城轨车辆制动系统的研究

城轨车辆制动系统的研究

周豪

车辆工程 攀枝花学院 617000

摘要

按照目前数据统计资料，国内城轨地铁的最高速度约为80KM/h，站间距大部分为1-2km，因此地铁工作会进行，频繁的启动，加速，制动，停车等操作。工作内容苛刻。地每天运行时间长达16个小时，留给维护修理的时间并不长。车辆制动系统对于车辆的安全与正点其主要决定性作用，因此它的稳定性和可靠性在城市轨道交通安全运行中具有在很重要的意义，因此对于铁轨车辆的制动系统和故障性可靠性进行分析是十分必要的，这能够使我们及时发现系统的脆弱性，能够安全保障城市轨道交通安全的运行。提高地铁制动系统维护效率及故障诊断能力在城市轨道交通安全运行中也是一项必要的工作。

关键词：铁轨车辆；制动；制动系统；故障

一、绪论

城市铁路车辆刹车是保障铁路运行的重要手段，其功能既是提高交通效率，也是保障乘客和乘客生命健康的重要保障。本文的研究内容是关于城轨列车刹车的，在我国，关于城轨列车刹车的研究很少，而在此基础上，本文着重于对列车的刹车系统进行了详细而全面的分析，从而找到了问题的根源，并进行了科学的分析，从而为开发人员的安全和正确的工作奠定了基础。

二、城轨车辆制动系统故障分析

（一）空气来源和管道

风源和管道系统的故障主要有：空压机的漏气、机头螺栓松动造成的漏油、电源不正常或不正常的吹风；滤清器阻塞或漏气；空气干燥器故障，压力开关损坏，气缸活塞损坏，密封圈松动，软管损坏，连接部件松动，安全阀损坏，漏气。在城市轨道交通列车制动系统中，列车下转向架的排气噪声较大，同时也表明了列车的送风不正常。其主要原因是由于阀体内的橡胶破损，造成阀座与密封件间有气体泄漏。

（二）气压悬吊装置

气浮装置的失效原因有：安全阀失效；阀盖密封件破损或松散，并有气体泄漏；高度阀松动，空气弹簧上盖和阀座密封件之间的橡胶变形，造成装配错误，漏气，差压阀失效等。在城市轨道交通列车的刹车装置中，如果空气弹簧发生故障，很有可能导致列车的行驶安全，甚至是车身的倾侧，更有可能导致列车的出轨。如果空气弹簧布有损伤，空气弹簧裂缝超过30毫米，深及高超过1毫米，空气弹簧气泡的气泡直径大于50毫米时，必须及时替换，以免发生进一步的问题。

（三）停放制动系统

停放制动系统故障原因主要包括安全阀损坏漏气、双脉冲电磁阀内部“O”形线圈损坏、双向止回阀故障、带电塞门密封圈损坏或松动漏气、软管破损或接头装配松动漏气等。对于城轨车辆制动系统而言，驻车制动不应主要从单车驻车制动中释放，列车驻车制动也不应释放。

（四）制动控制装置

刹车控制器失效的原因有：过滤器过滤器损坏或阻塞；电动空气变换阀（EP阀）故障，紧急电磁阀故障，空重阀调节螺钉松动，继电器阀内排气阀的弹簧破损，泄漏空气。

在城市轨道列车刹车装置的工作中，由于地铁启动和停车频繁，车轮长期处于磨耗的状况下，EBCU印制线路板的单片机晶片容易发生老化，导致刹车电子控制器失效。

三、制动系统故障处理

（一）制动系统故障介绍

动车组在主干线上正常运行中，制动系统做为动车组安全运行的主要保障条件，在各种使用因素和操作的影响下，各制动单元和部件常会出现各类故障，极大的影响到了动车组的安全准时运行，对旅客出行带来了不便。制动系统出现的故障一般都定意为影响行车的大故障，不经解决，不允许动车组上线运行。动车组在库内检修发现故障时，还可以扣车进行处理，但在运行中，只能在一定时间内解决，如无法解决，会直接降速或者救援处理。之后动车组入库直到故障处理为止。制动系统如果有故障时，表现出的现象就是制动不缓解或都制动不施加。

（二）常见故障分析

1、停放制动故障

故障现象：CRH5A动车组，1车主控，升3车弓，开车前司机缓解停放制动时TD屏报“车辆号1，单列动车组施加停放制动的车辆为5辆或者更少”，TD屏显示8车停放制动不缓解。

故障分析：

（1）查看车远程数据和下载BCU故障,故障发生时无制动板卡和停放制动等相关故障信息报出。

（2）检查95K06控制板卡及双稳态电磁阀，检查95K06控制板卡和双稳态继电器外观未见异常，接线无松动虚接等异常情况，

（3）检查30Q17空开下口接线线路未发现有短路、接地等异常情况，检查接线时有虚接现象。

分析可知：30Q17空开负责给本车停放制动双稳态电磁阀供电，用来实施停放制动的施加和缓解功能。当30Q17空开断开时，在本车停放制动施加继电器30K10和缓解继电器30K11动作后，双稳态电磁阀不能正常得电动作，从而使本车停放制动施加和缓解不能执行。此次故障判断为该空开长时间运行振动导致接线虚接而发生故障。

故障处理：将该空开下口接线重新进行连接，后线路各继电器电路进行检查，供电后对停放制动进行多次试验，保证制动故障清除。后续对各动车组空开及继电器线路接线进行一次检查，防止其它车辆发生类似故障。

2、全列制动不缓解故障

故障现象：CRH5G动车组动行途中1车与站内垂下的故障接触网电联线相撞放电，车体遭受电击。后投入主控钥匙后，发现BPS屏BCU重大故障灯点亮，BPS屏报BCU重大故障,全列制动不缓解。

故障分析：

（1）下载TCMS数据显示，01车首次报出BCU重大故障。

（2）占用08车主控，使用BCU软件监控发现无尾车（01车）环路信号。

（3）检查01车尾继电器95K55板卡，发现95K55线圈上下口均有正电。

（4）排查95K55板卡负线存在断路，继续排查发现95K53板卡烧损，后续继续排查，发现94A57板卡及插座融损、95K54板卡烧损。

分析可知：地铁制动环路建立包含3个必要条件，一是制动环路头尾车信号建立，二是BCU控制系统无故障，三是列车无网路通讯故障。当制动环路无法建立时，列车将报出BCU重大故障，列车制动不缓解。通过库内排查发现01车95K55板卡供电负线存在断路，故障点位于8b、8d针间，位置对应为95K53板卡，检查95K53板卡烧损。因此判断95K53板卡烧损导致列车报BCU重大故障。

故障处理：对故障01车95K53、95K54板卡及94A57板卡及插座进行更换，供电对进行制动试验和故障下载，动车组制动系统恢复正常，无后续故障报出。

结论

刹车是城市轨道交通中的一个核心部件，其失效和可靠度的分析对于保证城市轨道交通的安全具有十分重要的作用。城市轨道交通的刹车系统，不但可以保障铁路的运行，而且还可以保障乘客和乘客的生命。目前，我国对于城市轨道交通列车的刹车系统的相关理论和方法还比较欠缺，重点在于其在性能和优化上，对其进行深入而完整的分析，有助于发现其成因，并进行科学的、合理的诊断和分析，从而为今后的产品开发提供可靠的依据。从原理上讲，为城轨车辆维护工作中的维护与维护工作奠定基础；在实际应用中，可以使维护工作者迅速发现问题根源，提升维护工作的效能，加强系统的可靠性，确保系统的安全。

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