【摘 要】本文作者客观分析了地铁列车制动系统的组成、设计原则、设计方法，具有多样化的优势，节省设计空间、节约成本、安装方便等。
【关键词】地铁 制动系统 设计原则 设计方法
一、地铁制动系统组成
地铁车辆的制动系统由多种元素组合而成，比如，制动控制装置、防滑系统、风源系统。
1制动控制装置、防滑系统
辅助控制系统、电子制动控制单元EBCU、压力表等都是制动控制装置组成要素，具有多样化功能，比如，实现常用制动、合理停放制动。控制单元EBCU防滑控制板、速度传感器、感应齿盘等都是防滑系统组成部分，防滑系统可以避免列车车轮滑行中被擦伤，借助轮轨粘着。其中每台转向架的轴都装有感应齿盘、防滑排风阀、速度传感器，各自发挥着不同的作用，防滑控制参数计算、滑行判断等都不离开控制单元EBCU。
2基础制动装置
在地铁列车运行中，基础制动装置采用的是踏面制动，踏面单元制动器、CT-1型闸瓦是其踏面制动装置组成部分。其中转向架内有四套踏面制动装置、两套带停放制动装置。基础制动装置被制动控制系统控制产生其制动力，满足制动相关要求。
二、制动类型设计
1空气制动
空气制动是指用于补充具体要求的制动指令，已经达到电制动动力的差额，或者无电制动情况下，满足地铁列车具体的制动要求。混合制动处于电制动、空气制动之间，是平滑的，能够有效满足地铁列车运行中的冲击极限。每节车厢都有气制动控制与相关部件，具有独立性，而每根轴都有防滑控制，也处于独立状态。下面是供气部分、制动部分乃至执行部分的管路连接示意图。
1.1气制动力分配原则
在地铁列车运行过程中，每节车厢都会气制动与部件，处于独立状态。如果每节车厢都设置独立制动，需要300%的制动力。在气制动过程中，结合每节车质量，其ECU负责该车100%的制动力。
1.2空气制动系统作用
供气部分、控制部分、执行部分是空气制动系统的核心组成要素，每节车厢都有空气制动系统。以执行部分为例，踏面单元制动器、防滑阀构成，PC7Y、PC7YE是踏面单元制动器重要的形式，可以顺利实现停放制动，每根轮轴装备中都有一个。空气干燥器、风缸等是供气部分的组成要素，750kPa—900kPa是空气压缩机的正常工作范围，所产生的压缩空气借助空气干燥器供车门、制动、空气弹簧等系统使用，确保其处于安全、稳定运行中。空气控制屏Z01、制动控制单元BCU（B06）等是控制部分组成。
2电制动
再生制动、能耗制动是电制动两种形式，电制动具有滑行保护、载荷校正两大功能，每节动车都有这些装备，1个制动电阻、1个牵引控制单元DCU等。
1.1电制动力分配原则
通常情况下，每3个单元车组便有2节动车。如果每节车厢都被设有独立制动，共需要300%制动力。在电制动过程中，每两节车厢需要分别承担150%的制动力。
1.2能耗制动
在列车运行中，如果所在的接触网供电区间没有其他列车吸收对应的制动能量，三相调频调压逆变器VVVF会把对应的制动能量准确反馈到线路电容上，电容电压XUD会大幅度上升。一旦达到1800V，牵引控制单元DCU便会启动对应门极可关断晶闸管GTO，GTO会将制动电阻打开，使其和电容并联，电机产生的制动能量将被转化为电阻热能，被全部消耗掉。下面是能耗制动原理结构图。
1.3再生制动
就再生制动而言，在制动中，电动机处于发电机运行状态，地铁列车的动能会瞬间转化为电能，在VVVF逆变器作用下，整流为直流电被反馈到接触网上，供给接触网供电区间的其他列车，顺利实现牵引，也供给该车的辅助系统等。下面是地铁列车再生制动原理结构图。
三、制动模块的设计
1紧急制动
就地铁列车而言，需要设计一个紧急空气制动系统，将其贯穿到整个列车的DC110V连续电源线，动态控制对应控制系统缓解。一旦地铁列车线路断开，所有车都能第一时间实施紧急制动。其紧急制动可以直接让BCU中的紧急电磁阀失电产生，不需要借助ECU控制。在紧急制动中，在空气制动作用下，高度断路器被断开，1.7s内就可实现最大制动力的90%。但不能撤除已实施的紧急制动，地铁列车必须减速，直到零速封锁。下面是地铁列车制动时部分参数变化曲线示意图。
2快速制动
一旦地铁列车的核心控制器手柄移动到“快速制动”位时候，其实施快速制动，减速度、紧急制动二者一致。在设计快速制动实施中，必须综合分析相关情况，比如，电制动不发挥任何作用，会受到冲击率极限限制。
3弹簧停放制动
一旦地铁列车断电停放，在管路漏泄无压力空气补充，制动缸压力会持续降低，直到为零。在设计过程中，需要充分利用弹簧作用力，产生对应的制动作用，确保地铁列车可以满足长时间断电停放客观要求。其弹簧停放制动可以顺利进行充气缓解、手动紧急缓解，其弹簧制动力可以确保AW3超员荷载地铁列车停放于4%的坡道。
参考文献：
[1]段继超.地铁车辆制动控制系统设计[D].西南交通大学,2012.
[2]李明.伊朗设拉子地铁1号线车辆制动系统及模块化设计[J].科技资讯,2015,12:56.
论文作者:湛伟
论文发表刊物:《低碳地产》2016年7月第14期
论文发表时间:2016/11/4
标签：列车论文; 地铁论文; 空气论文; 防滑论文; 单元论文; 制动系统论文; 装置论文; 《低碳地产》2016年7月第14期论文;