列车制动方式

1、1.早期制动技术早期制动技术 （1）1848年，沙米尔黎司达发明了利用车轮回转力带动空气压缩机产生制动力，这种制动方式的原理与现今机车应用的液力制动近似。 （2）1853年，库雷玛发明了弹簧式制动机，列车运转时利用拉杆把螺旋弹簧压缩，当需要制动时，司机在司机室通过传动杠杆把弹簧松开，并压在闸瓦上产生翩动作用。它与理今机车使用的弹簧储能制动原理相近。 制动及其意义制动及其意义（3）1855年，洛立吉发明了索链制动机，通过索链控制 闸瓦产生制动力，它相当于当今车辆上的手制动机。 （4）1869年，美国的乔治韦斯汀豪斯从空气钻岩机得到 启发，研究出了首台铁道车辆使用的空气制动机。（5）1872年又发

2、明了自动空气制动机。从此世界各国一 直沿用到现在。 随着铁路机车车辆工业的发展，我国铁路制动工业 不但先后研究出一些适合我国铁路使用的各种制动装置及其先进工艺和新材料。2.2.制动一般概念及其在铁路运输中的意义制动一般概念及其在铁路运输中的意义 2.1 制动的一般概念（1）“制动”：人为地施加于运动物体，使其减速(含防止其加速)或停止运动或施加于静止物体，保持其静止状态。这种作用被称为制动作用。简称“制动”。（2）“缓解”： 对已经施行的列车，解除或减弱其制动作用，均可称之为“缓解”。（3）“制动装置”： 为使列车能施行制动和缓解而安装于列车上的由一整套零部件组成的装置，称为制动装置。 由制动

3、装置产生的与列车运行方向相反的外力，称为“制动力”。 制动装置一般可分三大组成部分：1）制动机：产生制动原动力并受司机进行操纵和控制的部分。通常包括从制动软管连接器至制动缸的一整套机构。2）基础制动装置：即制动装置中用于传递、扩大制动力的一整套杆件连接装置。3）手制动机：即制动装置中以人力作为产生制动力的原动力部分。列车制动装置见图片（4）“制动距离”：从司机施行制动(将制动阀手柄移至制动位)的瞬间 起，到列车速度降为零的瞬间止，列车所驶过的距离。它是综合反映 列车制动装置的性能和实际制动效果的主要技术指标。 根据我国原技规“列车在任何线路坡道上的紧急制动距离， 规定为800米”。但是，在设计

4、机车车辆时要求的只是在空旷的平直道 (即无隧道、无坡道、无弯道)以“构造速度”运行时，其紧急制动距离 不超过800米。 计算制动距离的规定，应该与列车运行速度和机车车辆制动机的发展水平相适应。为适应提速列车的需要，1999年新技规规定：列车在任何线路坡道上的紧急制动距离限值： 旅客列车： 120km/h800m； 140km/h1100m； 160km/h1400m； 200km/h2000m； 250km/h2700m； 300km/h3700m； 普通货物列车： 90km/h800m； 快运货物列车： 120km/h1100m。 列车制动在操纵上按用途可分为两种：（5）“常用制动”：正常情

5、况下为调节或控制列车速度，包括进站停车所施行的制动。其特点是作用比较缓和且制动力可以调节，多数情况下只用50左右。（6）“紧急制动”：紧急情况下为使列车尽快停住而施行的制动，其特点是作用比较迅猛，而且要把列车制动力全部用上。（7）“最大有效减压量(列车管）”：制动缸达到最大平衡压力瞬间所对应的列车管减压量。（8）“局部减压量（列车管）”：列车管除机车制动阀造成以外，由其他方式导致的减压借以提高减压速度，促使后部车辆产生制动作用的现象。（9）“局部增压（列车管）”：列车管除机车制动阀造成以外，由其他方式导致的增压借以提高缓解速度，促使后部车辆迅速缓解的现象。（10）“紧急制动限速”：为保证紧急制

6、动距离而对列车在坡道上运行速度的限制。 （11）“常用制动限速”：由常用制动时力的平衡关系而决定的另一种制动限速。（12）“制动方式”：将列车动能转移的方式或制动力获取的方式。2.2 制动在铁路运输中的意义 铁路是国民经济的大动脉，是我国主要的现代化交通工具，对经济、社会和科技发展，满足人民物质和文化生活需要起着非常重要的作用。它具有高度集中、各工作环节紧密联系的特点。假如在某一个点上出现问题，就有可能影响到全线，甚至更大范围的堵塞和瘫痪，真是牵一发而动全身。所以畅通是铁路运输的基本要求，安全是铁路运输的永恒主题。 现代交通运输在运送旅客方面必须提高和改善快速、舒适、安全、准确、方便、经济等指

7、标。我们知道：“时间就是生命，时间就是效益”。因此，提高列车运行速度和牵引重量是提高铁路运输能力、实现铁路运输现代化的重要内容，但是，安全是第一位。列车制动技术是铁路运输“重载、高速”这一发展战略目标实现的关键性前提条件之一，是铁路运输安全的重要保证。如果没有性能良好的机车车辆制动装置，要提高列车速度和牵引重量以及保证列车运输安全都是不可能的。综上所述：制动在铁路运输中的意义可概括如下： （1）确保铁路运输的安全； （2）提高列车的技术速度； （3）提高铁路的运输能力； 制动方式是指制动时列车动能的转移方式或制动力获取的方式。 从作用力与列车的关系来看，驱动或制动都需要列车作用以外力。从能量的

8、观点看，驱动是机车将燃料所具有的能量或电厂所发出的电能转变成列车的动能；制动就是设法将此动能从列车上转移出去，使列车减速或停止。采取什么制动方式使列车的动能转移出去，采取什么制动方式获取这种外力制动力，是制动的基本问题。因此，制动方式的研究是制动研究的基础。制动方式制动方式一列车动能转移方式一列车动能转移方式分两类：“热逸散”和可用能。（一）热逸散 动能转变为热能，然后消散于大气中。1、摩擦制动：把列车动能转变为摩擦热能。 1.1 固体摩擦制动；1.2 液体摩擦制动；2、动力制动：制动时将牵引电动机变成发电机，通过它将 列车动能转化为电能。 （1）电阻制动； （2）旋转涡流制动； （3）轨道涡

9、流(线性涡流)制动： 1.1 固体摩擦制动：1）闸瓦制动(踏面制动)：用铸铁或合成材料制成的闸瓦压紧滚动的车轮，使轮瓦间发生摩擦，列车动能极大部分变成热能，最终消散于大气中。是目前铁路使用最广泛的一种制动方式。（见右图） 2）盘型制动： 用制动夹钳使闸片(一般用合成材料制成)夹紧装固在车轴或车轮辐板上的制动圆盘(一般为铸铁盘)，上闸片与制动圆盘间产生摩擦，把动能转变为热能，消散于大气中。 3）轨道电磁制动(磁轨制动)： 制动时，安装在转向架构架侧梁下的下方，电磁铁励磁，与钢轨产生吸力。列车的动能通过电磁铁下的磨耗板与钢轨的摩擦转化为热能，经钢轨和磨耗板，最终散于大气。 1.2 液体摩擦制动(液

10、力制动) 液力传动的机车可采用液力制动。目前，已有在车辆上采用液力制动的试验方案。靠液体间和液体与固体（工作液体与偶合器）之间的摩擦，变列车动能为工作液体的热量，并使发热的工作液体进行循环冷却，经由散热器消散于大气中。2. 动力制动 依靠机车或动车的动力机械通过传动装置产生的制动力。2.1 电阻制动 制动时，变牵引电动机为发电机，将所发电能加于电阻器中，使它发热，靠风扇给电阻器强迫通风而将热量消散于大气中。电力机车、电传动内燃机车和电动车组等，即凡用牵引电动机驱动的动力车都有可能实现电阻制动。但车辆底架下需要安装体积和重量都较大的电阻箱和散热风机。 2.2 旋转涡流制动： 制动时，让电磁铁导通

11、励磁，安装在轮轴上的金属涡流盘在磁场中旋转，盘的内部感应出涡流，使涡流盘发热，列车动能转化为热能，最终消散于大气。与轴盘式盘形制动装置类似，只是安装在制动盘两侧的不是闸片，而是电磁铁。 2.3轨道涡流(线性涡流)制动： 制动时，将安装在转向架构架侧梁下的电磁铁放到离轨道表面上方几毫米的位置，并通电励磁，利用它和轨道的相对运动，在钢轨内部感应出涡流，使钢轨发热，列车动能转化为热能，最终消散于大气中。（二）列车动能转变成可用能1再生制动： 与电阻制动相似，也是将牵引电动机变为发电机。不同的是将电能反馈回电网，而不是变成热能消散掉。很明显，再生制动方式既节约能源又减少制动时对环境的污染，并且基本上无磨耗，因此是一种非常理想的动力制动方式。但只能用于由电网供电的电力机车和电动车组，反馈回电网的电能要马上由正在牵引运行的电力机车或电动车组接受和利用。 在各种制动方式中，唯有再生制动方