地铁车辆制动系统工作原理
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摘要：制动系统作为城轨车辆的重要系统，直接涉及到车辆的运行性能和安全，影响乘客的乘坐舒适度。本文将以沈阳地铁一号线为例为你讲述，地铁车辆是如何实现制动的。
关键词：地铁车辆；制动系统
随着我国经济建设的不断推进，近年来城市轨道交通快速发展，国内许多大型城市都已有了地铁或者轻轨，随着大量的轨道交通项目投入运营，人们的日常出行变得更加方便，可随之而来的担忧也困扰着人们：“我们经常乘坐的地铁会不会刹车失灵呢、会不会追尾呢？”
1．制动类型。
制动系统作为城轨车辆的重要系统，直接涉及到车辆的运行性能和安全，影响乘客的乘坐舒适度。因此，车辆制动系统类型的选择、性能尤为重要。为了适应城市快速轨道车辆运行速度高、 站间距离短、启动制动频繁等特点，现代城市轨道交通车辆制动系统一般均采用微机控制的电空混合制动系统。该系统包含有电制动和空气制动两种制动装置。常用制动过程中，由于电制动对设备没有磨损并且节能，所以在电制动有效的情况下列车优先使用动车的电制动，在电制动不能满足制动需求时，电制动与空气制动进行复合制动。
2．制动系统功能
2.1常用制动
常用制动采用模拟电气指令方式，是由微处理器控制的直通式电空制动，它采用减速度控制模式，其制动力随输入指令大小无级控制，制动控制单元根据减速度指令和车辆实际载重来计算目标制动力，产生相应的减速度。常用制动具有冲击率限制功能，以改善乘坐的舒适性；常用制动采用空电混合制动并优先使用电制动，不足部分由空气制动补足，以尽可能减少空气制动的负荷。
2.2快速制动
当司机操作主控制器手柄使其处于快速制动位时快速制动被触发。快速制动是一种特殊的制动模式。快速制动与紧急制动的制动率相同。快速制动优先使用电制动，当电制动故障或电制动力不足时由空气制动补充。快速制动命令是可以恢复的。快速制动时具有防滑控制功能并且受到冲击极限的限制。
2.3紧急制动
紧急制动是列车在紧急情况下而采取的制动方式。紧急制动是通过列车安全回路来控制的，一般情况下紧急制动可以由以下系统或元件触发：紧急按钮、列车超速、警惕按钮等。紧急制动一经触发，列车安全回路中断，触发信号传输给列车控制单元和牵引控制单元，牵引控制单元中断牵引系统工作。紧急制动是按照比常用制动更高的制动率而设计的。紧急制动仅仅由空气制动提供，且制动命令在停车之前是不可恢复的，紧急制动时具有防滑控制功能但不受冲击极限的限制。
3．制动系统的主要部件
以沈阳地铁一号线为例。沈阳地铁一号线采用的是德国克诺尔公司的EP2002制动系统，该系统是轨道车辆制动控制系统的最新一代产品，为分布式架控制动控制系统。EP2002系统将制动控制和制动管理电子设备以及常用制动（SB）气动阀、紧急制动（EB）气动阀和车轮防滑保护装置（WSP）气动阀，都集成装在各个转向架上的机电包中（EP2002阀）。EP2002阀相当于常规制动控制系统中制动电子控制单元和制动控制单元的集成部件。根据功能的不同，EP2002阀可以分为智能阀、RIO阀(远程输入/输出阀)和网关阀三种，每节车设有2个EP2002阀，每个EP2002阀都安装在其控制的转向架附近的车体底架上，所有的阀上都提供了多个压力测试接口 ,可以方便地测量制动风缸压力、制动缸压力、载荷压力、停放制动缸压力等。EP2002系统在列车中的位置见图1
阀进行通信。另外，智能阀还可对该转向架的气制动系统进行故障诊断。智能阀通过硬连线与列车安全回路（紧急制动回路）相连，当列车安全回路失电时，智能阀将使其控制的转向架产生紧急制动。
3.2RIO阀
RIO阀除了具有智能阀的所有功能外，还可以通过硬连线与其控制的转向架上的牵引控制单元进行通信，使电制动和空气制动协调工作。
3.3网关阀
网关阀除了具有RIO阀的所有功能外，还具有制动管理功能。另外，EP2002制动控制系统由网关阀的通信卡通过总线与列车控制系统进行通信。网关阀外观见图2
图2：网关阀
4．制动系统故障处理
特殊情况下如果一个EP2002阀出现故障，则只有一个转向架的制动失效。此时制动系统内部会对损失的制动力进行重新计算，其他转向架会对损失的制动力进行补偿，因此不会对地铁车辆的制动性能产生影响。也就是说从地铁车辆的制动原理讲，正常情况下列车不可能丧失制动能力，是绝对安全的。
参考文献：
[1]朱 翔，肖向前.广州地铁3号线列车EP2002制动系统及故障分析[J]. 城市轨道车辆，2008第3期
[2] 马喜成，龙倩倩。地铁车辆用EP2002制动控制系统[J]. 城市轨道车辆，2007第4期
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