制動理論知識

關于制動理論知識1第1頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.1制動倍率、傳動效率和制動率一、制動倍率制動缸活塞作用，經過杠桿機構傳到閘瓦時，由于杠桿擴大的理想倍數(shù)，稱為“制動倍率”，用n表示。（1—15）按杠桿比算得的閘瓦理想壓力總和。制動缸活塞桿的作用力書中第一章第七節(jié)內容2第2頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.1制動倍率、傳動效率和制動率∴∵P·a=P1·b3第3頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.1制動倍率、傳動效率和制動率∵P1·(c+d)=P2·d∴（1—16）4第4頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三一、制動倍率用m表示制動梁是數(shù)四軸車單側制動m=4；雙側制動m=8。則6.1制動倍率、傳動效率和制動率（1—17）制動缸杠桿倍率轉向架杠桿倍率單側制動時為軸制動倍率5第5頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三在確定了閘瓦壓力后，可求得制動倍率：

6.1制動倍率、傳動效率和制動率

B=∑K﹒φK

ΣK理=P·n在確定了所需制動力的值之后，可求得閘瓦壓力：

∑K

=B

/φK

在已知制動倍率時可求得理想的閘瓦壓力6第6頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.1制動倍率、傳動效率和制動率二、傳動效率在制動過程中，閘瓦壓力的實際值與理想值之比為基礎制動裝置的傳動效率。以η表示。即（1—23）7第7頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三

∵∴ΣK實=η·ΣK理

∵ΣK理=P·n(1—19)∴ΣK實=P·n·η6.1制動倍率、傳動效率和制動率8第8頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.1制動倍率、傳動效率和制動率ΣK實=P·n·η∵∴（1—24）9第9頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.1制動倍率、傳動效率和制動率三、制動率

Bμ=∑N﹒μB=∑K﹒φK∑N：一個輪對法向反作用力

N的總和，等于軸載荷∑K：一個輪對上閘瓦壓力的總和10第10頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.1制動倍率、傳動效率和制動率Bμ=∑N﹒μB=∑K﹒φK∵B≤Bμ

（粘著限制）

∴∑K﹒φK≤∑N﹒μ則∑K/∑N≤μ/φK11第11頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.1制動倍率、傳動效率和制動率B≤Bμ

（粘著限制）∑K/∑N≤μ/φK令δ0=∑K/∑Nδ0—軸制動率

δ0≤μ/φKδ=∑K/Q﹒gδ—整車制動率θ=∑K/（G+∑P）﹒gθ—列車制動率12第12頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.2列車管減壓量與制動缸壓強的關系一、制動缸壓力計算波義耳—馬略特定律：

p·V=Cp—空氣的絕對壓強（kPa）

V—空氣的容積（L）

C—常數(shù)氣體容積的變化絕熱變化等溫變化13第13頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.2列車管減壓量與制動缸壓強的關系兩個忽略:1.忽略副風缸的逆流

2.忽略局減兩個假定：1.pf′=p0′2.pf=p0′－rpf′—副風缸額定的絕對壓強（kPa）Pf—副風缸減壓后的絕對壓強（kPa）p0′—列車管額定的絕對壓強（kPa）r—列車管減壓量（kPa）14第14頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.2列車管減壓量與制動缸壓強的關系pf′·Vf=pf·Vf

＋pz′·Vzp0′·Vf=(p0′－r)·Vf

＋pz′·Vz

p0′·Vf=p0′·Vf

－r·Vf+pz′·Vz

r·Vf=pz′·Vz

Vf—副風缸容積(L)r—列車管減壓量（kPa）pz′—制動缸的絕對壓強（kPa）Vz—制動后的制動缸容積(L)15第15頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.2列車管減壓量與制動缸壓強的關系一個絕對大氣壓約等于100kPa絕對壓強=表壓強+100（kPa）pz—制動缸空氣壓強，既表壓強（kPa）（kPa）(2—3)

Vf：Vz=3.25：1pz=3.25·r－100（kPa）(2—4)16第16頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.2列車管減壓量與制動缸壓強的關系pz=3.25·r－100（kPa）(2—4)二、列車管最小有效減壓量rmin（kPa）能使制動缸的空氣壓強剛好使閘瓦壓緊車輪的列車管減壓量即為列車管最小有效減壓量rmin17第17頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.2列車管減壓量與制動缸壓強的關系制動缸緩解彈簧一般按制動缸活塞的“背壓”為35kPa設計。則pz=3.25·r－100=35（kPa）

r=135/3.25=42（kPa）單車試驗時的列車管最小有效減壓量rmin規(guī)定為40kPa，列車試驗時和列車運行中規(guī)定為50kPa，編組60輛以上的為70kPa。pz=3.25·r－100（kPa）(2—4)18第18頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.2列車管減壓量與制動缸壓強的關系三、列車管最大有效減壓量rmax（kPa）剛好能使制動缸獲得最大壓力的制動管減壓量為列車管最大有效減壓量rmax

。既pf=pz′

則pf′·Vf=Pf·Vf

＋pz′·Vz19第19頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.2列車管減壓量與制動缸壓強的關系

pf′·Vf=Pf·Vf

＋pz′·Vzp0′·Vf=pz′·Vf

＋pz′·Vz

p0′·Vf=pz′·（Vf

＋Vz）(2—5)

制動缸最大絕對壓強

(2—6)20第20頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.2列車管減壓量與制動缸壓強的關系制動缸最大相對壓強(表壓強)帶入容積比

Vf

：Vz=3.25：1(2—7)(2—8)(2—6)21第21頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.2列車管減壓量與制動缸壓強的關系(2—8)當列車管定壓為500kPa時：最大有效減壓量：

rmax=500－360=140（kPa）22第22頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速空氣波：空氣壓強變化沿列車管由前向后逐層傳播的現(xiàn)象稱為空氣波。

列車管減壓制動時空氣波是一種減壓波；列車管增壓緩解時空氣波是一種增壓波?？諝獠ㄋ伲嚎諝獠▎挝粫r間傳播的距離。23第23頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速t—壓降通過長度b所需的時間P1—過渡段前方空氣壓強ρ1—過渡段前方空氣密度P0—過渡段后方空氣壓強ρ0—過渡段后方空氣密度A—列車管斷面積q—氣體流動速度WKB—空氣波速

24第24頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速

t=b/WKB（2-15）根據(jù)氣體連續(xù)流動原理，單位時間內從這個過渡段流出的質量等于其減少的質量。25第25頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速根據(jù)牛頓定律，作用于過渡段的合力應等于被加速的質量乘其加速度。氣體加速度：過渡段的合力：被加速的質量：

t=b/WKB26第26頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三過渡段的合力：被加速的質量：6.3空氣波和空氣波速根據(jù)牛頓定律，作用于過渡段的合力應等于被加速的質量乘其加速度。氣體加速度：

t=b/WKB27第27頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速根據(jù)牛頓定律，作用于過渡段的合力應等于被加速的質量乘其加速度。

t=b/WKB

P0－P1=ρm.q.WKB

（2-16）28第28頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速

P0－P1=ρm.q.WKB

(2—16)

當過渡段取得極短時ρm≈ρ1上式可簡化為

P0－P1=ρ1.q.wKB

(2—16)29第29頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三式（2—15）乘式（2—16）可得(ρ1.q).(P0－P1)=(ρ0－ρ1）wKB.ρ1.q.wKB

=（ρ0－ρ1）(ρ1.q)

wKB2P0－P1=（ρ0－ρ1）wKB26.3空氣波和空氣波速P0－P1=ρ1.q.WKB(2—16)30第30頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速當Δρ→0時31第31頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速p—氣體的絕對壓強（Pa）C—常數(shù)n—絕對曲線指數(shù)對于空氣而言n=1.4根據(jù)氣體的絕熱定律

p=C·ρn將上式求導數(shù)可得32第32頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速p—氣體的絕對壓強（Pa）C—常數(shù)n—絕對曲線指數(shù)對于空氣而言n=1.4根據(jù)氣體的絕熱定律

p=C·ρn將上式求導數(shù)可得33第33頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三令γ代表空氣比重（N/m3）則可得密度ρ=γ/g(kg/m3)將其代入（2—18）可得6.3空氣波和空氣波速34第34頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速將式（2—19）代入式（2—17）可得令γ0代表標準大氣壓時的空氣比重（N/m3）可得35第35頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速將式（2—21）代入式（2—20）可得36第36頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速當空氣溫度為0℃時，γ0=12.25（N/m3）代入（2—22）

WKB≈331（m/s）37第37頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速用實驗的方法測得

LKB—空氣波傳播距離（m），既從機車制動閥口至列車管尾端的列車管長；tKB—空氣波傳播時間（s），從機車制動閥開始排氣至列車管尾端開始排氣為止。38第38頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.3空氣波和空氣波速在制動時，影響空氣波速的主要因素：1.制動支管的容積；↓2.副風缸或工作風缸等沿充氣通路的“逆流”；↓3.三通閥或分配閥的主活塞被推向列車管一側時；↓4.三通閥或分配閥的局部減壓?！?9第39頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.4制動波和制動波速制動波：列車制動時，制動作用沿列車長度由前向后的傳遞現(xiàn)象稱為制動波。制動波速：制動波在單位時間內傳遞的距離叫制動波速。wZB—制動波速(m/s)LZB—制動波傳播距離(m)tZB—制動傳播時間(s)tD—三通閥動作時間(s)40第40頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.4制動波和制動波速∵LZB=LKBtZB=tKB+tD∴WZB＜WKB說明：制動波要受三通閥、控制閥、分配閥的動作時間的影響。41第41頁，共46頁，2023年，2月20日，星期三6.4制動波和制動波速三通閥、分配閥的動作條件是：（ηL－ηH）·tD·FZ=WD（2—25）可導出ηL—主活塞列車管一側的減壓速度；ηH—主活塞滑閥室一側的減壓速度；FZ—主活塞作用面積