地铁制动系统介绍与故障处理方法分析

地铁制动系统介绍与故障处理方法分析

李永彬

李永彬

中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116021

摘要：地铁制动系统是地铁运行过程中最容易出现故障的环节，因此必须采取有效措施对此进行预防。本文对地铁制动系统中常见的故障类型进行了分析，并提出了相应的解决措施，以期更好地保障城市地铁运行的有效性。

关键词：地铁制动系统；故障处理；

1地铁车辆制动系统概述

1.1介绍地铁制动系统

本文是以A市地铁1号线为实际案例进行分析。地铁制动系统中包含的设备装置较多，诸如：基础制动装置、供风装置以及制动控制装置等。其中，a市地铁1号线基础制动装置是PEC7型号的踏面式制动器（克诺尔供给），这一装置主要是由磨损补调期、制动气缸以及变速机构等构成。当制动气缸中进入压缩空气，便会在力作用下推动轮对与闸瓦接触，以此产生必要的制动力。一般将来，每一个转向架中都包含有四套不同的基础制动装置，两套带弹簧的储能器能够与不带弹簧的储能器制动装置的斜对称面进行交叉布置，以此完成停放制动操作。此外压缩空气主要控制着弹簧储能器，主要的控制方式是以司机台集中控制的方式为主。供风装置主要的用途是为了将压缩空气输送给系统用气设备。在地铁车辆中两节动车均便要配备一套供风装置，并且两套供风装置都需要在同一时间段内启动，以确保满风状态。此外还需要按照当天工作奇数或者偶数的情况选择启动哪一套供风装置。值得一提的是每一套供风装置均是由控制装置、空压机以及空气干燥器等设备构成制动控制装置中最为核心的构成部分便是EP2002阀，此阀又可以分成网关阀与智能化。网关阀控制者职能阀，其能够将常见的制动压力按照相关要求分配到相应的本地CAN网络之中，随后控制全部的EP2002阀门。需注意的是网关阀还能够将地铁车辆的控制系统与EP2002连接到一起。而智能阀则能够被看成是一个机电装置，在这一装置中涉及有电子控制段（一个）将其安装到气动阀单元中，便行程了气动伺服阀装置，主要作用是在CAN总线的利用下对网关阀进行控制，使其满足基本的制动要求。具体说来，阀门是由硬件与软件联合监督与控制，其能够有效发现故障点并排除故障风险。

1.2制动力分配法则

在地铁车辆中，其每个单位中的车辆种类都是不同的，其中包括动车和拖车，这两种车辆所使用的制动方式是不相同的，所以在地铁车辆使用的过程中，其车辆之间的制动是一个非常重要的内容，也是非常关键的内容。首先需要在使用制动系统的过程中，把机械和电力进行混合，随后进行分散制动工作，这也是相对来说比较合理的一种工作方式。地铁的使用中应该尽量多的使用电动制度，减少机械的使用。同时车辆的承载信息主要的传输方式就是网络系统，在使用这一系统的过程中，如果电车不能够利用制动的方式进行减速，就会造成制动压力的增加，最终严重导致地铁车辆超出负荷。所以经过研究能够看出，在机械制动的过程中，其一般情况下地铁车辆的速度减慢他应该在每秒钟1米的状态下进行，但是在车辆的速度小于每小时10米的情况下，电量制动开关也是处于一个关闭的状态。在地铁完全停止之后，机械的制动力下降超过70%。

2地铁车辆制动系统故障分析

2.1制动电子控制单元故障

在地铁制动系统运行过程中，制动电子控制单元是具有16位单片微机的一类处理器，可以对制动系统运行中的制动阀进行动态化的回路控制，动态监测制动系统的制动压力，还能动态控制动车运行，科学分配拖车制动力，是制动系统的关键性组成部件。在运行过程中，地铁列车不断启停，车轮不断磨损等作用下，制动电子控制单元检测过程中，多项检测不达标，说明制动电子控制单元已出现故障问题。在故障解决过程中，检修人员需要根据检测情况，科学开展检修工作，严格按照相关规定，全面、客观检查制动电子控制单元的印刷电路板单片机芯片，要及时更换已老化，无法修理的芯片。如果发现制动电子控制单元元件老化，出现控制程序不正确问题，检修人员一定要及时更换制动电子控制单元电路板。在此基础上，检修人员要根据故障问题，科学开展加密试验检测工作，借助试验台，科学调整、校验制动电子控制单元数值，科学解决故障问题，确保制动电子控制单元处于高效运行中。

2.2摩擦失效

摩擦是用于在制动系统中将动能转换成热量的机制。摩擦力是两个彼此接触的物体之间的运动阻力。如果摩擦表面上的摩擦力降低到不可接受的水平，则将动能转换成热量的能力也将降低。当由于热量而在摩擦表面上发生摩擦减小时，称为摩擦失效。制动摩擦受摩擦表面温度的影响。热／摩擦轮廓不同于衬里到衬里，并且可以是线性的或曲线的。制动衬片摩擦力可以随着制动器中的热量逐渐下降（线性），或者衬里摩擦力可以累积直到达到峰值，然后迅速开始减小（曲线）。通常，线性热摩擦关系是更理想的，因为其渐变是渐进且可预测的。

2.3触头切换不灵敏

压力开关的作用就是检查地铁转向架是否接触良好。在内部压力超过40KPa时，压力开关就会闭合；而当压力低于25KPa时其就会断开。当压力开关处于闭合状态时说明制动继电器处于工作状态，大多数情况下继电器的触头的状态分别是关闭或断开，工作电压是24伏特。这两个触头的状态会随着地铁列车的运动状态而发生改变。制动的地铁列车的继电器的触头触头状态与正常行驶的列车是完全相反的。软件监控就可以通过触头的状态判断出列车的运行状态，进而把结果传输到显示屏上，让司机可以做出正确的判断。但是有的时候压力开关无法准确感受到内部压力的变化，进而导致触头在切换状态时并不灵敏，让软件无法正确捕捉到列车的制动状态，司机就无法做出正确判断。

2.4地铁列车制动力太小

地铁在正常行驶的时候，如果需要制动，那么必须得提供四级以上的制动力才能达到制动效果，但是有的时候提供的制动力是达不到这个值的。还有就是遇到紧急状况而需要制动的时候，制动力也没办法达到要求。这都会导致地铁制动系统出现故障。原因分析：列车内部回路出现问题，压力感应器失常。

3故障预防措施

3.1科学解决防滑故障

首先应是增强防滑装置这方面的检查力度，合理调整齿轮和探头间的距离，即将距离控制在标准范围内。此外还应做好装置清理工作，诸如：灰尘、油污等，一旦发现有极严重的腐化问题出现，便需及时将其更换。

3.2定期对地铁列车的制动系统进行检修

已经出现制动故障的列车，应该及时进行维修。通过观察故障现象，以及查看之前的故障记录，确定故障类型，进而制定合理的维护措施。除此之外，还应该对列车中隐藏的安全问题进行检查，防止小的问题转变成大的故障。

总结：制动系统的稳定性是确保地铁车辆安全运行的有效手段，在地铁整体运行中发挥着重要的作用。分析结果表明导致制动系统故障的原因有很多，为了减少制动故障事件的发生，明确常见故障的原因及处理方法，可有效地保证地铁运营安全。

参考文献：

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[3]王伟波，胡跃文，蒋廉华，我国城轨车辆制动系统介绍及选型[J].城市轨道交通研究，2016（8）.