摘要：地铁车辆在城市交通体系中占有重要地位，当前地铁车辆制动系方式主要包括机械制动和电制动两种，能满足车辆制动要求。本文主要针对地铁车辆制动系统关键技术进行分析，为了保证地铁车辆安全运行，需要保证制动系统操作、控制等动作的有效执行，在相关技术保障下，提高地铁车辆制动效果和舒适性。
关键词：地铁车辆；制动系统；关键技术
前言：在地铁车辆运行中，要根据实际情况选择相应的制动方式，旨在提高车辆运行安全性。通过加大对地铁车辆制动系统关键技术的分析，能对车辆制动力分配和制动方式间的结合使用有所了解，以便建立良好的制动系统，为地铁车辆正常运行提供保障。
一、制动力分配原则
为了保证地铁车辆内部制动系统的科学构建，应明确掌握车辆运行中的制动力分配特点，以便采取针对性制动方式。地铁车辆往往包括动车和拖车两部分，并且动车和拖车对应的制动方式不同，在设计制动系统时，应重点考虑车辆之间制动力如何协调，确保制动力在不同车辆单元的有效传递，最终达到制动效果。首先利用制动系统实现电制动力与机械制动力的混合，之后进行制动力的分散，是一种较为有效的处理方式。当前地铁车辆中的制动系统构建普遍采取电制动与机械制动相结合的方法，尽可能利用电制动效应，提高制动系统灵敏度[1]。另外，制动系统主要是为车辆稳定运行服务的，根据车辆运行情况进行调整，通过建立网络系统，能实现车辆负载信息及时传递，当地铁车辆制动力无法满足减速要求时，将增加机械制动，确保制动操作有效执行。当车辆处于超负荷状态下，系统制动力不能达到减速制动要求时，拖车制动力将补充到动车上，达到不同车辆间制动力的平衡，提高车辆运行安全性。当电制动不发挥作用时，动车将发出制动信号到拖车上，随着信号的增大，将提高动车对应的机械制动力。由此可知，地铁车辆运行过程中，机械制动力和电制动力在不同情况下遵循特定的制动力分配规则，确保车辆制动效果。
在黏着力问题上，当减速度在1m/s2左右时，要求黏着力为10.2%，电制动不足的部分通过机械制动来补充；车辆速度不超过10km/h时，关闭电制动，只利用机械制动，随着机械制动的启动，车辆行进速度逐渐降低直到停止，通过机械制动能消除70%制动力。在快速制动情况下，和常用制动原理相符，采用电制动、机械制动的施加顺序。当车辆减速度约为1.3m/s2时，车辆重新转变到牵引和滑行模式，并且快速制动过程不可逆，实施制动操作时，要重点关注车辆之间的安全距离，由此设定制动施加顺序。另外，在紧急制动方面，控制系统接收到这一信号后立即发出制动力，这时车辆保持10.2m/s2的减速度。
二、机械制动和电制动结合运用
地铁车辆运行速度快，为了保证运行安全，要保证制动系统功能正常实现，能快速相应操作指令。其主动系统主要采用电制动及机械制动相结合的方式，通过制动力之间的传递和补偿，能提高制动系统运行效能。列车行进过程中，电制动相较于机械制动有着明显优势，主要体现在无磨损、节能等方面。同时在电制动系统作用下，还能起到滑行保护以及负载矫正的作用。因此，列车驾驶员应优先选择电制动方式，如果电制动不能达到减速要求时，可进行机械制动。在同时使用电制动和机械制动时，要求驾驶员掌握好两种制动方式的结合点，取得最佳制动减速效果。当地铁车辆处于高速或低速行进状态时，依靠电制动能满足减速要求，当车辆运行速度不超过10km/h时，可完全使用机械制动代替电制动。并且车辆速度较大时，需要使用机械制动。复合制动系统的构建，对地铁车辆安全运行提供了技术保障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但要注意到，在紧急制动情况下，只能选择机械制动方式，以免出现断电、脱弓等问题，尽可能减少对车辆的冲击，提高车辆运行安全系数。
三、闸瓦材料的合理选择
从制动系统组成来看，闸瓦是重要的执行装置，并且闸瓦材料选择合理与否对车辆制动效果会产生直接影响，因此，在进行地铁车辆制动系统关键技术研究时，应将重点放在闸瓦装置上，结合该装置功能要求，确定适当的材料参数。具体来说，在车辆车轮踏面上，需要借助闸瓦来完成制动操作，该装置是执行制动指令的重要机构。因此，要保证闸瓦材料参数科学选择，确保闸瓦的工作效能。当前地铁车辆中采用的闸瓦材质主要包括铸铁类和合成类两种，要求闸瓦材料具有较高摩擦系数，是发挥其运行性能的关键。
从元素含量来看，可将闸瓦分成中磷铸铁类和高磷铸铁类两种，高磷铸铁类闸瓦材料往往具有较好耐磨性，并且实际使用记录表明，高磷铸铁类闸瓦相较于中磷铸铁类闸瓦的使用寿命较长，表明该类型的闸瓦材料在地铁车辆中有着较好运用，在提高车辆制动效能上有着重要意义。另外，利用高磷闸瓦，在车辆制动过程中产生的火花较少，可提高车辆运行可靠性，减少对轮对的磨损。随着闸瓦材料中含磷量的增加，则铸铁类闸瓦材质的摩擦系数逐渐增加，由此可知高磷闸瓦摩擦系数要大于中磷闸瓦，在摩擦力作用下，加强制动效果。但是磷组分含量的增加，将增加材料脆性，因此，需要合理控制闸瓦材质中的磷含量，加大对其性能的控制。研究表明，闸瓦内磷成分含量超过1%时，在车辆制动过程中，闸瓦出现裂损的可能性较大，这时需要增加钢背，提高材料硬度和强度。而合成闸瓦通常是由石棉、树脂、铁粉等材料合成的，主要体现出摩擦性能可灵活调整、耐磨性能好、质量轻和磨损小等优点。在设计地铁车辆制动系统时，应根据车辆负载和最大速度选择闸瓦材料，以便保证车辆制动执行效果较好。
四、车轮热处理
在设计制动执行装置时，要采取适当的车热处理技术，形成完整的车辆制动系统。车轮是制动操作执行装置之一，当施加制动力时，车轮和闸瓦以及轨道之间发生大量摩擦，这一过程中会产生较多热量，而进行热处理，对车轮稳定性和使用寿命有着积极影响。实际进行车轮热处理时，要注意到地铁车辆车轮的热处理要求较高，需要保证车轮具有较高的热处理硬度，应优化原有热处理工艺，以便满足地铁车辆车轮处理要求[2]。应用于地铁车辆的车轮热处理技术，要符合以下技术标准：一是针对地铁车轮，使用铁路车轮热处理方式进行预处理，将温度控制到885℃进行淬火，并在390-410℃温度范围内回火三小时。试验表明，上述热处理手段，满足铁路车轮热处理要求，但地铁车轮运行中受到的摩擦力较大，当采用以上处理工艺时，车轮边缘一侧的硬度较低。因此，需要调整热处理技术。在淬火环节，应适当调整加工温度和喷水嘴高度，结合实际要求，改变水流大小和喷射角度，之后进行硬度测试，可发现车轮边缘硬度有所增加。说明以上方法是可行的，还要结合热处理工艺特点和车轮性能要求，在重复实验中确定最佳地铁车轮热处理方法。总之，为了提高地铁车辆运行安全性，要通过具体实验总结制动系统关键技术，统筹考虑多个问题，保证地铁车辆内部制动系统有效构建。
结论：综上所述，地铁车辆制动系统设立合理与否对车辆运行安全性有着直接影响，当前机械制造领域较大对制动系统有关技术的研究，结合车辆运行实际和设计实验，讨论地铁车辆制动系统有效构建的措施。实践表明，将电制动和机械制动结合使用，可达到较好的减速制动效应，结合两种制动方式的优势，为地铁车辆安全行驶提供保障。
参考文献：
[1]宗庆云，任成伟.关于地铁车辆制动系统关键技术的分析与探究[J].科技风，2018（33）：109.
[2]顾培忠.地铁车辆制动系统关键技术分析[J].中国设备工程，2016（07）：64+67.
论文作者:冯博
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：车辆论文; 闸瓦论文; 地铁论文; 制动系统论文; 车轮论文; 机械论文; 方式论文; 《基层建设》2019年第17期论文;