120-1阀讲义（完整版）

1、1201阀四川制动科技股份有限公司中国四川眉山2021-9-272本讲的主要内容前言120-1阀在研制和装车运用考验阶段的试验概况1201阀的构造、作用1201阀的试验台试验1201阀的检修、运用和单车试验2021-9-2731、前言 1.1 国外重载货物列车空气制动机简析目前国外适应重载列车用的制动机，主要有ABDW、DB-60、ABDX等，这几种阀原理基本相同，都符合AAR（美国铁道协会）要求。 美国在30年代就开行编组100辆左右的列车，六十余年来列车长度逐年上升。在1933年开发了AB型制动机，1968年改进为ABD型。1975年，为了适应长大列车进一步发展的需要，在ABD阀基础上增添

2、了常用制动加速阀（简称“W阀”，也称连续局减阀）而改称为ABDW型货车空气控制阀，以改善常用制动性能，缩短常用制动距离，并于1977年正式定型，代替ABD阀装于新造货车上。 ABDW阀中的常用制动加速阀采用脉冲式振荡器，其触发信号由紧急部控制。运用中发现间隙式排气效果较差，目前，已研制成连续排气的ABDX阀，可以改善其加速制动作用。正是这种脉冲排气作用，在我国混编时，会产生振荡不止的现象，因此不能与GK阀混编使用。2021-9-274 1.2 国内重载货物列车空气制动阀概述 随着国民经济的发展，铁路运量的猛增，运量与运能矛盾的日益突出，开行重载列车是解决矛盾的较好方法，目前大秦铁路已经开行了两

3、万吨重载列车。 我国重载列车制动技术的研究是在80年代起步的，1995年推广的120阀，迄今在列车队中已占50左右。1、前言2021-9-2751、前言阀别常用制动波速(m/s)缓解波速(m/s)紧急制动波速(m/s)ABDW阀180150250120阀200180250表1 120阀主要性能指标 显然120阀的常用制动波速、缓解波速、紧急波速等主要性能已达到国外先进制动机水平，实践证明这些性能已基本可以满足重载运输的要求。 2021-9-276 当年在设计120阀时预留了眼泪孔，并在新增加的半自动缓解阀结构上提高了副风缸系统的气密性。当一切条件具备时，列车制动系统即可开通压力保持性能以提高列

4、车坡道运行安全性。 至于常用加速制动性能。当时因考虑到与几十万辆K（GK）阀的混编问题，而且牵引重量目标仅为万吨，因此暂行舍弃了这个功能。 2003年3月装备部重载会议上，与会代表提出要求在120阀上增添常用加速制动功能。以便使改进的120阀无论是单独使用或与ECP、Locotrol配套使用时都能满足重载运输要求，部科技司于2004年科研项目列入计划，并在7月签订合同。 1、前言2021-9-2771、前言 不仅要讲究常用加速制动性能效果，而且还必须能适合我国国情，也就是改进后的120阀（120-1阀）应该既能适应在机车开通压力保持的条件（补气）下运用，又能在没有开通压力保持的条件下与GK阀、

5、120阀混编使用。 在结构上不再采取ABDW阀的频率震动式结构而应吸取ABDX阀的成功经验。 应尽可能少增加部件以利于现场检修运用。 除增加常用加速功能以外，还应对120阀某些部件存在的结构问题（如：局减阀等）进行改进设计。 改进方案初步考虑：2021-9-278 120-1阀方案性样块，样机试验，在项目组和所制造部同志的共同努力下经过短短几个月的奋战即告完成。经过单车的反复试验，达到了预期的效果，接着在这个基础上进行了150辆编组室内列车试验。取得了各种工况的数据，证明了120-1阀已达到了铁道部合同的要求（单编万吨列车常用全制动排气时间缩短30）。 05年1月科技司会同运输局召开了120-

6、1阀技术审查会。会后又布置了在新C80车（安装了牵引杆）装车运用考验。1、前言2021-9-279 05年5月随同新C80车投入大秦线运用考验。并与国外引进Locotrol技术（机车无线同步控制技术）配套进行了一系列不同编组方式的2万吨组合列车试验。试验中与新型钩缓装置共同发挥了作用，不仅大大减少了纵向动力，而且还明显缩短了常用制动距离，取得了令人满意的结果。 06年铁道部又在C80B新造车上装车3000辆进行扩大考验，并要求把现有老C80车辆上的120阀更换为1201阀。1、前言2021-9-27102、120-1阀试验概况 在120-1阀的开发研制及运用考验过程中主要进行了以下试验： 2.

7、1 室内单车试验。 2.2 室内列车试验。 2.3 装车运用试验。2021-9-27112.1 室内单车试验概况单车四位减压 120120-1从制动缸升压开始至制动管再减压130kPa的时间（s） 30.2525.1 从单车试验已能初步看出120-1阀常用加速制动性能的效果，120-1阀制动管减压时间比120阀缩短了17。表2 单车四位减压列车管排风时间图1 单车试验排风速度比较2021-9-27122.1 室内单车试验概况图2 120-1阀常用灵敏度图3 120-1阀紧急灵敏度 1201阀常用与紧急灵敏度试验情况： 试验表明120-1阀的紧急灵敏度与以前测试的120阀的紧急灵敏度基本一致，没

8、有明显的变化。 2021-9-27132.2 室内列车试验概况 为了验证120-1阀的常用加速制动作用的效果，在室内150辆制动试验台进行了120阀及120-1阀，150辆编组列车的常用制动性能对比试验。 阀型定压（kPa）减压量（kPa）排气时间（秒）比例（）制动波速（m/s）120500140160.9100192120-1104.865202120600150182.6100219120-1128.4702102.2.1 常用全制动试验概况2021-9-27142.2.1 常用全制动试验概况图4 1201阀图5 120阀定压定压500kPa时时 150辆编组列车常用全制动情况比较：辆编组

9、列车常用全制动情况比较：2021-9-2715图6 1201阀图7 120阀2.2.1 常用全制动试验概况定压600kPa 时150辆编组列车常用全制动情况比较：2021-9-2716 试验表明150辆编组的120-1阀列车比同样编组的120阀列车，常用全制动排气时间缩短了3035。证明了120-1阀的常用加速制动性能达到了预期效果。室内列车试验结论：2.2.2 室内列车试验概况2021-9-2717 120-1阀应该既能适应在压力保持条件（补气）下运用，又能在没有压力保持条件下与GK阀、120阀混编使用。 为此我们还进行了150辆和100辆1201阀编组列车的保压性能试验以及100辆编组的1

10、201阀与120阀、GK阀的混编列车制动性能试验。试验曲线见图8、图9、图10。2.2.2 120-1阀的保压性能与混编性能试验2021-9-27182.2.2.1 120-1阀的保压性能 图8 150辆编组列车1201阀减压120kPa,保压1小时（列车管漏泄为20 kPa /min，定压500kPa，补风位）图图9 100辆编组列车辆编组列车1201阀减压阀减压100kPa,保压保压1小时小时（列车管漏泄为（列车管漏泄为20 kPa /min，定压，定压500kPa，不补风），不补风）2021-9-2719图图10 100辆编组的辆编组的120-1、120、GK三种货车阀混编试验三种货车阀

11、混编试验 （列车管漏泄为（列车管漏泄为20 kPa /min，定压，定压600kPa，不补风），不补风） 2.2.2.2 120-1阀的混编性能 2021-9-2720阀型减压量（kPa ）制动波速（m/s）缓解波速（m/s）120100217178120-1220176120紧急258120-12612.2.2.3 120与120-1阀基本制动性能 表表3 120阀及阀及120-1阀制动与缓解波速比较阀制动与缓解波速比较2021-9-27212.2.2.3 120与120-1阀基本制动性能 定压（kPa）减压量（kPa） 机车管排风时间（秒）列车试验结果5004603.68不产生紧急制动50

12、04603.50产生紧急制动表4 120-1阀在列车队中的紧急灵敏度测试2021-9-27222.2.2.4 室内列车试验结论150辆编组的120-1阀列车比同样编组的120阀列车，常用全制动排气时间缩短了3035。证明了120-1阀的常用加速制动性能达到了预期效果。1201阀既能适应在压力保持下应用，又能在没有压力保持条件下与GK阀、120阀混编使用 。1201阀在增加常用加速制动性能后，其常用制动与缓解波速、紧急制动波速与120阀基本相当。120-1阀的紧急灵敏度与120阀紧急灵敏度相同。并能满足机车制动机性能的要求。 2021-9-27232.3 装车运用试验 05年5月，1201阀随同

13、新C80车投入大秦线运用考验。并与国外引进Locotrol技术配套进行了一系列不同编组方式的2万吨组合列车试验。试验中与新型钩缓装置共同发挥了作用，不仅大大减少了纵向动力，而且还明显缩短了常用制动距离，取得了令人满意的结果。2021-9-27242.3 装车运用试验列车编组减压量不同减压量时的列车减压时间（s）新C80老C80缩短（）1+2+1两万吨编组50kPa162227100kPa304127全制动567828单编1万吨50kPa283724100kPa567222全制动7812237表5 不同编组不同减压量时1201阀与120阀列车减压时间比较2021-9-27252.3 装车运用试验

14、图 （121编组）新、老C80 K87+600平道常用全制动车钩力比较图 （121编组）新、老C80 K179+500 -12 常用全制动车钩力比较新、老C80列车常用全制动车钩力比较：2021-9-27262.3 装车运用试验图 （121编组）新、老C80 -12紧急制动车钩力比较新、老C80列车紧急制动车钩力比较：2021-9-2727 在各种不同编组、不同减压量时，新C80（安装了120-1货车空气控制阀）列车的常用制动减压时间比老C80（安装了120货车空气控制阀）列车的常用制动减压时间缩短了2040；而且列车编组越长，常用制动减压时间缩短越多，120-1阀的常用加速制动作用就越明显。

15、列车减压时间的缩短有利于缩短列车的常用制动距离，减小长大列车制动时的车钩力。 运行试验表明，同为121编组2万吨列车，新C80列车各测试断面中的最大车钩力比老C80列车的最大车钩力减小4159左右；各测试断面最大车钩力的平均值减小3052左右。常用全制动距离缩短10左右。2.3 装车运用试验运用试验结论：2021-9-27283 1201阀的构造、作用3.1 1201阀的构造3.2 1201阀的作用原理2021-9-27293.1 1201阀的构造 2007年眉山车辆厂联合铁道部科学研究院对120阀进行了结构改进，并对120阀、120-1阀相同结构部分进行了统一。2007年铁道部以运装货车20

16、07612号文批准了120阀、120-1阀的改进图纸,图号分别为 MSP120F和TKH126。 120-1阀构造与120阀相同，仍由主阀、半自动缓解阀、紧急阀和中间体等四部分组成。其中1201阀的半自动缓解阀、紧急阀和中间体借用120阀，而1201阀的主阀与120阀相比，仅有5个零件不同：主阀上盖、主阀体、滑阀、节制阀和稳定簧座。2021-9-27303.1 1201阀的构造主阀半自动缓解阀中间体紧急阀图11 2021-9-27313.1 1201阀的构造 中间体（与120阀相同）：有四个垂直面，其中两个相邻的垂直面作为主阀和紧急阀安装座；另外两个作为管子连接座。中间体内还铸有两个空腔，分别

17、为1.5L的紧急室和0.6升的局减室。 主阀：控制着充气、缓解、制动、保压等作用，是控制阀中最主要的部分。由作用部、减速部、局减阀、加速缓解阀和紧急二段阀等部分组成。 半自动缓解阀（与120阀相同）：手动排出制动缸的压力空气，使制动机缓解。也可以使整个制动系统的压力全部排出。 紧急阀（与120阀相同） ：在紧急制动时加快列车管的排气（紧急局减作用），使紧急制动的作用可靠，提高紧急制动灵敏度，从而提高紧急制动波速。2021-9-2732 为了实现常用加速制动作用，对120阀的主阀作用部进行了重新设计，主要包括以下内容：（1）对滑阀进行了重新设计，增加新的气路、对原有气路进行了调整及优化。（2）对

18、节制阀进行了重新设计。（3）为保证性能，提高了对滑阀、节制阀的加工精度。（4）为适应重载列车的需要，对稳定杆进行了重新设计。（5）勾贝和滑阀工作行程增加2。3.1 1201阀的构造1201主阀2021-9-27333.1 1201阀的构造1201主阀节制阀：节制阀上面节制阀下面2021-9-27343.1 1201阀的构造1201主阀滑阀： 120-1的常用加速制动作用是由滑阀、节制阀各孔在不同作用位时开、闭实现的。因此滑阀上的各孔位置及尺寸调整较多，并增加了7和ju3两个小孔。 ju3 7 滑阀上面滑阀下面2021-9-2735 主阀上盖为了防止变形，增加不少加强筋，从而增加了盖的刚度、强度

19、，防止漏泄、变形。同时也可以作为1201阀的识别标记， 除此以外，又增加“TK”的工厂徽记和“120-1”铸字以资识别。以免与120阀各盖混装。特别是上盖活塞运动内孔深度已由22改为24，应注意切勿误装。其余减速部、加速缓解阀部与120阀相同。图15 主阀上盖3.1 1201阀的构造主阀上盖2021-9-27363.2 1201阀作用原理 120-1型空气控制阀作用原理与120阀相同，也是具有充气及缓解位、减速充气及缓解位、常用制动位、保压位和紧急制动位等五个作用位置。 其中充气及缓解位、减速充气及缓解位和紧急制动位 与120阀作用原理相同。2021-9-27373.2 1201阀作用原理充气

20、及缓解位图17 充气及缓解位原理图2021-9-27383.2 1201阀作用原理减速充气及缓解位图18 减速充气及缓解位原理图2021-9-27393.2 1201阀作用原理常用制动位第一阶段局部减压第二阶段局部减压常用加速制动作用 （1201阀新增性能）制动缸充气（与120阀作用原理相同）2021-9-27403.2 1201阀作用原理常用制动位图19 常用制动位原理图2021-9-2741 第一阶段局部减压作用原理： 司机施行常用制动减压，因副风缸压力空气来不及向列车管逆流，于是在主活塞两侧产生了一定的压力差，此压力差产生的向上作用力克服了节制阀与滑阀背面间的摩擦阻力、橡胶膜板的变形阻力

21、和压缩稳定弹簧的阻力以及主活塞重力等向下作用力的总和。使主活塞带动节制阀上移，通过节制阀、滑阀、滑阀座和主阀体内一系列通路，将一部分的列车管压力空气排入具有一定容积的空腔局减室，这就形成了第一阶段局部减压作用。 3.2 1201阀作用原理常用制动位2021-9-2742 第二阶段局部减压作用原理： 第一阶段局部减压后，促使主活塞两侧压力差骤增，于是主活塞通过主活塞杆的下肩推着滑阀克服滑阀与滑阀座之间的摩擦阻力，进一步上移至制动位。由于滑阀与滑阀座的相对应位置发生了变化，滑阀底面的ju1孔与滑阀座ju2孔错开，因而切断了列车管与局减室的通路，第一阶段的局减结束。由于滑阀上移，形成了另一新的通路，

22、列车管压力空气通过这一通路最后通过局减阀进入制动缸。使制动缸压力快速增大到5070 kPa 。故当制动压力增大到5070 kPa时，局减活塞克服了其右侧局减阀弹簧的弹力而右移，列车管压力通过局减阀通向制动缸的通路被切断，第二阶段局减作用停止。 3.2 1201阀作用原理常用制动位2021-9-2743 加快了本车的制动作用，而且大大促进了列车管减压作用由前向后的传播，制动波速得以提高，使列车前、后部车辆开始发生制动作用的时间差缩短，以减轻制动时的列车纵向冲动，并使全列车的制动力更快的产生。 第一、二阶段局减作用的功能 3.2 1201阀作用原理常用制动位2021-9-27443.2 1201阀

23、作用原理常用制动位常用加速制动作用常用加速制动作用原理： 在第二阶段局部减压的同时。列车管压力空气滑阀座l2孔滑阀底面l5孔滑阀背部l5孔节制阀l6槽滑阀背部ju1孔滑阀底部ju1孔滑阀底部ju3孔滑阀座ju2孔局减室EX，这就形成了常用加速制动作用。功能： 加快列车管的排风速度。2021-9-2745 由于第二阶段局减作用与副风缸向制动缸的充气作用基本上是同时发生的，即列车管压力空气和副风缸压力空气基本上是同时进入制动缸，所以制动缸压力5070 kPa是来自列车管和副风缸的两方面的压力空气，而在达到这个压力以后，由于局减阀关闭，于是 列车管停止向制动缸充气，只有副风缸还向制动缸充气，至于制动

24、缸继续充气，升至多大的压力，还与司机操纵的列车管减压量大小有关。 在常用制动时，由于紧急二段阀杆上部的列车管剩余压力（亦即减压后的压力）与弹簧力之和大于紧急二段阀下腔的制动缸压力，故紧急二段阀仍处于下部位置。 3.2 1201阀作用原理常用制动位制动缸充气2021-9-27463.2 1201阀作用原理常用制动保压位图20 常用制动保压位原理图2021-9-2747 施行了常用制动后，当压力表显示达到所要求的列车管减压量时，将自动制动阀或单车试验器手把移到保压位（中立位），使列车管停止继续减压，这时，120-1阀随即处于保压位，从而使制动缸压力也保持一定。1201阀制动保压位的作用原理与120

25、阀基本相同，唯一的区别是当节制阀下移至保压位，切断了滑阀背面的l5和ju1孔的联络，使得常用加速制动作用停止。 3.2 1201阀作用原理常用制动保压位制动保压位作用原理2021-9-27483.2 1201阀作用原理安定与常用全制动 安定性是指常用全制动时不发生紧急制动作用的性能。 当施行常用全制动时， 紧急阀中的紧急活塞下腔的列车管压力随着下降，紧急室活塞上腔的紧急室压力空气经活塞杆上部限孔、中部限孔和紧急活塞下端面孔口向紧急活塞下腔（也即向列车管）逆流，故紧急活塞两侧不会形成足以压缩安定弹簧的压力差，若在常用制动时第一次减压较大，在紧急活塞两侧形成了足以使紧急活塞稍稍压缩安定弹簧而下移极

26、小距离的压力差时，因紧急活塞稍微下移，紧急活塞顶面环行凹槽中的密封圈便稍稍脱离紧急阀盖，于是， 紧急室压力空气又经密封圈处紧急活塞杆的轴向中心孔上口、限孔等等向列车管逆流，逆流量比仅通过限孔时来的大，故紧急活塞两侧仍不会形成足以更多压缩安定弹簧的压力差，加之紧急活塞杆的下端面与先导阀顶杆间有3的间隙，故先导阀及放风阀均仍处于关闭状态，紧急阀不发生作用。 2021-9-27493.2 1201阀作用原理安定与常用全制动 可以看出，由于制约逆流孔的限孔有足够大的孔径（2.5） ,所以常用制动时，紧急室压力空气可充分地向列车管逆流，实现安定性要求。 在常用全制动或过量减压时，主活塞带动滑阀移动至主阀

27、上端位置，滑阀ju3和阀座ju2孔相离开。因此常用全制动位时常用加速制动作用停止。与此同时滑阀7孔与阀座h1孔相沟通，此时副风缸与加速风缸连通，以保证副风缸压力稍微高于列车管压力，从而防止列车管压力波动时而造成车辆的意外缓解，与此同时在常用全制动位进行缓解时加速缓解作用亦将停止。2021-9-27503.2 1201阀作用原理紧急制动紧急制动位与120阀相同 图21 紧急制动位原理图2021-9-27513.2 1201阀作用原理缓解阀的作用原理缓解阀的作用原理与120阀相同 图22 缓解阀作用原理图2021-9-27524. 1201阀的试验台试验4.1 120阀专用试验台简介4.2 120

28、1试验方法简介2021-9-27534.1 120阀专用试验台简介 120阀专用试验台是进行120型和1201型货车空气控制阀性能试验的专用台，它能够对120与1201阀进行全面、系统、准确的检测，以确保120与1201阀的制造和检修质量。 该试验台是一种高水准、全新的试验台。它与120阀和1201阀的试验方法相配套，对120阀和1201阀进行手动或自动的检测。 2021-9-2754图2 120阀试验台实物图4.1 120阀专用试验台简介2021-9-27554.1 120阀专用试验台简介 试验台有两部分组成：主机系统和计算机系统。主机系统主要包括主机柜、阀夹紧装置、风缸系统、管路系统和电气

29、控制系统。 1、主机柜：用于各部件的安装和固定等。 2、阀夹紧装置：包括主阀风卡和紧急阀风卡两个部件。 3、风缸系统：包括储风缸，列、副双室风缸，加、制双室风缸 ，紧急室，局减室等5个部件。 4、管路系统：包括主管路系统和辅助管路系统，主管路系统有供风管系（包括三联体）、主电磁阀管系（包括压差计、流量计）、压力表管系等。辅助管路系统有风卡电磁阀管系，试漏气缸电磁阀管系、电磁阀外先导管系等。2021-9-2756 （1）结构紧凑，由于电磁阀做为气路的阀门使用，并采用板式阀集装结构，因而大大简化了管路结构。由于结构布置合理，因此各个主要部件可接近性好，方便了运用和检修。 （2）将局减室和紧急室单独

30、设置，保证了两室的容积精度。 （3）采用了按钮操作，并有设置于面板上的带有指示灯的试验台工作原理显示屏与之相配合，不但减少了繁琐的操作，而且使得操作更为直观。 （4）由于采用了较高精度的压力表和局减室压力表，使用了质量流量计计量120阀的漏泄情况，使用了高精度的压差计测试列车管与副风缸之间的压力差，使测试精度大大提高，从而保证了测试数据的准确度。试验台还设置了压力表的校验表（母表），可适时检测各压力表的误差，保证了压力表处于受控状态。120试验台的几个特点：4.1 120阀专用试验台简介2021-9-27574.2 1201试验方法简介 05年4月15日铁道部运输局装备部组织有关专家，在北京召

31、开了120-1型货车空气控制阀试验方法研讨会，专家组对试验方法进行了评审。铁道部运输局下达运装货车电（2005）852号文，同意专家组意见及铁科院提出的120-1型货车空气控制阀试验方法。 06年1月铁科院以部批120-1阀试验方法为基础正式形成JLB0692006企业标准，并于2006年1月20日开始实施。2021-9-2758漏泄试验： 紧急制动位漏泄试验 充气缓解位漏泄试验 制动保压位漏泄试验4.2 1201试验方法简介主阀试验2021-9-27594.2 1201试验方法简介主阀试验阀的作用和孔的通量试验： 制动及缓解通路 缓解位阻力 局减孔 局减阀通路的制动限制孔和弹簧 逆流稳定孔

32、加速缓解阀弹簧 副风缸充气孔 加速缓解风缸充气孔 紧急二段阀弹簧和孔、紧急后加速缓解风缸与副风缸通路（f7孔） 常用加速制动性能 缓解阀通路和弹簧2021-9-27604.2 1201试验方法简介紧急阀试验漏泄试验紧急灵敏度紧急室充气孔安定性能2021-9-2761 1201阀试验方法是在120阀试验方法上增加了“常用加速制动性能”这一大项以及“紧急后加速缓解风缸与副风缸通路”这一小项。4.2 1201试验方法简介1201阀试验方法与阀试验方法与120阀试验方法的区别：阀试验方法的区别：2021-9-27625. 120-1阀的检修和注意事项 120-1阀拆卸及分解检修、清洗、加修和给油组装参

33、照120阀检修的有关内容及以下要求。 1.段修时，主阀、紧急阀须分解检修，主阀上盖须按照修改图样铲通气槽；中间体内的滤尘器及滤尘网须分解清洗检查，有破损的、变形时更换；中间体裂纹、破损时更换；主阀、紧急阀安装座垫老化、变质、破损、变形时更换；组装螺栓裂纹、腐蚀、秃扣时更换。良好的主阀和紧急阀安装后，须按规定进行制动机车单车试验。 2021-9-27635. 120-1阀的检修和注意事项 2、 厂修时，在120-1阀须按以下要求检修 （1）主阀、紧急阀及中间体须分解检修； （2）中间体外壁须清除锈垢，内腔和气路须用压力空气吹扫；用600 kPa以上风压进行试验：各型腔，气路间不得串通或漏泄，各堵不得漏泄，内壁漏泄时更换。外壁漏泄、裂纹、缺损时焊修或更换；经焊修后必须重新用600kPa以上风压试验、合格后方准使用；各堵漏泄时更换并在裂纹部涂适