我国高速动车组制动技术现状及未来技术发展探讨

李国超

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东青岛 266111

介绍了我国高速动车组的制动技术现状和国外制动技术发展情况，探讨了我国高速动车组制动技术发展方向。

1 我国高速动车组制动系统技术现状

国内批量运用的CRH系列高速动车组均采用微机控制直通电空制动控制技术和大功率盘形基础制动技术，制动技术主要来源于德国克诺尔公司和日本纳博特斯科公司。其中，CRH1/3/5、CRH380B/C/D型动车组制动系统以及CRH2C（二阶段）、CRH380A型动车组的基础制动装置采用克诺尔公司的技术，CRH2A/B/C（一阶段）和CRH380A型动车组的制动控制系统采用纳博特斯科公司的技术，CRH2A/B/C（一阶段）型的基础制动装置采用日本萱场公司（KYB）和FINE-SINTER公司的技术。CRH系列动车组制动系统主要由制动控制系统、基础制动装置、风源系统及辅助设备等组成，具有常用制动、紧急制动、快速制动、停放制动等功能。制动控制采用微机控制直通电空制动系统，基础制动采用盘形基础制动装置，大部分风源系统采用螺杆式空气压缩机、双塔吸附式干燥器或膜式干燥器，少量采用活塞式空气压缩机。另外，CRH3/5、CRH380B/C型动车组还装有备用自动空气制动装置，CRH3/5以及CRH380B/C/D型动车组装有撒砂装置，CRH2系列和CRH380A型动车组装有踏面清扫装置。在制动控制方面，CRH2系列和CRH380A型动车组按1动1拖或2动1拖为单元进行制动力管理，CRH1/3/5、CRH380B/C/D型动车组按整列车进行制动力管理。常用制动时采用动力制动（再生制动）和空气制动（或空气－液压制动）的复合制动方式，优先使用动力制动，当动力制动力不能满足制动力需求时，空气制动力自动补偿，制动过程中制动力能根据理论黏着力要求和车辆载荷变化自动调整，具有冲动限制功能；紧急制动时根据速度－黏着变化进行制动力分级控制，采用克诺尔制动技术的制动系统设有空重车调整阀，能够根据车辆载荷变化自动调整制动缸压力，采用纳博特斯科制动技术的制动系统通过减压阀调整制动缸压力。

2 关键技术掌握情况

通过对引进制动技术的消化吸收和国产化，既有动车组制动系统的大部分产品已实现国产化生产，但部分核心技术仍掌握在国外公司手里。克诺尔公司的制动系统，国内技术受让方为铁道科学研究院机车车辆研究所的北京纵横机电技术开发公司（以下简称铁科院），铁科院主要负责基础制动夹钳单元总成和部分制动控制部件的生产，克诺尔车辆设备（苏州）有限公司主要负责制动控制系统总成和部分夹钳单元部件的生产，制动盘由铁科院和克诺尔公司的合资公司生产，闸片由克诺尔公司提供，风源系统由克诺尔南口供风设备（北京）有限公司生产。纳博特斯科公司的制动控制系统，国内技术受让方为南京中车浦镇海泰制动设备有限公司（以下简称海泰公司），电子制动控制单元软件和硬件、EP电磁阀线圈、部分橡胶件和弹簧需要从纳博特斯科公司进口，其余零部件的生产、制动控制系统总成由海泰公司完成。中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司承接了日本萱场公司（KYB）的液压制动夹钳和踏面清扫器技术以及日本FINE-SINTER公司的粉末冶金制动闸片技术，进行液压制动夹钳单元和粉末冶金闸片的国产化生产。伴随着自主研发的中国标准动车组于6月2 6日在京沪高铁投入运营，标志着我国动车组制动技术的自主研发取得重大突破。铁科院针对既有动车组和时速350km标准动车组研制的制动控制系统和基础制动装置完成了运用考核，并在标准动车组上装车运用；中车青岛四方车辆研究所有限公司研制的时速250km和350km动车组制动控制系统和基础制动装置分别在中车长春轨道客车股份公司和中车唐山机车车辆有限公司装车，部分产品已完成运用考核；海泰公司研制的标准动车组制动控制系统已完成装车试验并投入运用考核；北京天宜上佳新材料有限公司研制的粉末冶金闸片投入批量装车运用[1]。

3 我国高速动车组制动技术发展方向探讨

随着各种先进的控制技术、新材料技术等的应用，高速动车组制动技术水平在不断提升。制动力控制的准确性和精细调节能力的提高，为复合制动控制、ATC控制等提供了有利条件，从而保证了不同制动方式之间的良好配合以及列车的平稳运行、精确停车等；制动系统产品向模块化、高度集成化、小型化方向发展，使制动系统实现简化安装设计、系列化等更为方便，功能也更为强大；制动系统的诊断和监控、故障导向安全、冗余设计等日益完善，使其可靠性不断提高，为高速动车组的安全运营创造了条件。由于在复合制动、适应ATC控制等方面，微机控制直通电空制动比自动电空制动有着明显的优势，另外，在实现制动力的精确控制、提高响应性等方面，微机控制直通电空制动都要优于自动制动方式，所以微机控制直通电空制动技术在很长一段时间内仍然是高速动车组的主流控制技术。

4 结语

随着我国动车组制动技术自主研发工作的开展，也应建立技术安全体制，明确产品的安全等级要求，建立产品的全寿命周期管理体系，均衡成本与可靠性需求，充分利用产品的实际运用数据，提升可靠性设计与验证水平，保障产品的可靠性。制造技术对于保证产品质量有至关重要的作用，应结合工业4．0制造理念，实现将计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合的智能化制造。