呼职院电力机车制动机讲义01制动机认识

电力机车制动机讲义模块一

制动机认识

项目一

制动的概念，制动系统的作用和对铁路运输的重要意义有效的制动装置（又称制动系统，工作实践中，简称制动机）是铁道机车车辆的重要组成部分。随着社会的发展，科学技术的进步，制动机由原始的手制动机、直通式空气制动机，发展到近代的性能较完善的自动空气制动机、电空制动机等。与此同时，伴随着铁道牵引动力的革命，制动技术也得到飞跃发展，再生制动、电阻制动和液力制动的问世虽历史不长，但这些制动方式的强大制动功率、极好的高速性能以及很高的经济性，使它们得到较为广泛的应用。本教材主要包括电力机车风源系统；DK-1型电空制动机主要部件的构造、作用原理；DK-1型电空制动机的综合作用及其他系统的配合；DK-1型电空制动机的试验及常见故障与处理；车辆制动机的结构、基本原理；相关的制动理论基础知识等内容。一、制动系统日常生活中，任何运输工具都离不开制动系统。小到自行车，大到航天飞机，制动系统都起着保证运输安全的重要作用。对于铁路运输来讲，列车的运行过程包括牵引、惰性和制动三个基本工况，而制动工况的顺利实施关键在于制动系统有效、可靠地工作。那么，什么是制动系统？它包括哪些组成部分呢？下面先介绍两个基本概念——制动、制动力。所谓制动是指能够人为地产生列车减速力并控制这个力的大小，从而控制列车减速或阻止它加速运行的过程。制动过程必须具备两个基本条件：（1）实现能量转换；（2）控制能量转换。制动力是指制动过程中所形成的可以人为控制的列车减速力。而制动系统是指能够产生可控制的列车减速力，以实现和控制能量转换的装置或系统。制动系统由制动机、手制动机和基础制动装置三大部分组成。其控制关系（即工作流程）如下：制动机基础制动装置

手制动机

无论是机车，还是车辆，都具有各自的制动系统，即各自的制动机、手制动机和基础制动装置。当机车、车辆编组成列车后，其各自的制动系统相互联系而构成一个统一的制动系统

列车制动系统。因此，制动系统则有了机车制动系统、车辆制动系统和列车制动系统之分。由于制动系统的设置目的是实现列车能够按照人的意志减速或准确停车，所以，制动系性能的好坏，不仅影响着列车制动效果，而且影响着铁路运输生产。衡量制动系统性能的优劣，主要是衡量制动机性能的好坏，性能良好的制动机对铁路运输有以下几方面的促进作用：

（1）保证行车安全；

（2）充分发挥牵引力，增大列车牵引重量，提高列车运行速度；

（3）提高列车的区间通过能力。项目二

制动方式和制动机的分类制动过程是人为产生并控制列车减速力的大小，从而控制列车减速运行或阻止它加速的过程。制动过程中所需要的作用动力和控制信号的不同是区别不同制动机的重要标志。例如，空气制动机的作用动力和控制信号均为压缩空气（又称压力空气）；电空制动机的作用动力也是压力空气，但其控制信号则为电信号，因此了解制动机的作用动力和控制信号是分析和掌握该制动机工作过程的基本前提。理论上，常以制动方式区别不同方式的制动。所谓制动方式是指制动过程中列车动能的转移方式或制动力的形成方式。按照列车动能转移方式的不同，制动方式可分为热逸散和将动能转换成有用能两种基本方式，其中：

闸瓦制动固体摩擦制动

盘形制动

轨道电磁制动摩擦制动

液体摩擦制动热逸散

电阻制动动力制动

旋转涡流制动

轨道涡流制动

再生制动动能转换成有用能

飞轮储能制动按照制动力形成方式的不同，制动方式又可分为粘着制动和非粘着制动。制动力的形成是通过轮轨间的粘着来实现的制动，称为粘着制动；反之，不通过轮轨间的粘着来形成制动力的制动，则称为非粘着制动。粘着制动和非粘着制动分类见表1—1。表1-1

粘着制动与非粘着制动分类表制动类型分类备注粘着制动1．摩擦制动踏面制动广泛应用盘形制动2．动力制动电阻制动在电力机车上普遍采用再生制动在电力机车上采用加馈电阻制动在电力机车上普遍采用3．惯性制动飞轮蓄能制动非粘着制动4．磁轨摩擦制动在高速机车、动车组上采用，目前尚未普及5．磁轨涡流制动6．风阻制动及喷气制动制动机包括：（1）按作用对象可分为机车制动机和车辆制动机；（2）按控制方式和动力来源可分为空气制动机、电空制动机和真空制动机等。无论机车制动机采用何种制动机（如空气制动机、电空制动机等），都要可靠的完成以下任务：（1）对列车制动系统进行灵活、准确的操纵和控制；（2）向整个列车制动系统提供质量良好的动力（如压力空气）。项目三

DK-1型电空制动机的特点、性能组成和各主要部件相互控制关系DK-1型电空制动机采用电信号传递控制指令和积木式结构，具有以下特点：1．双端（或单端）操纵。在双端操纵的六轴SS3、SS9机车上设置一套完整的双端操纵制动机系统；而在八轴两节式SS4改进型电力机车上设置两套完整的单端操纵制动系统，每节机车可以单独使用，并且通过重联装置使两节机车或多节机车重联运行。2．DK-1型电空制动机减压准确、充风快、操纵手柄轻巧灵活、司机室内噪声小以及结构简单、便于维修。3．非自动保压式。DK-1型电空制动机制动减压量随着操纵手柄停留在"制动位"时间的增长而增加，直到最大减压量。操作中，若不需要产生最大减压量，则当减压量达到所需减压量时，须将手柄由"制动位"转换到"中立位"进行保压。4．失电制动。当电气线路或电器因故障而失电时，DK-1型电空制动机将立即进入常用制动状态而实施制动，以保证列车运行安全。5．与机车其他系统配合。目前，DK-1型电空制动机能够与列车安全运行监控记录装置、动力制动系统等进行配合，以适应高速、重载列车的运行需要。6．控制列车电空制动机。随着列车电空制动机的装车使用，DK-1型电空制动机可以较方便地对车列电空制动机实施有效控制。7．采用制动逻辑控制装置，实现了机车制动控制电路的简统化。8．兼有电空制动机和空气制动机两种功能。正常工作时，作为电空制动机使用；当电气线路发生故障时，由故障转换装置可将其转换成空气制动机使用，以维持机车故障运行。二、DK-1型电空制动机的性能DK-1型电空制动机具有良好的灵活性和适用性，其主要性能如表1-2、表1-3、表1-4所示。表1-2

单独制动性能序号项

目技术要求1全制动时制动缸最高压力(kPa)3002制动缸压力由零升至280kPa的时间(s)≤43缓解位，制动缸由300kPa降至40kPa的时间(s)≤5

表1-3

自动制动性能(制动管定压500kPa)序号项

目技术要求1初制动制动管减压量(kPa)

40～502运转位，制动管由零充至480kPa的时间(s)

≤93均衡风缸自500kPa常用减压至360kPa的时间(s)

5~74常用全制动时，制动缸最高压力(kPa)

340~3805常用全制动时，制动缸升至最高压力的时间(s)

6~86运转位，制动缸压力由最高缓解至40kPa的时间(s)

≤77紧急位，制动管压力由定压排至零的时间(s)

≤38紧急位，制动缸最高压力(kPa)

≤450±109紧急位，制动缸压力升至400kPa的时间(s)

≤5表1-4

辅助性能序号项

目技

术

要

求1紧急位，切除动力牵引手柄有级位切除，无级位不切除。2列车分离(断钩、拉紧急制动阀)保护切除机车动力源，切除制动管补风，机车产生紧急制动。3失电常用制动。4自动常用制动和自动停车与机车运行监控记录装置配合，实施常用制动和紧急制动。5

与动力制动协调配合动力制动初始时自动产生空气制动，制动管减压40～50kPa左右，25～28s后，空气制动自动消除，机车保持动力制动。

三、DK-1型电空制动机的组成DK-1型电空制动机由电气线路和空气管路两部分组成，如图1－1、图1－2所示（见书本插页）。根据DK-1型电空制动机的安装情况，可将其分为操作台部分、电空制动屏柜部分及空气管路部分。（一）操纵台操纵台部分主要包括司机操纵台和副司机操纵台。1．司机操纵台在司机操纵台上设有电空制动控制器、空气制动阀、压力表、充气及消除按钮。（1）电空制动控制器（俗称大闸）：操纵部件，用来控制全列车的制动与缓解。（2）空气制动阀（俗称小闸）：操纵部件，电空位操作时，用来单独控制机车的制动与缓解，与列车的制动缓解无关。通过其上的电-空转换拨杆转换后，可以操纵全列车的制动与缓解。另外手把下压可单独缓解机车的制动压力。（3）压力表：设置两块双针压力表，其一显示总风缸、均衡风缸压力，其二显示制动管和制动缸的压力。SS9型电力机车司机台上还设有"停放制动"按钮开关，用于控制机车停放制动器，防止机车溜行。2．副司机操纵台副司机操纵台设置有紧急停车按钮和紧急放风阀（手动放风塞门）。（1）紧急停车按钮：设在副司机操纵台仪表架上，当副司机发现有危及行车安全和人身安全的情况，又来不及通告司机时，可直接按下紧急停车按钮，全列车紧急制动停车。（2）紧急放风阀（121或122）：设在司机室右侧壁附近的制动管支管上。当制动机失效时，可以手动紧急放风阀直接排放制动管内的压力空气，使列车紧急制动停车。SS9型电力机车紧急制动放风阀设在司机室后墙上。（二）电空制动屏柜电空制动屏柜又称制动屏柜、气阀柜，主要安装有下列部件，如图3－3、图3－4所示。1．电空阀：中间控制部件，它接受电空制动控制器的电信号指令，用以连通或切断相应气路，实现DK-1型电空制动机电气线路与空气管路的联锁作用。2．调压阀：用来调整来自总风缸的压力空气，并稳定供给气动部件用风。3．双阀口式中继阀：根据均衡风缸的压力变化来控制列车制动管的压力变化，从而完成列车的制动、缓解与保压作用。4．总风遮断阀：用来控制双阀口式中继阀的充风风源，以适应不同运行工况的要求。因此，也可将双阀口式中继阀和总风遮断阀统称中继阀。5．分配阀：根据制动管压力变化而动作，并接受空气制动阀的控制，向机车制动缸充气或排气，使机车得到制动、缓解与保压作用。6．电动放风阀：它主要接受电空制动控制器和自停装置的控制，直接将列车制动管的压力空气快速排入大气，使列车产生紧急制动作用。7．紧急阀：在列车制动管压力快速下降时动作，加速列车制动管的排风，同时接通保护电路动作，起断钩保护作用。8．压力开关：气动电器。它在均衡风缸压力变化时进行电路的转换。9．转换阀：它是一种手动操纵阀，通过它进行空气管路转换。10．电子时间继电器及中间继电器：用于实现电路的相关联锁和自动控制。除此之外，制动屏柜内还设有初制风缸、工作风缸、均衡/过充风缸、限制风堵、压力表和各种塞门等。（三）空气管路空气管路性能的好坏决定着制动机能否正常、可靠地工作。空气管路主要包括：管道滤尘器、截断塞门、管路及管路连接件等。四、DK-1型电空制动机的控制关系DK-1型电空制动机的工作分为两种工况：电空位（即正常位）工作时，通过操纵电空制动控制器（或空气制动阀）可以控制、实施全列车（或机车）的制动与缓解；空气位（即故障位）工作时，通过操纵空气制动阀可以控制、实施全列车的制动与缓解。其各主要部件的控制关系如下：（一）