為對(duì)照組與模擬試驗(yàn)組在不同制動(dòng)減速度下的運(yùn)算結(jié)果，數(shù)據(jù)選取了制動(dòng)時(shí)間、最終點(diǎn)溫度、最高點(diǎn)時(shí)間和最高溫度。圖6為對(duì)照組與模擬試驗(yàn)組在不同制動(dòng)減速度下完成基礎(chǔ)制動(dòng)過(guò)程時(shí)的車輪最終點(diǎn)溫度分布云圖，其制動(dòng)時(shí)最高點(diǎn)溫度分布情況如圖7所示。

表5 ANSYS模擬試驗(yàn)結(jié)果

圖6 車輪最終點(diǎn)溫度分布云圖Fig.6 The final point temperature distribution cloud map of the wheel

圖7 車輪溫度最高點(diǎn)分布云圖Fig.7 Distribution cloud map of the highest point of wheel temperature

圖6、圖7中均顯示出高摩合成閘瓦與車輪踏面的接觸位置溫度最高，特別是名義滾動(dòng)圓附近的紅色區(qū)域是整個(gè)車輪在基礎(chǔ)制動(dòng)過(guò)程中溫度最高的部分，制動(dòng)熱量在此產(chǎn)生并以此為中心向外輻射。將模擬試驗(yàn)組和對(duì)照組的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行提取后，2組車輪溫度隨時(shí)間變化的折線如圖8所示。

圖8 2組車輪的溫度對(duì)比Fig.8 Temperature comparison of two sets of wheels

地鐵制動(dòng)距離s(t)為：

(7)

式(7)中：s(t)為地鐵制動(dòng)距離，單位為m；v0為地鐵列車的制動(dòng)初速度，單位為m/s；ab為地鐵列車的制動(dòng)減速度，單位為m/s2。

通過(guò)以上的對(duì)比試驗(yàn)，可以得到在使用高摩合成閘瓦，制動(dòng)初速度為4 m/s的工況下，將基礎(chǔ)制動(dòng)階段減速度由0.8 m/s2降低到0.4 m/s2，會(huì)使制動(dòng)階段最高溫度降低2.1 ℃，而制動(dòng)時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)5 s，根據(jù)式(7)計(jì)算得到其制動(dòng)距離會(huì)相應(yīng)延長(zhǎng)約5 m，極限溫度始終低于車輪許用溫度400 ℃。

4 結(jié)論

通過(guò)建立地鐵車輪熱負(fù)荷模型，研究不同閘瓦類型、不同制動(dòng)初速度以及不同制動(dòng)減速度對(duì)車輪動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷的影響規(guī)律。仿真分析結(jié)論如下：

1)高磨合成閘瓦和中磷鑄鐵閘瓦均能滿足地鐵基礎(chǔ)制動(dòng)時(shí)的熱負(fù)荷要求。雖然中磷鑄鐵閘瓦在地鐵基礎(chǔ)制動(dòng)期間的車輪溫度更低，但由于車輪本身體積遠(yuǎn)大于閘瓦體積，這使得熱量將集中于閘瓦本身。且中磷鑄鐵閘瓦本身散熱效果較差，使得熱量更多地傳回車輪，反而不利于控制車輪基礎(chǔ)制動(dòng)時(shí)的溫升。因此，高摩合成閘瓦更適合地鐵的制動(dòng)工況。

2)地鐵實(shí)際運(yùn)行時(shí)采用的是電空制動(dòng)，即車速較高時(shí)使用電制動(dòng)，車速降低時(shí)切換為空氣制動(dòng)。因此，通過(guò)延長(zhǎng)電制動(dòng)作用時(shí)間來(lái)降低空氣制動(dòng)開(kāi)始時(shí)的初速度，將會(huì)導(dǎo)致地鐵電制動(dòng)作用后期制動(dòng)的不足，這會(huì)對(duì)制動(dòng)可靠性以及行車安全造成不利影響。

3)雖然降低制動(dòng)減速度會(huì)略微延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間，但對(duì)于1條單程約20站的常規(guī)地鐵線路，利用以上模擬結(jié)果計(jì)算后可得其全程增加的時(shí)間不超過(guò)2分鐘，這對(duì)于地鐵的運(yùn)營(yíng)調(diào)度影響較小。

綜上所述，在不影響實(shí)際線路運(yùn)行的情況下，選擇降低地鐵基礎(chǔ)制動(dòng)時(shí)的減速度，將有效降低車輪所承受的熱負(fù)荷，對(duì)于延長(zhǎng)車輪壽命，保障地鐵車輛運(yùn)行安全性具有一定的指導(dǎo)意義。