地鐵車輛制動閘片異常磨損原因相關分析與思考

王喜紅

摘 要：本文主要分析地鐵制動閘片異常磨損的相關原因分析和對閘片異常磨損成因的有關思考。重點介紹了地鐵的制動分配情況及閘片異常磨損原因等內容，以及針對閘片異常磨損原因所提出的幾點解決辦法。通過對地鐵制動閘片異常磨損情況進行分析，旨在幫助城市運輸部門及時解決地鐵閘片故障，保障地鐵運輸系統(tǒng)正常運行。

關鍵詞：地鐵車輛;制動閘片;異常磨損原因

中圖分類號：U260.355 文獻標識碼：A

地鐵列車制動系統(tǒng)中，制動閘片作為其中的重要組成部分，在地鐵制動的過程中起到了舉足輕重的作用。閘片在使用過程中會產生磨損，而導致其磨損的原因涉及到多方面，不但與閘片自身的耐磨性、制動系統(tǒng)的運行狀態(tài)、制動力的分配的合理性以及車輛自身狀況有關，而且還會受到地面吸收裝置、電制動裝置效能、車輛載荷等因素的影響。對于閘片磨損的情況，技術人員要時刻保持關注，尤其是在閘片發(fā)生異常磨損時要及時找出原因，并及時解決問題，以保證地鐵運輸正常運行。

1 地鐵車輛制動力分配情況

地鐵車輛制動系統(tǒng)主要依靠電制動裝置以及空氣制動裝置來完成制動操作。電制動裝置具有節(jié)能環(huán)保且機械磨損小等特點，因而在地鐵制動系統(tǒng)中被優(yōu)先使用。在地鐵制動系統(tǒng)中如果出現電制動動力不足而情況才會選擇通過空氣制動的方式進行制動力補充?？諝庵苿拥膱?zhí)行部分分為踏面制動和盤形制動，受到熱容量的限制，使得地鐵車輛在選擇兩種空氣制動裝置時需要依照地鐵時速限制來選擇。一般來說，時速在百公里以上的地鐵車輛會選擇爬行制動。閘片作為空氣制動裝置中的重要制動部件，在使用過程中會產生一定程度的磨損，如果閘片磨損較為嚴重則必須進行更換，頻繁的更換則會導致地鐵運輸成本的增加[1-2]。地鐵車輛制動力分配情況如圖1所示。

地鐵空氣制動使用過程中一般要遵循兩大原則：一是等粘著制動力分配原則。二是等損耗制動力分配原則。等粘著制動力分配原則要求當進行空氣制動時優(yōu)先使用拖車空氣制動，當拖車制動力到達粘著極限時，再使用動車空氣制動來進行補充;等損耗制動力分配要求在達到粘著極限之前對制動力進行平均分配。平均分配原則使得車輪踏面工作環(huán)境得到改善，降低了車輪踏面異常磨損情況的發(fā)生幾率，使得制動系統(tǒng)的使用壽命延長[3]。

在地鐵車輛運行過程中，可以根據不同的情況將不同的車輛數量視為一個單元，在制動的過程中，如是等粘著制動力分配原則，則制動系統(tǒng)會根據制動請求、單元質量、粘著極限等參數，首先令電制動裝置發(fā)揮效用，當電制動裝置所提供的制動力達到上限時，如制動力不足，則需要用到拖車制動力或是將制動力平分到每個動車軸上，以達到良好的制動效果。在此過程中，如果出現電制動力不足，則會導致拖車制動閘片發(fā)生嚴重磨損，影響制動效果。

2 地鐵牽引變電站配置情況

為了更好地對地鐵車輛制動閘片異常情況產生原因進行分析，筆者將針對國內某地鐵線的牽引變電站配置情況進行詳細論述。

本次所研究的地鐵采用的額定電壓大小為

DC1 500V，在地鐵運行的過程中，作為牽引力的來源和電能的主要消耗裝置——電動機，其工作時會拉低電網電壓，即從DC1 500V降為DC1 350V左右;當動車的電制動裝置發(fā)揮作用時，即電動機停止運行，此時電網電壓會被抬高，達到DC1 700V左右，此時變頻調速系統(tǒng)會發(fā)揮作用，限制電制動裝置的功能。當電制動裝置無法正常發(fā)揮作用時，空氣制動裝置會對制動力進行一定的補充，此時制動閘片便會異常磨損。造成電制動裝置發(fā)揮無法發(fā)揮正常功能的原因可能有：地面吸收裝置吸收閾值設計不合理，此時應當合理調整該裝置的各類參數，使地面吸收裝置能在動車制動時充分發(fā)揮作用;當地面吸收裝置的容量小于制動系統(tǒng)制動力的最大值時，也會發(fā)生地面吸收裝置無法全部吸收而使得空氣制動裝置運行造成制動閘片異常磨損。針對這一狀況，設計單位應當在設計的過程中增加地面吸收裝置的容量。

3 制動閘片異常磨損影響因素

地鐵車輛在制動的過程中，閘片會發(fā)生異常磨損的現象，導致這類現象的成因主要是因為電制動系統(tǒng)在地鐵制動的過程中產生的制動力不足以使機車完全制動，導致由于等分配原則下空氣制動裝置頻繁發(fā)揮作用，該裝置內的閘片要頻繁參與制動過程，閘片的熱負荷超標，使得閘片鋁盤脫落，閘片損壞。地鐵制動時會產生大量的熱能，造成制動裝置內部高溫（通常在300℃～350℃），此溫度下地鐵制動系統(tǒng)已不適宜工作[4]。閘片損耗解決辦法如圖2所示。

4 地鐵制動系統(tǒng)制動力不足解決措施

針對地鐵車輛運行過程中可能產生的電制動裝置制動力不足的現象，城市運輸部門應當安排技術人員針對地面吸收裝置的設定值進行不斷地優(yōu)化和調整，使其能夠在動車制動的過程中充分發(fā)揮作用，同時也要在網壓正常的情況下不會輕易啟動。通過對閘片磨損的主要原因進行研究，發(fā)現改善閘片異常磨損的情況可以通過在閘片生產過程中通過對生產過程的改變來控制閘片的質量，使得閘片的強度和耐磨性有一定程度的提升。另外，在制動系統(tǒng)的設計上還需要進行不斷的優(yōu)化，以增強電制動系統(tǒng)的穩(wěn)定性。某B型地鐵動車轉向架構架如圖3所示。

5 結語

制動閘片是地鐵制動系統(tǒng)中的重要結構組成部分，在地鐵制動過程中發(fā)揮著重要作用。閘片在長時間的使用過后會發(fā)生磨損現象，這種磨損屬于正常現象，技術人員只需要對閘片進行合理的維護或在必要時進行更換。但針對地鐵運行過程中出現的閘片異常磨損的問題，技術人員要給予重點關注，通過對造成閘片異常磨損的情況進行分析，找出造成該種情況發(fā)生的原因，從而及時解決閘片異常磨損問題，為地鐵車輛正常運行提供有效保障。

參考文獻

[1] 王昊亮，蔣小文.城軌車輛制動閘瓦片偏磨的問題分析及解決方案[J].建筑工程技術與設計，2017，（18）：4151-4151，4140.

[2] 崔虎山，陳磊，劉中華等.地鐵車輛制動防滑控制故障分析[J].城市軌道交通研究，2019，22（4）：15-17.

[3] 陳豐宇.地鐵車輛的制動與防滑[J].城市公用事業(yè)，1996（1）：19.

[4] 謝葉青，馬興文，李霞.地鐵車輛架修工藝設計探討[J].技術與市場，2019（1）：63.