乌鲁木齐1号线电动客车制动的模式选择.docVIP

乌鲁木齐1号线电动客车制动的模式选择 　　DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2015.36.151 　　摘 要：该文在进行了一定量的数据分析的技术上，在乌鲁木齐1号线南高北低的线路条件下，结合地面吸能装置，研究了电动客车的制动模式选择问题。乌鲁木齐的线路条件时全程27 km的单向大坡道，落差为287 m，在车辆选型为6A编组铝合金车辆的基础上，计算了运行时所需要的制动能量吸收问题。在计算了踏面制动和轮盘制动的前提下，该文论证了两种制式均满足紧急制动工况下的运用需求，但在纯空气制动运行工况下两种制动制式均无法满足全天运营的需求，故全制动电阻是乌鲁木齐1号线线路条件下的车辆功能的必备配置。同时考虑地面吸能装置的可靠性和可用性对比车辆电制动的可靠性，证明加设车载全功率制动电阻也是保证列车安全运行的必要设备。最后论证了在80 km/h的低速车辆，踏面制动带来的轮轨力关系、减重节能等优势，最后得出了在条件允许情况下，尽量使用电阻制动与踏面制动的组合方式的结论。 　　关键词：乌鲁木齐 大坡道 轨道交通 踏面制动 制动电阻 　　中图分类号：U469 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）12（c）-0151-04 　　乌鲁木齐轨道交通1号线于2014年4月正式开工，作为新疆首条轨道交通线路具有较强的地域特色，其线路条件也在国内轨道交通建设项目中十分独特。乌鲁木齐市坐落于天山山脉北麓，地形南高北低，1号线南北走向，全线27 km，单向大坡道，南北落差287 m。这种独特的线路条件对1号线车辆的选型，尤其是牵引、制动系统的选型产生了一定的影响，在国内A型轨道交通地铁车辆的成熟选型基础上，不得不额外考虑线路的单向大坡道的条件。该文就乌鲁木齐1号线用户需求书形成阶段车辆选型的一些考虑进行阐述。 　　乌鲁木齐1号线为A型铝合金车体电动客车，4动2拖轴重16 t（见表1）。 　　1 线路条件等运营参数 　　乌鲁木齐城市轨道交通1号线工程，由三屯碑站至国际机场站。线路全27.615 km，全线地形南高北低线路落差287 m，全部为地下线路； 设21座车站，换乘站7座；最大站间距2.872 km，为宜仁墩～大地窝堡区间，最小站间距0.808 km，为大西沟～中营工区间，平均站间距1.34 km。区间正线最大坡度30‰、辅助线40‰，最小曲线半径正线400 m，辅助线250 m，车辆基地150 m。 　　因独特的地形条件，行车上行方向287 m的高差所带来的重力势能让乌鲁木齐1号线设置地面吸能装置经济效益显著，初步设计阶段地面考虑设置中压能馈型吸收装置。 　　根据行车专业的运行需求，乌鲁木齐轨道交通1号线列车最高运行速度80 km/h，旅行速度35 km/h。 　　在乌鲁木齐1号线的线路条件下按照初步设计给出的停站时间，计算出的各种电制动工况下的空气制动热容量分析。 　　在AW3工况，80 km/h的速度，半磨耗车轮的条件下模拟踏面制动是踏面温度曲线： 　　（1）在平直道、按紧急制动最大减速度，连续两次紧急制动是城市轨道交通车辆要求的基本能力，制动减速度1.2 m/s2。（见图1） 　　（2）列车以最高运行速度80km/h纯空气制动制动运行一个往返。（见图2） 　　上面两种情况分析，踏面制动可以满足连续两次紧急制动的车轮和闸瓦的热容量要求，但在纯空气制动最高运行速度80 km/h的情况下车轮踏面温度已经达到许用温度极限，故在电制动失效的情况下，纯空气踏面制动是无法满足1号线列车按80 km/h的速度运行的。 　　后续又进行了轮盘制动热容量的模拟分析，如果电制动完全失效后纯空气运行一个往返的情况，则踏面限速约为50 km/h，轮盘限速约为60 km/h。如果考虑电制动完全失效，纯空气制动全天运行则分别需要进行限速，踏面制动限速为45 km/h，轮盘限速为55 km/h。在这种情况下，为保证1号线列车的正常运行，电制动的可靠性对车辆的安全运行将十分重要。 　　2 电制动方案分析 　　电制动的可靠性主要取决于牵引系统中的设备和线路侧的网压，目前城市轨道车辆对列车的MTBF要求一般为10万公里，乌鲁木齐1号线车辆选型为4动2拖，牵引设备故障冗余性也较高，面对国内成熟的牵引厂家，在设计阶段对牵引系统的设备可靠性考虑必要性不是很大，重点应考虑控制线路侧网压的因素。 　　国内城市轨道交通的再生吸收方案一般分为地面、车载两部分。 　　地面设置的吸能方案一般有电阻吸能、逆变至动力变压器吸能、反馈到中压环网三种主要的吸收方式。在乌鲁木齐1号线初步设计阶段考虑到1号线线路条件落差较大，设置地面吸能装置效益较好，故推选了目前比较主流的中压回馈式地面吸收装置。 　　车载吸能装置的选择上一般有设置过