調(diào)車過程中地鐵車輛參與制動(dòng)的制動(dòng)方案研究

李 洪

（中車四方車輛有限公司，266111，青島∥高級(jí)工程師）

1 目前調(diào)車方式及存在問題

當(dāng)車輛故障或供電故障使地鐵車輛不能依靠自身動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，常用內(nèi)燃機(jī)車牽引地鐵車輛運(yùn)行；在庫內(nèi)，以內(nèi)燃機(jī)車為動(dòng)力對(duì)地鐵車輛的調(diào)動(dòng)也比較頻繁。采用內(nèi)燃機(jī)車調(diào)動(dòng)地鐵車輛時(shí)，在調(diào)速及制動(dòng)停車過程中,制動(dòng)力僅由機(jī)車提供。由于機(jī)車與地鐵車輛之間無制動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)聯(lián),因此機(jī)車不能控制地鐵車輛的制動(dòng)系統(tǒng)工作，故地鐵車輛不參與制動(dòng)。對(duì)整列車（包括機(jī)車及地鐵列車）來說，制動(dòng)力不足；對(duì)機(jī)車來說，需提供的制動(dòng)力過大。由于整列車的制動(dòng)力不足，故制動(dòng)距離長，由此不能提高牽引速度，只能以較低速度調(diào)車。因此，調(diào)車效率低，調(diào)車線路占用時(shí)間長。但對(duì)機(jī)車來說，為滿足整列車的制動(dòng)力需求，必須采用較大級(jí)別的制動(dòng)力，當(dāng)輪軌黏著狀況不佳時(shí)，制動(dòng)力很容易大于黏著力，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)車的車輪擦傷。實(shí)際操作中，機(jī)車雖可采用雙機(jī)重聯(lián)運(yùn)用，但上述矛盾依然存在。

為保證內(nèi)燃機(jī)車牽引車輛安全高效運(yùn)行，避免車輛設(shè)備損壞，有必要分析機(jī)車牽引地鐵車輛技術(shù)，考慮調(diào)車時(shí)的地鐵車輛狀態(tài)，激活地鐵車輛的制動(dòng)能力,使機(jī)車和地鐵車輛同步產(chǎn)生制動(dòng)力，以提高調(diào)車效率及安全性。

2 制動(dòng)方案

2.1 內(nèi)燃機(jī)車制動(dòng)控制方式

內(nèi)燃調(diào)機(jī)機(jī)車采用傳統(tǒng)的自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)，通過控制列車管的增減壓來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)與緩解。該制動(dòng)控制方式的特點(diǎn)是：制動(dòng)指令由列車管壓力變化的空氣波來傳遞，制動(dòng)力的大小隨列車管的減壓量不同而變化。對(duì)定壓0.50 MPa的機(jī)車來說，最大有效減壓量為0.14 MPa；對(duì)定壓0.60 MPa的機(jī)車來；說最大有效減壓量為0.17 MPa。制動(dòng)指令的傳遞速度受空氣波速的限制，相應(yīng)制動(dòng)空走時(shí)間會(huì)較長。

2.2 地鐵車輛制動(dòng)控制方式

地鐵車輛空氣制動(dòng)大多采用直通電空制動(dòng)機(jī)。以克諾爾公司的EP2002系統(tǒng)為例，其空氣制動(dòng)力的計(jì)算和分配通過控制閥內(nèi)的微處理器進(jìn)行，制動(dòng)指令傳輸通過網(wǎng)絡(luò)或硬線進(jìn)行。

制動(dòng)系統(tǒng)工作模式分為正常模式、備用模式及回送模式。在不同工況下采用不同的模式。

（1）正常模式：當(dāng)車輛控制系統(tǒng)及制動(dòng)系統(tǒng)均正常時(shí)，采用正常模式，其制動(dòng)指令通過網(wǎng)絡(luò)傳輸。

（2）備用模式：當(dāng)車輛控制系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，采用備用模式，其制動(dòng)指令通過硬線傳輸。

（3）回送模式：當(dāng)車輛從工廠運(yùn)往地鐵車輛段時(shí)，采用回送模式。此模式下，制動(dòng)閥可識(shí)別列車管壓力的變化，并對(duì)應(yīng)輸出不同大小的制動(dòng)力。目前，大多為車輛臨時(shí)鋪設(shè)1條和機(jī)車列車管相連的管路。相應(yīng)的氣路接口中，網(wǎng)關(guān)閥6口和機(jī)車列車管相連。網(wǎng)關(guān)閥根據(jù)車重及列車管定壓確定列車管減壓量，并生成具有量化指標(biāo)的制動(dòng)指令；同時(shí)將此指令通過網(wǎng)絡(luò)傳給本單元內(nèi)其它制動(dòng)閥，以控制本單元內(nèi)的車輛與機(jī)車同步產(chǎn)生制動(dòng)或緩解作用。在電氣接口方面，車輛的回送模式硬線信號(hào)和列車管定壓硬線信號(hào)通過網(wǎng)關(guān)閥的輸入端口進(jìn)入網(wǎng)關(guān)閥（高電平代表6 bar定壓，低電平代表5 bar定壓）。由于總風(fēng)壓力開關(guān)和警惕繼電器開關(guān)斷開使緊急制動(dòng)回路失電，需使回路得電，緩解緊急制動(dòng)。

2.3 建議

以克諾爾EP2002制動(dòng)系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)在回送模式下,可識(shí)別調(diào)車機(jī)車列車管的壓力變化信號(hào)，能使地鐵車輛的制動(dòng)閥產(chǎn)生制動(dòng)及緩解作用。如果在日常采用機(jī)車調(diào)動(dòng)地鐵車輛的過程中運(yùn)用此功能，則不僅可顯著提高調(diào)車效率；而且由于機(jī)車與地鐵車輛共同產(chǎn)生制動(dòng)力，可顯著增大整列列車的制動(dòng)力，進(jìn)而提高調(diào)車過程的安全性。當(dāng)制動(dòng)力增大時(shí)，還可適當(dāng)提高調(diào)車速度，以提升工作效率；同時(shí)，減少機(jī)車制動(dòng)負(fù)荷，以減少機(jī)車制動(dòng)部件的損耗。

因此，建議在地鐵車輛設(shè)計(jì)制造初期增加1根列車管，即采用雙管供風(fēng)。在地鐵車輛正常運(yùn)行時(shí)，增加的列車管不起作用；在地鐵車輛被工程機(jī)車牽引時(shí)，增加的列車管可和機(jī)車的列車管相連，接受機(jī)車的制動(dòng)緩解信號(hào)，使地鐵車輛和工程機(jī)車同步產(chǎn)生制動(dòng)緩解作用。機(jī)車的總風(fēng)管通過車端連接器和地鐵車輛的總風(fēng)管相連，以供給地鐵車輛制動(dòng)用風(fēng)和其它附屬用風(fēng)。

運(yùn)用過程中，地鐵車輛處激活狀態(tài)，回送狀態(tài)有效。制動(dòng)系統(tǒng)不能隔離,緩解緊急制動(dòng)。

正線或段內(nèi)調(diào)車時(shí)，機(jī)車總風(fēng)進(jìn)入地鐵車輛總風(fēng)管?？傦L(fēng)通過貫穿全列列車的總風(fēng)管進(jìn)入各車的總風(fēng)缸，為緩解停放制動(dòng)，各車正常的制動(dòng)用風(fēng)及附屬用風(fēng)做好準(zhǔn)備。機(jī)車的列車管風(fēng)壓通過車端連接器進(jìn)入地鐵車輛新增加的列車管。該列車管貫通全列，且與每單元主、輔網(wǎng)關(guān)閥的6口相連。通過網(wǎng)關(guān)閥口將機(jī)車列車管減壓量信號(hào)，即制動(dòng)緩解信號(hào)傳給網(wǎng)關(guān)閥，由網(wǎng)關(guān)閥識(shí)別減壓量信號(hào)，控制本單元車輛的制動(dòng)與緩解。

采用這種調(diào)車方式時(shí)，地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)功能須正常，每單元車組須至少有1個(gè)正常的網(wǎng)關(guān)閥，單元內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)正常，能把網(wǎng)關(guān)閥輸出的制動(dòng)指令傳遞給單元內(nèi)其它制動(dòng)閥。

3 結(jié)語

通過增加1根列車管，可充分挖掘出地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)的潛能。制動(dòng)系統(tǒng)的回送功能不僅在列車回送時(shí)有用，在列車后續(xù)的使用中（比如無動(dòng)力狀態(tài)的調(diào)車、正線牽引故障列車等）也能發(fā)揮作用，提高調(diào)車效率，增加安全性。

［1］ 高爽.地鐵車輛構(gòu)造與維修管理［M］.北京：中國鐵道出版社，2003.

［2］ 何宗華，汪松滋，何其光.城市軌道交通車輛運(yùn)行與維修［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

［3］ 關(guān)明全.城軌車輛技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京：中國鐵道出版社，2005.