德令哈市新能源现代有轨电车制动系统获奖科研报告

德令哈市新能源现代有轨电车制动系统获奖科研报告摘要：德令哈市新能源现代有轨电车由2个模块，3台转向架组成。首先分析制动系统的结构组成和各主要部件主要功能，然后介绍液压制动系统的工作原理，最后强调有轨电车液压制动系统优势。

关键词：有轨电车;制动系统;制动原理;液压制动优势

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随着国内经济快速发展与转型，轨道交通装备制造产业成为国家高端装备制造业中重点发展方向之一。其中现代有轨电车因建设成本低、载客量大、舒适度高、噪音低、绿色环保等优点，近几年得到长足的发展。目前南京、苏州、广州、青岛、珠海等几大城市均已开通有轨电车。

1.概述

本文介绍德令哈市新能源现代有轨电车项目，其车辆拥有2模块3台转向架型式，A/B为动力转向架，C为非动力转向架，使用液压制动系统。车辆电子制动控制单元接受车辆制动指令，控制液压单元输压力到夹钳，产生制动力。

2.制动系统

2.1制动功能划分

德令哈市有轨电车制动系统设计依据EN13452标准，[1]德令哈有轨电车制动系统功能包括常用制动、紧急制动、安全制动和停放制动。其中，常用制动和紧急制动具有载荷自动补偿功能。车辆制动系统方式包括电制动、液压摩擦制动和磁轨制动。其中电制动优先级最高，液压摩擦制动其次，磁轨制动优先级最低。

2.1.1常用制动

司机操纵主控制器可以启动常用制动，电子制动控制单元根据接收到制动指令、车辆载荷及车辆速度输出制动力，常用制动可以随时被取消。常用制动方式包括电制动和液压制动，车辆优先施加电制动，当电制动力不足时，液压制动及时补充，以满足车辆减速度要求。整个常用制动过程中，防滑保护功能一直有效。

2.1.2安全制动

司机室蘑菇按钮触发列车安全环路失电，引起车辆施加安全制动。安全制动采用零速度连锁，一旦触发，在车辆完全停止前不能被取消。安全制动方式包括液压制动和磁轨制动，同时会激活车辆前进侧撒沙装置进行撒沙。

2.1.3紧急制动

司机加紧急制动指令或者车辆紧急环路失电均会导致车辆施加紧急制动紧急。根据“故障导向安全”的设计理念，紧急制动在车辆完全停止前无法缓解。紧急制动由电制动、液压制动和磁轨制动共同完成，同时激活撒沙功能，车辆具有防滑保护功能和载荷自动补偿功能。

2.1.4停放制动

车辆断电时，3个转向架同时施加最大液压制动力，保证车辆在50‰最大的坡度上能够长时间停放。停放制动可以通过紧急缓解单元或手动逐个进行缓解。

2.2制动控制原理

2.2.1制动系统结构组成

制动系统由电子制动控制单元、液压制动控制单元、紧急缓解单元、被动式液压制动夹钳和磁轨制动器构成。

电子制动控制单元是液压系统核心控制部件，主要实现与车辆控制系统进行通信、制动力计算、故障诊断等功能。

液压制动控制单元由电机泵、溢流阀、过滤器、单向阀、测试接头、比例压力控制阀等部件构成。接受电子制动控制单元发出的制动力信号并转化相应液压制动压力，实现常用制动、紧急制动、安全制动、停放制动等功能。

紧急缓解单元由手动泵、压力开关、油压表等部件组成。在液压制动系统出现故障而无法缓解时，使用紧急缓解单元可实现对单个转向架强制缓解。

在国产轻轨车辆制动系统中，液压制动夹钳分为两种，被动式液压制动夹钳和主动式液压制动夹钳。而且为满足转向架的狭小安装空间，采用轴盘式基础制动，液压夹钳为紧凑型。[2]被动式液压制动夹钳具有液压缓解功能和手动缓解功能，另外还具有闸片间隙自动补偿功能。

在EN13452标准中要求低地板轻轨车辆制动系统中必须设置非粘制动，以满足在紧急制动时对较大制动力和制动减速度的要求。德令哈有轨电车采用了磁轨制动器。

2.2.2施加和缓解制动

车辆液压制动控制系统采用被动式制动系统，其中液压控制单元起到关键作用控制制动的施加与缓解。

电子制动控制单元通过P1压力传感器采集到HA蓄能器内压力低于规定值时，启动单元内电机带动齿轮泵经过CV单向阀向HA蓄能器内冲入达到标准的高压油，P1压力传感器检测到压力达标后单元停止打压，因CV单向阀的作用，HA蓄能器内高压油无法逆流回储油箱内。当系統检测到过载时，电子制动控制单元控制过载压力通过PV溢流阀返回到储油箱，起到安全保护作用，如图1所示。

车辆通过网络或硬线输出制动缓解信号，电子制动控制单元接收到信号后，控制液压控制单元内SV压力调节阀将HA蓄能器内压力通过F2出口过滤阀送达BC制动夹钳内，克服夹钳的弹簧力，达到制动缓解效果。同时通过P2制动夹钳压力传感器反馈其压力，再次控制SV压力调节阀达到精准控制BC夹钳压力的目的。

当车辆需要施加液压制动时，电子制动控制单元根据车辆下发的制动指令控制液压控制单元内SV压力调节阀，使其动作将BC制动夹钳内压力经过F2出口过滤阀回流到储油箱内，同时P2制动夹钳压力传感器反馈其压力，再次控制SV压力调节阀达到精准控制BC夹钳压力，达到预定制动力。当液压控制单元无法正常动作时，可通过R1手动缓解阀，将蓄能器内压力完全泄压到0。

3.液压制动优势

第一代低地板有轨电车采用空气制动方式。依靠压缩机将压缩空气存储到储气风缸，电子制动控制单元接受车辆发出制动信号，控制空气制动单元输出一定压力到夹钳等基础制动部件实现空气制动。

空气制动系统体积大、布局不灵活等劣势不能满足70%和100%低地板有轨电车的发展需求。

液压制动系统单位功率重量轻、平稳快速，使用模块集成方式使得液压系统更为紧凑且制动系统各装置布局更灵活，已得到世界各国城市轨道交通广泛认可。

4.结束语

低地板有轨电车作为城市新兴的先进公交方式，陆续