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车辆空气制动与液压制动系统的概述

2020-01-19周春梅中车长春轨道客车股份有限公司

环球市场 2020年20期
关键词:夹钳被动式转向架

周春梅 中车长春轨道客车股份有限公司

空气制动系统结构复杂,但维护性好,对车辆安装空间充裕的车辆而言,可优先考虑使用空气制动系统。而液压制动系统具有结构紧凑、制动装置小、便于车辆的模块化设计及安装等特点,对安装空间有限的车辆而言,液压制动系统是一个不错的选择。基于此,本文对车辆空气制动与液压制动系统进行了阐述。

一、城轨车辆制动系统

现代城轨车辆的制动系统主要由两种方式组成:①电制动为主,空气制动系统为辅;②电制动为主,液压制动为辅。空气制动系统主要由空气压缩机、制动控制装置、微机单元、空气管路、基础制动装置等组成。液压制动系统主要由液压单元、液压管路、电子控制单元、制动夹钳等组成。

二、空气制动系统组成

空气制动又称为机械制动或摩擦制动,是车辆制动方式之一,是以压缩空气作为制动原动力,以改变压缩空气的压强来操纵控制车辆的制动。空气制动系统安装所需空间大,结构简单,工作压力低,维护方便,维护成本较低,适用于地铁、动车组等车辆。此外,车辆的空气制动系统由供气系统、基础制动装置、防滑装置和制动控制单元组成。

1.供气系统主要由空气压缩机、空气干燥剂、压力控制装置和管路组成,供气系统除了给车辆制动系统供气外,还向车辆的空气悬架设备、车门控制装置、气动喇叭、刮水器及车钩操作气动控制设备等需要压缩空气的设备供气。

2.防滑装置适用于车轮与钢轨黏着不良时,对制动力进行控制的装置。其作用是:防止车轮即将抱死;避免滑动并最佳地利用粘着力,以获取最短的制动距离。

3.制动控制单元是空气制动的核心部件,它接受微机制动控制单元(EBCU)的指令,然后再指示制动执行部件动作。其组成部分包括模拟转换阀、紧急阀、称重阀和中继阀等。这些部件都安装在一块铝合金的气路板上,实现了集成化,从而避免用管道连接而造成容易泄露和占用空间大等问题。

三、液压制动系统工作原理

车辆液压制动系统包括在动力转向架上的被动式电子液压制动系统,以及拖车转向架上的主动式电子液压控制系统,具有车辆防滑控制和补偿负载控制。液压制动系统的结构紧凑,系统安装所需空间小,工作压力高,需要专业的维护设备,且在运营过程需加注液压油,维护成本高,适用于低地板等轻轨项目。

1.动力转向架。动力转向架液压单元由被动式液压单元、被动式弹簧制动夹钳机构、轮式制动盘组成。车辆在运行过程中,被动式液压单元中的二位二通电磁阀关闭,使被动式液压单元与制动夹钳导通,液压油流入制动夹钳内,使制动夹钳内被动式弹簧受到液压单元的输入压力,从而使制动夹钳保持张开。而在车辆需要动力转向架施加制动时,被动式液压单元中的二位二通电磁阀开启,从而使液压油直接回流到油箱,制动夹钳中的被动式弹簧失去输入压力,从而使制动夹钳合拢,夹紧轴式制动盘,产生制动力。动力转向架的液压制动主要用于车辆的停放制动及安全制动。

2.拖车转向架。拖车转向架液压单元由制动控制单元(BCU)、主动式液压单元、主动式弹簧制动夹钳机构、轮式制动盘等部件组成。车辆在运行过程中,主动式液压单元中的油泵不工作,主动式制动夹钳无输入压力,此时制动夹钳在主动弹簧作用下保持张开状态。而在车辆需要拖车转向架施加制动时,主动式液压单元中的油泵开始工作,往制动夹钳单元内输入压力,使制动夹钳动作,夹紧制动盘,从而产生制动力。比例电磁阀会根据制动控制单元发来的信号对阀的开度进行控制,从而控制制动力。主动式液压单元为无级式比例单元,可实现对制动力的连续控制。拖车转向架的液压制动系统主要用于车辆的常用制动及紧急制动。

四、车辆制动技术的发展趋势

为实现车辆制动技术的国产化,SD型制动机属国内最早的数字式电气指令制动系统,其制动执行的核心装置为七级膜板式中继阀。经实践证明,该制动系统完全能满足车辆的制动要求、运行可靠。

近年来,由铁道科学研究独立设计研发的国产车辆制动系统以制动控制方式设计灵活等优势,已在重庆轨道交通6号线、北京地铁15号线、沈阳地铁2号线等项目中使用。铁科院制动系统同样采用的是由微机控制的模拟式电-空制动系统,每辆车配备一套或两套电空制动控制模块,内设制动监控终端,具有故障诊断与记录功能,且系统反应迅速、操作灵活,能实现电制动与空气制动混合制动,是以故障导向安全为理念设计的适合车辆的先进制动系统。

总之,重载、高速已成为当今铁路货运、客运发展的两个主流方向,列车要跑得起来,更要停得下来,否则列车安全运行无从谈起。如何保证重载、高速列车的安全减速、停车,这一重任就需要由列车制动系统来完成,因此,列车制动系统作为轨道交通装备安全最敏感的器件备受行业关注。

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