城市轨道车辆制动系统防滑保护措施的探讨

刘熹

摘 要：城市轨道车辆是目前我国城市交通系统的重要组成部分，随着我国经济建设的发展和城市化进程的逐步推进，其作用也就愈加明显。制动系统又是轨道车辆安全运行的保证，其防滑问题一直影响着轨道车辆的制动能力，所以防滑保护是提高轨道车辆制动能力，保证车辆运行安全的重要措施。该文针对城市轨道车辆制动系统防滑问题进行了研究。从防滑问题，保护措施等方面进行探讨，希望可以为提高轨道车辆防滑能力提供一些建议。

关键词：城市轨道车辆 制动系统 防滑保护 安全分析

中图分类号：U26 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（c）-0070-01

城市轨道车辆是城市交通网络的重要组成，安全性又是客运中永恒的主题。轨道车辆在复杂的环境下长期动态运行，从而导致车辆很容易发生故障，且车辆又是乘客乘车的载体，一旦发生故障危害性极大。随着运行压力的不断提高，其制动能力将受到多重考验。防滑能力又是制动能力评价的因素之一，只有制动系统有足够的防滑保护措施，才能保证制动系统的正常运转。

1 城市轨道车辆与制动系统

1.1 城市轨道车辆

城市轨道车辆是指按照固定轨道行驶的城市公交系统，地铁、轻型轨道客车都属于这一范畴，还有相对比较古老的有轨电车也属于此类。随着城市的发展，轨道交通也越来越重要。轨道交通相对便利，不易受到天气、交通环境的影响，且轨道交通的实际运载能力也要远高于传统的交通系统，所以我国大多数城市都开始进行轨道交通的发展[1]。

1.2 制动系统防滑保护

制动系统是轨道车辆运行系统中的重要系统之一，是通过制动系统来实现对轨道车辆的控制。制动系统作为轨道车辆的重要系统，直接涉及到车辆的运行性能和安全性，影响乘客乘车的舒适度。制动性能的好坏还直接关系到车辆运行速度的提高、运能的增长。因轨道车辆的实际运载能力并没有限制，所以乘客越多，车辆的制动能力越长。为保证车辆的正常运转，目前对于制动系统的研究也已越来越多，其中防滑保护又是制动系统的重要功能之一。因制动系统会受到多种因素的影响，产生滑行情况，使车轮部分产生磨损，且在必要的减速过程中，车辆的滑行会延长减速距离，进而影响车辆的制动，造成一定的经济损失和安全威胁，而防滑保护就是针对这些制动问题进行的安全保护机制[2]。

2 防滑保护的重要性

2.1 提高能量使用效率

车辆滑行并不只出现在车辆减速过程中，加速过程中也同样会出现这样的问题。车辆在加速的过程中，出现车轮滑动，会造成大量的动力浪费，使车轮空转。防滑保护可以减少车辆车轮空转的现象，使车辆动力转化为前进的动力，从而使能量的转化更有效果[3]。

2.2 保证车辆运行安全

车辆在制动过程中出现滑行，会增加其制动距离。在以往的城市轨道车辆运行当中，因为车辆滑行失控所产生的经济损失和生命损失屡见不鲜，故只有通过防滑保护减少车辆滑行的可能，才保证车辆的制动能力。车辆运行中必要的制动是保证其正常运动的操作，减速、停车、急停都是需要有制动系统的参与的，制动系统的防滑保护可以保证车辆的安全行驶，而且在没有防滑措施的情况下很容易造成制动失控的情况，因为车辆的制动系统是以挤压产生的摩擦力来进行减速的，在这过程中车轮的摩擦系数较低，会使摩擦力下降，进而使车辆的制动能力下降[4]。

2.3 减少车轮部分磨损

车辆滑行中，将对车轮部分造成相当大的影响，在这一过程中很容易造成区域性的轨道温度升高，进一步加剧车轮的磨损，如果不能及时解除滑行，车轮会因为热量和过度摩擦的问题产生严重的损坏。车轮直接损坏的情况并不多，但经过长期的积累将会造成安全隐患，使车辆在不安全的情况下运行。

3 防滑保护措施

3.1 防滑技术提高

近几年防滑的新技术中，通过电子技术完成的防滑工作越来越多，使用车辆滑动传感器实时对车轮的转动情况进行监测，一旦出现滑动现象，计算机系统就会自动进行反应实现防滑措施，使车辆防滑保护措施的反应能力和效果都有所增加。目前我国地铁所使用的防滑措施是以轴控式微机控制防滑方式的，通过使用电子防滑阀来实现车辆的防滑控制，这种方式主要是将电子感应单元和防滑阀集成在同一位置，通过对轴速差的比较判定车辆是否处于滑行状态，然后选择性进行相应的防滑操作。例如，广州地铁四号线中所使用的就是EP2002防滑阀技术。该技术使用后，通过对车轮磨损、抱死时间、最大滑行速度等参数进行分析，发现这一技术与原有技术相比提高近一倍多的防滑能力，在最高速滑行中可以保证车轮不出现擦伤。在对速度的测试中发现防滑阀开始制动三秒内车速下降到减速时的75%，这些技术的应用从基本上保证了城市轨道车辆制动系统的防滑能力，故实际应用价值还是相当高的。

3.2 零件维修保护

因车辆的防滑效果是与车辆的防滑零件相关，而随着车辆运载能力的提高，防滑压力越来越大，车辆防滑零件的更换也将会更加频繁。车辆的运载能力提高使车辆在制动过程中的滑行距离大幅度提高，而这样的情况必然使车辆的制动擦片和车轮之间的摩擦更为严重，长期这样的情况将导致擦面摩擦系数的降低，这样的车况即使有好的防滑措施也同样无法达到良好的防滑效果。所以日常的检修工作应该更加频繁，按时更换车辆的防滑零件、车轮和制动擦片，这样才能保证车辆制动系统的防滑能力，从而减少出现车辆滑行的情况。

3.3 运行环境维护

防滑系统的运行环境同样是影响防滑效果的因素之一，因为车辆的运行环境无法控制，经常会出现车轮部位沾有油污、异物等情况，这些异物将会影响到车辆制动系统与车轮之间的制动效果，从而导致失稳现象的发生，因此对于运行环境的维护同样重要。目前我国的城市轨道车辆都有踏面清扫功能，但是这一功能的是需要人工操作的，而不是自动进行，所以对于运行环境的维护能力有限。未来中国轨道车辆应该增加更多自动化的踏面清扫器，通过随时进行的运行环境维护系统来保证车轮与摩擦面之间的摩擦力，增加增粘措施。日本目前研究的增粘摩擦块就是一个很好的技术，可以适当引进或者自行开發相应的系统。

4 结语

城市轨道车辆的使用是保证城市公共交通运载能力的重要措施，随着使用人数的增加，车辆的安全行驶将是最重要的问题，而车辆滑行显然会引起很多的安全问题，所以制动系统防滑保护将是未来轨道车辆发展的重要课题。提高车辆制动系统防滑措施可以通过技术、零件维护和运行环境维护三个方面进行，而控制技术的不断发展，也将会使制动系统故障的处理经验越来越丰富。该文结合原理提出了一些综合性的方法，但也只停留在较浅显的分析层面，仍需要与其他多种先进技术相结合从而进一步提高乘客乘车的舒适度及安全性。

参考文献

[1] 吴萌岭，裴玉春，严凯军.我国城市轨道车辆制动技术的现状与思考[J].机车电传动，2006（1）：1-5.

[2] 周莉茗.城市轨道交通车辆制动系统安全分析方法研究[D].北京：北京交通大学，2011.

[3] 丁锋.城市轨道交通车辆制动系统的特点及发展趋势[J].现代城市轨道交通，2004（3）：19-20.

[4] 姜祥禄，蔡永丽.地铁车辆EP2002制动系统防滑保护[J].电力机车与城轨车辆，2008（4）：47-49.