摘要：新时期，我国城市轨道交通运营系统逐步完善，车辆技术发展水平也逐步提高，城市轨道交通车站站间距短，车辆需要频繁的进行牵引制动，而在此其中就需要提升储能的技术。介绍了制动系统的故障导向安全设计及制动系统各故障对列车运行的影响，给出了各种故障下的应急处置措施，仅供参考。
关键词：城市轨道交通；车辆制动系统；故障检修
城市轨道交通车辆制动系统作为列车各系统中安全要求最高、最复杂的系统之一，对列车的安全可靠运行至关重要。在列车运行过程中，进站减速、对标停车及离站等多种工况下制动系统都会频繁工作，其设备及子系统比较容易发生故障，从而引起制动系统功能的部分或全部故障。不同的制动系统故障对列车的功能产生的影响不同。
一、城市轨道交通车辆制动技术的现状
1.城轨车辆制动的方式与特点
为了满足节能环保的可持续发展需求，当前国内城轨车辆的制动方式普遍采取电制动配合传统摩擦制动的方式。电制动也称为动力制动，其技术的实现基于电机的可逆性工作，将列车的动能转变为电能，反馈于接触网或直接被制动电阻耗散。城轨车辆具有电制动与空气制动联合制动能力，且电制动方式相比摩擦制动更节能环保，因此城市轨道交通车辆在施行常用制动时将优先采用电制动的方式，当电制动力不足时由空气制动迅速、平滑地补充，以确保制动力大小满足制动指令的要求。
2.动力制动
动力制动时，牵引电机变为发电机，将列车的动能转变为电能，输出三相交流电，经整流器变为为直流电反馈于接触网，此即再生制动过程，也称为反馈制动。列车实现再生制动的条件是再生制动电压必须大于接触网网压，再生制动的电能可由本车辅助电源吸收，也可供同一电网的其它列车使用。当列车制动区段无其它列车吸收制动的再生电能时，整流器将再生电能反馈在线路电容上，电容电压上升，打开制动电阻回路，再生电能被制动电阻通过电流的热效应耗散掉，即为电阻制动，也称为耗能制动。
二、城市轨道交通的快速发展时期
为加强运营管理，保证安全运营，维护运营秩序，以及保障乘客和运营者的合法权益，2005年建设部出台了《城市轨道交通运营管理办法》（建设部令第140号）。至2008年底，我国城轨交通运营城市不断增加，并初具一定的线网规模。北京、上海、天津、广州、深圳、武汉、重庆、南京、长春、大连等10个城市的轨道交通运营总里程达到800km；15个城市的建设规划线路达61条、长1700km，总投资超过6000亿元。特别是北京申奥成功后北京地铁加快了建设步伐，2000—2008年运营线路从2条增加到8条，运营里程从54km增加到230km，确保了北京奥运会期间交通顺畅。2001年12月11日，中国加入世贸组织，开放的市场加快了与世界经济、技术的融合，为城市轨道交通的技术发展带来了机遇和挑战。随着科技的不断发展和自主创新工作的不断推进，城市轨道交通装备逐步实现国产化并向自主化迈进。车辆牵引控制技术、制动系统、监控系统的不断完善发展，以及轻轨、单轨、有轨电车、磁悬浮等研发技术的不断创新，为城轨交通多制式协调发展打下了一定的基础。一代又一代地铁人砥砺奋进、攻坚克难，为推动城轨交通快速发展打下了坚实的基础。通过对轨道交通沿线房地产市场调研及沿线潜力地块筛选，并对重点地块物业发展组合进行分析，形成项目建设与物业开发的良性互动，充分发挥轨道交通的综合效益。
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三、制动系统常见故障及检修措施
1.制动单元检修
检修制动单元时，要先从外部开始，检查箱体外观是否固定牢靠，无松动、异音、异味、泄漏等情况。制动单元内各个连接器安装是否稳定，箱体锁是否闭牢。在对制动单元进行开箱检查时，首先要观察内部器件外观是否良好，确定各组件连接稳定牢靠，电磁线圈与电连接器之间的连接密实。常用、紧急、快速等主要功能是否运作正常，测验紧急制动压力是否满足项目要求等操作。检查各紧固螺栓及连接部件是否无松动、无漏风或脱落。制动单元与制动放大杠杆的联结螺栓、销轴、制动夹钳有无松动和脱落，闸片与制动盘间隙是否正常，盘形制动单元制动与缓解作用和间隙调整器动作是否正常。
2.电子元件更换
城市轨道交通相比较于一般的地面交通方式具有一定特殊性，做好制动系统检修工作能够降低故障风险，对提高制定系统运行安全性有重要作用。其不仅能够减少延误、事故概率，同时还能够给乘客带来更加完善的服务。目前我国轨道交通制动系统结构较为复杂，检修工作开展也十分繁琐。尤其是制动系统中，存在很多电子元件，其应用年限往往会根据实际环境而发生变化。为确保运行效果，需要对老旧、破损的电子元件进行更换，避免发生电子单元故障。需要首先对现有电子芯片及电子控制元件进行更换，然后检测电阻、电容情况，替换现有电路板。
3.制动阀检修
制动阀是保证列车制动效果的重要组件，制动阀组成元件较多，内部结构复杂，且很容易受到外部因素影响，零件表面、零件尺寸、安装密实度、受力情况都直接影响到制动阀的运作效果。例如：制动阀停止工作后，空压机内所有支撑点在每一转时浸入油池，如果制动阀乳化，会导致润滑不畅，制动部件磨损速度加快，活塞环密封失效，机油出现泄漏。而且乳化后机油含水量增加，气缸中水气不能排除，会导致噪音或敲缸问题出现。因此在日常检修时，工作人员应重视对制动阀的清洗情况，因为制动阀内有很多孔径，管道复杂，孔径往往较小。通常可采用“两道式清洗法”，首先用煤油进行简单清洗，然后使用超声波精准处理，确保清洗效果良好。研磨制动阀时应该遵循“三平三磨三角度量二纹路”的研磨原则，提高研磨质量。组装制动阀时，应精准对结合面的进行给油。避免少油后制动阻力增加，同时也不能给油过多而导致磨损缺陷不明。
4.车辆超级电容器储能
超级电容器储能技术是一种介于电池和传统电容之间的特殊电源。超级电容器储能主要是通过氧化还原电容电荷储存电能，从而通过极化电解质的方式来实现储能。在超级电容器储能技术当中没有通过化学反应，具有可逆性的特点，同时超级电容器储能技术可以进行快速充放电，使用的寿命非常长。超级电容器在实际工作时，通过两极施加电场之后，溶液中的阴阳离子分别向两极移动，在电极表面就会形成双电层，而撤离电场之后，正负电荷与溶液之间的离子会相互吸引，形成稳定的双电层，尤其是当超级电容器的正负电极与外界的电路连通时，电极上的电荷会在电路当中形成电流。而此时溶液中的离子在移动之后就会呈现中性的状态。超级电容器储能技术单体的寿命非常长，可以超过100万次，充放电的时间也非常短，仅仅为十秒，整体的放电效率相对较高，尤其是与离子电容器和飞轮储能容器相比较价格便宜，控制相对简单，工作效率也非常高。
结束语：
城市轨道交通车辆的制动系统是集机械、电子、自动控制等多学科于一体的产品，制动系统自身具有非常完备的故障监测、报警和故障导向安全的控制功能，为保证城市轨道通行的安全性与稳定性，应加大对车辆制动系统的检修力度。从而促使城市轨道车辆制动系统国产化需更进一步提高。
参考文献：
[1]史富强,曹双胜.城市轨道交通车辆制动术[M].重庆：重庆大学出版社,2014.
[2]应云飞,秦娟兰.城市轨道交通车辆制动系统[M].成都：西南交通大学出版社,2016.
论文作者:路帅,肖国冰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：制动系统论文; 车辆论文; 电容器论文; 列车论文; 交通论文; 轨道交通论文; 电能论文; 《基层建设》2019年第32期论文;