城軌車輛液壓制動系統緩解裝置的研究與改造

呂娜

摘 要：伴隨著城市軌道交通系統的不斷發展，人們開始致力于如何將更多的先進技術應用在城市軌道交通系統中，以提升城軌交通系統的安全性、舒適性以及維修性。該文針對城軌車輛新型制動系統——液壓制動以及與液壓制動系統配套使用的緩解裝置進行了深入細致的研究。主要論述了液壓制動系統的應用現狀，現有液壓制動系統緩解裝置的產生背景、國內外發展現狀以及存在的不足之處，并針對現有緩解裝置的不足之處提出了改造思路及意見，為改善城軌車輛的維修性提供了有利的參考。

關鍵詞：城軌車輛 液壓制動 緩解裝置 研究改造

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（b）-0081-01

城市軌道交通作為新型的交通方式，成為城市公共交通的重要組成部分，其以大運量、高速準時、節省空間及能源等特點，已逐漸成為我國城市交通發展的主流，成為人們出行的主要方式。城市軌道交通車輛是城市軌道交通體系中最重要的組成部分，制動系統是城軌車輛的關鍵設備，其性能的好壞直接關系到車輛運行的安全性和綜合技術水平的提高。因此，世界各國在發展城市軌道交通過程中，都將提高和完善制動技術水平作為一個重要項目進行研究。

1 液壓制動系統現狀

在我國城市軌道交通行業現有車型中，制動系統多數為空氣制動系統，該系統優點在于技術成熟、設備簡單、易于操作、維護保養方便，其缺點是空氣管路內灰塵大、容易漏氣；在寒冷天氣下，管路容易結冰，大大影響制動效果，車輛運行安全受到一定程度的威脅。針對中國北部地區冬季較長、氣溫較低的自然環境特點，長春輕軌首次引進了液壓制動系統，該系統管路內的液體能夠做到在極低的溫度下都不凝結，解決了管路易結冰影響制動效果的問題，對于中國北部地區軌道交通的建設具有很強的指導意義。

2 現有緩解裝置的產生背景及不足之處

2.1 現有緩解裝置的產生背景

由于首次引進液壓制動系統，系統本身的技術指標及性能還不夠完善，存在許多不足之處。根據調研結果顯示，長春輕軌近幾年的運營故障中有1/3的故障為液壓制動系統故障。然而在液壓制動系統故障中，又有半數以上的故障為車輛制動不緩解。車輛在停車時，動車轉向架的制動夾鉗要施加停放制動（即制動夾鉗要將車輪抱死）以防止發生溜車事故，當車輛牽引啟動時，制動夾鉗會自動松開車輪，即車輛處于制動緩解狀態。車輛制動不緩解就是指車輛處于牽引狀態時，制動夾鉗仍然將車輪抱死未松開，此故障發生將嚴重影響車輛的運行。如車輛遇到此故障，要求駕駛員或檢修人員必須針對抱死的制動夾鉗進行人工緩解操作。由于長春輕軌車輛液壓制動系統動車制動夾鉗的工作原理為注入液壓油夾鉗緩解，液壓油回流夾鉗制動，因此，要想緩解制動夾鉗，必須人工手動向夾鉗內注入液壓油。手動緩解泵就是用于車輛液壓制動系統人工緩解的裝置。

基于液壓制動的原理，發明了手動緩解泵，將手動緩解泵的油管接頭與制動夾鉗接頭相連后，人工打壓將油壓入夾鉗內以達到車輛緩解狀態。

2.2 現有緩解裝置的不足之處

經過多次工作現場實地考察以及使用者的問卷調查，發現現有手動緩解泵的幾處弊端及存在的危險性：

（1）人工手動打壓，液壓不穩，壓力不容易控制、壓入液壓油量不精確，一旦壓入油過多對制動夾鉗有損傷；

（2）手動緩解泵在壓油的過程中，極易發生側翻，嚴重威脅操作人員的人身安全，特別是用于車輛在線救援時，手動緩解泵放置在軌道旁的基石上，側翻的風險性更大，容易傷人；

（3）手動緩解泵密封性不好，泵體中進入微小的灰塵，都會導致泵體損壞，不能工作，甚至報廢，維修性差、損壞率高；

（4）手動緩解泵自帶的壓力表壓力檢測不靈敏、質量差，損壞率高；

（5）車底工作空間小、光線暗、不易于操作，遇到雨雪天氣地面潮濕、氣溫低，操作更加困難；

（6）使用手動緩解泵時，有力量的要求，駕駛員或檢修人員操作起來十分吃力；

（7）手動緩解是否完成，需要操作人員根據經驗判斷，極易造成緩解不完全，對制動盤產生損傷。

3 緩解裝置的國內外發展現狀

3.1 國外研究現狀

液壓制動技術產生于19世紀60年代，相較于空氣制動技術，液壓制動技術開發時間較短，應用范圍相對較窄。液壓制動技術應用在城市軌道交通車輛上的較少。目前在國外，用于設備拆裝的手動液壓泵的研發技術已經發展成熟，自動液壓泵的產品也很多，但用于液壓制動系統的緩解裝置目前還處于開發階段。

3.2 國內研究現狀

中國對于液壓制動系統的應用與研究起步較晚，研究普遍落后于國外，應用性的成果較少。從現有文獻資料來看，國內的研究在數量上總量不多，并主要以期刊為主，專著較少。國內城市軌道交通行業中，長春輕軌首次采用液壓制動技術。目前，國內針對于空氣制動系統的手動緩解泵設計研發出的產品有很多種，但針對空氣制動系統的自動緩解裝置尚無研發成品。針對液壓制動系統的緩解裝置的研發使用，目前只有長春客車裝備有限公司設計的一款手動緩解裝置。國內對于手動緩解泵的自動化改造已有一定的研究基礎，為液壓制動系統的自動緩解泵研制提供了很大的幫助。

4 緩解裝置的改造

針對現有液壓系統緩解裝置的缺點，伴隨著科學技術的發展與應用，可將現有的手動緩解裝置實現自動化操作，使駕駛人員或檢修人員在對車輛進行制動緩解時，僅需操作按鈕，緩解泵將自動判斷緩解情況，完成制動緩解，操作簡單方便、準確可靠，縮短工作時間，提高工作效率，減少工作者的勞動強度，避免了使用手動緩解泵時遇到的諸多難題，變相為企業提高了經濟效益。自動緩解泵的研究也為國內液壓緩解裝置的研發，提供了有益的參考。

5 結語

液壓制動系統以其制動靈敏度高、不受外部環境干擾、維修簡單易行、故障率低等特點已經被越來越多的應用在城市軌道交通車輛上。隨著液壓制動系統的發展，自動化的手動緩解裝置應用范圍和應用數量將會越來越多。現在國內外對制動系統手動緩解裝置的研究已取得一定的成果，先進的傳感器、機電一體化等技術的發展為研制自動緩解泵提供了可能。在前人研究的基礎上，結合現代化技術實現自動化改造是很有可能的，也是十分必要的。

參考文獻

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