车辆制动装置第一章

1、第一章 绪论 第一节第一节 制动基本感念及其在铁路运输中的制动基本感念及其在铁路运输中的作用作用 第二节第二节 车辆制动机的种类车辆制动机的种类 第三节第三节 自动式车辆空气制动装置作用原理自动式车辆空气制动装置作用原理第一节第一节 制动基本感念及其在铁路运输制动基本感念及其在铁路运输中的作用中的作用 一、一、 制动基本概念制动基本概念 1制动作用制动作用 人为地人为地施加于物体外力，使其施加于物体外力，使其减速、停止或减速、停止或者防止加速者防止加速。这一外力是钢轨施加于车轮。这一外力是钢轨施加于车轮。 2缓解作用缓解作用 解除制动作用的过程。解除制动作用的过程。 3车辆制动装置车辆制动装置

2、 4列车制动装置列车制动装置 5列车自动制动机列车自动制动机 6制动距离制动距离 从列车制动阀置于制动位起，到列车停车，从列车制动阀置于制动位起，到列车停车，列车所走过的距离。列车所走过的距离。列车紧急制动距离分别不得超过：列车紧急制动距离分别不得超过： 旅客列车：旅客列车： 120km/h120km/h800m800m； 140km/h140km/h1100m1100m； 160km/h160km/h1400m1400m； 200km/h200km/h2000m2000m； 250km/h250km/h2700m2700m； 300km/h300km/h3700m3700m；普通货物列车：普

3、通货物列车：90km/h90km/h800m800m；快运货物列车：快运货物列车：120km/h120km/h1100m1100m。7.制动波和制动波速制动波和制动波速 制动作用沿车辆长度方向传播的现象为制动作用沿车辆长度方向传播的现象为制动波。制动波。二、制动在铁路运输中的作用二、制动在铁路运输中的作用 1.1.在任何情况下，减速、停车或防止加速，确保行车在任何情况下，减速、停车或防止加速，确保行车安全；安全； 2.2.提高列车运行速度、牵引重量的先决条件，及性能提高列车运行速度、牵引重量的先决条件，及性能先进的制动装置是提高铁路运输能力的前提条件。先进的制动装置是提高铁路运输能力的前提条件

4、。第二节第二节 车辆制动机的种类车辆制动机的种类 一、手（人）制动机一、手（人）制动机 用人力来操纵实现制动用人力来操纵实现制动和缓解的制动机。结构和缓解的制动机。结构简单，不收动力限制，简单，不收动力限制，任何时候都可以使用，任何时候都可以使用，制动力小，只作为辅助制动力小，只作为辅助制动装置。只在原地制制动装置。只在原地制动或调车作用中使用。动或调车作用中使用。二、真空制动机 三、空气制动机三、空气制动机 1，直通式空气制动机，直通式空气制动机其特点是：其特点是：1 1）列车管增压制动，减压缓解。列车）列车管增压制动，减压缓解。列车分离时不能制动；分离时不能制动； 2 2）构造简单，有阶段

5、制动和阶段缓）构造简单，有阶段制动和阶段缓解。对于很短的列车，操纵灵活，但不适用较长的列车。解。对于很短的列车，操纵灵活，但不适用较长的列车。若列车较长，则制动或缓解时列车冲动很大。因为制动若列车较长，则制动或缓解时列车冲动很大。因为制动各车辆制动缸内的压力空气都由机车上的空气压缩机和各车辆制动缸内的压力空气都由机车上的空气压缩机和总风缸供给。所以，离机车越远的制动缸充气越晚，充总风缸供给。所以，离机车越远的制动缸充气越晚，充气的速度亦越慢。造成前后车辆制动的不一致性。同样，气的速度亦越慢。造成前后车辆制动的不一致性。同样，缓解时，所有车辆制动缸中的风均需经机车上的制动阀缓解时，所有车辆制动缸

6、中的风均需经机车上的制动阀排气口排入大气。所以，各制动缸的开始排气时间与排排气口排入大气。所以，各制动缸的开始排气时间与排气速度亦极不一致，即缓解的一致性很差。气速度亦极不一致，即缓解的一致性很差。 2，自动空气制动机，自动空气制动机 四、电空制动机四、电空制动机五、轨道电磁制动五、轨道电磁制动 轨道电磁制动也叫磁轨制动。制动时，安装在转向架轨道电磁制动也叫磁轨制动。制动时，安装在转向架构架侧梁下的电磁铁下放，电磁铁励磁，与钢轨产生吸力。构架侧梁下的电磁铁下放，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

7、钢轨和磨耗板，最终散于大气，其原理如下图所示。能，经钢轨和磨耗板，最终散于大气，其原理如下图所示。六、线性涡流制动六、线性涡流制动轨道涡流制动的工作原理与圆盘涡流制动相同，但结构形式轨道涡流制动的工作原理与圆盘涡流制动相同，但结构形式类似轨道电磁制动。在制动时，将安装在转向架构架侧梁下类似轨道电磁制动。在制动时，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，的电磁铁放到离轨道表面上方几毫米的位置，并通电励磁，利用它和轨道的利用它和轨道的相对运动，在钢相对运动，在钢轨内部感应出涡轨内部感应出涡流，使钢轨发热，流，使钢轨发热，列车动能转化为列车动能转化为热能，最终消散

8、热能，最终消散于大气于大气。 七、再生制动七、再生制动再生制动方式是将列车动能转化的电能反馈回电网，再生制动方式是将列车动能转化的电能反馈回电网，提供给别的列车使用。再生制动方式既节约能源又减少制提供给别的列车使用。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。理想的动力制动方式。 八、电阻制动八、电阻制动 电阻制动方式是把列车动能转化的电能加于列车自带电阻制动方式是把列车动能转化的电能加于列车自带的电阻器中，使电能变为电阻器的热能，并最终消散于大的电阻器中，使电能变为电阻器的热能，并最终消

9、散于大气中。电阻制动能提供较稳定的制动力，但车辆底架下需气中。电阻制动能提供较稳定的制动力，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。要安装体积和重量都较大的电阻箱和散热风机。直通空气制动机直通空气制动机第三节第三节 自动式车辆制动装置作用原理自动式车辆制动装置作用原理特点：特点： a.a.列车管减压，制动；列车管增压，列车管减压，制动；列车管增压，缓解。列车分离自动制动。缓解。列车分离自动制动。 b.b.制动与缓解一致性较好。制动与缓解一致性较好。 c.c.有阶段制动和一次缓解。有阶段制动和一次缓解。 二、车辆制动装置的基本作用原理二、车辆制动装置的基本作用原理 所谓所谓“三通

10、三通”是指：一通列车管，二通副风缸，是指：一通列车管，二通副风缸，三通制动缸。三通制动缸。1 1）充气缓解位）充气缓解位 其空气通路为：列车管其空气通路为：列车管副风缸；制动缸副风缸；制动缸大气。大气。2 2）排气制动位）排气制动位 其空气通路为：副风缸其空气通路为：副风缸制动缸。制动缸。3 3）制动中立位（保压位）制动中立位（保压位）1 1）所谓缓解是指）所谓缓解是指制动缸通大气；充制动缸通大气；充气是指副风缸压力气是指副风缸压力低于列车管时，由低于列车管时，由总风缸经列车管使总风缸经列车管使它补足压力空气至它补足压力空气至定压。充气缓解位定压。充气缓解位其空气通路为：列其空气通路为：列车管

11、车管副风缸；制副风缸；制动缸动缸大气。大气。 当操纵自动制动阀使制当操纵自动制动阀使制动管内压缩空气排人大动管内压缩空气排人大气时，三通阀主活塞外气时，三通阀主活塞外侧压力下降，主活塞被侧压力下降，主活塞被副风缸压力推动，连同副风缸压力推动，连同节制阀、滑阀向外移动，节制阀、滑阀向外移动，移动到滑阀与滑阀座上移动到滑阀与滑阀座上的孔路将副风缸和制动的孔路将副风缸和制动缸连通时，副风缸内压缸连通时，副风缸内压缩空气经滑阀上的制动缩空气经滑阀上的制动孔孔z与滑阀座上制动缸与滑阀座上制动缸孔孔r进入制动缸，实现制进入制动缸，实现制动机的制动作用。动机的制动作用。 特点：特点：1 1）列车管）列车管减

12、压制动，增压缓解减压制动，增压缓解。列车分离时或拉动紧急。列车分离时或拉动紧急 制动阀制动阀 （车长阀）时能自动停车；（车长阀）时能自动停车；2)2)适用于较长大列车。制动或缓解时，列车冲动较直通适用于较长大列车。制动或缓解时，列车冲动较直通 式为小。式为小。 制动时，各个制动缸内的压力空气就近取自各车辆本身制动时，各个制动缸内的压力空气就近取自各车辆本身的副风缸。而制动阀只需排出列车管少量空气即可发生的副风缸。而制动阀只需排出列车管少量空气即可发生制动作用。所以，制动作用。所以，制动一致性要比直通式的好制动一致性要比直通式的好。缓。缓解时，各制动缸中的压力空气经各自的三通阀排出。不解时，各制

13、动缸中的压力空气经各自的三通阀排出。不需要像直通式的那样，统一归到制动阀的排气口排出。需要像直通式的那样，统一归到制动阀的排气口排出。所以，所以，缓解的一致性亦好些缓解的一致性亦好些。 三通阀的三通阀的“软性软性” 自动制动机所用的三通阀或分配阀，它的主要部自动制动机所用的三通阀或分配阀，它的主要部分是一个依靠分是一个依靠两种压力的差两种压力的差别或平衡而发生动别或平衡而发生动作的机构，这个机构被命名为作的机构，这个机构被命名为“二压力机构二压力机构”。例如，上述三通阀靠一个活塞（鞲鞴）的左右两例如，上述三通阀靠一个活塞（鞲鞴）的左右两侧侧列车管侧和副风缸侧的压力差或压力平衡列车管侧和副风缸侧

14、的压力差或压力平衡而发生动作。而发生动作。 采用二压力机构的三通阀或分配阀叫采用二压力机构的三通阀或分配阀叫“软性阀软性阀”，用它组成的制动机叫用它组成的制动机叫“软性制动机软性制动机”。如。如GK、120型等制动机就属于这一类。型等制动机就属于这一类。 软性阀的特征软性阀的特征1 1）缓慢减压不制动。即阀具有一定的）缓慢减压不制动。即阀具有一定的稳定性。稳定性。 所谓稳定性即列车管的减压速度极为缓慢时，所谓稳定性即列车管的减压速度极为缓慢时，三通阀不发生制动动作的性能。例如，列车管的三通阀不发生制动动作的性能。例如，列车管的减压速度为减压速度为0.50.51.0kPa/s1.0kPa/s之内

15、，三通阀不应该之内，三通阀不应该发生动作。对阀提出稳发生动作。对阀提出稳定性要求，是运用实际的定性要求，是运用实际的需要。因为列车管不可能需要。因为列车管不可能达到绝对严密而没有任何达到绝对严密而没有任何的泄漏。的泄漏。当然，列车管的泄漏可以有总风缸经给气阀自动当然，列车管的泄漏可以有总风缸经给气阀自动地补充，但给气阀本身也具有一定地不灵敏性，地补充，但给气阀本身也具有一定地不灵敏性，并不是可以随时泄漏随时补充。所以，在运行中，并不是可以随时泄漏随时补充。所以，在运行中，虽然司机并没有操纵列车管的减压，而列车管中虽然司机并没有操纵列车管的减压，而列车管中的压力却一直在波动着。如果阀在缓解位不具

16、备的压力却一直在波动着。如果阀在缓解位不具备一定的稳定性，或稳定性不够，实际应用就有困一定的稳定性，或稳定性不够，实际应用就有困难。所以，要求阀具有一定的灵敏度，同时，还难。所以，要求阀具有一定的灵敏度，同时，还要求它具有一定的不灵敏性要求它具有一定的不灵敏性稳定性。稳定性。 2 2）列车管以一定速度减压，必须发生制动。即）列车管以一定速度减压，必须发生制动。即阀具有一定的灵敏度。阀具有一定的灵敏度。 例如，当列车管减压速度为例如，当列车管减压速度为5 510kPa/s10kPa/s时，阀不时，阀不应晚于应晚于6 6秒钟发生动作。秒钟发生动作。 3 3）轻易缓解）轻易缓解 列车管压力高于副风缸

17、列车管压力高于副风缸5 510kPa10kPa时，制动机一时，制动机一次缓解完毕。次缓解完毕。 例如，列车管定压由例如，列车管定压由500kPa500kPa更改为更改为600kPa600kPa时，时，阀的作用不变。阀的作用不变。 三、制动机应具备的条件三、制动机应具备的条件 为了使列车按需要及时平稳地停车或调整列车运行速度，为了使列车按需要及时平稳地停车或调整列车运行速度，保证运行安全，车辆制动装置应具备下列条件：保证运行安全，车辆制动装置应具备下列条件： 1具有足够的制动力，发生紧急情况时能确保列车在规具有足够的制动力，发生紧急情况时能确保列车在规定的制动距离内安全停车。定的制动距离内安全停

18、车。 2制动与缓解作用灵敏、准确，制动力大小能按需要适制动与缓解作用灵敏、准确，制动力大小能按需要适当进行调节。制动波速要快，具有在长大列车中能使前当进行调节。制动波速要快，具有在长大列车中能使前后部车辆制动机作用一致的性能，避免发生过大的纵向后部车辆制动机作用一致的性能，避免发生过大的纵向冲动。冲动。 3制动机应具有一定的稳定性，防止在列车运行中因制制动机应具有一定的稳定性，防止在列车运行中因制动管轻微漏泄等原因引起自然制动。动管轻微漏泄等原因引起自然制动。4采用的三通阀、分配阀或控制阀，能适应各种不同直径的制动缸，采用的三通阀、分配阀或控制阀，能适应各种不同直径的制动缸，制动力均匀一致；漏泄时有自动补风作用，在长大下坡道运行时，制动力均匀一致；漏泄时有自动补风作用，在长大下坡道运行时，具有制动力不衰减的性能。具有制动力不衰减的性能。 5有可靠的紧急制动作用性能，并且除了机车司机操纵外，必要时有可靠的紧急制动作用性能，并且除了机车司机操纵外，必要时还可由其他乘务人员利用设在货物列车的守