城軌車輛空氣制動與液壓制動系統的概述

王立兵 許浩翔

摘 要：概述了目前城軌車輛上常用的空氣制動系統和液壓制動系統，分析了兩種制動系統的工作原理，并對比了各自的特點。

關鍵詞：空氣制動；液壓制動；工作原理；分析對比

緒論

對城軌軌道交通來講，制動系統有著非常重要的作用。車輛因故障不能出發不會有什么危險，若在運行中因制動系統故障不能按要求停車，則后果不堪設想。城市軌道交通的站距短，因此車輛的調速及停車比較頻繁。為了提高車輛運行速度，必須使車輛啟動快，制動距離短。同時城市有軌交通車輛的旅客上下波動大，對車輛載重有較大的影響，因此需根據現場實際情況，選擇最佳的車輛制動系統。

1 城軌車輛制動系統

現代城軌車輛的制動系統主要由兩種方式組成：（1）電制動為主，空氣制動系統為輔；（2）電制動為主，液壓制動為輔。空氣制動系統主要由空氣壓縮機、制動控制裝置、微機單元、空氣管路、基礎制動裝置（用于放大空氣制動力的裝置）等組成。液壓制動系統主要由液壓單元（分為主動式液壓單元和被動式液壓單元）、液壓管路、電子控制單元、制動夾鉗等組成。

2 工作原理

2.1 空氣制動系統的工作原理

2.2 液壓制動系統的工作原理

以廣州市海珠區的儲能低地板項目的液壓制動系統為例，車輛編組為3動1拖（Mc1-T-M-Mc2）。車輛液壓制動系統包括了在動力轉向架上的被動式電子液壓制動系統，以及拖車轉向架上的主動式電子液壓控制系統，具有車輛防滑控制和補償負載控制。該制動系統的原理圖如圖2所示。

2.2.1 動力轉向架。動力轉向架液壓單元由被動式液壓單元、被動式彈簧制動夾鉗機構、軸式制動盤組成。車輛在運行過程中，被動式液壓單元中的二位二通電磁閥關閉，使被動式液壓單元與制動夾鉗導通，液壓油流入制動夾鉗內，使制動夾鉗內被動式彈簧受到液壓單元的輸入壓力，從而使制動夾鉗保持張開。而在車輛需要動力轉向架施加制動時，被動式液壓單元中的二位二通電磁閥開啟，從而使液壓油直接回流到油箱，制動夾鉗中的被動式彈簧失去輸入壓力，從而使制動夾鉗合攏，夾緊軸式制動盤，產生制動力。動力轉向架的液壓制動主要用于車輛的停放制動及安全制動。

2.2.2 拖車轉向架。拖車轉向架液壓單元由制動控制單元（BCU）、主動式液壓單元、主動式彈簧制動夾鉗機構、輪裝式制動盤等部件組成。車輛在運行過程中，主動式液壓單元中的油泵不工作，主動式制動夾鉗沒有輸入壓力，此時制動夾鉗在主動彈簧作用下保持張開狀態。而在車輛需要拖車轉向架施加制動時，主動式液壓單元中的油泵開始工作，往制動夾鉗單元內輸入壓力，使制動夾鉗動作，夾緊制動盤，從而產生制動力。比例電磁閥會根據制動控制單元發來的信號對閥的開度進行控制，從而控制制動力。主動式液壓單元為無級式比例單元，可實現對制動力的連續控制。拖車轉向架的液壓制動系統主要用于車輛的常用制動及緊急制動。

3 空氣制動系統與液壓制動系統的特點

空氣制動系統的主要特點為：安裝空間需要很大，結構簡單，工作壓力低，維護方便，維護成本較低。適用于地鐵、動車組等車輛。

液壓制動系統的主要特點為：結構緊湊，系統安裝所需空間小，工作壓力壓力高，需要專業的維護設備，且在運營過程需加注液壓油，維護成本較高。適用于低地板等輕軌項目。

4 結束語

綜上所述，空氣制動系統與液壓制動系統有各自的優缺點。空氣制動系統結構復雜，但維護性較好，對于車輛安裝空間充裕的車輛來講，是可以優先考慮使用過的制動系統。而液壓制動系統具有結構緊湊、制動設備小，便于整車的模塊化設計和安裝的特點，對于安裝空間有限的車輛來講，選用液壓制動系統是不錯的選擇。

參考文獻

[1]張振淼.城市軌道交通車輛[M].北京：中國鐵道出版社，1998（9）.

[2]李潤林.程建會.低地板輕軌車液壓與磁軌制動技術概述[J].鐵道車輛，2007（11）.

[3]李紅軍.長春輕軌車輛的液壓制動設計原理[J].城市軌道交通研究，2008（5）.