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高速动车组制动系统防滑控制研究

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成晓宇李少杰段阳春

摘要：作为高速动车组的核心技术之一，防滑控制系统通过对防滑控制参数的统计分析，来保证列车防滑控制的效果。防滑控制系统能够在列车高速运行过程中，利用轮轨之间的黏着，保证列车的制动距离尽可能缩短，从而保证行车安全。本文通过对我国高速动车组制动系统技术的发展现状分析，总结防滑制动系统的工作原理，并提出提升控制系统效果的建议。

关键词：高速动车组;制动系统;防滑控制

前言：随着社会经济的不断发展，高速动车组已经逐渐成为我国旅客出行的主要运输工具之一了，高速动车组内部系统和部件性能的安全可靠性也成为人们关注的问题。其中，高速动车组的防滑保护是制动系统的核心技术之一，是一种为了避免车轮打滑而采取的控制技术，该技术能够在列车高速行驶的过程中，实现良好的滑行控制。目前，我国现有的高速动车组和防滑控制技术主要是引入国外，各方面参数的调整还要受外方限制。因此，基于目前我国国内高速动车组制动系统防滑控制相关技术的发展状况，我们非常有必要利用相关理论知识，对我国高速动车组制动防滑控制技术展开研究。

1、我国高速动车组制动系统技术现状

我国高速动车组制动技术在借鉴国外先进技术的基础上，不断“消化吸收和再创新”，目前技术水平已经达到了国际先进水平。以CRH系列高速动车组为例，该系列动车组的制动技术主要来自于德国和日本的公司，采用微机控制直通点制动控制技术和大功率盘形基础制动技术。此类的动车组制动系统主要包括三个主要组成部分：制动控制系统、基础制动装置和风源系统，这三大主要系统和一些辅助设备相互配合，从而实现紧急制动、快速制动、停放制动和常用制动等功能。在制动控制方面，CRH系列列车常采用再生制动和空气制动的复合制动方式，即动力制动和空气制动的联合。在实际操作过程中，往往先使用动力制动，当动力制动不能满足制动需求的时候，就“补偿”空气制动，在这一过程中制动力能够根据理论黏着力要求和列车的载荷变化自动调整，具有一定的限制功能。

在防滑控制方面，主要是针对充分利用黏着和如何进行黏着条件下实现防滑而采取相应的技术措施。应用德国公司制动系统的动车组，分别有空气制动系统和牵引系统来完成空气制动和电制动。而采用日本公司制动系统的动车组，只有空气制动系统能够进行防滑控制，牵引系统是不进行防滑控制的。根据实际运行中的制动防滑控制效果，我国的高速动车组也在不断进行技术完善，制动控制和防滑控制的软件也在不断升级，现有的动车组制动系统大部分产品也实现了国有化生产。目前，我国高速动车组的自主研发成果已经投入运营，这也标志着我国动车组制动技术的自主研发取得了重大的突破。

2、高速动车组制动系统防滑控制的原理分析

2.1?高速列车制动系统原理

随着现代科学技术的发展，传统的制动方式已经不能满足现在的制动需求了，通过气控制单元来制动充气或者排气，从而产生制动和缓解作用的单一制动方式需要进行创新，这样才不会被淘汰。以国外高速动车组的制动系统为例，他们大多是以空气制动为主，以动力制动、磁轨制动等电力制动为辅，形成一种空气和电力相互联合的制动系统，而不是只依靠单一的空气制动系统。在高速动车制动系统中，有一个重要的组成部分，就是能够实现空气制动和电力制动联合的EP单元，该单元能够根据动车组实际所需的动力大小和电制动力大小，由空气制动及时补足不足的部分，这样就实现了列车的安全运行和平稳停车。EP单元也是随着科技的不断发展，自身结构也在不断变化。

2.2?动车组制动防滑控制的原理分析

高速动车组的制动防滑控制，主要是依靠电制动和空气制动。电制动防滑装置是将速度传感器安装到牵引电机上，这样就能够对转动速度进行检测，并在即將发生滑行时及时动作，将在作用在车轮上的制动力迅速下降，直至到黏着力之下，从而防止车轮滑行。而空气制动防滑控制主要是通过安装在每一个轴端的速度传感器实现对轮动转动速度的检测，这个过程需要对各轮对的转动线速度与参考速度进行比较得到相应的速度差。接着讲各轴的速度差等分别与相应的判断数据进行比较，当达到有关的判据标准时，主机就会立即控制防滑设备动作，以实现一系列的制动动作，从而达到防止轮对滑行、调节制动力的目的，具体的空气制动防滑控制原理可以看图1。

3、高速动车组制动防滑控制研究

3.1?高速条件下防滑问题分析

近些年来，我国高铁线路上发生了多起动车组轮对擦伤故障，这些故障多发生在雨雪天气、凌晨时段，造成了比较严重的后果。和雨雪天气的公路上运行的汽车在制动时发生滑行一样，高速动车组在制动时若制动力过大，也会出现制动闸片“抱死”而使轮对在钢轨上滑行的情况，这也就造成了轮对擦伤故障。因此，为了减少这种擦伤故障的发生，高速动车组的制动系统应当具备一定的防滑特点，如制动系统要操作灵活，作用可靠，制动减速要快;同