轨道车辆制动技术非常重要。这个技术保证列车安全停车。列车速度很快。重量很大。让它停下来需要很大力量。制动系统就是产生这个力量的装置。现代列车有多种制动方式。这些方式一起工作。它们让列车停得稳停得准。

最早列车用蒸汽制动。工人操纵阀门。闸瓦压紧车轮。车轮停止转动。列车靠摩擦力停下。这种方法很简单。但力量不够大。停车距离很长。下雨下雪时更差。后来发明了空气制动。美国人威斯汀豪斯做出了这个系统。列车有总风管。压缩空气在管子里流动。司机控制阀门。压缩空气推动闸瓦。闸瓦抱住车轮。空气制动力量更大。反应更快。即使列车很长也能同时制动。这是很大的进步。

电力机车出现后有了新的制动方式。电机可以变成发电机。列车惯性带动电机发电。电能送回电网或变成热量。这种制动叫电阻制动或再生制动。它不磨损车轮和闸瓦。适合长下坡路段。能节省能源。再生制动把电送回电网。别的列车可以用这个电。这很经济。现在很多电车地铁都用这个技术。

高速列车对制动要求更高。速度超过二百公里后问题变多。闸瓦制动可能让车轮过热。轮胎会损坏。所以需要复合制动系统。高速列车同时用多种制动。电制动优先使用。空气制动辅助。还有涡流制动和磁轨制动。涡流制动没有接触。钢轨旁边放电磁铁。列车经过时产生涡流。涡流产生阻力让列车变慢。磁轨制动要接触。制动时电磁铁放下吸住钢轨。摩擦力很大。紧急时特别有用。

制动系统需要可靠。它有多重保护。现代列车有两套或三套制动系统。一套坏了另一套能用。电气控制精确快速。微机控制单元管理制动过程。传感器测量车速和压力。控制单元计算需要多大制动力。然后分配各种制动方式工作。防滑系统也很关键。制动太猛车轮会抱死。抱死的车轮在钢轨上滑行。这很危险。防滑系统发现车轮快停转时就减小制动力。让车轮继续滚动。这样制动距离更短也更安全。

城市轨道交通制动有特点。地铁电车经常启动停车。制动使用很频繁。要求系统反应快。磨损要小。很多地铁用车轮盘形制动。闸片夹紧制动盘。就像汽车刹车一样。这比闸瓦制动更好。制动平稳散热也好。轻轨车常用液压制动。液压油传递力量。动作更迅速更精准。

重载货车制动是另一个难题。货车很长很重。有时有上百节车厢。制动要同步很难。后面的车厢会往前推。容易产生巨大冲击。甚至导致脱轨。现在货车用电控空气制动。每节车厢有控制单元。信号通过电缆传递。制动指令同时到达各车厢。制动同步性好。冲击大大减小。安全水平提高。

制动材料不断进步。闸瓦闸片要耐磨耐热。最早用铸铁。后来用合成材料。现在用粉末冶金材料。这些材料摩擦系数稳定。高温下也能工作。寿命更长。制动盘用合金钢或复合材料。重量轻强度高。散热性能好。

未来制动技术会发展。更多用电力制动。减少机械磨损。能量回收效率更高。智能化是方向。制动系统自己判断路面和载重。自动选择最佳模式。物联网技术让制动数据传到控制中心。提前预警故障。安全更有保障。

这些技术进步离不开研究和实践。很多学者工程师做了工作。他们的成果写在文章和报告里。下面是一些重要的参考文献。这些资料记录了制动技术的历程。

参考文献：