[发明专利]用于适于高速运行的轨道车辆的制动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轨道列车制动控制方法，尤其是涉及一种可适用于高速铁路动车组的制动控制方法。

背景技术

目前轨道列车采用的制动控制模式通常是制动控制手柄的位置对应的是某一恒定制动指令。即运营中若操纵制动手柄至某一制动位时，那么在列车速度降至零的整个过程中，列车的制动减速度基本恒定(不考虑列车风阻的前提下)。

该模式应用于低速列车是完全可行的，但是应用于高速列车则存在明显的问题：

1.轮轨粘着系数与轮轨材质、表面状况、动轮转动特征等一系列因数有关，并随行车速度的提高而降低。下表1是日本新干线以及中国现行的常规列车制动计算粘着系数公式。从各公式可知，不管是在干轨或湿轨情况下粘着系数值在高速区明显低于低速区。因此针对高速动车组，若在整个速度范围内采用恒定的减速度(未考虑风阻)，那么如果减速度值要求较高，必然造成列车在高速区因粘着不足而产生频繁打滑，甚至造成轮对擦伤；而在低速区则可能并未充分利用粘着。若减速度过低，虽然不会存在粘着不足的问题，但可能满足不了列车安全制动的要求。

表1：粘着系数计算公式

2.摩擦制动是确保列车安全制动的最重要的方式。高速列车通常采用盘式摩擦制动，制动过程中的列车动能最终都会通过闸片与制动盘之间的摩擦(除风阻外)，最终转化为热能。而制动盘的热负荷能力及制动性能在材质、形状、通风条件等一定的情况下，一方面取决于制动过程中需要承担的能量，同时与制动过程中的最大制动功率是具有较大关系的。过大的制动功率可能造成制动盘在磨耗到限之前产生不可接受的热裂纹，同时在高速区过大的制动力也会造成制动闸片以及制动盘的磨耗增加。在满足相同制动距离的前提下，采用恒定的制动减速度必然导致列车在高速区的制动力较大，从而导致所述的问题。

国外高速动车组虽然已经采用了与速度相关的制动控制模式，但是由于其要求的制动距离通常比铁路标准要求的短，因此普遍采用了诸如线性涡流制动等非粘着制动以满足制动距离的要求。因此其采用的减速度值通常比我国要求的高，并不是一种适于普遍应用的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于适于高速运行的轨道车辆的制动控制方法来克服现有技术的缺陷。

根据本发明的一个方面，提供一种用于高速运行的轨道车辆的制动控制方法，包括常用制动控制模式和紧急制动控制模式，常用制动控制模式和紧急制动控制模式与车辆速度和粘着系数相关。

进一步地，在低速区增加制动力而在高速区降低制动力。

进一步地，在常用制动模式下，减速度将随着速度的下降逐渐变大；当列车速度低于设定值时，减速度保持不变。

进一步地，在常用制动模式下，将减速度按照轨道的粘着系数分为多级，相对于相同的车辆速度，粘着系数越大制动减速度越大。

进一步地，在常用制动模式下，相对于相同的车辆速度，多级设置成各个级别之间的差均匀分布。

进一步地，紧急制动控制模式设置为分级制动模式，在高速区时采用低级位的制动减速度，而在低速区时采用高级位的制动减速度。

进一步地，紧急制动控制模式下，相对于每个级位，制动减速度保持不变。

进一步地，紧急制动控制模式下，各个级位的减速度值呈阶跃式布置。

进一步地，紧急制动控制模式下，对应于车辆初始速度为350km/h、300km/h、250km/h、200km/h，最大制动距离分别为6015m、4078m、2878m、1775m。

进一步地，常用制动控制模式下，对应于车辆初始速度为350km/h、300km/h、250km/h、200km/h，最大制动距离分别为8220m、5550m、3530m、2080m。

根据本发明的适用于高速铁路动车组的制动控制模式，其与列车速度及粘着相关，高速区时采用较低的制动减速度而低速区时采用较高的减速度。提出了各级常用制动减速度的公式，并提出了适用于高速动车组(尤其是我国的高速动车组)的最大常用制动距离。提出了分级的紧急制动控制模式。采用该控制模式，可以减少列车因为在恶劣天气或特殊环境情况下由于粘着不足而发生滑行的可能，优化列车制动摩擦副的热负荷并降低其磨耗。

本发明提供了一种应用于我国高速动车组的制动系统控制模式，常用制动以及紧急制动控制模式与列车速度、轮轨粘着系数相关。该模式不需更改任何硬件而只需修改列车制动控制软件，推广实施容易。在紧急制动时采用高/低分级控制，在高速区时采用低级位的制动减速度，而在低速区时采用高级位的制动减速度。