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1、低地板轻轨车辆制动技术分析摘 要 介绍了目前国内外低地板轻轨车辆采用的制动技术,并阐述其工作原理和联合作用模式。具体说明了制动系统组成,以及采用的两级液压制动装置与比例控制液压制动装置。分析总结了低地板轻轨车辆制动系统方案。关键词 轻轨车辆,制动技术,液压制动装置低地板轻轨车一般是指地板面距轨面高度为250～350ｍｍ的车辆,设多关节,能够通过小半径曲线(最小曲线半径可达16ｍ);由于其地板面低,便于旅客上下车,甚至可以不修站台,大大降低了系统的整体造价。低地板轻轨车虽然结构比较复杂,但与整个轨道交通投资降低相比,所增加费用是非常少的,可使轨道交通不仅在特大城市发展也能扩展到
2、大中城市,以改变整个国家的城市交通发展格局。因此轻轨交通越来越受到各国重视。第一代低地板轻轨车在中间部分设低地板进口,低地板大约占车长的10%～15%,后经改进可达到车长的50%。第一代低地板轻轨车采用常规高转向架,分段式低地板,车内需要台阶过渡;第二代低地板轻轨车其低地板约占整车的60%～70%,车内还需要台阶向高地板区过渡;第三代低地板轻轨车的动力转向架采用独立轮对,取消车轴,动力转向架上方的中间通道也可以做成低地板,从而实现车辆内100%低地板。低地板轻轨车的结构复杂性和交通适用性使其列车制动系统具有很明显的自身特点。1低地板轻轨车制动系统的特点欧洲国家沿袭传统的有轨电
3、车首先进行了低地板轻轨车的研制。欧洲有关国家规定在街道上穿行的车辆必须附加一套与轮轨粘着力无关的制动装置,大多采用电磁轨道制动器。因轻轨车的紧急制动减速度比地铁要高得多,故低地板轻轨车的紧急制动与地铁车辆不同,其电制动、机械制动与磁轨制动同时起作用。我国行业标准ＣＪ/Ｔ5021-1995《轻轨交通车辆通用技术条件》规定,紧急制动平均减速度不低于1.3ｍ/ｓ2,而欧洲的轻轨车一般为1.5～2.5ｍ/ｓ2。低地板轻轨车的常用制动系统一般有两种,即电制动与机械制动。优先采用无磨耗的电制动,而机械制动作为电制动的补充在低速时使车辆减速并制动。机械制动装置通常有两种作用方式:一种为电磁
4、式,制动螺线管通过连杆将制动力传至轮对;一种为压缩空气作用式,即所谓“气制动”。电磁螺线管制动被欧洲的有轨电车大量采用,突出优点是在寒冷气候下无气制动所发生的冻管问题,欧洲称之为电-机械制动。另外,车辆在车辆段或车场停放时还需要一套停放制动装置。上述制动装置的联合作用情况见图1。随着低地板轻轨车的发展,车辆底部空间越来越小,电-机械制动与空气制动难以满足要求,为此新型的电液制动装置得以很快发展。比较典型的是西门子公司为美国波特兰市制造的ＳＤ-600型70%低地板轻轨车制动系统,它由4种制动装置组成:①电制动(ＥＤ制动);②有源与无源制动(ＥＨ/ＡＰ制动);③有源电液制动(ＥＨ
5、/Ａ制动);④磁轨制动(ＭＴ制动)。4种制动装置的联合作用模式见表1。轻轨车由3节车体组成,最高运行速度88ｋｍ/ｈ。两端为Ａ车与Ｂ车,装有动力转向架,每根轴上装一台交流牵引电动机和盘形制动装置。中间车体(Ｃ车)装有4个独立车轮组成的走行部分,每个外侧装一套盘形制动装置。Ａ车、Ｂ车与Ｃ车均装有磁轨制动器。2低地板轻轨车制动系统的结构组成低地板轻轨车制动系统的结构组成包括控制系统和基础制动装置两部分。2.1低地板轻轨车制动系统实例介绍1)9500型低地板轻轨车制动系统日本熊本引进的Ａｄｔｒａｎｚ公司制造的2辆编组的9500型低地板轻轨车制动系统,其电制动为再生/电阻混合制动,机
6、械制动为弹簧液压盘形制动,此外还附加磁轨制动。在660～720Ｖ网压范围内电制动为再生制动,超过720Ｖ转换成电阻制动。弹簧液压缓解盘形制动器的液压缸装在主电动机近旁,制动盘装在主电动机轴端,制动时弹簧压缩液压缸活塞,闸片夹紧制动盘;缓解时油压将液压缸活塞顶回,闸片松开。磁轨制动器装在转向架左右两边的主动轮与从动轮之间,由24Ｖ蓄电池供电。常用制动时,先用电制动将车速降至5ｋｍ/ｈ,再用弹簧制动器直至停车。紧急制动时,电制动器、弹簧制动器、磁轨制动器同时动作。制动系统组成见图2。2)5000型低地板轻轨车制动系统日本某公司与德国西门子公司制造的5000型100%低地板轻轨车的
7、最高运行速度为60ｋｍ/ｈ(设计速度80ｋｍ/ｈ),系5辆固定编组,由5个车体和3个转向架构成。制动系统采用再生制动优先的电气制动。速度在3ｋｍ/ｈ以下时,液压盘形制动产生作用直至停车。电磁吸着式磁轨制动作为安全制动,并带有停放制动功能。制动指令扩大器可将司机控制器发出的7段制动指令信号转变成模拟制动指令信号,制动控制装置(ＢＣＵ)接受制动指令后,对绞接车辆以转向架为单位、对非铰接车辆以车辆为单位进行制动控制,并根据指令通过主变换装置控制再生制动,并接受反馈信号进行空电运算。较早采用是开环方式的电空转换
