地铁车辆制动系统优化设计

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0引言

印度加尔各答地铁既有车辆已经运营近三十年，车辆老化严重，很多功能已经不能满足使用要求，在此基础上，进一步优化车辆制动系统设计。而且制动系统作为车辆最重要子系统之一，其设计的合理性也直接影响车辆的质量与安全。

1目的和综述

①加尔各答地铁车辆制动系统的方案设计以国内地铁车辆为平台，汲取国内现有车辆合理方案的同时，总结现有车辆从生产组装、静态与动态型式试验、预验收以及正式运营等各阶段暴露出的设计问题，分析出原因所在，并多与用户进行交流，明确用户较为关心的重点问题，制定合理的设计方案，争取做到继续发扬国内地铁车辆的优势，避免国内地铁车辆的问题。②本文针对印度加尔各答地铁车辆制动系统的一些优化设计方案，包括制动切除塞门布置方案，风缸排水装置方案，高度阀管路布置方案，制动控制阀安装等方案的分析与说明。

2印度加尔各答项目制动系统优化设计

2.1制动切除塞门的布置方案

①制动系统为车辆每个转向架配备一套带电触点制动切除塞门，在车辆制动系统故障以及检修、救援、试验等情况下，可以对相应转向架的空气制动力进行切除与恢复操作，国内地铁车辆常见制动切除塞门布置方案，将每节车的两套制动切除塞门分别布置在车辆前后两端制动单元上方的客室内的座椅骨架下，此方案缺点在于塞门前后布置，操作繁琐，增加切除与恢复操作时间，并且在车下无法实现对塞门的操作。②加尔各答地铁车辆充分考虑上述问题，进行合理改进，将每节车的两套制动切除塞门（件3）模块化设计，集中布置在车下靠近车外侧便于操作的位置，塞门上安装机械缓解装置（件1），在车上设置操作手柄，使得车上和车下的手柄相反方向布置，并应用一带锁塞门箱（件4）将其扣罩在地板上，此方案结构紧凑，减少安装空间，同时可以实现车上车下手柄的同步旋转，以达到分别操作的效果。

2.2风缸排水装置方案

①制动系统为每辆拖车上的总风缸配备一套排水装置，用于列车运行一段时间后，制动系统内部会积累部分水汽存储在风缸内，可以通过风缸下部的手动排水阀对制动系统内部存储的部分水汽进行排出。此方案缺点是车辆必须定期进行人工手动排水，并且受到工作场地的限制，当列车运行的时候，不能进行排水操作，必须等到车辆回车辆段检修的时候，才能操作排水装置。②加尔各答地铁对原结构进行合理改进，取消原结构的手动排水阀，将自动排水阀安装在风缸底部，通过管螺纹直接连接在风缸上，同时增加一个排水电磁阀，通过车辆TMS控制逻辑来控制风缸的排水阀排水，即当空压机停止后三秒钟排水阀开始自动排水。此方案结构简单，可在司机室内部对风缸进行排水操作，又符合操作方便的设计要求，并且可以随时、随地进行排水操作，不受工作场地限制，便于维护、应用。

2.3制动控制阀安装方案

①制动控制阀（EP2002阀）为制动系统的核心部件，每节车两套制动控制阀，对称布置在车辆前后两端，制动控制阀一端吊装在底架的主横梁上，另一端安装在两主横梁间的安装板上，安装板板厚为3mm，翻边高度为30mm，由于制动切除塞门（B05）布置在车上，为了管路连接的需要，在安装板上开有豁口，此结构缺点为：制动控制阀由于距离转向架较近，轮缘飞溅的油污部分甩在了阀体上，影响了阀体的美观性，并且在安装板上开有豁口，影响了板子的强度，使得整体结构容易颤动。②加尔各答地铁对原方案进行合理改进，将制动控制阀整体向车外侧移动了180mm，与轮缘表面错开，可以避免阀体被甩油污的问题，并将制动切除塞门布置在其他位置，制动控制阀通过吊架安装在车体底架上面。这样可以避免使用安装板结构，同时避免翻边处预留豁口，保证了制动控制阀整体安装强度，另外，将吊架的厚度改为5mm，进一步加强了吊架的强度，可以有效解决阀体颤动的问题。

2.4高度阀管路布置方案

①高度阀管路从主横梁椭圆孔引出后需连往高度阀，由于高度阀安装于靠近车辆外侧，横向管路为躲开下面的转向架轮对，不能距离高度阀过近，并且跨度接近1m，此方案缺点是横向管路过长，且无法进行固定，容易引起管路颤动及管路间的接磨。②加尔各答地铁对原方案进行合理改进，将管路延长至枕梁下盖附近，再折弯连往高度阀，这样，在枕梁下盖板处可以焊接一字型管卡座，用于安装固定双管卡，此结构既满足横向管路与高度阀距离的尺寸要求，又结构牢固，可以有效的避免管路颤动及管路间的接磨问题。

2.5其它优化设计方案

印度加尔各答地铁制动系统在常用制动功能的基础上，又增加了备用制动功能，即当制动控制单元故障或失电的时候，可以及时为车辆提供备用制动，此时，车辆为纯空气制动模式，具备常用和紧急制动功能，加尔各答地铁车辆增加的这个冗余设计可以有效的保障车辆的运营安全，同时，在车辆故障救援的时候也可以通过备用制动功能实现。

3结论和意义

上文对印度加尔各答地铁车辆制动系统几种基于国内现有地铁车辆的优化设计方案，进行了对比分析与介绍，通过对国内现有地铁车辆方案的分析与总结，结合了用户的实际应用需求，制定了加尔各答地铁的优化方案，并已通过设计评审，得到业主和专家的一致认可，确保制动系统功能性的同时，保证了产品质量，满足了用户的需求，也为公司确立印度为公司城轨车辆重点市场的发展战略提供车辆的质量保证。

参考文献：

[1]程畅栋.地铁车辆国产化架控制动系统的应用[J].技术与市场，2011，01（7）：22-23.

[2]匡如华.EP2002制动系统及其在城轨车上的应用[J].机车电传动，2009（5）：33-35.

[3]何宝昌.城轨车辆制动控制系统的分析[J].铁道机车车辆工人，2012（6）：19-21.

作者：李明 付建鹏 杜金艳 单位：中车大连机车车辆有限公司城轨技术开发部制动室