車輛制動裝置課件.ppt

車輛制動裝置 第一節(jié)制動基本概念及其在鐵路運輸中的作用第二節(jié)車輛制動機的種類第三節(jié)自動式車輛空氣制動裝置作用原理第四節(jié)其他種類制動機基本原理 第一節(jié)制動基本概念及其在鐵路運輸中的作用 一 制動基本概念1制動作用人為地施加于物體外力 使其減速 停止或者防止加速 2緩解作用解除制動作用的過程 3車輛制動裝置制動各種部件組成的裝置 4列車制動裝置5列車自動制動機6制動距離從列車制動閥置于制動位起 到列車停車 列車所走過的距離 列車緊急制動距離分別不得超過 旅客列車 120km h 800m 140km h 1100m 160km h 1400m 200km h 2000m 250km h 2700m 300km h 3700m 普通貨物列車 90km h 800m 快運貨物列車 120km h 1100m 7 制動波和制動波速制動作用沿車輛長度方向傳播的現(xiàn)象為制動波 制動波傳遞的速度為制動波速 二 制動在鐵路運輸中的作用1 在任何情況下 減速 停車或防止加速 確保行車安全 2 提高列車運行速度 牽引重量的先決條件及性能先進的制動裝置是提高鐵路運輸能力的前提條件 第二節(jié)車輛制動機的種類 車輛制動機的種類 1 手制動機2 真空制動機3 空氣制動機 直通空氣制動機 自動空氣制動機 4 電空制動機5 軌道電磁制動機6 電磁渦流軌道制動機 一 手制動機 一 手 人 制動機用人力來操縱實現(xiàn)制動和緩解的制動機 結構簡單 不受動力限制 任何時候都可以使用 制動力小 只作為輔助制動裝置 只在原地制動或調車作用中使用 二 真空制動機 二 真空制動機基本原理 以大氣 與真空的壓差 為原動力 以改變真空度來操縱控制 機車上設有真空泵 制動閥 真空制動缸 車輛上僅設有真空制動缸 列車管貫通全列車 緩解 真空泵將列車管和制動缸內的空氣抽走 制動 列車管與大氣相通 特點 構造簡單 維修方便 既能夠階段制動 也能夠階段緩解 制動力不大 而且海拔越高 制動力越小 要提高制動力則需要較大的制動缸和較粗的列車管 列車前后沖動較大 這種制動機是英國鐵路在1844年首先應用的 現(xiàn)在 真空制動機主要在一些發(fā)展中國家應用 三空氣制動機是以壓力空氣與大氣的壓差原動力 通過改變空氣壓強來操縱控制 1 直通式空氣制動機列車管直通向制動管 制動管充氣增壓 發(fā)生制動 制動管排氣時減壓 優(yōu)點是構造簡單 并且既有階段制動 又有階段緩解 操作非常靈活方便 1 直通式空氣制動機 其特點是 1 列車管增壓制動 減壓緩解 列車分離時不能制動 2 構造簡單 有階段制動和階段緩解 對于很短的列車 操縱靈活 但不適用較長的列車 若列車較長 則制動或緩解時列車沖動很大 因為制動各車輛制動缸內的壓力空氣都由機車上的空氣壓縮機和總風缸供給 所以 離機車越遠的制動缸充氣越晚 充氣的速度亦越慢 造成前后車輛制動的不一致性 同樣 緩解時 所有車輛制動缸中的風均需經機車上的制動閥排氣口排入大氣 所以 各制動缸的開始排氣時間與排氣速度亦極不一致 即緩解的一致性很差 2 自動空氣制動機 結構 每輛車多了一個三通閥 一個副風缸和一個控制閥 三通 指的是 一通列車管 二通副風缸 三通制動缸工作原理 列車管的空氣壓力發(fā)生變化引起制動控制閥 三通閥或分配閥 動作 實現(xiàn)車輛的制動或緩解作用 三通閥主活塞的位置由列車管和副風缸左右兩個空氣壓力決定 列車管增壓 列車管 副風缸制動缸 大氣列車管減壓 副風缸 制動缸特點 制動主管排氣減壓時制動缸增壓 發(fā)生制動 制動主管充氣增壓時制動缸減壓 發(fā)生緩解 列車發(fā)生分離事故 列車能夠迅速制動停車 2 自動空氣制動機 四 電控制動機 4 1電空制動機是在空氣制動機的基礎上加裝電磁閥等電氣控制部件而形成的 制動作用的操縱控制用電 但制動作用的原動力還是壓力空氣 它與大氣的壓差 在制動機的電控因故失靈時 它仍可以實行空氣壓強控制 氣控 臨時變成空氣制動機 制動特點 制動時各車的制動電磁閥的排氣口同時打開 將列車管的壓力空氣排往大氣 產生制動作用 緩解時各車的緩解電磁閥的通路也同時打開 使各車的加速緩解風缸同時向列車管充風 列車施行階段緩解 緩解電磁閥的通路被關閉 列車管空氣壓強保持不變時 保壓電磁閥將三通閥的排氣通路切斷 可以實現(xiàn)階段緩解 在列車速度很高或列車編組很長 空氣制動機難以滿足要求時 采用電空制動機可以大大改善列車前后部制動和緩解作用的 致性 我國廣深線準高速 160km h 旅客列車部采用了電空制動機 四 電空制動機 五 軌道電磁制動軌道電磁制動也叫磁軌制動 制動時 安裝在轉向架構架側梁下的電磁鐵下放 電磁鐵勵磁 與鋼軌產生吸力 列車的動能通過電磁鐵下的磨耗板與鋼軌的摩擦轉化為熱能 經鋼軌和磨耗板 最終散于大氣 其原理如下圖所示 六 線性渦流制動軌道渦流制動的工作原理與圓盤渦流制動相同 但結構形式類似軌道電磁制動 在制動時 將安裝在轉向架構架側梁下的電磁鐵放到離軌道表面上方幾毫米的位置 并通電勵磁 利用它和軌道的相對運動 在鋼軌內部感應出渦流 使鋼軌發(fā)熱 列車動能轉化為熱能 最終消散于大氣 第三節(jié)自動式車輛空氣制動裝置作用原理 1 空氣制動裝置一般可分三大組成部分 1 空氣制動機 產生制動原動力并進行操縱和控制的部分 把空氣的壓力能轉變成往復運動機械能 2 基礎制動裝置 傳送制動原動力并產生制動力的部分 傳遞機械能 3 手動制動機 無動力時利用人工進行制動 用人力拉動基礎制動裝置 一 空氣制動機的設備組成 1 自動式空氣制動裝置的組成 1 制動管 是貫通全列車的壓縮空氣導管 通過它向列車中各車輛的制動裝置輸送壓縮空氣 并通過自動制動閥控制管內壓縮空氣的壓力變化來實現(xiàn)操縱列車各車輛制動機產生相應的作用 2 制動軟管連接器 它的用途是連接相鄰各車輛的制動主管 能在列車通過曲線或各車輛間距發(fā)生變化時 不妨礙壓縮空氣暢通 3 折角塞門 是用以開通或關閉主管與軟管之間的通路 便于關閉空氣通路和安全摘掛機車 車輛 4 截斷塞門 關閉或開通車輛制動機與制動主管的壓縮空氣通路 5 控制閥 分配閥或三通閥 三通閥 分配閥或控制閥 是車輛空氣制動裝置的主要部件 在機車上也有分配閥 是控制車輛制動機產生不同作用的部件 它和制動管連通 根據制動管空氣壓力的變化情況 產生相應的作用位置 從而控制向副風缸充人壓縮空氣的同時把制動缸內壓縮空氣排向大氣實現(xiàn)制動機緩解或者將副風缸內壓縮空氣充人制動缸產生制動機的制動作用 6 副風缸 緩解位儲存壓縮空氣 作為制動時制動缸的動力源 7 制動缸 制動時 用來把副風缸送來的空氣壓力變?yōu)闄C械推力 2 基礎制動裝置 2 1基礎制動裝置的種類 1 單閘瓦式 只在車輪一側設有一塊閘瓦的制動方式 我國目前貨車都采用這種方式 2 雙閘瓦式 在車輪兩側各設一塊閘瓦的制動方式 目前一般客車和特種貨車大多采用這種類型 3 盤形制動盤形制動裝置是指制動時用閘片壓緊制動盤而產生的制動作用的制動方式 目前我國快速客車 在120km h以上 大都采用這種制動方式 2 2基礎制動裝置的組成 1 基礎制動裝置 參見下圖 制動時 將制動缸活塞推力放大若干倍并傳遞到閘瓦 使閘瓦壓緊車輪產生制動作用 緩解時 依靠其自重使閘瓦離開車輪實現(xiàn)制動機的緩解作用 2 閘瓦 車輪和鋼軌 是制動時的能量轉換部分 是實現(xiàn)制動作用的三大要素 制動時 閘瓦壓緊轉動著的車輪踏面后 閘瓦與車輪間的摩擦力借助鋼軌 鋼軌在與車輪接觸點上產生與列車運行方向相反 與鋼軌平行 的反作用力即制動力 3 手制動裝置 手制動裝置的構造 NSW型手制動裝置 二 自動式車輛制動裝置作用原理 以三通閥為例 1 特點 a 列車管減壓 制動 列車管增壓 緩解 列車分離自動制動 b 制動與緩解一致性較好 c 有階段制動和一次緩解 自動空氣制動機 2 車輛制動裝置的基本作用原理所謂 三通 是指 一通列車管 二通副風缸 三通制動缸 基本工作原理 1 充氣緩解位其空氣通路為 列車管 副風缸 制動缸 大氣 2 排氣制動位其空氣通路為 副風缸 制動缸 3 制動中立位 保壓位 1 增壓緩解是指制動缸通大氣 充氣是指副風缸壓力低于列車管時 由總風缸經列車管使它補足壓力空氣至定壓 充氣緩解位其空氣通路為 列車管 副風缸 制動缸 大氣 減壓制動當操縱自動制動閥使制動管內壓縮空氣排人大氣時 三通閥主活塞外側壓力下降 主活塞被副風缸壓力推動 連同節(jié)制閥 滑閥向外移動 移動到滑閥與滑閥座上的孔路將副風缸和制動缸連通時 副風缸內壓縮空氣經滑閥上的制動孔z與滑閥座上制動缸孔r進入制動缸 實現(xiàn)制動機的制動作用 制動保壓 特點 1 列車管減壓制動 增壓緩解 列車分離時或拉動緊急制動閥 車長閥 時能自動停車 2 適用于較長大列車 制動或緩解時 列車沖動較直通式為小 制動時 各個制動缸內的壓力空氣就近取自各車輛本身的副風缸 而制動閥只需排出列車管少量空氣即可發(fā)生制動作用 所以 制動一致性要比直通式的好 緩解時 各制動缸中的壓力空氣經各自的三通閥排出 不需要像直通式的那樣 統(tǒng)一歸到制動閥的排氣口排出 所以 緩解的一致性亦好些 三通閥的 軟性 自動制動機所用的三通閥或分配閥 它的主要部分是一個依靠兩種壓力的差別或平衡而發(fā)生動作的機構 這個機構被命名為 二壓力機構 例如 上述三通閥靠一個活塞 鞲鞴 的左右兩側 列車管側和副風缸側的壓力差或壓力平衡而發(fā)生動作 采用二壓力機構的三通閥或分配閥叫 軟性閥 用它組成的制動機叫 軟性制動機 如GK 120型等制動機就屬于這一類 軟性閥的特征1 緩慢減壓不制動 即閥具有一定的穩(wěn)定性 所謂穩(wěn)定性即列車管的減壓速度極為緩慢時 三通閥不發(fā)生制動動作的性能 例如 列車管的減壓速度為0 5 1 0kPa s之內 三通閥不應該發(fā)生動作 對閥提出穩(wěn)定性要求 是運用實際的需要 因為列車管不可能達到絕對嚴密而沒有任何的泄漏 當然 列車管的泄漏可以有總風缸經給氣閥自動地補充 但給氣閥本身也具有一定地不靈敏性 并不是可以隨時泄漏隨時補充 所以 在運行中 雖然司機并沒有操縱列車管的減壓 而列車管中的壓力卻一直在波動著 如果閥在緩解位不具備一定的穩(wěn)定性 或穩(wěn)定性不夠 實際應用就有困難 所以 要求閥具有一定的靈敏度 同時 還要求它具有一定的不靈敏性 穩(wěn)定性 第四節(jié)103 104 120空氣制動機 單元一 104 103型空氣制動機隨著車輛向大噸位 高速度方向發(fā)展 三通閥已不能適應鐵路運輸發(fā)展的需要 從六十年代開始研制104 103型分配閥 在七十年代經技術鑒定已在客貨車上陸續(xù)裝用 當時 新造客車全部安裝104閥 貨車使用103閥 一 104型制動機的組成它由104型空氣分配閥7 工作風缸9 副風缸8 制動缸1 閘瓦間隙調整器2 制動缸排氣塞門4 截斷塞門5 遠心集塵器6和列車管3等部件組成 見下圖 104型客車空氣制動機組成圖 制動缸 閘瓦間隙自動調整器 104分配閥 副風缸 工作風缸 遠心集塵器等部件 104分配閥結構 一 構造104分配閥由中間體4 主閥8和緊急閥1三部分組成 中間體用螺栓吊裝在車輛底架上 只在廠修和必須更換時才卸下 主閥和緊急閥分別安裝在中間體兩個相鄰的垂直面上 檢修時可分別卸下 1 中間體是鑄鐵件 它的四個垂直面分別用作主閥 緊急閥和各連接管的安裝面 它體內有三個空腔 容積室 3 5升 緊急室 1 5升 和局減室 0 6升 在中間體內主閥安裝面的列車管通路內裝有一個濾塵器 它由尼龍?zhí)?兩端面的金屬網 毛氈墊及馬鬃等制成 用以防止壓力空氣中的水分 塵垢等雜質進入主閥體內 2 主閥由作用部 充氣部 均衡部 局減閥和增壓閥五部分組成 用以控制充氣 緩解 制動和保壓等作用 3 緊急閥由上部的緊急活塞部 安定彈簧和下部的放風閥部 以及緊急閥上蓋 緊急閥下蓋和緊急閥體組成 二 作用104型制動機有四個作用位置 充氣緩解作用位 常用制動作用位 緊急制動作用位 制動保壓位 三 104型分配閥的特點1 采用了間接作用的二壓力機構 適用于不同直徑的制動缸 并在一定范圍內具有制動力的不衰減性 2 常用制動與緊急制動用兩個活塞分開控制 緊急制動更加可靠且具有 常用轉緊急 的性能 3 具有一段 二段局減作用 列車常用制動波速快 且各制動缸壓力具有初次躍升性能 4 分配閥采用了膜板結構 拆裝方便 單元二120空氣制動裝置 一 組成與特點1 組成 如圖所示 由120閥 無級傳感閥 調整閥 降壓風缸 副風缸 制動缸 加速緩解風缸列車管 集塵器截斷塞門等部件組成 其中120型控制閥由中間體 主閥 半自動緩解閥和緊急閥等四部分組成 2 特點 與103閥相比有如下特點 1 120閥采用了二壓力直接作用方式 2 緊急閥采用了帶先導閥的二級控制機構 3 有加速緩解閥和加速緩解風缸 4 加裝了BZH型半自動緩解閥 5 有呼吸小孔 淚孔 6 防誤裝 防盜竊 120空氣制動機組成 二 作用與原理120型制動機有五個作用位置 充氣緩解位 減速充氣緩解位 常用制動位 制動中立位和緊急制動位 1 充氣緩解位 1 初充氣時 列車管壓力 主閥滑閥座 副風缸 列車管壓力 主閥 加速緩解風缸 列車管壓力 緊急閥 緊急室 2 再充氣時 列車管向副風缸 加速緩解風缸及緊急室充氣均與初充氣時相同 3 其緩解作用如下