馬成杰

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

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

一、地鐵車輛制動系統(tǒng)概念

地鐵車輛的制動系統(tǒng)的作用是讓列車快速、平穩(wěn)地制動，同時也是一套完整的系統(tǒng)設備。剎車的意義在于減速，控制地鐵車輛的進一步運動，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)制造了許多制動系統(tǒng)。我們自己的制動系統(tǒng)可以分為電子制動控制單元和空氣制動控制單元。電子制動控制單元是由計算機控制的，而空氣制動則相對復雜，主要由電控轉(zhuǎn)換閥、繼閥等組成，和電子制動有所不同。兩種制動可簡稱為電制動和氣制動。

二、兩種制動方式制動力簡要分析

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

電制動與氣制動的轉(zhuǎn)換體現(xiàn)了地鐵電空轉(zhuǎn)換的特點，因為電制動不可能在任何情況下都能及時施加，因此，為滿足車輛制動需求，需要補充足夠的空氣制動，空氣制動的補充不是憑空決定的，而是要遵循一定的原則和時機。首先是平均磨損。這一原理意味著施加在每個軸上的氣制動力是相同的。其次，平均制動力。按照平均的磨損原則，對每個軸的制動均衡，當電制動失效時，按該原則實現(xiàn)正常制動作業(yè)，讓車輛安全平穩(wěn)停車。

三、地鐵車輛制動系統(tǒng)的特點

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

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

四、地鐵車輛制動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

（一） 閘瓦材料的選擇

閘瓦地鐵車輛制動的重要材料及設備，制動效果的重要組成部分。閘瓦實際上是制動時的制動塊，是制動時的磨損產(chǎn)物，因此在選擇閘瓦時，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，在進行制動時所產(chǎn)生的火花較少，但同時也比較容易損壞，相對而言，使用此種材料更安全可靠。當耐磨性及強度達到平衡時，采取閘瓦上補鋼的方式 ，利用石墨、樹脂等材料合成，應用熱壓工藝，顯得更為方便與先進。

（二）制動執(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行要求。有必要對熱處理工藝進行調(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）進一步提升和維護

目前的制動系統(tǒng)有所進步，采用了更先進的制動系統(tǒng)，從而達到了更均衡、更合適的制動體驗。例如，作為主流模塊化設計的車控制動系統(tǒng)，設備少、維修方便、成本低、操作方便。再比如架控式制動系統(tǒng)，其標準性、集成度高、接口設計比較合理，減少了防滑排氣閥等部件，維修時間更短。但是如果出現(xiàn)問題，其維護時間較長，因此日常需要維護保養(yǎng)好。

五、地鐵制動系統(tǒng)故障控制

（一）制動電子控制單元故障

地鐵制動系統(tǒng)運行過程中，制動電子控制單元是一種采用16位單片機的處理器，在制動系統(tǒng)運行過程中對制動閥電路進行動態(tài)控制。它不僅可以控制制動系統(tǒng)的制動壓力，還可以動態(tài)地控制車輛的行駛，科學地分配拖車的制動力。它是制動系統(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)檢測情況進行科學的維修工作，全面客觀的檢測制動系統(tǒng)的單片機芯片，一些部件存在老化現(xiàn)象，導致控制程序不正確，維護人員需要第一時間更換老化的單片機芯片及其單元電路板，在這個基礎上對故障問題加強關(guān)注及檢測。借助測試臺科學地調(diào)整和校驗制動電控單元的數(shù)值，科學地解決故障問題，并確保制動電子控制單元有效工作。

（二）防滑故障

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

在解決防滑故障的過程中，地鐵運營部門應把地鐵制動系統(tǒng)的維修保養(yǎng)工作放在重點位置，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，準確掌握墊片的操作情況，科學調(diào)整墊片數(shù)據(jù)。軸箱裝配過程中，裝配人員應按裝配要求合理裝配。裝配后，應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)試驗數(shù)據(jù)，采取適當?shù)木S修方法，對防滑控制閥進行科學的維修。如果情況嚴重，應及時更換防滑控制閥。

結(jié)語

綜上所述，地鐵運維部門需要高度關(guān)注車輛制動系統(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行的安全可靠性，保證運營效率及質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 吳浩 . 地鐵車輛電氣牽引及控制系統(tǒng)研究 [J]. 住宅與房地產(chǎn)，2015，S1）：157.

[2] 皮曉龍 . 地鐵制動系統(tǒng)控制方案分析 [J]. 價值工程，2015，34（19）： 222-223.

[3] 王超 . 地鐵車輛制動控制與縱向沖擊 [J]. 洛陽理工學院學報 （ 自然科學版 ），2015，25（02）：56-58.

[4]王藝男，馬迎春.地鐵車輛制動系統(tǒng)特點分析與研究 [J].科技風，2018（ 33） ： 234.

[5]宗慶云，任成偉.關(guān)于地鐵車輛制動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的分析與探究[J].科技風，2018（ 33） ： 109.

[6]朱圣達.地鐵車輛空氣制動系統(tǒng)應用分析[J].機電技術(shù)，2018（ 02） ： 118-120.