張志光

中車青島四方機車車輛股份有限公司 山東青島 266111

隨著我國高速動車組速度的不斷提升，給原有動車的制動系統(tǒng)提出了新的要求。不僅要盡可能地減少輪軌和列車之間的損耗，還要科學地利用制動滑行的距離，保證在規(guī)定的行駛速度下到制動完成需要花費的時間和相對應的制動距離不得出現(xiàn)差錯。在目前我國的動車制動系統(tǒng)中主要可以通過電力精準控制和減速度理論控制的方式，來實現(xiàn)高速動車制動防滑的標準。本文就高速動車的制動防滑發(fā)展現(xiàn)狀、在動車組內(nèi)可以依據(jù)實際情況實施的具體策略和常見的制動滑行的解決方法等方面做簡單的介紹。

1 國內(nèi)外動車組制動系統(tǒng)防滑策略現(xiàn)狀

在國內(nèi)外中防滑制動系統(tǒng)的應用是高速動車運行過程中的重要助手，通俗的講就是在動車制動是通過控制車輪與鋼軌之間的打滑程度的一種技術(shù)手段。目前我國的高速動車基本已經(jīng)實現(xiàn)了知識產(chǎn)權(quán)自主化，就是在動車制動防滑控制的技術(shù)上還是受到國外技術(shù)的保護限制，在實際的防滑控制中主要是通過空氣防滑制動和電力制動兩種方式的結(jié)合，而兩者主要都是通過車輪與鋼軌之間的黏著系數(shù)來進行相應防滑控制的。防滑控制主要是依據(jù)該動車的實際運行的鋼軌條件結(jié)合列車的一些制造數(shù)據(jù)，來進行專條線路的防滑控制的，由于國外技術(shù)的不對外開發(fā)使得我國該項控制技術(shù)一直受到國外技術(shù)的限制。為了打破這種僵局，我國鐵路的相關(guān)工作人員開始了自主研發(fā)實驗模擬，力求打破國外技術(shù)的封鎖，找到一個最適應我國動車防滑制動的技術(shù)方案，不斷提高我國高速動車的安全與穩(wěn)定的運營目的。

2 高速動車組制動防滑控制系統(tǒng)

2.1 空電混合防滑控制

高速動車組制動系統(tǒng)具有空電混合防滑控制功能，制動控制單元BCU和牽引控制單元TCU（TractionControl Unit）均有滑行檢測功能。牽引控制單元TCU是通過再生制動的模式曲線來減小制動力，而制動控制單元BCU則采用降低制動缸壓力的方法來進行滑行再黏著的控制。當電制動因滑行保護使實際電制動力降低時，TCU通過本地單元向制動系統(tǒng)發(fā)送電制動滑行保護動作信號，使制動系統(tǒng)在動車軸上實際電制動力下降時不補充空氣制動，以利于動車軸的黏著恢復，防止因補充空氣制動使車輪滑行加重。但電制動力連續(xù)降低某一時刻時，BCU則將切除電制動而投入空氣制動，以保證制動距離和防止輪對擦傷。當動車軸電制失效時，動車軸采用空氣制動，此時動車軸由制動系統(tǒng)進行防滑控制。

2.2 防滑控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

防滑控制系統(tǒng)主要由集成在制動控制單元中的防滑控制器、軸速度傳感器及防滑排風閥組成的一個閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。防滑控制器對軸速度脈沖信號進行處理，得到相應的軸速、軸加減速度和參考速度，對已經(jīng)發(fā)生滑行的情況發(fā)出防滑控制指令，操縱防滑電磁閥，控制制動缸的壓力。防滑系統(tǒng)能最佳利用有效黏著，以保證最短的制動距離。

2.3 防滑控制原理

防滑控制是在制動力即將超過黏著力時（此時防滑器判斷為“滑行”），降低制動力，使車輪繼續(xù)處于滾動（或滾滑）狀態(tài)，避免車輪滑行。防滑系統(tǒng)通過車輛速度傳感器檢測出此時的速度差和減速度，然后把檢測到的信號傳輸?shù)接糜诜阑刂破鳎ㄟ^微處理器的比較判斷，發(fā)出防滑控制信號，從而迅速降低滑行車輪的制動缸壓力，使滑行車輪所受的制動力快速降低。當滑行消失后，控制單元重新恢復車輪制動力實施制動。防滑系統(tǒng)判斷出“滑行”以后，控制制動力的變化過程也很重要。在判斷出滑行后，并不是簡單地降低制動力，而應通過對制動缸壓力反復進行減壓、保壓和升壓，最大限度地利用輪軌間黏著，所以防滑系統(tǒng)對制動力的控制既要能防止滑行，又要不致使制動力損失過大，以充分利用黏著。

3 制動系統(tǒng)防滑常見故障和預防對策

動車組由于高速的運行狀態(tài)加快了車輪與鋼軌之間的摩擦損耗，每年國家鐵路總公司用于摩擦損耗的投入不可想象。在實際的防滑制動時更是加大了兩者之間的摩擦損耗，科研人員在進行動車制動時加入水分，讓列車在潮濕的制動環(huán)境中完成制動與提速，經(jīng)過實驗證明濕軌的空氣防滑制動相對于正?？諝夥阑苿涌梢杂行У販p少輪軌之間的相互損耗，避免制動過程出現(xiàn)軸抱死的情況。目前這種技術(shù)還在模擬實驗中，相信不久的將來等到該技術(shù)成熟穩(wěn)定的時候就可以在全國的高速動車的防滑制動系統(tǒng)中得到應用[1]。目前的減速度和速度差這兩種制動效果，雖說已經(jīng)得到了廣泛的應用，但是在實際的制動控制系統(tǒng)中還需要進一步的優(yōu)化改善。所謂的減速度和速度差就是指當在車輪上設(shè)置的速度傳感器檢測到該時刻的制動減速度大于或小于正常的制動控制的范圍時，通過制動控制系統(tǒng)對空氣制動或電力制動的調(diào)節(jié)保證減速度的數(shù)值控制在標準制動模式的范圍內(nèi)。速度差其實就是車輪速度與動車行駛速度之間的差值，出現(xiàn)這種情況的原因就在與動車與鋼軌之間出現(xiàn)了滑行，必須及時的控制牽引系統(tǒng)提供的動力，保障動車的制動滑行安全。我們可以根據(jù)國內(nèi)這種情況的處理方案，再結(jié)合我國高速動車的實際情況，把速度差和減速度的反饋與制動系統(tǒng)的處理設(shè)計為一個全自動控制的系統(tǒng)，既避免了人工操作的誤差，也可以對實時的反饋數(shù)據(jù)做出判斷處理，提高了動車制動系統(tǒng)的效率。

4 結(jié)語

綜上所述，我們了解了高速動車在制動過程中出現(xiàn)的一些問題，我國目前動車制動系統(tǒng)主要使用的技術(shù)手段。為了更好地提升動車的安全與質(zhì)量，我們應對動車制動系統(tǒng)中出現(xiàn)各種問題加以歸納，分析問題的產(chǎn)生，在模擬實驗動車組內(nèi)加快新興技術(shù)的應用，解決現(xiàn)階段存在的問題，讓新興技術(shù)可以更安全地應用于高速動車的制動系統(tǒng)中，提高我國動車的制動安全與效率。