車輛制動總論

車輛制動總論1第1頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四第一章車輛制動總論1.1幾個基本概念1.2幾種制動方式及其制動機(jī)1.3粘著及粘著制動2第2頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.制動：對運(yùn)動著的物體施加外力，轉(zhuǎn)移物體的動能，使物體降低速度或停止運(yùn)動，稱為“制動”。1.1幾個基本概念制動力書中第一章第一節(jié)內(nèi)容3第3頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.制動：對運(yùn)動著的物體施加外力，轉(zhuǎn)移物體的動能，使物體降低速度或停止運(yùn)動，稱為“制動”。2.制動力：為了對運(yùn)動著的物體實(shí)施制動而施加的外力，即為制動力。1.1幾個基本概念書中第一章第一節(jié)內(nèi)容4第4頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四牽引動力裝置經(jīng)過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換，并配以相應(yīng)的控制系統(tǒng)來進(jìn)行制動的方式。電阻制動、再生制動、液力制動以電操縱或永磁鐵產(chǎn)生磁場，通過磁力產(chǎn)生制動力。旋轉(zhuǎn)渦流制動、軌道渦流制動、磁軌制動以壓縮空氣（液體）為動力來源，用空氣壓力的變化，實(shí)現(xiàn)制動。閘瓦制動、盤形制動空氣制動制動原動力液壓制動磁力制動1.1幾個基本概念人力制動動力制動以人力為動力，通過裝置實(shí)現(xiàn)制動。手制動、腳制動5第5頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.制動：對運(yùn)動著的物體施加外力，轉(zhuǎn)移物體的動能，使物體降低速度或停止運(yùn)動，稱為“制動”。2.制動力：為了對運(yùn)動著的物體實(shí)施制動而施加的外力，即為制動力。1.1幾個基本概念書中第一章第一節(jié)內(nèi)容6第6頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四

粘著制動非粘著制動制動力形成方式非粘著制動：制動力不必通過輪軌滾動接觸點(diǎn)而作用于車輛的制動方式。粘著制動：制動力通過輪軌滾動接觸點(diǎn)作用于車輛上的制動方式。書中第一章第二節(jié)內(nèi)容1.1幾個基本概念7第7頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.制動：對運(yùn)動著的物體施加外力，轉(zhuǎn)移物體的動能，使物體降低速度或停止運(yùn)動，稱為“制動”。2.制動力：為了對運(yùn)動著的物體實(shí)施制動而施加的外力，即為制動力。1.1幾個基本概念書中第一章第一節(jié)內(nèi)容8第8頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)換為熱能，消散于大氣轉(zhuǎn)換為可用能量利用摩擦制動非摩擦制動能量轉(zhuǎn)移方式能量轉(zhuǎn)換方法1.1幾個基本概念9第9頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.制動：對運(yùn)動著的物體施加外力，轉(zhuǎn)移物體的動能，使物體降低速度或停止運(yùn)動，稱為“制動”。2.制動力：為了對運(yùn)動著的物體實(shí)施制動而施加的外力，即為制動力。3.緩解：對已實(shí)施制動的物體，解除或減弱其制動作用，稱為“緩解”。1.1幾個基本概念書中第一章第一節(jié)內(nèi)容10第10頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.1幾個基本概念制動意義11第11頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.1幾個基本概念4.制動初速度：司機(jī)施行制動的瞬間的列車速度。v1v2v312第12頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.1幾個基本概念5.制動距離：從施行制動的瞬間起，到列車速度降為零的瞬間止，列車駛過的距離。s2s1s313第13頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四我國對制動距離的規(guī)定列車在任何線路坡道上的緊急制動距離限值:

運(yùn)行速度不超過90km/h的貨物列車為800m；運(yùn)行速度超過90km/h~100km/h貨物列車為1100m;

運(yùn)行速度超過100km/h~120km/h貨物列車為1400m.1.1幾個基本概念14第14頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四運(yùn)行速度不超過120km/h的列車為800m；運(yùn)行速度超過120km/h~140km/h的旅客列車為1100m;運(yùn)行速度超過140km/h~160km/h的旅客列車為1400m;運(yùn)行速度超過160km/h~200km/h的旅客列車為2000m.1.1幾個基本概念15第15頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四6.常用制動：在正常情況下為調(diào)節(jié)或控制列車速度包括進(jìn)站停車所施行的制動。它的特點(diǎn)是作用比較緩和而且制動力可以調(diào)節(jié)。7.緊急制動：在緊急情況下為使列車盡快停住所施行的制動。特點(diǎn)是作用比較迅猛而且要把列車制動能力全部用上。1.1幾個基本概念16第16頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四8.制動裝置：使列車能實(shí)施制動和緩解而裝于車上的裝置1.1幾個基本概念17第17頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四9.制動機(jī)：產(chǎn)生制動原動力并進(jìn)行操縱和控制的部分1.1幾個基本概念18第18頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.1幾個基本概念10.基礎(chǔ)制動裝置：傳送制動原動力并產(chǎn)生制動力的部分19第19頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四摩擦制動（利用摩擦力）

電阻制動

再生制動

旋轉(zhuǎn)渦流制動

1.2幾種制動方式及其制動機(jī)粘著制動

閘瓦制動

盤形制動

液力制動利用磁力利用摩擦力利用空氣阻力非粘著制動電制動利用磁力動力制動（液力制動、電阻制動、再生制動）軌道渦流制動磁軌制動翼板制動車輛制動20第20頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四一、動力制動動力制動：是指機(jī)車車輛的牽引動力裝置經(jīng)過適當(dāng)轉(zhuǎn)換，并配以相應(yīng)的控制系統(tǒng)來進(jìn)行制動的方式。動力制動的特點(diǎn)：1．具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。2．可以充分利用粘著，獲得較大的制動率.3．具有良好的制動特性。4．動力制動有一定的局限性。21第21頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四二、閘瓦制動閘瓦制動是利用閘瓦壓緊車輪踏面，使輪瓦間發(fā)生摩擦，將列車動能的大部分變?yōu)闊崮?，并轉(zhuǎn)移到車輪與閘瓦，再逸散于大氣的制動方式.22第22頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四二、閘瓦制動閘瓦制動制動力形成方式粘著制動能量轉(zhuǎn)移方式能量轉(zhuǎn)換方法將車輛的動能轉(zhuǎn)化為熱能摩擦制動23第23頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四閘瓦制動制動機(jī)：手制動機(jī)（腳制動機(jī)）、空氣制動機(jī)、電空制動機(jī)、真空制動機(jī)。制動原動力：人力、壓縮空氣、空氣?；A(chǔ)制動裝置：單側(cè)制動、雙側(cè)制動、單元式、散開式。后續(xù)章節(jié)重點(diǎn)講述二、閘瓦制動24第24頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四三、盤形制動盤形制動是用帶閘片的夾鉗夾緊安裝在車輪輻板兩側(cè)或車軸上的制動盤，使閘片與制動盤產(chǎn)生摩擦而起制動作用。25第25頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四三、盤形制動盤形制動制動力形成方式粘著制動能量轉(zhuǎn)移方式能量轉(zhuǎn)換方法將車輛的動能轉(zhuǎn)化為熱能摩擦制動26第26頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四三、盤形制動盤形制動制動機(jī)：空氣制動機(jī)、電空制動機(jī)。制動原動力：壓縮空氣。后續(xù)章節(jié)重點(diǎn)講述27第27頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四制動時靠液力制動器或液力變矩器中的液體之間和固體之間的摩擦，將列車動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芗右韵?，從而產(chǎn)生制動作用。四、液力制動屬于動力制動28第28頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四制動原動力：牽引動力裝置。制動裝置：液力制動器、液力變矩器四、液力制動液力制動制動力形成方式粘著制動能量轉(zhuǎn)移方式能量轉(zhuǎn)換方法將車輛的動能轉(zhuǎn)化為熱能摩擦制動29第29頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四制動時變牽引電機(jī)為發(fā)電機(jī)，把列車的動能轉(zhuǎn)換成電能，再把電能加在制動電阻上，電阻產(chǎn)生的熱量消散于大氣中，從而產(chǎn)生制動作用.五、電阻制動屬于動力制動30第30頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四制動原動力：牽引動力裝置。制動裝置：牽引電機(jī)、制動電阻、控制系統(tǒng)等共同組成。五、電阻制動電阻制動制動力形成方式粘著制動能量轉(zhuǎn)移方式能量轉(zhuǎn)換方法動能→電能→熱能非摩擦制動31第31頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四五、電阻制動電阻制動原理直流牽引電動機(jī)直流他勵發(fā)電機(jī)直流電機(jī)可逆原理制動工況牽引工況列車動能電能熱能冷卻風(fēng)制動電阻電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向同電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向反32第32頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四電阻制動特性線性段：速度高制動力大勵磁電流恒定雙曲線段：速度高制動力小制動電流恒定制動力和速度呈雙曲線，速度增加勵磁電流減小，直至受換向火花限制33第33頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四制動時變牽引電機(jī)為發(fā)電機(jī)，把列車的動能轉(zhuǎn)換成電能，再把電能回饋到電網(wǎng)再生利用，從而產(chǎn)生制動作用。六、再生制動屬于動力制動34第34頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四制動原動力：牽引動力裝置。制動裝置：牽引電機(jī)、控制系統(tǒng)、回收裝置等共同組成。六、再生制動再生制動制動力形成方式粘著制動能量轉(zhuǎn)移方式能量轉(zhuǎn)換方法動能→電能→再生利用非摩擦制動35第35頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四六、再生制動制動力(kN)速度（km/h）36第36頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四七、旋轉(zhuǎn)渦流制動旋轉(zhuǎn)渦流制動利用安裝在車軸上的圓盤切割磁力線產(chǎn)生渦流，使渦流盤發(fā)熱，將列車的動能轉(zhuǎn)換成熱能的制動方式。旋轉(zhuǎn)渦流制動制動力形成方式粘著制動能量轉(zhuǎn)移方式能量轉(zhuǎn)換方法切割磁力線產(chǎn)生渦流將車輛的動能→熱能非摩擦制動37第37頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四七、旋轉(zhuǎn)渦流制動38第38頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四七、旋轉(zhuǎn)渦流制動39第39頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四七、旋轉(zhuǎn)渦流制動40第40頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四七、旋轉(zhuǎn)渦流制動41第41頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四八、軌道（線性）渦流制動軌道渦流制動又稱線性渦流制動或渦流式軌道電磁制動。列車運(yùn)行時勵磁電磁鐵(或永磁鐵）產(chǎn)生的磁通，在氣隙中建立移動磁場，使鋼軌內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流（渦流），從而產(chǎn)生切向電磁力（制動力）。42第42頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四軌道渦流制動制動力形成方式非粘著制動能量轉(zhuǎn)移方式能量轉(zhuǎn)換方法非摩擦制動八、軌道（線性）渦流制動切割磁力線產(chǎn)生渦流將車輛的動能→熱能43第43頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四

八、軌道（線性）渦流制動44第44頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四制動力：B=∑（K●

φ）

K—每個電磁鐵的吸力

φ—電磁鐵與鋼軌間的滑動摩擦系數(shù)九、磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）磁軌制動制動力形成方式非粘著制動能量轉(zhuǎn)移方式能量轉(zhuǎn)換方法將車輛的動能轉(zhuǎn)化為熱能摩擦制動45第45頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四

九、磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）46第46頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四

1.對中裝置2.提升缸3.反作用力導(dǎo)向裝置4.電磁鐵5.連接電纜九、磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）47第47頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四

九、磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）48第48頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四

九、磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）49第49頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四九、磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）50第50頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四九、磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）51第51頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四十、翼板制動52第52頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動書中第一章第二節(jié)內(nèi)容

粘著制動非粘著制動制動力形成方式非粘著制動：制動力不必通過輪軌滾動接觸點(diǎn)而作用于車輛的制動方式。粘著制動：制動力通過輪軌滾動接觸點(diǎn)作用于車輛上的制動方式。53第53頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動QPN54第54頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動1.粘著：兩個具有一定表面粗糙度的物體，在一定壓力下相互接觸，象齒輪那樣處于嚙合并傳遞作用力的一種物理狀態(tài)。55第55頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動2.粘著力Bμ：粘著狀態(tài)所傳遞的最大作用力。也可以是粘著狀態(tài)下輪軌間切向摩擦力的最大值。56第56頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動3.粘著的特點(diǎn)：“靜中有微動”；“滾中有微滑”。57第57頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動4.粘著系數(shù)μ：輪軌間所產(chǎn)生的粘著力與垂向載荷之比。

μ=Bμ/∑N5.粘著系數(shù)的影響因素：⑴車輪和鋼軌材料的硬度。⑵列車運(yùn)行速度。⑶輪、軌接觸面狀態(tài)。⑷閘瓦制動時，閘瓦材質(zhì)。書中第一章第三節(jié)內(nèi)容58第58頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動4.粘著系數(shù)μ：輪軌間所產(chǎn)生的粘著力與垂向載荷之比。

μ=Bμ/∑N5.粘著系數(shù)的影響因素：

⑴車輪和鋼軌材料的硬度。⑵列車運(yùn)行速度。⑶輪、軌接觸面狀態(tài)。⑷閘瓦制動時，閘瓦材質(zhì)。書中第一章第三節(jié)內(nèi)容它們的硬度越高，粘著系數(shù)越大。59第59頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動4.粘著系數(shù)μ：輪軌間所產(chǎn)生的粘著力與垂向載荷之比。

μ=Bμ/∑N5.粘著系數(shù)的影響因素：

⑴車輪和鋼軌材料的硬度。

⑵列車運(yùn)行速度。⑶輪、軌接觸面狀態(tài)。⑷閘瓦制動時，閘瓦材質(zhì)。書中第一章第三節(jié)內(nèi)容粘著系數(shù)隨速度的增加而減小。列車速度低，沖擊振動和輪軌間的橫向和縱向的少量滑動減弱，因此粘著系數(shù)增加。60第60頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動4.粘著系數(shù)μ：輪軌間所產(chǎn)生的粘著力與垂向載荷之比。

μ=Bμ/∑N5.粘著系數(shù)的影響因素：

⑴車輪和鋼軌材料的硬度。

⑵列車運(yùn)行速度。⑶輪、軌接觸面狀態(tài)。⑷閘瓦制動時，閘瓦材質(zhì)。書中第一章第三節(jié)內(nèi)容一是污染影響、二是氣候影響。61第61頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動4.粘著系數(shù)μ：輪軌間所產(chǎn)生的粘著力與垂向載荷之比。

μ=Bμ/∑N5.粘著系數(shù)的影響因素：

⑴車輪和鋼軌材料的硬度。

⑵列車運(yùn)行速度。⑶輪、軌接觸面狀態(tài)。

⑷閘瓦制動時，閘瓦材質(zhì)。書中第一章第三節(jié)內(nèi)容鑄鐵閘瓦對清除車輪踏面雜質(zhì)和油脂的作用，對改善粘著有利。合成閘瓦回在輪軌表面留下一層低粘著的廢料，使粘著系數(shù)下降。62第62頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動6.粘著系數(shù)的計(jì)算公式：

干燥軌面潮濕軌面

(1—6)（1—7）63第63頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動7.粘著制動力的形成取輪對為分離體根據(jù)牛頓第二定律：閘瓦在前方B+K-Rx1=ml.a

閘瓦在后方

B-K+Rx2=ml.am

l

.gm

l

.g64第64頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動m

t

.g／２取轉(zhuǎn)向架為分離體根據(jù)牛頓第二定律：

Rx1–Rx2-Px=mz.aB+K-Rx1=ml.aB-K+Rx2=ml.am

l

.gm

l

.gm

z

.g65第65頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四1.3粘著及粘著制動Rx1–Rx2-Px=mz.a取車體為分離體根據(jù)牛頓第二定律：

2Px=mt.am

z

.gm

t

.g／２m

t

.gm

t

.g／２m

t

.g／２66第66頁，共74頁，2023年，2月20日，星期四輪對受力：B+K-Rx1=ml.a

B-K+Rx2=ml.a轉(zhuǎn)向架受力：Rx1–Rx2-Px=mz.a車體受力：2Px=mt.a整車受力：

2(B+K-Rx1)+2(B-K+Rx2)+2(Rx1–Rx2–Px)+

2Px

=2ml.a+2ml.a+2mz.a+

mt.a將上式簡化：4B=（4ml+2mz+mt

）.a1.3粘著及粘著制動67第6