淺析城市軌道車輛制動系統(tǒng)防滑保護措施

秦強 廖紹輝 韓宇

【摘要】制動系統(tǒng)是軌道車輛的主要系統(tǒng)之一，是車輛安全運行的保障，防滑功能影響著軌道車輛的制動性能。因此防滑保護的研究就是提高軌道車輛制動能力和保證車輛安全的重要課題。本文研究了城市軌道車輛制動系統(tǒng)的防滑問題。

【關(guān)鍵詞】城市軌道車輛；制動系統(tǒng)；防滑保護；安全分析

隨著我國城市化進程的加快，交通擁堵、交通事故、環(huán)境污染等交通問題日益成為城市發(fā)展中的難題。城市軌道交通以其大容量、高速度、準時、節(jié)省空間和能源等特點，逐漸成為我國城市交通發(fā)展的主流。在城市軌道交通系統(tǒng)中，軌道交通車輛系統(tǒng)由于面積小，可實現(xiàn)大坡度、小曲率線，其結(jié)構(gòu)簡單、噪聲小、乘坐舒適、安全性好等優(yōu)點越來越受到人們的重視。

一、城市軌道車輛未來發(fā)展

（一）為行駛車輛充電技術(shù)

加拿大鐵路制造商龐巴迪公司正在研究一種無線充電技術(shù)，這種技術(shù)可以讓相同的基礎(chǔ)設(shè)施在駕駛過程中為不同的電動汽車充電。無線充電墊位于路面下方，理論上它能夠使電動汽車、卡車、公共汽車和有軌電車在上面行駛。大多數(shù)無線充電技術(shù)是為充電站設(shè)計的，但龐巴迪的研究重點是如何為行駛中的電動汽車充電。他們有不同的大小，尤其是公共交通，都有常規(guī)行駛路線和停車模式。車輛通過充電器，發(fā)出無線電信號確認自身，并證明自己被授權(quán)使用充電站。

（二）陸地空客

為了解決交通擁堵問題，向下發(fā)展的是地鐵，向上發(fā)展的是空軌，兩種技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，那么我們可以考慮另一種地面交通方式，即陸地空客。這項技術(shù)基于機動車道、自行車道和人行道的分流。候車平臺采用過街天橋及候車功能的天橋式候車站。此輛車被設(shè)計成天窗式上、下車門，車輛體積大，車廂高于地面，小車輛在行駛過程中可以從車上下來。在此之后，太陽能被用來給陸地空客不斷充電。在駕駛過程中，在交叉口使用紅綠燈，以保證其“先行”問題。

二、城市軌道車輛與制動系統(tǒng)

（一）城市軌道車輛

城市軌道車輛是在固定軌道、城市公共系統(tǒng)、地鐵和輕軌車輛上運行的車輛。隨著城市的發(fā)展，軌道交通在城市交通系統(tǒng)中的地位越來越重要。軌道交通相對方便，不易受天氣、交通環(huán)境、軌道交通的影響，實際承載能力遠高于傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)，因此我國大部分城市都開始了軌道交通的發(fā)展。

（二）制動系統(tǒng)防滑保護

制動系統(tǒng)是軌道車輛運行系統(tǒng)中最重要的系統(tǒng)之一。制動系統(tǒng)作為鐵路車輛的關(guān)鍵系統(tǒng)，直接影響著車輛的性能以及安全，影響著乘客的乘坐舒適性。制動性能的好壞直接關(guān)系到運行速度和運輸能力的提高。由于軌道車輛的實際承載能力越強，乘客越多，車輛的制動距離就越長。為了保證車輛的正常運行，各大院校學者及車輛廠工程師對制動系統(tǒng)進行了越來越多的研究，其中防滑保護功能就是他們研究的主要方向之一。由于制動過程中，減速率會受到許多因素的影響，例如基礎(chǔ)制動部件的夾緊力，車輪與鐵軌之間的黏著系數(shù)等。為了保證減速率及制動距離，我們往往會加大制動部件夾緊力。然而，當某些原因，例如天氣、濕度等環(huán)境因素，導(dǎo)致輪軌間的黏著系數(shù)過小，過大的夾緊力會導(dǎo)致基礎(chǔ)制動部件與車輪抱死，車輛產(chǎn)生滑動。滑動的產(chǎn)生，不但會導(dǎo)致車輪及基礎(chǔ)制動裝置的磨損，還會影響車輛的制動減速度降低，制動距離延長，更嚴重的甚至會導(dǎo)致列車脫軌等或重大事故。因此防滑保護措施必不可少。

三、防滑保護措施

（一）防滑技術(shù)提高

近年來，越來越多的防滑技術(shù)被電子技術(shù)所完成。車輛滑動傳感器用于實時監(jiān)控車輪的轉(zhuǎn)動。一旦出現(xiàn)滑動現(xiàn)象，計算機系統(tǒng)會自動反應(yīng)，實現(xiàn)防滑措施，使車輛防滑保護措施的響應(yīng)能力和效果均有所增加。

從當前來看，我們國家地鐵的防滑措施關(guān)鍵是軸控式微機控制防滑方式。牽引系統(tǒng)和制動系統(tǒng)會同時進行車輛滑動檢測，當任一系統(tǒng)判定車輛出于防滑狀態(tài)，制動系統(tǒng)將降低當前基礎(chǔ)制動裝置的夾緊力，來解除滑動狀態(tài)，保持一段時間后，恢復(fù)原有夾緊力。以此邏輯來起到防滑保護的作用。

（二）零件維修保護

車輛的防滑效果與車輛的防滑部件有關(guān)，隨著車輛承載能力的增加，防滑壓力增大，防滑部件的更換將更加頻繁。車輛承載能力的增加使車輛在制動過程中滑動距離大大增加，這必然會使剎車片與車輪之間的摩擦更加嚴重。這將導(dǎo)致車輛表面摩擦系數(shù)的降低很長一段時間，即使有良好的防滑措施，這種情況也無法實現(xiàn)良好的防滑效果。因此，日常維護工作應(yīng)該更加頻繁，及時更換防滑部件、車輪和剎車摩擦片，以確保車輛制動系統(tǒng)的防滑能力，從而減少車輛滑行的發(fā)生。

（三）運行環(huán)境維護

防滑系統(tǒng)的運行環(huán)境也是影響防滑效果的因素之一，因為車輛的運行環(huán)境是無法控制的，而且在車輪零件中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)油類和異物。這些外來物體會影響車輛制動系統(tǒng)與車輪之間的制動效果，導(dǎo)致不穩(wěn)定的發(fā)生。維護操作環(huán)境也很重要。目前我國的城市軌道交通工具具有清潔功能，但該功能需要人工操作，而不是自動運行，因此操作環(huán)境的維護能力是有限的。未來我國鐵路車輛應(yīng)增加更多的自動踏面清掃車，運行環(huán)境維護系統(tǒng)應(yīng)隨時保證車輪與摩擦面之間的黏著系數(shù)，以起到防滑的目的。

四、結(jié)語

城市軌道車輛的使用是保證城市公共交通能力的重要措施。隨著人數(shù)的增加，車輛的安全駕駛將是最重要的問題，而車輛的滑行顯然會引起很多安全問題。因此，制動系統(tǒng)的防滑保護將成為非軌道車輛發(fā)展的一個重要問題。

參考文獻

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