地鐵車輛電制動與空氣制動技術(shù)研討

（中車長春軌道客車股份有限公司）

地鐵已經(jīng)成為國內(nèi)常用的出行交通工具之一，提高地鐵車輛的運行性能，為人們提供良好的出行體驗，是國家重點工作任務(wù)之一。地鐵車輛制動系統(tǒng)會對地鐵車輛運行造成直接的影響，如果制動系統(tǒng)的性能較差，在使用過程中存在問題，那么地鐵車輛運行效率，地鐵車輛的運行安全性也都無法保證。當今地鐵車輛中使用的制動系統(tǒng)可以分為電制動與空氣制動，對這兩種技術(shù)的研究可以有效提高車輛性能。

一、地鐵車輛制動系統(tǒng)中電制動與空氣制動技術(shù)原理

（一）電制動系統(tǒng)的技術(shù)原理

當今地鐵車輛中使用的制動系統(tǒng)可以分為電制動與空氣制動，而電制動系統(tǒng)還可以劃分為電阻制動和再生制動，電制動系統(tǒng)是地鐵車輛優(yōu)先使用的制動技術(shù)。首先，再生制動是利用定子控制定頻率原理，通過減少定子控制定頻率，來實現(xiàn)地鐵車輛電機的降速、停機，通過再生制動也能夠保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。但是因為地鐵車輛存在慣性，所以電機的轉(zhuǎn)子在運行過程中就會處于被動狀態(tài)，還會形成再生循環(huán)使用。其次，電阻制動是借助制動電阻實現(xiàn)的車輛制動，當接觸網(wǎng)無法吸收再生制度產(chǎn)生的能量后，就會轉(zhuǎn)化為電阻制動，制動電阻由鎳鉻金制成，因此不會被磁化，但會產(chǎn)生大量的熱量，需要通過風機進行降溫。

（二）空氣制動系統(tǒng)的技術(shù)原理

在地鐵車輛中使用的制動系統(tǒng)都是借助一個制動控制裝置實現(xiàn)的，而空氣制動系統(tǒng)就是借助這種控制裝置，利用制動電控單元形成壓力空氣，根據(jù)計算得出壓力空氣的量，并分配到不同的制動缸中?？諝庵苿酉到y(tǒng)主要利用地鐵車輛車輪踏面和閘瓦的摩擦產(chǎn)生，以此將動能轉(zhuǎn)化為熱能，繼而在空氣中消耗。此外，利用地鐵車輛車輪踏面和閘瓦的摩擦還可以達到減速的目的。

二、地鐵車輛制動系統(tǒng)中電制動與空氣制動實際應(yīng)用

現(xiàn)如今，加強地鐵車輛性能的安全是地鐵工程中的重點任務(wù)，在簡單了解了電制動技術(shù)原理與空氣制動系統(tǒng)中的技術(shù)原理后，還要對電空混合制動系統(tǒng)運行中存在的問題進行分析，進而有針對性的提出具體的改進措施。

（一）電空混合制動系統(tǒng)運行中存在的問題

當今地鐵車輛中使用的制動系統(tǒng)，實際上還存在一定的不足，需要得到進一步的完善，常見的地鐵車輛制動系統(tǒng)問題，如：列車制動減速度會在電制動系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的過程中瞬間增大，這是因為在轉(zhuǎn)化過程中電制動下降、空氣制動施加，如果出現(xiàn)銜接不當，就會發(fā)生上述情況。此外，當今地鐵車輛中使用的制動系統(tǒng)會受到空氣制動的影響，最終導(dǎo)致地鐵列車提前停車，列車和車站安全門對位出現(xiàn)誤差，乘客的通道空間縮小，存在安全隱患，也會對車輛的正常運行造成影響。其次，在制動過程中，制動控制系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)無法確定，也會對散熱情況造成影響。

（二）電空混合制動系統(tǒng)運行中的改進措施

針對文章中提出來的問題進行分析后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)如今大部分地鐵車輛在制動中優(yōu)先采用的是電制動，然后才會采用空氣制動，因此可知空氣制度的前提是電制動無法滿足地鐵車輛的制動需求。［1］因此都可以采取以下幾種改進措施：第一，適當增加制動電阻功率，以此降低電制動無法滿足地鐵車輛的制動需求的情況，讓空氣制動系統(tǒng)只需要負責保持制動的作用。第二，適當增大地鐵車輛車輪踏面和閘瓦的摩擦系數(shù)，隨著摩擦系數(shù)的增加，就可以讓電制動系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)化過渡過程更加的順暢。第三，加強對合成閘瓦的研究，開發(fā)出摩擦系數(shù)變化較小、性能穩(wěn)定的新型合成閘瓦，以此減少電制動系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)過渡過程中出現(xiàn)的不平滑現(xiàn)象。

（三）電空混合制動系統(tǒng)運行中的實際應(yīng)用

為了對上文的分析進行全面的驗證，本文借助N市的地鐵交通二號線為實際應(yīng)用案例，對電空混合制動系統(tǒng)運行的實際情況進行分析，首先簡單了解該處地鐵車車輛情況。N市的地鐵交通二號線主要采用的是電空直通式制動系統(tǒng)，在制動正常運行的過程中，采用了踏面制動，以此讓地鐵車速可以達到每小時80km。［2］在對 N市的地鐵交通二號線的過往檢測數(shù)據(jù)進行分析，從近年來的檢測數(shù)據(jù)情況可以看出，牽引制動停車的功能良好，實用性較強，尤其是在牽引制動方面，可以看出停車功能極為優(yōu)異。此外，還借助了ATO定位停車技術(shù)和MVB通信技術(shù)，保證地鐵的正常運行，讓地鐵列車得到良好的成效。但是在實際應(yīng)用中，電空直通式制動系統(tǒng)需要在電制動系統(tǒng)中和空氣系統(tǒng)中進行切換，以此保證列車動力。通過電空混合制動系統(tǒng)運行中的實際應(yīng)用?？梢圆扇煞N模式實現(xiàn)電制動和空氣制度的轉(zhuǎn)化，一種為EBO，另一種為非EBO，這兩種模式都可以讓電制動力速度得到合理的控制。比如，ATO定位停車可以有效記錄停車位置和站點之間的距離，繼而可以根據(jù)具體的速度對整體節(jié)奏進行把控，以此滿足地鐵的性進行過需求，在調(diào)控功能過后，調(diào)速達到了2km/h，與此同時，就會開始電制動力的應(yīng)用，而在列車速度降低的過程中，電制動力不能夠滿足制動力需求時，就會過渡到空氣制動中，并且發(fā)送相應(yīng)的指令給地鐵列車，確保制動持續(xù)增加，并且保持動力命令，以此有效改變了傳統(tǒng)電制動系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)化過程中存在的不足。

三、總結(jié)

綜上所述，電空混合制動系統(tǒng)在實際運行中發(fā)揮和十分重要的作用，在地鐵車輛運行過程中發(fā)揮著重要作用，保證電空混合制動系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最終保證全車人民的安全，以及地鐵車輛的穩(wěn)定運行。通過本文對電空混合制動系統(tǒng)運行的分析和 N市的地鐵交通二號線的案例發(fā)現(xiàn)，完善電空混合制動系統(tǒng)，可以有效提高地鐵車輛的運行情況。不僅如此，電空混合制動系統(tǒng)也能夠充分滿足地鐵車輛的制動力需求。