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1、浅议地铁电客车制动系统 【摘要】从地铁电客车诞生的那一刻起，制动系统就对地铁电客车的安全起到至关重要的作用。目前对于地铁电客车制动系统的研究侧重于制动控制，包括制动控制的理论和方法，以及对制动控制新技术的应用。本文着重分析了地铁电动客车制动系统的发展历史，电制动和空气制动，以及新的制动系统的发展趋势。【关键词】地铁电客车制动系统发展趋势中图分类号：U231+.3文献标识码：A文章编号：对于地铁电客车来说，制动系统有着不可替代的重要性。地铁电客车上用以使外部世界对地铁电客车的某一部分施加一定的力，从而对其一定程度的强制制动的一系列特定装置称为制动系统。地铁电客车制动系统的作用就是使地铁
2、电客车在道路上按照强制驱动程序的要求进行减速甚至停车，使地铁电客车在各种道路条件下稳定停车。使地铁电客车的速度下坡过程中也能保持稳定。地铁电客车上必须设定能实现以上功能的一系列制动装置。制动系统的发展历史最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力,这时的车6辆的质量比较小,速度比较低,机械制动虽已满足车辆制动的需要,但随着汽车自质量的增加,助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。这时,开始出现真空助力装置。1932年生产的凯迪拉克采用鼓式制动器,并有制动踏板控制的真空助力装置。1936年,博世公司申请一项电液控制的装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。196
3、9年的福特使用了真空助力的制动器。1971年,克莱斯勒车采用了四轮电子控制的装置。这些早期的装置性能有限,可靠性不够理想,且成本高。1979年,默本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的制动装置。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现,以及电子信息处理技术的高速发展,制动装置已经成为性能可靠、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。二、制动系统中两种制动的介绍电制动电制动是地铁电客车在常用制动下的优先选择。电子牵引控制单元接收到司机控制器发6出的常用制动指令信号和制动要求值后,经过载荷计算,得出地铁电客车所需制动力的和值,向三相变频变压逆变器的变流相模
4、块发出相应断开指令信号,随即电动机成为发电机,将地铁电客车的动能转换成直流电输送回接触网和供给地铁电客车的辅助系统,这时发生的是再生制动。如果地铁电客车所在的接触网供电区段上无其他列车处于牵引状态,而辅助系统的用电量不能完全消耗再生的电能,电荷就会在电容上集聚,使电容电压迅速上升,亦即使电网电压上升。当电容电压超过1800V时,电子牵引控制单元向三相变频变压逆变器的制动斩波模块发出开通指令信号,制动斩波器开始工作,将多余的电能送到制动电阻上消耗掉。空气制动在司机控制器发出常用制动指令而地铁电客车电制动无故障的情况下,空气制动只是电制动力不足时的补充和地铁电客车停车前阶段的制动。电制动完
5、全失效时气制动可充分满足地铁电客车的制动需求，在进行快速制动和紧急制动时则是全部的气制动，另外地铁电客车停靠车站时的制动也由气制动提供。电子制动控制单元安装在客室电子柜内,负责接收信息指令信号,存储、计算、输出有关信息、信号及进行地铁电客车的系统故障诊断,发出气制动控制和防滑保护指令,是地铁电客车气制动的管理控制单元。制动控制单元将制动控制单元发出的制动指令通过电空模拟转换阀转换成与之成比例的预控制压力,再经中断阀进行流量放大送入制动缸,起着中继执行的作用。三、全电制动控制系统的发展全电制动控制系统是一个全新的系统,给制动控制系统带来了巨大的变革,为将来的地铁电客车的智能控制提供条件。
6、但是,要想全面推广,还有不少问题需要解决。6驱动能源问题采用全电路制动控制系统,需要较多的能源。目前地铁电客车的电力系统提供不了这么大的能量,因此,将来地铁电客车的动力系统采用高压电,加大能源供应,可以满足制动能量要求,同时需要解决高电压带来的安全问题。控制系统失效处理全电制动控制系统面临的一个难题是制动失效的处理。因为不存在独立的主动备用制动系统,因此需要一个备用系统保证制动安全,不论是传感器失效还是制动器本身、线束失效,都能保证制动的基本性能。实现全电制动控制的一个关键技术是系统失效时的信息交流协议,它可以保证不出现不可预测的信息滞后。抗干扰处理地铁电客车在运行过程中会有各种干扰信
7、号,如何消除这些干扰信号造成的影响,目前存6在多种抗干扰控制系统,大体上可以归纳为两种，即对称式和非对称式抗干扰控制系统。对称式抗于扰控制系统是用两个相同的CPU和同样的计算程序处理制动信号。非对称式抗干扰控制系统是用两个不同的CPU和不一样的计算程序处理制动信号，两种方法各有优缺点。另外,电制动控制系统的软件和硬件如何实现模块化,以适应不同种类的车型需要，如何实现底盘的模块化,是一个重要的难题。只有将制动、转向、悬架、导航等系统综合考虑进来,
