低地板輕軌車輛制動技術(shù)分析

1、低地板輕軌車輛制動技術(shù)分析摘 要 介紹了 目前 國內(nèi)外低地板輕軌車輛采用的制動技術(shù),并闡述其工作原理和結(jié)合作用形式。詳細(xì)說明了制動系統(tǒng)組成,以及采用的兩級液壓制動裝置與比例控制液壓制動裝置。 分析 總結(jié) 了低地板輕軌車輛制動系統(tǒng)方案。關(guān)鍵詞 輕軌車輛,制動技術(shù),液壓制動裝置低地板輕軌車一般是指地板面距軌面高度為250350的車輛,設(shè)多關(guān)節(jié),可以通過小半徑曲線(最小曲線半徑可達(dá)16);由于其地板面低,便于旅客上下車,甚至可以不修站臺,大大降低了系統(tǒng)的整體造價。低地板輕軌車雖然構(gòu)造比較復(fù)雜,但與整個軌道 交通 投資降低相比,所增加費用是非常少的,可使軌道交通不僅在特大城市 開展 也能擴(kuò)展到大中城市

2、,以改變整個國家的城市交通開展格局。因此輕軌交通越來越受到各國重視。第一代低地板輕軌車在中間部分設(shè)低地板進(jìn)口,低地板大約占車長的10%15%,后經(jīng)改進(jìn)可到達(dá)車長的50%。第一代低地板輕軌車采用常規(guī)高轉(zhuǎn)向架,分段式低地板,車內(nèi)需要臺階過渡;第二代低地板輕軌車其低地板約占整車的60%70%,車內(nèi)還需要臺階向高地板區(qū)過渡;第三代低地板輕軌車的動力轉(zhuǎn)向架采用獨立輪對,取消車軸,動力轉(zhuǎn)向架上方的中間通道也可以做成低地板,從而實現(xiàn)車輛內(nèi)100%低地板。低地板輕軌車的構(gòu)造復(fù)雜性和交通適用性使其列車制動系統(tǒng)具有很明顯的自身特點。1 低地板輕軌車制動系統(tǒng)的特點 低地板輕軌車的常用制動系統(tǒng)一般有兩種,即電制動與機(jī)

3、械制動。優(yōu)先采用無磨耗的電制動,而機(jī)械制動作為電制動的補充在低速時使車輛減速并制動。機(jī)械制動裝置通常有兩種作用方式:一種為電磁式,制動螺線管通過連桿將制動力傳至輪對;一種為壓縮空氣作用式,即所謂“氣制動。電磁螺線管制動被歐洲的有軌電車大量采用,突出優(yōu)點是在寒冷氣候下無氣制動所發(fā)生的凍管 問題 ,歐洲稱之為電-機(jī)械制動。另外,車輛在車輛段或車場停放時還需要一套停放制動裝置。上述制動裝置的結(jié)合作用情況見圖1。隨著低地板輕軌車的開展,車輛底部空間越來越小,電-機(jī)械制動與空氣制動難以滿足要求,為此新型的電液制動裝置得以很快開展。比較典型的是西門子公司為美國波特蘭市制造的-600型70%低地板輕軌車制動

4、系統(tǒng),它由4種制動裝置組成:電制動(制動);有源與無源制動(/制動);有源電液制動(/制動);磁軌制動(制動)。4種制動裝置的結(jié)合作用形式見表1。輕軌車由3節(jié)車體組成,最高運行速度88/。兩端為車與車,裝有動力轉(zhuǎn)向架,每根軸上裝一臺交流牽引電動機(jī)和盤形制動裝置。中間車體(車)裝有4個獨立車輪組成的走行部分,每個外側(cè)裝一套盤形制動裝置。車、車與車均裝有磁軌制動器。2 低地板輕軌車制動系統(tǒng)的構(gòu)造組成低地板輕軌車制動系統(tǒng)的構(gòu)造組成包括控制系統(tǒng)和根底制動裝置兩部分。2.1 低地板輕軌車制動系統(tǒng)實例介紹1)9500型低地板輕軌車制動系統(tǒng)日本熊本引進(jìn)的公司制造的2輛編組的9500型低地板輕軌車制動系統(tǒng),其

5、電制動為再生/電阻混合制動,機(jī)械制動為彈簧液壓盤形制動,此外還附加磁軌制動。在660720網(wǎng)壓范圍內(nèi)電制動為再生制動,超過720轉(zhuǎn)換成電阻制動。彈簧液壓緩解盤形制動器的液壓缸裝在主電動機(jī)近旁,制動盤裝在主電動機(jī)軸端,制動時彈簧壓縮液壓缸活塞,閘片夾緊制動盤;緩解時油壓將液壓缸活塞頂回,閘片松開。磁軌制動器裝在轉(zhuǎn)向架左右兩邊的主動輪與從動輪之間,由24蓄電池供電。常用制動時,先用電制動將車速降至5/,再用彈簧制動器直至停車。緊急制動時,電制動器、彈簧制動器、磁軌制動器同時動作。制動系統(tǒng)組成見圖2。2)5000型低地板輕軌車制動系統(tǒng)日本某公司與德國西門子公司制造的5000型100%低地板輕軌車的最

6、高運行速度為60/(設(shè)計速度80/),系5輛固定編組,由5個車體和3個轉(zhuǎn)向架構(gòu)成。制動系統(tǒng)采用再生制動優(yōu)先的電氣制動。速度在3/以下時,液壓盤形制動產(chǎn)生作用直至停車。電磁吸著式磁軌制動作為平安制動,并帶有停放制動功能。制動指令擴(kuò)大器可將司機(jī)控制器發(fā)出的7段制動指令信號轉(zhuǎn)變成模擬制動指令信號,制動控制裝置()承受制動指令后,對絞接車輛以轉(zhuǎn)向架為單位、對非鉸接車輛以車輛為單位進(jìn)展制動控制,并根據(jù)指令通過主變換裝置控制再生制動,并承受反響信號進(jìn)展空電運算。較早采用是開環(huán)方式的電空轉(zhuǎn)換閥,如今采用的新型構(gòu)造是壓力傳感器與兩位三通電磁閥(或三位電磁閥)組合的閉環(huán)方式。2個沒有轉(zhuǎn)向架的車體采用由前后有轉(zhuǎn)向

7、架的車體浮動吊裝的連構(gòu)造造,分為車和車的驅(qū)動轉(zhuǎn)向架,以及車的拖車轉(zhuǎn)向架3種。每個驅(qū)動轉(zhuǎn)向架上裝2臺額定功率100的電動機(jī),在牽引電動機(jī)上內(nèi)藏盤形制動;驅(qū)動單元安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁上,左右各1臺,控制前后的獨立車輪。為實現(xiàn)低地板化(地板距軌面高330,距站臺高3080),左右車輪沒有車軸聯(lián)結(jié),而采用短小車軸的獨立彈性車輪。拖車轉(zhuǎn)向架采用所有軸都能制動的構(gòu)造,各車輪上設(shè)置有盤形制動。2.2 低地板輕軌車的根底制動裝置由于輕軌車的構(gòu)造特點, 目前 在輕軌車上廣泛采用的根底制動裝置主要為轉(zhuǎn)向架液力制動系統(tǒng),將液力制動與彈簧儲能制動相結(jié)合能很好地滿足車輛制動的要求。根據(jù)制動要求分兩級液壓制動(/)和比例

8、控制液壓制動(/)。轉(zhuǎn)向架液力制動裝置均由壓力產(chǎn)生單元與壓力控制單元組成。兩級液壓制動系統(tǒng)其構(gòu)造穩(wěn)固、簡單、可靠,并且不需要附加電信號裝置。兩級液壓制動設(shè)備原理見圖3。在常用制動車輛低速運行、電制動減少機(jī)械制動接替時,用第1制動級施加制動,這時溢流閥將閥翻開,壓力經(jīng)由閥降至所調(diào)節(jié)的程度;在車輛停車狀態(tài),翻開第二個控制閥,壓力全部解除并由彈簧力施加最大制動力。為減少沖動以保證舒適度,閥用于對制動引起的減速度進(jìn)展調(diào)節(jié);在關(guān)閉閥后,電液泵施行制動緩解。彈簧儲能器緩解后,泵被關(guān)斷,壓力通過止回閥保持。比例控制液壓制動裝置在制動過程中采用的機(jī)械制動是通過輸入變化的電信號成比例調(diào)節(jié)輸出壓力。壓力產(chǎn)生單元與

9、壓力調(diào)節(jié)單元的構(gòu)造原理均與兩級系統(tǒng)相對應(yīng),但壓力調(diào)節(jié)單元功能不同。比例控制液壓制動裝置原理見圖4。壓力產(chǎn)生單元與連在蓄能器上的電氣壓力開關(guān)11一起工作,由蓄能器經(jīng)比例壓力調(diào)節(jié)閥無級調(diào)節(jié)所需要的制動缸壓力。比例調(diào)節(jié)閥還可進(jìn)展有效的防滑保護(hù),當(dāng)車輪有抱死危險時,可很快減少制動力。比例控制液壓制動裝置還可用于彈簧儲能制動。國內(nèi)廠家也已消費多種低地板輕軌車。根據(jù)低地板所占比例(70%)和我國實際 應(yīng)用 情況,根底制動采用空氣制動作為電制動補充。比較典型的是大連 現(xiàn)代 軌道 交通 采用日本技術(shù)研制的6型輕軌電車,整個系統(tǒng)構(gòu)造簡單。其空氣制動系統(tǒng)由螺桿式壓縮機(jī)氣源系統(tǒng)、空氣制動控制系統(tǒng)和盤制動系統(tǒng)組成?？?/p>

10、氣制動系統(tǒng)采用7級控制閥,控制中繼閥輸出7檔制動壓力,使司機(jī)可以在駕駛時根據(jù)不同的情況采取不同的制動措施?？罩剀囌{(diào)節(jié)閥可根據(jù)乘客的數(shù)量自動調(diào)節(jié)制動力的大小,保持制動系統(tǒng)制動減速度恒定。由于在輕軌電車上使用了電阻制動,在其空氣制動回路上參加一個控導(dǎo)閥(線性的控制閥),將電阻制動力的電信號,轉(zhuǎn)換成氣壓控制信號,控制中繼閥相應(yīng)減少輸出壓力,以到達(dá)空氣制動補償電阻制動的缺乏。由于轉(zhuǎn)向架構(gòu)造關(guān)系,動力轉(zhuǎn)向架每軸一般只裝一個制動盤,單元制動缸和夾鉗安裝在構(gòu)架前后兩端橫梁上;而非動力轉(zhuǎn)向架大多為軸橋式獨立車輪構(gòu)造,每軸兩盤式制動器安裝在車輪外側(cè)。3 結(jié)語根據(jù) 分析 ,可提出低地板輕軌車制動系統(tǒng)的設(shè)計方案如下

11、:1)低地板輕軌車制動系統(tǒng)一般采用電空制動系統(tǒng),制動控制裝置()承受制動指令后,對絞接車輛以轉(zhuǎn)向架為單位、對非鉸接車輛以車輛為單位進(jìn)展制動控制。電制動優(yōu)先,一般在車速為38/時施加機(jī)械制動作為補充。2)為適應(yīng)輕軌車的構(gòu)造要求,100%低地板輕軌車應(yīng)采用電液制動裝置;而70%低地板輕軌車可采用空氣制動裝置。因多數(shù)采用彈性車輪故其安裝位置較困難。3)為保證地面行車平安,設(shè)置磁軌制動。緊急制開工況時電制動、機(jī)械制動與磁軌制動同時起作用,緊急制動減速度可達(dá)2.5/2。4)停放制動須滿足空車在35以上坡道上的停車要求。電液制動裝置停放制動作為最大常用制動力。同濟(jì)大學(xué)鐵道與城市軌道交通 研究 院在研制電空制動系統(tǒng)、電磁制動裝置、單元制動及停放制動裝置以及液壓制動技術(shù)方面都進(jìn)展了較深化的研究和應(yīng)用。其中電磁制動技術(shù)研究已獲得鐵道部部級獎,這也為低地板輕軌車制動裝置的研制做了