摘要：现如今我国各大城市交通拥堵现象日益突出，轨道交通在人们日常出行所占比例越来越大。因此，保证城市轨道交通车辆的正常运营成为了车辆维护部门的头等大事。对于城市轨道交通制动系统来说，在运营中可能出现的故障有两种:一种是制动力不足，另一种是制动不缓解。制动力不足故障可能造成运营车辆降速运行，而制动不缓解故障将可能造成运营车辆的清客救援。而引起这两种故障的影响因素较多，但是多数情况是由于制动系统关键部件发生故障所导致。
关键词：城市轨道交通车；车控制动系统；制动不缓解故障
1城市轨道交通车辆制动系统简介
城市轨道交通车辆通常采用微机控制的直通式电-空制动系统，能在司机控制器、ATO(列车自动驾驶)或ATP(列车自动防护)的控制下，对列车进行阶段性或一次性的制动与缓解。制动系统可根据制动指令对应的制动减速度、列车速度和重量，计算出制动力的大小，然后进行空气制动与电制动的配合控制，实现列车的精确停车。
城市轨道交通车辆空气制动控制系统分两种控制模式架控和车控。架控制动系统是以每个转向架为单位来设置制动控制单位的制动控制方式，即每个转向架均配置有1个独立的制动控制单元；车控制动系统是以每辆车为单位来设置制动控制单元的制动控制方式，即每辆车均配置有1个独立的制动控制单元，用于控制本车的制动力。两种控制模式安全控制理念是一致的，都是故障导向安全的设计。下面以车控制动系统为例，介绍车控制动系统制动控制单元控制原理。
图1为城市轨道交通车控制动系统制动控制单元原理图。制动控制单元主要由滤清器(01)、常用制动充风电磁阀(02)、常用制动缓解电磁阀(03)、中继阀(06)、空重阀(09)、紧急电磁阀(10)、压力传感器(05/07/11)、压力开关(13)和相关压力测点(04/08/12)等部件组成。图1中，AS1、AS2表示空簧压力管路，Ｒ表示总风，AC表示常用制动预控压力管路，EM表示紧急制动预控压力管路、EX表示排气口，BC表示制动缸压力管路。
常用制动时，制动控制单元接收到制动指令，通过控制充风电磁阀和缓解电磁阀的得电和失电，得到相应的常用预控压力输出到中继阀，通过中继阀的流量放大作用，将制动压力输出到制动缸中。紧急制动时，紧急电磁阀失电(正常缓解时，紧急电磁阀为得电常闭状态)，空重阀根据空簧压力调整紧急预控压力，输出到中继阀，通过中继阀的流量放大作用，将紧急压力输出到制动缸中，实现车辆的紧急制动。制动控制单元对电磁阀预控压力、中继阀输出的制动缸压力进行闭环控制，同时，微机诊断系统对电磁阀的状态进行实时监测，有助于对制动系统故障进行更精准的定位。
图1制动控制单元原理示意图
2制动不缓解故障原因分析
通过车控制动系统制动控制单元控制原理及原理图可知，造成制动不缓解故障隐患有如下因素：
2.1常用制动充风电磁阀故障
故障现象:车辆在常用制动时，制动缸压力高出目标值，在接收到制动缓解指令后，制动缸压力没有下降。故障原因分析:在常用制动时，充风电磁阀故障，失电后不能正常关闭，总风一直通过充风电磁阀向中继阀常用预控腔充风，同时通过缓解电磁阀排风，在压力稳定后，一般情况下实际预控压力高于目标压力值;在接收到缓解指令后，由于充风电磁阀故障，预控压力将保持原来压力，导致中继阀输出的制动缸压力没有下降，造成制动不缓解故障。
2.2常用制动缓解电磁阀故障
故障现象:车辆在接收到常用制动缓解指令后，制动缸压力没有下降。故障原因分析:在常用制动缓解时，缓解电磁阀故障，失电后不能排风，常用预控压力保持原来压力，导致中继阀输出的制动缸压力没有下降，造成制动不缓解故障。
2.3紧急电磁阀故障
故障现象:车辆在接收到紧急制动缓解指令后，制动缸压力没有下降。故障原因分析:在紧急制动缓解时，紧急电磁阀故障，得电后不能排风，中继阀紧急预控腔压力得不到缓解，导致中继阀输出的制动缸压力没有下降，造成制动不缓解故障。
2.4中继阀故障
故障现象:车辆缓解状态下，制动缸压力一直保持80kPa左右的压力。故障原因分析:中继阀在出现总风口关闭不严、向制动缸漏风故障时，中继阀此时的状态是总风通过总风阀口向中继阀下游制动缸内充风，由于处于缓解状态，中继阀制动腔内的压缩空气同时向外排风;当总风泄漏量较大时，中继阀制动腔内的压力超过制动不缓解逻辑判断的设定值时，制动系统将上报制动不缓解故障。
3制动不缓解案例及建议
3.1 EBCU故障案例
某市地铁2号线发生曾发生单车制动不缓解故障。当时，HMI（司机显示屏）显示缓解状态下该车制动压力不变化。对EBCU板块进行检查发现，控制制动缓解的板卡上存在烧损的痕迹。由此可判断导致制动不缓解的直接原因为EBCU板卡发生故障。
3.2气动执行部件故障案例
广州地铁2号线曾出现正线制动不缓解故障。发生故障后，确认EBCU及电磁阀等功能均正常。检查中继阀后，确定故障原因为中继阀的总风阀座橡胶剥离导致密封不严，从而产生制动不缓解故障。解决方案为更换故障中继阀。西安地铁2号线曾发生单车制动不缓解故障。对常用电磁阀进行拆解分析发现，电磁阀内部动铁心表面已剥落，导致其动作卡滞，从而使阀口无法打开。解决方案为对电磁阀动铁心表面处理进行优化设计。
3.3故障排查及建议
（1）故障排查。通过对制动不缓解故障的逻辑及原理等的研究，及对现场实例故障的分析，如出现车辆制动不缓解故障，除应查看制动系统记录数据外，还应对现场的设备按EBCU、缓解电磁阀及紧急电磁阀、中继阀的顺序依次进行检查。
（2）建议。制动系统关键部件选型及其可靠性对车辆安全运营的影响很大。故提出如下建议：①选取剩磁较小的缓解电磁阀，以避免电磁阀不释放问题。②中继阀卡滞现象很少出现，多数故障出现在总风阀座密封和橡胶件剥离问题上。因此需改进工艺，并加强质量控制管理，以保证中继阀质量的稳定性。③选取发热量小的紧急电磁阀，以降低电磁阀线圈的故障率。
结束语：
总而言之，在城市轨道交通车控制动系统制动不缓解故障处理的时候，从制动控制原理出发，对故障的检测逻辑、影响因素、故障原因深层分析等方面进行了详细的阐述。对实际故障案例进行了研究分析，提出了对现场故障排查方法，并针对制动系统部件选型及质量管理等提出建议，可有效降低制动不缓解故障的发生概率。
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论文作者:刘郑伟
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/17
标签：故障论文; 压力论文; 电磁阀论文; 紧急论文; 车辆论文; 常用论文; 单元论文; 《防护工程》2019年第3期论文;