浅析铁道车辆制动技术的现状及发展
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摘 要：铁路运输因其运载容量大、运行速度快、节能环保等优势一直是人类重要的交通运输方式，在世界各国的经济发展中扮演着举足轻重的角色。近年来，随着经济的快速发展，铁路运输作为人力物资运输的一个重要途径，越来越受到人们的重视，成为我国主要的运输方式之一。人们希望铁路运输在提升运载容量的同时速度也可以相应的提高，这就对铁道车辆的制动技术有了一定的要求。本文着重介绍铁道车辆基础制动及控制方法的技术发展动向，同时阐述了制动装里的新设计理念亟待解决的课题。
关键词：铁道车辆;制动技术;发展
机械制动是将摩擦材料推压到车轮或制动盘上产生摩攘力，并将此摩擦力作为制动力加以有效应用。这一确保列车安全和可靠制动的装置，在机车车辆运行中占据着重要地位。随着科技的不断进步，我国的铁道车辆制动技术也在不断发展，就目前的现状而言，我国铁道车辆的运载速度已居世界前列。下面从理论和应用两方面通过各种途径进行研究，进而解决基础制动装置从高速到制动停车，能稳定地接收大运动能的性能，并有效利用受转向架/轮轴限制的空间，乃至符合轻量化的要求。
一、铁道车辆制动技术的研究现状
随着科技的不断进步，我国的铁道车辆制动技术也在不断发展，就目前的现状而言：我国铁道车辆的运载速度已居世界前列;我国铁道车辆制动系统的常用技术指标已经接近世界先进水平;在速度和运量一致的条件下，我国铁道车辆的制动距离基本上可以说全世界最短;我国在与铁道车辆相关的材料技术应用方面也是世界范围内首屈一指的。
1.铁道车辆的检修周期短，可靠性不高
铁道车辆制动系统在生产制造时期，没有严格的选择原料，生产的技术也不过硬，导致车辆的质量不达标。同时，对于相关技术的检修周期短暂，所以制动系统的稳定性得不到保障。在投入使用后，制动系统的维护保养不及时，有可能会导致零件的锈蚀，为日后的运输作业埋下了安全隐患。
2.铁道车辆的车轮摩擦严重，车轮热负荷较高
随着经济的发展，铁道车辆的使用场合越来越多，同时对铁道车辆运载速度和容量也有了一定的要求，这样就导致铁道车辆进行超负荷工作，车辆制动的轮瓦关系问题日益突出。体现出直接影响的就是车轮擦伤数目的变多和热负荷的提高，为日后铁道车辆的运行埋下了安全隐患。2017年4月我国川贵铁路先K541次列车出现脱轨事故，后经检修发现，该列车制动系统在长时间工作后出现机械故障，列车车轮严重变形并最终导致了事故的发生。
3.铁道车辆在常用制缓解时不能发生缓解作用
铁道车辆在运输时，制动系统的制动机与制动杆的活杆不能同步进行的情况时有发生。发生这个故障有可能是制动缸和控制阀出现了问题，如果不能及时解决，对于车辆的正常运输也会产生影响，进而造成不必要的损失。据法新社报道，2016年法国某列车因制动系统的制动机与制动杆的活干脱离导致列车刹车失灵，事故共造成20余人死伤的惨剧。事故的发生是的法国铁路部门加大了对相关故障的检修与排查，并对我国铁路车辆制动技术的发展起到了警示作用。
二、铁道车辆制动技术的发展
1.延长车辆的检修周期，提高车辆的可靠性
一部分的安全隐患是由于车辆中零件的老化、故障没有及时更换所引起的，因此，要经常对已投入使用的车辆进行检修从而提高可靠性，保证运输安全。正常的操作中我们必须注意：改进橡胶板、密封件和润滑油的性能;对空气制动系统做防尘、防锈处理，以防止制动系统的使用不灵;及时解决故障问题。
2.实现铁道车辆的制动系统的集成化、电子化
铁道车辆的制动系统的集成化、电子化可以使得铁道车辆易于操作、安全性提高。随着自动化、智能化程度的不断提高，我们可以在铁道车辆制动系统上实现集成化、电子化，而且在现实中也是可以实现的，我们可以运用计算机实现对铁道车辆的防滑控制，简化车辆的制动管系等。
三、將来的制动装置
下面介绍铁路上尚没应用的其他制动装置及其研究。
电磁制动。电磁制动广泛用于装卸机械及自动搬运设备，是一般产业机械用的简单制动装置，制动力也是通过摩擦获得的。闸片通过弹簧压紧制动盘;利用内置的电磁铁通电，抵销弹簧压紧力，使闸片离开制动盘。即：通过断开电源，确保制动安全的结构。这种制动方式的力源及作用部位被集中到一个单元内，它与利用压缩空气作动器（如制动缸）的制动装置相比，没有管路破损等故障，安全性较高。结构上由于用电磁力抵销弹簧的压紧力，如制动大转矩的车轮及车轴，应用电磁铁作动器是困难的。如果安装在牵引电机轴上，虽转速高，但转矩小，作为车辆用制动装置是有可能的。因此，最初曾将上述制动装置作为支援（备用）制动装置，安装在既有线电动车的牵引电机轴上而进行了开发。该制动方式还有另一种应用：即将弹簧作用/油压缓释方式的油压部分置换成电磁作动器，可作为目前路面电动车的紧急制动及停车制动用。目前正在研究新的规格。
永磁盘式制动（旋转型永磁涡流制动装置）。该制动装置与新干线电动车组拖车使用的涡流制动装置（ECB）的工作原理相同（不同之处是用永磁铁取代ECB的电磁线圈）。目前，该制动装置已作为大型汽车的抑速制动（减速器）普及应用。新干线用ECB是利用电磁铁产生磁力线，而汽车上用的减速器使用了永磁铁。它除了有非接触（无摩擦、磨耗）的优点外，还有无需能量的优点。为使该制动方式用于铁道车辆，进行了试验台试验与车辆运行试验。使用永磁铁时，为了最大限度地利用有限的磁通，务必按几毫米控制磁铁侧与盘体侧的空隙。试制装置利用轴承将主体安装在轮轴上，构成与齿轮装置同样的悬吊支承。装置的质量为簧下质量，因此有待于解决轻量化问题。此外，由于制动转矩与速度有依存关系，所以在低速区的制动转矩可能不足。
四、结语
进一步提高铁路车辆制动摩擦材料的性能，研究新材料的开发、应用等，相关技术人员共同开发是至关重要的。现在，国内的经济快速发展，铁道运输在人们的生活中扮演着举足轻重的角色，由于人们对铁道车辆的运输载容量和速度的需求不断提高，车辆的制动性与铁道车辆运输的安全性密不可分。因此，我们在分析铁道车辆运行的现状，找出其中的问题并采取方案对其进行解决，以保证车辆的安全运行，进一步推动我国经济的快速发展。
参考文献 ：
[1]李高 高速列车驱动制动动力学及其控制研究 《西南交通大学》-2014年第3期.
[2]李忠海 铁路高速货车及其相关技术研究 《交通运输工程学报》-2017年第1期 .
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