地铁车辆制动闸片异常磨损原因相关分析与思考

王喜红

摘 要：本文主要分析地铁制动闸片异常磨损的相关原因分析和对闸片异常磨损成因的有关思考。重点介绍了地铁的制动分配情况及闸片异常磨损原因等内容，以及针对闸片异常磨损原因所提出的几点解决办法。通过对地铁制动闸片异常磨损情况进行分析，旨在帮助城市运输部门及时解决地铁闸片故障，保障地铁运输系统正常运行。

关键词：地铁车辆;制动闸片;异常磨损原因

中图分类号：U260.355 文献标识码：A

地铁列车制动系统中，制动闸片作为其中的重要组成部分，在地铁制动的过程中起到了举足轻重的作用。闸片在使用过程中会产生磨损，而导致其磨损的原因涉及到多方面，不但与闸片自身的耐磨性、制动系统的运行状态、制动力的分配的合理性以及车辆自身状况有关，而且还会受到地面吸收装置、电制动装置效能、车辆载荷等因素的影响。对于闸片磨损的情况，技术人员要时刻保持关注，尤其是在闸片发生异常磨损时要及时找出原因，并及时解决问题，以保证地铁运输正常运行。

1 地铁车辆制动力分配情况

地铁车辆制动系统主要依靠电制动装置以及空气制动装置来完成制动操作。电制动装置具有节能环保且机械磨损小等特点，因而在地铁制动系统中被优先使用。在地铁制动系统中如果出现电制动动力不足而情况才会选择通过空气制动的方式进行制动力补充。空气制动的执行部分分为踏面制动和盘形制动，受到热容量的限制，使得地铁车辆在选择两种空气制动装置时需要依照地铁时速限制来选择。一般来说，时速在百公里以上的地铁车辆会选择爬行制动。闸片作为空气制动装置中的重要制动部件，在使用过程中会产生一定程度的磨损，如果闸片磨损较为严重则必须进行更换，频繁的更换则会导致地铁运输成本的增加[1-2]。地铁车辆制动力分配情况如图1所示。

地铁空气制动使用过程中一般要遵循两大原则：一是等粘着制动力分配原则。二是等损耗制动力分配原则。等粘着制动力分配原则要求当进行空气制动时优先使用拖车空气制动，当拖车制动力到达粘着极限时，再使用动车空气制动来进行补充;等损耗制动力分配要求在达到粘着极限之前对制动力进行平均分配。平均分配原则使得车轮踏面工作环境得到改善，降低了车轮踏面异常磨损情况的发生几率，使得制动系统的使用寿命延长[3]。

在地铁车辆运行过程中，可以根据不同的情况将不同的车辆数量视为一个单元，在制动的过程中，如是等粘着制动力分配原则，则制动系统会根据制动请求、单元质量、粘着极限等参数，首先令电制动装置发挥效用，当电制动装置所提供的制动力达到上限时，如制动力不足，则需要用到拖车制动力或是将制动力平分到每个动车轴上，以达到良好的制动效果。在此过程中，如果出现电制动力不足，则会导致拖车制动闸片发生严重磨损，影响制动效果。

2 地铁牵引变电站配置情况

为了更好地对地铁车辆制动闸片异常情况产生原因进行分析，笔者将针对国内某地铁线的牵引变电站配置情况进行详细论述。

本次所研究的地铁采用的额定电压大小为

DC1 500V，在地铁运行的过程中，作为牵引力的来源和电能的主要消耗装置——电动机，其工作时会拉低电网电压，即从DC1 500V降为DC1 350V左右;当动车的电制动装置发挥作用时，即电动机停止运行，此时电网电压会被抬高，达到DC1 700V左右，此时变频调速系统会发挥作用，限制电制动装置的功能。当电制动装置无法正常发挥作用时，空气制动装置会对制动力进行一定的补充，此时制动闸片便会异常磨损。造成电制动装置发挥无法发挥正常功能的原因可能有：地面吸收装置吸收阈值设计不合理，此时应当合理调整该裝置的各类参数，使地面吸收装置能在动车制动时充分发挥作用;当地面吸收装置的容量小于制动系统制动力的最大值时，也会发生地面吸收装置无法全部吸收而使得空气制动装置运行造成制动闸片异常磨损。针对这一状况，设计单位应当在设计的过程中增加地面吸收装置的容量。

3 制动闸片异常磨损影响因素

地铁车辆在制动的过程中，闸片会发生异常磨损的现象，导致这类现象的成因主要是因为电制动系统在地铁制动的过程中产生的制动力不足以使机车完全制动，导致由于等分配原则下空气制动装置频繁发挥作用，该装置内的闸片要频繁参与制动过程，闸片的热负荷超标，使得闸片铝盘脱落，闸片损坏。地铁制动时会产生大量的热能，造成制动装置内部高温（通常在300℃～350℃），此温度下地铁制动系统已不适宜工作[4]。闸片损耗解决办法如图2所示。

4 地铁制动系统制动力不足解决措施

针对地铁车辆运行过程中可能产生的电制动装置制动力不足的现象，城市运输部门应当安排技术人员针对地面吸收装置的设定值进行不断地优化和调整，使其能够在动车制动的过程中充分发挥作用，同时也要在网压正常的情况下不会轻易启动。通过对闸片磨损的主要原因进行研究，发现改善闸片异常磨损的情况可以通过在闸片生产过程中通过对生产过程的改变来控制闸片的质量，使得闸片的强度和耐磨性有一定程度的提升。另外，在制动系统的设计上还需要进行不断的优化，以增强电制动系统的稳定性。某B型地铁动车转向架构架如图3所示。

5 结语

制动闸片是地铁制动系统中的重要结构组成部分，在地铁制动过程中发挥着重要作用。闸片在长时间的使用过后会发生磨损现象，这种磨损属于正常现象，技术人员只需要对闸片进行合理的维护或在必要时进行更换。但针对地铁运行过程中出现的闸片异常磨损的问题，技术人员要给予重点关注，通过对造成闸片异常磨损的情况进行分析，找出造成该种情况发生的原因，从而及时解决闸片异常磨损问题，为地铁车辆正常运行提供有效保障。

参考文献

[1] 王昊亮，蒋小文.城轨车辆制动闸瓦片偏磨的问题分析及解决方案[J].建筑工程技术与设计，2017，（18）：4151-4151，4140.

[2] 崔虎山，陈磊，刘中华等.地铁车辆制动防滑控制故障分析[J].城市轨道交通研究，2019，22（4）：15-17.

[3] 陈丰宇.地铁车辆的制动与防滑[J].城市公用事业，1996（1）：19.

[4] 谢叶青，马兴文，李霞.地铁车辆架修工艺设计探讨[J].技术与市场，2019（1）：63.