車輛制動裝置第一章

1、第一章 緒論 第一節(jié)第一節(jié) 制動基本感念及其在鐵路運輸中的制動基本感念及其在鐵路運輸中的作用作用 第二節(jié)第二節(jié) 車輛制動機(jī)的種類車輛制動機(jī)的種類 第三節(jié)第三節(jié) 自動式車輛空氣制動裝置作用原理自動式車輛空氣制動裝置作用原理第一節(jié)第一節(jié) 制動基本感念及其在鐵路運輸制動基本感念及其在鐵路運輸中的作用中的作用 一、一、 制動基本概念制動基本概念 1制動作用制動作用 人為地人為地施加于物體外力，使其施加于物體外力，使其減速、停止或減速、停止或者防止加速者防止加速。這一外力是鋼軌施加于車輪。這一外力是鋼軌施加于車輪。 2緩解作用緩解作用 解除制動作用的過程。解除制動作用的過程。 3車輛制動裝置車輛制動裝置

2、 4列車制動裝置列車制動裝置 5列車自動制動機(jī)列車自動制動機(jī) 6制動距離制動距離 從列車制動閥置于制動位起，到列車停車，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。列車所走過的距離。列車緊急制動距離分別不得超過：列車緊急制動距離分別不得超過： 旅客列車：旅客列車： 120km/h120km/h800m800m； 140km/h140km/h1100m1100m； 160km/h160km/h1400m1400m； 200km/h200km/h2000m2000m； 250km/h250km/h2700m2700m； 300km/h300km/h3700m3700m；普通貨物列車：普

3、通貨物列車：90km/h90km/h800m800m；快運貨物列車：快運貨物列車：120km/h120km/h1100m1100m。7.制動波和制動波速制動波和制動波速 制動作用沿車輛長度方向傳播的現(xiàn)象為制動作用沿車輛長度方向傳播的現(xiàn)象為制動波。制動波。二、制動在鐵路運輸中的作用二、制動在鐵路運輸中的作用 1.1.在任何情況下，減速、停車或防止加速，確保行車在任何情況下，減速、停車或防止加速，確保行車安全；安全； 2.2.提高列車運行速度、牽引重量的先決條件，及性能提高列車運行速度、牽引重量的先決條件，及性能先進(jìn)的制動裝置是提高鐵路運輸能力的前提條件。先進(jìn)的制動裝置是提高鐵路運輸能力的前提條件

4、。第二節(jié)第二節(jié) 車輛制動機(jī)的種類車輛制動機(jī)的種類 一、手（人）制動機(jī)一、手（人）制動機(jī) 用人力來操縱實現(xiàn)制動用人力來操縱實現(xiàn)制動和緩解的制動機(jī)。結(jié)構(gòu)和緩解的制動機(jī)。結(jié)構(gòu)簡單，不收動力限制，簡單，不收動力限制，任何時候都可以使用，任何時候都可以使用，制動力小，只作為輔助制動力小，只作為輔助制動裝置。只在原地制制動裝置。只在原地制動或調(diào)車作用中使用。動或調(diào)車作用中使用。二、真空制動機(jī) 三、空氣制動機(jī)三、空氣制動機(jī) 1，直通式空氣制動機(jī)，直通式空氣制動機(jī)其特點是：其特點是：1 1）列車管增壓制動，減壓緩解。列車）列車管增壓制動，減壓緩解。列車分離時不能制動；分離時不能制動； 2 2）構(gòu)造簡單，有階段

5、制動和階段緩）構(gòu)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。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(nèi)的壓力空氣都由機(jī)車上的空氣壓縮機(jī)和各車輛制動缸內(nèi)的壓力空氣都由機(jī)車上的空氣壓縮機(jī)和總風(fēng)缸供給。所以，離機(jī)車越遠(yuǎn)的制動缸充氣越晚，充總風(fēng)缸供給。所以，離機(jī)車越遠(yuǎn)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，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(fēng)均需經(jīng)機(jī)車上的制動閥緩解時，所有車輛制動缸

6、中的風(fēng)均需經(jīng)機(jī)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。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(jī)，自動空氣制動機(jī) 四、電空制動機(jī)四、電空制動機(jī)五、軌道電磁制動五、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(zhuǎn)向架軌道電磁制動也叫磁軌制動。制動時，安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁下的電磁鐵下放，電磁鐵勵磁，與鋼軌產(chǎn)生吸力。構(gòu)架側(cè)梁下的電磁鐵下放，電磁鐵勵磁，與鋼軌產(chǎn)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(zhuǎn)化為熱列車的動能通過電磁鐵下的磨耗板與鋼軌的摩擦轉(zhuǎn)化為熱能，經(jīng)

7、鋼軌和磨耗板，最終散于大氣，其原理如下圖所示。能，經(jīng)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(jié)構(gòu)形式軌道渦流制動的工作原理與圓盤渦流制動相同，但結(jié)構(gòu)形式類似軌道電磁制動。在制動時，將安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁下類似軌道電磁制動。在制動時，將安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)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，的電磁鐵放到離軌道表面上方幾毫米的位置，并通電勵磁，利用它和軌道的利用它和軌道的相對運動，在鋼相對運動，在鋼軌內(nèi)部感應(yīng)出渦軌內(nèi)部感應(yīng)出渦流，使鋼軌發(fā)熱，流，使鋼軌發(fā)熱，列車動能轉(zhuǎn)化為列車動能轉(zhuǎn)化為熱能，最終消散

8、熱能，最終消散于大氣于大氣。 七、再生制動七、再生制動再生制動方式是將列車動能轉(zhuǎn)化的電能反饋回電網(wǎng)，再生制動方式是將列車動能轉(zhuǎn)化的電能反饋回電網(wǎng)，提供給別的列車使用。再生制動方式既節(jié)約能源又減少制提供給別的列車使用。再生制動方式既節(jié)約能源又減少制動時對環(huán)境的污染，并且基本上無磨耗，因此是一種非常動時對環(huán)境的污染，并且基本上無磨耗，因此是一種非常理想的動力制動方式。理想的動力制動方式。 八、電阻制動八、電阻制動 電阻制動方式是把列車動能轉(zhuǎn)化的電能加于列車自帶電阻制動方式是把列車動能轉(zhuǎn)化的電能加于列車自帶的電阻器中，使電能變?yōu)殡娮杵鞯臒崮?，并最終消散于大的電阻器中，使電能變?yōu)殡娮杵鞯臒崮?，并最終消

9、散于大氣中。電阻制動能提供較穩(wěn)定的制動力，但車輛底架下需氣中。電阻制動能提供較穩(wěn)定的制動力，但車輛底架下需要安裝體積和重量都較大的電阻箱和散熱風(fēng)機(jī)。要安裝體積和重量都較大的電阻箱和散熱風(fēng)機(jī)。直通空氣制動機(jī)直通空氣制動機(jī)第三節(jié)第三節(jié) 自動式車輛制動裝置作用原理自動式車輛制動裝置作用原理特點：特點： a.a.列車管減壓，制動；列車管增壓，列車管減壓，制動；列車管增壓，緩解。列車分離自動制動。緩解。列車分離自動制動。 b.b.制動與緩解一致性較好。制動與緩解一致性較好。 c.c.有階段制動和一次緩解。有階段制動和一次緩解。 二、車輛制動裝置的基本作用原理二、車輛制動裝置的基本作用原理 所謂所謂“三通

10、三通”是指：一通列車管，二通副風(fēng)缸，是指：一通列車管，二通副風(fēng)缸，三通制動缸。三通制動缸。1 1）充氣緩解位）充氣緩解位 其空氣通路為：列車管其空氣通路為：列車管副風(fēng)缸；制動缸副風(fēng)缸；制動缸大氣。大氣。2 2）排氣制動位）排氣制動位 其空氣通路為：副風(fēng)缸其空氣通路為：副風(fēng)缸制動缸。制動缸。3 3）制動中立位（保壓位）制動中立位（保壓位）1 1）所謂緩解是指）所謂緩解是指制動缸通大氣；充制動缸通大氣；充氣是指副風(fēng)缸壓力氣是指副風(fēng)缸壓力低于列車管時，由低于列車管時，由總風(fēng)缸經(jīng)列車管使總風(fēng)缸經(jīng)列車管使它補(bǔ)足壓力空氣至它補(bǔ)足壓力空氣至定壓。充氣緩解位定壓。充氣緩解位其空氣通路為：列其空氣通路為：列車管

11、車管副風(fēng)缸；制副風(fēng)缸；制動缸動缸大氣。大氣。 當(dāng)操縱自動制動閥使制當(dāng)操縱自動制動閥使制動管內(nèi)壓縮空氣排人大動管內(nèi)壓縮空氣排人大氣時，三通閥主活塞外氣時，三通閥主活塞外側(cè)壓力下降，主活塞被側(cè)壓力下降，主活塞被副風(fēng)缸壓力推動，連同副風(fēng)缸壓力推動，連同節(jié)制閥、滑閥向外移動，節(jié)制閥、滑閥向外移動，移動到滑閥與滑閥座上移動到滑閥與滑閥座上的孔路將副風(fēng)缸和制動的孔路將副風(fēng)缸和制動缸連通時，副風(fēng)缸內(nèi)壓缸連通時，副風(fēng)缸內(nèi)壓縮空氣經(jīng)滑閥上的制動縮空氣經(jīng)滑閥上的制動孔孔z與滑閥座上制動缸與滑閥座上制動缸孔孔r進(jìn)入制動缸，實現(xiàn)制進(jìn)入制動缸，實現(xiàn)制動機(jī)的制動作用。動機(jī)的制動作用。 特點：特點：1 1）列車管）列車管減

12、壓制動，增壓緩解減壓制動，增壓緩解。列車分離時或拉動緊急。列車分離時或拉動緊急 制動閥制動閥 （車長閥）時能自動停車；（車長閥）時能自動停車；2)2)適用于較長大列車。制動或緩解時，列車沖動較直通適用于較長大列車。制動或緩解時，列車沖動較直通 式為小。式為小。 制動時，各個制動缸內(nèi)的壓力空氣就近取自各車輛本身制動時，各個制動缸內(nèi)的壓力空氣就近取自各車輛本身的副風(fēng)缸。而制動閥只需排出列車管少量空氣即可發(fā)生的副風(fēng)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，制動作用。所以，制動一致性要比直通式的好制動一致性要比直通式的好。緩。緩解時，各制動缸中的壓力空氣經(jīng)各自的三通閥排出。不解時，各制

13、動缸中的壓力空氣經(jīng)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。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，所以，緩解的一致性亦好些緩解的一致性亦好些。 三通閥的三通閥的“軟性軟性” 自動制動機(jī)所用的三通閥或分配閥，它的主要部自動制動機(jī)所用的三通閥或分配閥，它的主要部分是一個依靠分是一個依靠兩種壓力的差兩種壓力的差別或平衡而發(fā)生動別或平衡而發(fā)生動作的機(jī)構(gòu)，這個機(jī)構(gòu)被命名為作的機(jī)構(gòu)，這個機(jī)構(gòu)被命名為“二壓力機(jī)構(gòu)二壓力機(jī)構(gòu)”。例如，上述三通閥靠一個活塞（鞲鞴）的左右兩例如，上述三通閥靠一個活塞（鞲鞴）的左右兩側(cè)側(cè)列車管側(cè)和副風(fēng)缸側(cè)的壓力差或壓力平衡列車管側(cè)和副風(fēng)缸側(cè)

14、的壓力差或壓力平衡而發(fā)生動作。而發(fā)生動作。 采用二壓力機(jī)構(gòu)的三通閥或分配閥叫采用二壓力機(jī)構(gòu)的三通閥或分配閥叫“軟性閥軟性閥”，用它組成的制動機(jī)叫用它組成的制動機(jī)叫“軟性制動機(jī)軟性制動機(jī)”。如。如GK、120型等制動機(jī)就屬于這一類。型等制動機(jī)就屬于這一類。 軟性閥的特征軟性閥的特征1 1）緩慢減壓不制動。即閥具有一定的）緩慢減壓不制動。即閥具有一定的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。 所謂穩(wěn)定性即列車管的減壓速度極為緩慢時，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減壓速度為0.50.51.0kPa/s1.0kPa/s之內(nèi)

15、，三通閥不應(yīng)該之內(nèi)，三通閥不應(yīng)該發(fā)生動作。對閥提出穩(wěn)發(fā)生動作。對閥提出穩(wěn)定性要求，是運用實際的定性要求，是運用實際的需要。因為列車管不可能需要。因為列車管不可能達(dá)到絕對嚴(yán)密而沒有任何達(dá)到絕對嚴(yán)密而沒有任何的泄漏。的泄漏。當(dāng)然，列車管的泄漏可以有總風(fēng)缸經(jīng)給氣閥自動當(dāng)然，列車管的泄漏可以有總風(fēng)缸經(jīng)給氣閥自動地補(bǔ)充，但給氣閥本身也具有一定地不靈敏性，地補(bǔ)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(bǔ)充。所以，在運行中，并不是可以隨時泄漏隨時補(bǔ)充。所以，在運行中，雖然司機(jī)并沒有操縱列車管的減壓，而列車管中雖然司機(jī)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

16、備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(yīng)用就有困一定的穩(wěn)定性，或穩(wěn)定性不夠，實際應(yīng)用就有困難。所以，要求閥具有一定的靈敏度，同時，還難。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要求它具有一定的不靈敏性穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。 2 2）列車管以一定速度減壓，必須發(fā)生制動。即）列車管以一定速度減壓，必須發(fā)生制動。即閥具有一定的靈敏度。閥具有一定的靈敏度。 例如，當(dāng)列車管減壓速度為例如，當(dāng)列車管減壓速度為5 510kPa/s10kPa/s時，閥不時，閥不應(yīng)晚于應(yīng)晚于6 6秒鐘發(fā)生動作。秒鐘發(fā)生動作。 3 3）輕易緩解）輕易緩解 列車管壓力高于副風(fēng)缸

17、列車管壓力高于副風(fēng)缸5 510kPa10kPa時，制動機(jī)一時，制動機(jī)一次緩解完畢。次緩解完畢。 例如，列車管定壓由例如，列車管定壓由500kPa500kPa更改為更改為600kPa600kPa時，時，閥的作用不變。閥的作用不變。 三、制動機(jī)應(yīng)具備的條件三、制動機(jī)應(yīng)具備的條件 為了使列車按需要及時平穩(wěn)地停車或調(diào)整列車運行速度，為了使列車按需要及時平穩(wěn)地停車或調(diào)整列車運行速度，保證運行安全，車輛制動裝置應(yīng)具備下列條件：保證運行安全，車輛制動裝置應(yīng)具備下列條件： 1具有足夠的制動力，發(fā)生緊急情況時能確保列車在規(guī)具有足夠的制動力，發(fā)生緊急情況時能確保列車在規(guī)定的制動距離內(nèi)安全停車。定的制動距離內(nèi)安全停

18、車。 2制動與緩解作用靈敏、準(zhǔn)確，制動力大小能按需要適制動與緩解作用靈敏、準(zhǔn)確，制動力大小能按需要適當(dāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。制動波速要快，具有在長大列車中能使前當(dāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。制動波速要快，具有在長大列車中能使前后部車輛制動機(jī)作用一致的性能，避免發(fā)生過大的縱向后部車輛制動機(jī)作用一致的性能，避免發(fā)生過大的縱向沖動。沖動。 3制動機(jī)應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性，防止在列車運行中因制制動機(jī)應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性，防止在列車運行中因制動管輕微漏泄等原因引起自然制動。動管輕微漏泄等原因引起自然制動。4采用的三通閥、分配閥或控制閥，能適應(yīng)各種不同直徑的制動缸，采用的三通閥、分配閥或控制閥，能適應(yīng)各種不同直徑的制動缸，制動力均勻一致；漏泄時有自動補(bǔ)風(fēng)作用，在長大下坡道運行時，制動力均勻一致；漏泄時有自動補(bǔ)風(fēng)作用，在長大下坡道運行時，具有制動力不衰減的性能。具有制動力不衰減的性能。 5有可靠的緊急制動作用性能，并且除了機(jī)車司機(jī)操縱外，必要時有可靠的緊急制動作用性能，并且除了機(jī)車司機(jī)操縱外，必要時還可由其他乘務(wù)人員利用設(shè)在貨物列車的守