地铁车辆制动系统中电制动与空气制动技术的研究
摘要:地铁车辆在我国城市交通体系上占有重要地位，加大对地铁车辆制动系统
的研究，能进一步为制动系统的优化设计提供借鉴，具有重要意义。

基于此，本
文针对城市轨道交通车辆制动系统中的电空制动控制技术进行实际分析。

首先度
针对地铁车辆制动系统中电制动与空气制动技术原理，并且通过应用实践分析进
一步明确地铁车辆制动系统中电制动与空气制动实际应用。

通过本文希望可以为
相关人员提供参考。

关键词:地铁车辆制动系统;电制动系统;空气制动系统
引言：地铁通行已经逐渐成为人们普遍选择的一种通行方式，与其他交通方
式共同组成了城市交通网络。

为了适应城市地铁轨道车辆行驶速度快、启动制动
频繁及站间距离短等特点，在进行地铁车辆的制动系统设计时，需要坚持可靠、
安全的原则，利用微机控制下的电制动和空气制动。

当今地铁车辆中使用的制动
系统可以分为电制动与空气制动，对这两种技术的研究可以有效提高车辆性能。

1地铁车辆制动系统中的电制动与空气制动
1.1电制动系统的技术原理
1.1.1再生制动是利用定子控制定频率原理，通过减少定子控制定频率，来实
现地铁车辆电机的降速、停机，通过再生制动也能够保证系统的平稳运行。

但是
因为地铁车辆存在惯性，所以电机的转子在运行过程中就会处于被动状态，还会
形成再生循环使用。

1.1.2电阻制动是借助制动电阻实现的车辆制动，当接触网无法吸收再生制度
产生的能量后，就会转化为电阻制动，制动电阻由镍铬金制成，因此不会被磁化，但会产生大量的热量，需要通过风机进行降温。

1.1.3制动过程
电阻制动过程如下:电机受到外力作用将发生减速和反转等，这种情况下，电
机主要处于发电状态，制定系统产生的直流电流将返回到直流电路，随着电流增加，电路中电压随之升高;当直流电压超过系统内规定值时，系统内的制动斩波器将自动开通，使得电流通过制动电阻并消耗部分能量;在制动电阻作用下，制动电流产生一定变化，主要由斩波器方式占空比决定;当电压小于标准值时，制动电阻没有电流通过。

1.2空气制动系统的技术原理
在地铁车辆中使用的制动系统都是借助一个制动控制装置实现的，而空气制
动系统就是借助这种控制装置，利用制动电控单元形成压力空气，根据计算得出
压力空气的量，并分配到不同的制动缸中。

空气制动系统主要利用地铁车辆车轮
踏面和闸瓦的摩擦产生，以此将动能转化为热能，继而在空气中消耗。

此外，利
用地铁车辆车轮踏面和闸瓦的摩擦还可以达到减速的目的。

1.3制动组合方式
在对地铁车辆制动系统特点进行分析时，可首先从制动组合方式角度出发进
行分析，部分地铁车辆的制动系统主要由空气制动及电制动系统组成，通常以电
制动为主，在两种系统配合作用下，能为地铁车辆运行提供较大驱动力。

又可将
电制动划分成再生制动与电阻制动，在两者交替作用的情况下，可满足制动系统
运行需求。

当网压超过DC1800V时，电制动方式将从再生制动转变成电阻制动，
转变过程不会影响制动系统稳定运行。

在地铁车辆的通行速度范围内，仅凭借电
阻制动便能满足地铁车辆制动要求，当需要紧急制动时，则主要由空气制动来提
供制动力。

当出现电制动力不足状况时，拖车和动车会根据它们接收到的制动指令，转变成空气制动。

地铁车辆低速运行时，电制动将转变成空气制动，实行保
持制动使列车停车。

当地铁需要通行时，维持制动并逐渐缓解，随着牵引力的增加，使得保持制动逐步缓解，以免由于牵引力不足而造成车辆后退。

2电空混合制动系统运行中的不足之处
目前，我国的地铁车辆中使用的制动系统实际上还存在一定的不足，需要得
到进一步的完善。

常见的地铁车辆制动系统问题，如:列车制动减速度会在电制动
系统和空气系统转化的过程中瞬间增大，这是因为在转化过程中电制动下降、空
气制动施加，如果出现衔接不当，就会发生上述情况。

此外，当今地铁车辆中使
用的制动系统会受到空气制动的影响，最终导致地铁列车提前停车，列车和车站
安全门对位出现误差，乘客的通道空间缩小，存在安全隐患，也会对车辆的正常
运行造成影响。

其次，在制动过程中，制动控制系统的相关参数无法确定，也会
对散热情况造成影响。

3电空混合制动系统运行中的改进措施
针对文章中提出来的问题进行分析后发现，现如今大部分地铁车辆在制动中
优先采用的是电制动，然后才会采用空气制动，因此可知空气制度的前提是电制
动无法满足地铁车辆的制动需求。

因此都可以采取以下几种改进措施:
3.1适当增加制动电阻功率
以此降低电制动无法满足地铁车辆的制动需求的情况，让空气制动系统只需
要负责保持制动的作用。

3.2适当增大地铁车辆车轮踏面和闸瓦的摩擦系数
随着摩擦系数的增加，就可以让电制动系统和空气系统转化过渡过程更加的
顺畅。

3.3加强对合成闸瓦的研究
开发出摩擦系数变化较小、性能稳定的新型合成闸瓦，以此减少电制动系统
和空气系统过渡过程中出现的不平滑现象。

4电空混合制动系统运行中的实际应用
本文借助深圳市的地铁交通二号线为实际应用案例，对电空混合制动系统运
行的实际情况进行分析，首先简单了解该处地铁车车辆情况。

深圳市的地铁交通
二号线主要采用的是电空直通式制动系统，在制动正常运行的过程中，采用了踏
面制动，以此让地铁车速可以达到每小时80km。

在对深圳市的地铁交通二号线
的过往检测数据进行分析，从近年来的检测数据情况可以看出，牵引制动停车的
功能良好，实用性较强，尤其是在牵引制动方面，可以看出停车功能极为优异。

此外，还借助了ATO定位停车技术和MVB通信技术，保证地铁的正常运行，让
地铁列车得到良好的成效。

但是在实际应用中，电空直通式制动系统需要在电制
动系统中和空气系统中进行切换，以此保证列车动力。

通过电空混合制动系统运
行中的实际应用。

可以采取两种模式实现电制动和空气制度的转化，一种为EBO，另一种为非EBO，这两种模式都可以让电制动力速度得到合理的控制。

比如，在
地铁车辆冲标问题中，如果是因为制动力不足，车辆硬线出现错接或断路情况，
制动力分配机构就会一直接收到错误工况，导致制动力出现问题。

而供气单元或
气路发生故障，都将使制动力出现不足。

这会导致车辆响应减速度比信号设备请
求的制动减速度更小。

如果是在制动初期，信号就会提高减速度的请求；如果是
发生在即将停稳的阶段，就没有足够的时间来调整，车辆冲标故障就会产生，信号设备就会触发车辆的紧急制动来保证车辆与人员安全，但这种冲标属于偶发性的故障。

如果是电空转换配合不当的原因，在5～8 km/h速度区间，列车会平稳地施加空气制动来代替电制动。

如果电制动与空气制动在时间点与速度变化率方面的退出和介入配合不当，就会使列车停车时对标出现误差。

也就是说电制动提前退出，或空气制动的介入延迟，制动距离都将变长，使得冲标出现；如果电制动延后退出，或空气制动的介入提前，则会引起欠标。

结束语：
综上所述，电空混合制动系统在实际运行中发挥和十分重要的作用，在地铁车辆运行过程中发挥着重要作用，保证电空混合制动系统的稳定性，最终保证全车人民的安全，以及地铁车辆的稳定运行。

通过本文对电空混合制动系统运行的分析和深圳市的地铁交通二号线的案例发现，完善电空混合制动系统，可以有效提高地铁车辆的运行情况。

不仅如此，电空混合制动系统也能够充分满足地铁车辆的制动力需求。

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