地铁车辆制动系统关键技术分析

杨宝瑞 王北

摘要：随着地铁的不断普及，相关技术的研究更加深入，各项技术也在逐渐的成熟。制动系统作为影响地铁车辆运行状态的关键因素，一直以来都是研究的要点，尤其是针对制动系统关键技术的分析，明确要点后进行高效化管理，这对于地铁车辆的安全稳定运行意义重大。本文主要就地铁车辆制动系统特点，对制动系统的关键技术进行了简单分析。

关键词：地铁车辆;制动系统;闸瓦

目前地铁车辆制动系统的制动方式主要包括电制动与机械制动两种，因为单一的制动方式早已无法满足地铁车辆的运行需求，想要提高地铁车辆运行的安全性与稳定性，就需要将两种制动方式有效联合应用。制动系统负责操作、控制以及执行整个流程，对其关键技术进行研究，首先要明确系统特点，然后就材质选择、程序控制以及制动效果等方面进行研究，确保地铁车辆可以维持最佳运行状态。

一、地铁车辆制动系统分析

制动系统是维持地铁车辆安全稳定运行的重要保障，主要负责地铁车辆的快速制动，其是一个完整的系統。制动的目的便是减速，人为组织地铁进一步的运动，提高列车运行的稳定性。近年来我国地铁行业发展迅速，制动系统作为关键技术也在不断的成熟，目前很多制动系统已经实现了国产，包括制动电子控制单元与气制动控制单元[1]。其中，制动电子控制单元是通过计算机控制，气制动控制单元则是通过电控转换阀、中继阀等组件组成，相比来讲复杂性更高。地铁在正常行驶状态下所应用的为电制动，当动力不足时，会继续由气制动补充。如果地铁车辆处于不再行驶以及不稳定的情况下，电制动无法及时施加制动力，就需要由气制动介入，确保停车增加稳定安全。

二、地铁车辆制动系统关键技术

1.制动方式联合应用

电制动与气制动相结合才能够更好的满足地铁车辆安全运行的要求，其中电制动又可细分为再生制动与电阻制动。再生制动与电阻制动的差异在于介入气制动的时机，比如再生制动需要在地铁车辆停稳后介入，即气制动可以起到的作用有限，因为再生制动可以及时施加制动力，获得更好的制动效果。电阻制动则是在速度快降为0时介入，时间要晚于再生制动，多是以6KM/h介入，两者相比再生制动具有更强的制动力[2]。

2.制动力合理分配

电制动与气制动的相互转换，体现的是地铁电空转换的制动力分配，因为电制动不能够满足任何情况下的及时制动需求。当电制动力不足时，就需要由气制动及时补充，而想要实现这个过程的有序进行，就应严格遵循制动力分配原则，以合适的时机介入。第一便是平均磨耗，即每一根轴上面施加的启动制动力全部一致;第二是平均制动力，即每一根轴上的制动力大小一致。当电制动无法满足制动要求时，就需要在平均磨耗原则要求下进行气制动补充介入。如果出现某一个电制动失效，就需要基于平均制动力原则进行补充，保证给予地铁车辆足够的制动力，促使车辆稳妥的停下。

3.闸瓦材质选择

闸瓦是地铁车辆制动系统的重要装置和材料，所选闸瓦材质是否得当，直接影响着列车的制动效果。闸瓦作为制动时的制动块，基于其损耗性强的特点，必须要在前期做好闸瓦材质的选择，即需要满足制动要求，又可以延长使用时间。目前地铁车辆制动所应用的闸瓦材料包括铸造类与合成类两种，且铸造类以高磷铸铁类为主，合成类则以合成树脂类为主。高磷铸铁类的含磷量可以高达10%，耐磨性非常强，列车制动时产生的火花更少，制动效果良好，且安全性高，是常见的闸瓦材料[3]。但是要注意，虽然含磷量越高耐磨性越强，但是也更容易损坏，增加维护难度以及经济成本。一般在选择应用高磷铸铁类的闸瓦材料时，可以加钢背，弥补材料性能存在的不足。另外，合成闸瓦采用的多为热压工艺，常用的材料如石墨、树脂等，在地铁车辆制动系统中的应用效果良好。尤其是可以根据实际需求来对闸瓦耐磨性以及摩擦性进行调节，对使用条件适应性更强，具有更长的使用寿命，也不易产生问题，后期维护简单，在实际应用中优势明显。

4.车轮热处理

车轮是地铁车辆制动系统不可或缺的部分，在闸瓦与轨道之间，车轮承担了很多摩擦热量，因此在对制动系统关键技术研究时，需要注意对地铁车辆车轮的热处理。为避免车轮在制动的过程中产生过多的热量，应合理的控制制动速度。面对频繁起停的运行特点，应科学选择高效的热处理工艺，提前选择普通铁路车轮进行试验，确定热处理标准后，根据地铁车辆制动需求对热处理标准进行适当的调整，确保可以打造出足以适应多次制动要求的车轮。

结束语：

在就地铁相关技术进行研究时，必须要提高对制动系统的重视，确定其涉及到的关键技术，确定技术要点与相关标准，通过选择合适的制动方式，确保能够完全满足地铁车辆制动需求，提高地铁的制动能力。

参考文献：

[1] 陈伟.地铁车辆制动系统关键技术分析[J].科技风，2020（01）：140.

[2] 宗庆云，任成伟.关于地铁车辆制动系统关键技术的分析与探究[J].科技风，2018（33）：109.

[3] 顾培忠.地铁车辆制动系统关键技术分析[J].中国设备工程，2016（07）：64+67.