地铁车辆制动闸片异常磨损原因分析
王富荣
苏州市轨道交通集团有限公司运营分公司
摘要：目前在国家的综合科技实力背景下，地铁也有着十分迅速的发展速度。尤其针对发达城市方面而言，地铁的作用越发重要。可是伴随着使用时间的增长，地铁车辆在使用的过程中还会出现一系列的异常状况。制动闸片的磨损就是其中一项发生频率很高而且替换比较麻烦的器件。通过对制动闸片的异常原因的调查，结合车辆自身特点将车辆的自身属性以及供电系统进行组合整理，切换角度进行车辆制动方面的研究，调查清楚对于车辆制动闸片方面的使用异常磨损原因。文章着重针对制动闸片方面的异常磨损做出以下见解。
关键词：地铁车辆；制动闸片；原因分析
按照目前的车辆研究水平可以将地铁车辆方面的制动大体分为两类，分别是电制动以及空气制动。因为电制动方面比较环保，对环境的危害比较小，且动力方面也可以得到足够的保障。因此，在使用频率方面一直居高不下，而且往往都是在电制动的动力不够的情况下才会借助空气获取部分动量进行补充。关于空气制动也可以分为两个方面，分别为踏面制动以及盘形制动。这两个制动方面受到了地铁在热容量上的限制，因此本身的最高运行速度在达到100km/h的条件下标配的主要是盘形制动。在这样的使用背景下，因为闸片需要抵消制动最终多余的动力，所以常常出现使用寿命短而且运营成本增加方面的问题。
1、地铁车辆的制动闸片材料分析
根据使用的制动车辆不同，可以将闸片的构成材料主要分为4个不同的环节，分别是粉末冶金闸瓦、铸铁闸瓦、合成闸瓦以及现如今使用比较广泛的复合材料闸瓦[1]。这4种主要构成材料由于自身性质不同，使用的方面也有所不同。下面就针对材料进行简要分析。
首先，粉末冶金闸瓦，主要以金属粉为承载体，搭配适当的润滑剂以及摩擦剂进行调配，压缩并且高温锻造后可以制得相应的制动闸片。有其独特的金属粉基本特性以及添加剂的调整和挽合，优点就是自身的摩擦系数不会受气候方面的影响。
其次，铸铁闸瓦，就是使用合理质量分数的磷进行铸造，因为磷质量分数的多少分为中磷铸铁闸瓦以及高磷铸铁闸瓦两个方面。一般来说，使用铸铁闸瓦方面的摩擦系数比较稳定，而且导热方面的特性很好。可是这种闸瓦的弊端就在于一般磷含量的闸瓦会因为使用时间增加导致摩擦系数减小，使用寿命短。
最后，合成闸瓦和复合材料闸瓦。这两种闸瓦都是多种材料的混合使用，通过多种材料的混合，达到兼备多种优良特性的使用效果。可是由于使用材料的造价方面以及糅合材料的过程消费成本比较大，所以实际使用的时候并不会投入太大的量，覆盖范围不太广泛。但是其自身特性也有很多，比如质量轻、高硬度、制造范围广、出货量大等特性。
2、异常磨损的原因分析
通常来讲，使用电制动的范围比较广泛，而且使用的群体也比较大，对于空气制动来说，投入很小就可以满足制动要求。寻找异常磨损的主要原因可以通过对经常出现异常磨损状况的车辆进行记录和测量检测，将获取的数值进行对比，寻找异常磨损的原因。通过大批量的数据对比，可以发现由于车辆的使用环境以及电制动的投入方面状况异常，造成制动闸片方面的大量消耗[2]。由于电制动由始至终地伴随着地铁行驶过程，所以无论是起步还是最终的刹车都是电流保持恒定而且使用消耗也比较大，系统过程如图1所示。所以，在最终的能量消耗环节需要闸片作出巨大的消耗，将电制动造成的溢出能量吸收，使地铁车辆停止。此外，由于车辆的快速行驶，在行使的过程中空气也会对车辆的制动产生一定程度的影响，最终导致制动片方面的大量磨损。而且在城市化范围逐渐增大的背景下，地铁的使用率和覆盖率也呈现持续增长的局势，大批量使用势必对制动闸片的消耗数目造成严重的助长态势。因此，通过合适的途径对这些车辆或者闸片方面做出改进和完善，避免大批量的器件面临磨损，延长器件的使用寿命。或者对闸片的形状以及车辆的连接部分做出改进，减小闸片的大小，同时增加闸片厚度与利用率[3]，这样也是一个可以解决闸片异常磨损的办法。当然，除了这些还有很多办法，而且造成的原因也不是单单由于能量方面的溢出，在行驶的过程中地面吸收部分能量不彻底，或者空气制动的负面能量等也是影响因素。
图1 能量转换调控的具体步骤
总的来说，目前的影响元素还没有被完全发现，伴随着科技水平的提升，漏洞一定会得到补全。此外，还有闸片的材料方面也一定会得到加强和巩固完善，使用价格更加低廉、质量更好、使用寿命更长的闸片，降低磨损程度。除此之外，闸片只是一个辅助方面，更多的是对车辆方面作出调整，降低能量溢出和浪费。
[参考文献][1]刘东杰，陈阁，张永垒.地铁车辆制动闸片异常磨损原因探究[J].机电工程技术，2018（9）：211-212.
[2]王磊，潘祺睿，朱松，等.高速列车用浮动式制动闸片的研制[J].轨道交通装备与技术，2017（1）：16-18.
[3]刘永科.地铁制动闸片异常磨耗原因分析及解决措施[J].山东工业技术，2014（20）：48.
