城轨车辆液压制动系统缓解装置的研究与改造

吕娜

摘 要：伴随着城市轨道交通系统的不断发展，人们开始致力于如何将更多的先进技术应用在城市轨道交通系统中，以提升城轨交通系统的安全性、舒适性以及维修性。该文针对城轨车辆新型制动系统——液压制动以及与液压制动系统配套使用的缓解装置进行了深入细致的研究。主要论述了液压制动系统的应用现状，现有液压制动系统缓解装置的产生背景、国内外发展现状以及存在的不足之处，并针对现有缓解装置的不足之处提出了改造思路及意见，为改善城轨车辆的维修性提供了有利的参考。

关键词：城轨车辆 液压制动 缓解装置 研究改造

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0081-01

城市轨道交通作为新型的交通方式，成为城市公共交通的重要组成部分，其以大运量、高速准时、节省空间及能源等特点，已逐渐成为我国城市交通发展的主流，成为人们出行的主要方式。城市轨道交通车辆是城市轨道交通体系中最重要的组成部分，制动系统是城轨车辆的关键设备，其性能的好坏直接关系到车辆运行的安全性和综合技术水平的提高。因此，世界各国在发展城市轨道交通过程中，都将提高和完善制动技术水平作为一个重要项目进行研究。

1 液压制动系统现状

在我国城市轨道交通行业现有车型中，制动系统多数为空气制动系统，该系统优点在于技术成熟、设备简单、易于操作、维护保养方便，其缺点是空气管路内灰尘大、容易漏气；在寒冷天气下，管路容易结冰，大大影响制动效果，车辆运行安全受到一定程度的威胁。针对中国北部地区冬季较长、气温较低的自然环境特点，长春轻轨首次引进了液压制动系统，该系统管路内的液体能够做到在极低的温度下都不凝结，解决了管路易结冰影响制动效果的问题，对于中国北部地区轨道交通的建设具有很强的指导意义。

2 现有缓解装置的产生背景及不足之处

2.1 现有缓解装置的产生背景

由于首次引进液压制动系统，系统本身的技术指标及性能还不够完善，存在许多不足之处。根据调研结果显示，长春轻轨近几年的运营故障中有1/3的故障为液压制动系统故障。然而在液压制动系统故障中，又有半数以上的故障为车辆制动不缓解。车辆在停车时，动车转向架的制动夹钳要施加停放制动（即制动夹钳要将车轮抱死）以防止发生溜车事故，当车辆牵引启动时，制动夹钳会自动松开车轮，即车辆处于制动缓解状态。车辆制动不缓解就是指车辆处于牵引状态时，制动夹钳仍然将车轮抱死未松开，此故障发生将严重影响车辆的运行。如车辆遇到此故障，要求驾驶员或检修人员必须针对抱死的制动夹钳进行人工缓解操作。由于长春轻轨车辆液压制动系统动车制动夹钳的工作原理为注入液压油夹钳缓解，液压油回流夹钳制动，因此，要想缓解制动夹钳，必须人工手动向夹钳内注入液压油。手动缓解泵就是用于车辆液压制动系统人工缓解的装置。

基于液压制动的原理，发明了手动缓解泵，将手动缓解泵的油管接头与制动夹钳接头相连后，人工打压将油压入夹钳内以达到车辆缓解状态。

2.2 现有缓解装置的不足之处

经过多次工作现场实地考察以及使用者的问卷调查，发现现有手动缓解泵的几处弊端及存在的危险性：

（1）人工手动打压，液压不稳，压力不容易控制、压入液压油量不精确，一旦压入油过多对制动夹钳有损伤；

（2）手动缓解泵在压油的过程中，极易发生侧翻，严重威胁操作人员的人身安全，特别是用于车辆在线救援时，手动缓解泵放置在轨道旁的基石上，侧翻的风险性更大，容易伤人；

（3）手动缓解泵密封性不好，泵体中进入微小的灰尘，都会导致泵体损坏，不能工作，甚至报废，维修性差、损坏率高；

（4）手动缓解泵自带的压力表压力检测不灵敏、质量差，损坏率高；

（5）车底工作空间小、光线暗、不易于操作，遇到雨雪天气地面潮湿、气温低，操作更加困难；

（6）使用手动缓解泵时，有力量的要求，驾驶员或检修人员操作起来十分吃力；

（7）手动缓解是否完成，需要操作人员根据经验判断，极易造成缓解不完全，对制动盘产生损伤。

3 缓解装置的国内外发展现状

3.1 国外研究现状

液压制动技术产生于19世纪60年代，相较于空气制动技术，液压制动技术开发时间较短，应用范围相对较窄。液压制动技术应用在城市轨道交通车辆上的较少。目前在国外，用于设备拆装的手动液压泵的研发技术已经发展成熟，自动液压泵的产品也很多，但用于液压制动系统的缓解装置目前还处于开发阶段。

3.2 国内研究现状

中国对于液压制动系统的应用与研究起步较晚，研究普遍落后于国外，应用性的成果较少。从现有文献资料来看，国内的研究在数量上总量不多，并主要以期刊为主，专著较少。国内城市轨道交通行业中，长春轻轨首次采用液压制动技术。目前，国内针对于空气制动系统的手动缓解泵设计研发出的产品有很多种，但针对空气制动系统的自动缓解装置尚无研发成品。针对液压制动系统的缓解装置的研发使用，目前只有长春客车装备有限公司设计的一款手动缓解装置。国内对于手动缓解泵的自动化改造已有一定的研究基础，为液压制动系统的自动缓解泵研制提供了很大的帮助。

4 缓解装置的改造

针对现有液压系统缓解装置的缺点，伴随着科学技术的发展与应用，可将现有的手动缓解装置实现自动化操作，使驾驶人员或检修人员在对车辆进行制动缓解时，仅需操作按钮，缓解泵将自动判断缓解情况，完成制动缓解，操作简单方便、准确可靠，缩短工作时间，提高工作效率，减少工作者的劳动强度，避免了使用手动缓解泵时遇到的诸多难题，变相为企业提高了经济效益。自动缓解泵的研究也为国内液压缓解装置的研发，提供了有益的参考。

5 结语

液压制动系统以其制动灵敏度高、不受外部环境干扰、维修简单易行、故障率低等特点已经被越来越多的应用在城市轨道交通车辆上。随着液压制动系统的发展，自动化的手动缓解装置应用范围和应用数量将会越来越多。现在国内外对制动系统手动缓解装置的研究已取得一定的成果，先进的传感器、机电一体化等技术的发展为研制自动缓解泵提供了可能。在前人研究的基础上，结合现代化技术实现自动化改造是很有可能的，也是十分必要的。

参考文献

[1] 杨鲁会，卢桂云.城市轨道交通车辆检修制动系统[M].北京：中国铁道出版社，2012.

[2] 张狮旺.车辆新技术[M].北京：中国铁道出版社，2004.

[3] 曾青中，王旻.城市轨道交通车辆[M].成都：西南交通大学出版社，2009.