高速动车组制动防滑系统分析.doc

高速动车组制动防滑系统分析 陈春棉 （湖南铁道职业技术学院，湖南株洲 412001） 摘要：本文首先介绍了滑行产生的机理以及列车制动过程中出现滑行的危害，以CRH2动车组为例，阐述了高速动车组防滑系统的组成和工作原理，分析了列车制动控制系统对滑行判别的依据和防滑控制的过程，明确了防滑控制对列车安全运行的必要性。 关键词：动车组 制动 滑行 防滑系统 黏着 Analysis of Brake Anti-sliding System of High Speed Motor Train Unit Chen Chunmian (Hunan Railway Professional College, Hunan Zhuzhou 412001) ABSTRACT: The mechanism of sliding is introduced in this paper firstly, as well as the disadvantage of sliding in train brake process. Take the CRH2 for example, the components and operating principle of anti-sliding system working on high speed motor train unit are explained. How the train brake control system to distinguish sliding and the anti-sliding control process are analyzed in the paper. The necessity of anti-sliding control for the train safety running is ascertained. Keywords: motor train unit, brake, sliding, anti-sliding system, adhesion 1. 滑行的产生及危害 与在雨雪天气的公路上运行的汽车在制动时容易出现滑行一样，在钢轨上运行的高速列车，如果制动时制动力过大，也会出现制动闸片抱死制动盘而使轮对在钢轨上滑行的情况。下面就从制动力的产生过程去分析轮对的滑行时如何出现的。 图1是一个轮对利用闸瓦制动产生制动力的示意图，假设一个轮对上有两块闸瓦，在忽略其他各种摩擦阻力的情况下，轮对在平直道上滚动惰行。若每块闸瓦以压力K压向车轮踏面，闸瓦和踏面间产生与车轮转动方向相反的滑动摩擦力。对于列车来说，该摩擦力是内力，不能使列车减速，可是通过轮轨间的黏着，引起与列车运行方向相反的外力，以此来实现列车的减速或停车。摩擦力2Kφk对车轮的作用效果相当于制动转矩Mb，即Mb=2KφkRi，转矩Mb可以用轴心和轮轨接触处的力偶（Bi、Bi’）来等效。力偶的力臂为车轮的半径Ri，作用力Bi=Bi’=Mb/Ri=2Kφk。轮轨接触处因轮对的正压力Pi而存在黏着，切向力Bi将引起钢轨对车轮的静摩擦反作用力bi，bi= Bi=2Kφk。Bi作用在车轮踏面的O’，作用方向与列车运行方向相反，是阻止列车运行的外力，称为制动力。制动力bi也由轮轨间的黏着产生，因而也受到黏着条件的限制。若制动力的大小大于黏着条件允许的极限值，车轮会被闸瓦“抱死”，车轮与钢轨间产生相对滑动，车轮的制动力变为滑动摩擦力，数值立即减小，这种现象称为“滑行”。 图1 制动力的产生 当轮对和钢轨间出现滑行时，轮对在钢轨上滚动的线速度将远远小于列车的运行速度，轮对将在车辆的拖动下沿钢轨向前滑动，对轮对和钢轨都产生剧烈的擦伤。钢轨的擦伤将导致线路的不平顺。线路不平顺将会对运行在该线路上的所有列车产生影响；轮对的擦伤会使车轮产生偏心，对本列车的运行平稳性产生很大的影响，降低旅客的乘坐舒适度；同时偏心的车轮会使车轴受到交变的弯矩，严重时可能导致车轴断裂，影响行车安全。综合以上两方面的结果，可以发现制动过程中出现滑行将对列车的安全运行和线路的状况产生影响，因此应极力避免在制动的过程中出现滑行。 2. 动车组制动系统对防滑的特殊要求 高速动车组制动系统具有以下几个特点： (1)动车组制动系统具有操作灵活，作用灵敏可靠，制动减速快，动车组前后车辆制动、缓解一致等特点。 (2)具有动力制动能力，在正常制动过程中，应尽量发挥动力制动能力，以降低运行成本。 (3)具有足够的制动能力，保证高速动车组在规定的制动距离内安全停车。 (4)高速动车组各车辆的制动力应尽可能一致，制动系统应根据乘客量的变化，具有自动调整能力，以减少制动时纵向冲动。 (5)高速动车组具有紧急制动性能，遇有紧急情况时，能使高速动车组在规定的距