地铁车辆制动不缓解分析与排查

地铁车辆制动不缓解分析与排查

陈亮,吴旭,张荣强,刘明松

重庆中车长客轨道车辆有限公司 401133

摘要：城市轨道交通车辆是公共交通系统的关键组成部分，而制动系统是保证城市轨道交通车辆正常运行的前提。制动系统一旦出现问题，将会严重影响城市轨道交通车辆的可靠运行，可能导致救援、清客下线、终点站下线、换车回库等情况，甚至危害列车上工作人员和乘客的人身安全。作为城市轨道交通车辆的关键系统，制动系统的稳定可靠是城市公共交通健康发展的前提。为保障制动系统性能，相关维修单位应高度重视城市轨道交通车辆制动系统的异常维护，根据检修发现的制动系统异常状况，及时处理制动系统故障，确保城市轨道交通车辆的安全顺利运营。

关键词：城市轨道交通车辆；制动系统；故障排查

1空气制动系统功能及构成

城市轨道交通车辆制动系统控制方式主要有车控式和架控式，在ATO、ATP及其司机控制器的控制下，一次或分阶段对列车制动和缓解进行响应，并以列车为模块，采用硬线和网络冗余的方法进行制动力管理。列车制动方式包括常用制动、紧急制动、快速制动、保持制动和停放制动[1]。其中，常用制动主要用于列车运行、进站过程的操纵和速度调整。常用制动采用电制动优先的全列车空电交叉混合制动，当电制动力不足时，空气制动按总制动力的要求补充不足的制动力。紧急制动是指列车在断电、断弓、断钩、超速、欠压和拍下蘑菇按钮等紧急和非预期情况下所施加的制动，紧急制动为纯空气制动，并采用故障导向安全的设计原则，停车前不可缓解。快速制动为了使列车尽快停车而施加的制动，其所需制动力控制方法与常用制动相同，制动过程可以缓解。保持制动是为了车辆平稳停车且防止车辆坡道启动溜车而施加的制动，保持制动由列车自动施加。停放制动是防止车辆在线路停放时溜逸而施加的制动，采用弹簧储能施加制动力，为主动施加方式，排气制动，充气缓解。

制动系统主要由风源系统、制动控制系统（含辅助控制装置和防滑装置）、空簧供风系统、受电弓供风系统、基础制动装置、管路系统等组成。其中，风源系统为用风设备提供压缩空气；制动控制系统用于制动力的计算与施加、与车辆通信、防滑控制、停放制动控制、空簧供风等；受电弓供风系统用于为受电弓供风和总风无风时的辅助供风；基础制动装置为制动力的执行机构；管路系统用于压缩气体的传递。

2空气制动系统常见故障与应急处理

2.1常用制动无法缓解

常用制动无法缓解分为整列车常用制动无法缓解和单台车常用制动无法缓解，表现为在空气制动应当缓解时，TCMS显示屏仍显示制动施加，且夹钳或者踏面制动单元仍处于抱紧状态。

列车常用制动缓解指令来至于信号系统或者司控器，并由网络系统传递到制动系统。制动系统接收到制动缓解指令后，首先由EBCU进行逻辑判断，然后由EBCU向PBCU发送制动缓解指令，PBCU内的缓解电磁阀接收到指令后进行排气动作，预控压力控制中继阀排出制动缸的气体，从而缓解常用制动。制动缸的压力通过传感器采集。如果制动缓解指令已发出，但制动缸压力实际值大于某个临界值（通常设定为40kPa左右，可根据项目需求调整）[2]，且持续时间超过一定值，则判定为常用制动不缓解。

发生常用制动不缓解时，首先应确定是整列车常用制动无法缓解还是单台车常用制动无法缓解。整列车常用制动不缓解通常是制动缓解指令未发送到制动系统，排查思路如下：①司控器或者信号系统是否发出制动缓解指令。②网络系统是否采集到司控器的或者网络系统的制动缓解指令。③制动系统EBCU是否接收到来自网络系统的制动缓解指令。排查故障点时，可采用万用表检查线路电压，检查连接器是否松动，或者下载网络数据进行进一步分析。

单车常用制动不缓解通常是某制动控制单元故障，排查思路如下：①故障车制动系统EBCU是否接收到来自网络系统的制动缓解指令；②故障车EBCU是否发出制动缓解指令；③故障车PBCU是否接手到来自EBCU的指令；④故障车缓解电磁阀、中继阀等是否积极响应，动作是否灵敏。排查故障点时，可采用交换EBCU板卡或者PBCU内的阀类件进行检查，查看故障是否转移，找到相关故障件。

2.2紧急制动无法缓解

紧急制动环路通常将总风压力低、列车超速、救援紧急制动、AIP紧急制动、蘑菇按钮按下等条件串联在一起，当任意条件满足要求，都将触发紧急制动。紧急制动无法缓解，首先应确定是紧急制动环路断开还是制动系统本身故障。如果检查紧急制动继电器失电，确定环路断开，则排查思路如下：①查看双针压力表、制动控制断路器、蘑菇按钮是否存在异常；②打开紧急制动旁路、零速旁路、单元解编开关等，查看紧急制动是否缓解；③检查环路各个节点、继电器、开关处的导电情况。排查故障点时，仍可采用万用表检查线路电压，检查连接器是否松动，或者下载网络数据进行进一步分析。

如果紧急制动继电器是得电状态，则需要检查制动控制单元。排查思路与单车常用制动不缓解类似，此处不再赘述。

2.3停放制动无法缓解

停放制动一般采用硬线控制，由停放制动施加/缓解按钮进行控制。停放制动充排气通常采用双脉冲电磁阀，双脉冲电磁阀根据脉冲信号切换状态并保持，直到下一脉冲到来。遇到停放制动不缓解时，首先查看HMI显示屏是整列车停放制动不缓解还是单台车停放制动不缓解。整列车停放制动不缓解，则可以判定是停放制动缓解指令未发送到双脉冲电磁阀。此种情况，可以排查停放制动断路器、司机室激活、停放制动缓解施加/缓解按钮，通过线路的导电情况找点故障点。

单台车停放制动不缓解可以检查对应车辆双脉冲电磁阀的电气情况，动作情况，采用交换双脉冲电磁阀来查看故障是否转移，从而确定故障。

3结论

制动系统关系轨道列车的行车安全，维修单位应具备制动系统故障分析与排查的能力。制动系统常用制动、紧急制动和停放制动不缓解是制动系统的典型故障，掌握该故障的分析与排查方法是必要的。制动不缓解可以分为车辆线路、开关、继电器等故障引起和引起制动系统本身EBCU、PBCU等内部故障引起。对于前者，可根据车辆原理图，用万用表进行排查；对于后者，可以采用交换部件进行确认，找到故障件。

参考文献：

[1]刘柱军，佟关林.城市轨道交通车辆制动系统（第二版）[M].北京：人民交通出版社股份有限公司，2017：3-4.

[2]王群伟.城市轨道交通车控制动系统制动不缓解故障分析[J].城市轨道交通研究，2018(6):711.