列车制动装置简介

现代轨道车辆列车制动装置简介摘要：制动系统是列车的一个重要组成部分，它直接影响列车运行的安全性。本文重点介绍了各种制动装置的原理、结构及其在动车组上的应用情况。关键词：制动装置电动制动电气制动再生制动动车组引言：随着铁路现代化运输的发展，列车的运行速度和牵引重量不断提高，我们除了要加大牵引力外还务必要提高机车、车辆的制动性能。支撑着所有铁道车辆安全运行的基本要素就是制动装置，“安全制动停车”是铁道车辆必须具备的功能。制动装置的性能不仅是保障行车安全的必要手段，同时也是提高列车速度和铁路通过能力的重要因素。一、制动的概论人为地使列车减速，停车或防止停留的车辆移动所采取的措施，称为制动。在铁路机车、车辆上，产生制动的方法比较多，目前我国主要采用以压缩空气为动力，利用基础制动装置上的闸瓦紧压转动着的车轮踏面，使其相互间产生摩擦力，将机车、车辆动能转变为热能逸散，从而使列车减速或停车的方法。二、制动装置的组成、分类及比较（一）制动装置组成制动装置一般可分为两大组成部分：（1）“制动机”一一产生制动原动力并进行操纵和控制的部分。（2）“基础制动装置”一一传送制动原动力并产生制动力的部分。（二）制动装置分类按动能的转移方式分踏面制动，又称闸瓦制动，是自有铁路以来使用最广泛的一种制动方式。它用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块（闸瓦）紧压滚动着的车轮踏面，通过闸瓦与车轮踏面的机械摩擦将列车的动能转变为热能，消散于大气，并产生制动力。现在的货车采用的是单闸瓦的踏面摩擦制动，而普通客车采用的是双闸瓦的踏面摩擦制动。（2）盘形制动盘形制动是在车轴或轮辐板侧面安装的制动盘，一般为铸铁圆盘，制动时用制动夹钳使合成材料制成的两个闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，将动车组动能转变成热能消散于大气。（3）电阻制动电阻制动是在制动时将原来驱动轮对的牵引电机转变为发电机，由轮对带动发电，并将电流通过专门设置的电阻器，采用通风散热将热量消散于大气，从而使动轮产生制动作用。电阻制动装置可以取消压缩空气供给源，实现车辆轻量化，简化制动系统（4）再生制动再生制动也是将牵引电机转变为发电机运行，不同的是，它是将电能反馈回电网，使本来由电能变成的动车组动能再生为电能，而不是变成热能消散掉。按用途分（l）常用制动常用制动是正常条件下为调节、控制列车速度或进站停车施行的制动。特点是作用比较缓和，且制动力可以调节，通常只用列车制动能力的20%~80%，多数情况下只用50%左右。（2）非常制动非常制动是紧急情况下为使列车尽快停住而施行的制动。其特点是把列车制动能力全部用上，且动作迅猛，制动力为最大常用制动力的1.4~1.5倍。非常制动有时也称快速制动。（3）紧急制动紧急制动也是在紧急情况下采取的制动方式，特点与非常制动类似。它与非常制动的区别在于:非常制动一般为电、空联合制动，也可以是空气制动;而紧急制动只有空气制动作用。（4）辅助制动辅助制动又包括备用制动、救援/回送制动、停放制动和停车制动等。（三）制动装置的性能比较与闸瓦制动相比，盘形制动有下列主要优点：（1）能适用车辆高速运行，可以大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗。（2）制动盘和闸片的耐磨性好，检修工作量小。适宜于高速列车。（3）制动平稳，几乎没有噪声。（4）结构简单，制动效率高，能充分利用制动黏着系数；但是，盘形制动也有它不足之处：（1）车轮踏面没有闸瓦的磨刮，轮轨粘着将恶化，所以，还要考虑加装踏面清扫器（或称清扫闸瓦），或采用以盘形为主、盘形加闸瓦的混合制动方式，否则，即使有防滑器，制动距离也比闸瓦制动要长。(2)制动盘使簧下重量及其引起的冲击振动增大，运行中还要消耗牵引功率。再生制动是通过将牵引电机作为发电机运转，从而获得制动力的制动方法。与机械制动方式相比有很大的优势，如，没有摩擦、磨耗、没有零部件消耗，再生制动能用于列车供电，是极有利的节能制动方法三、对制动装置性能的要求⑴尽可能缩短制动距离以保障列车安全；保证高速制动时车轮不滑行；司机操纵制动系统灵活可靠，能适应列车自动控制的要求。四、动车组制动装置(一)动车组制动装置制动装置是保证列车安全运行所必需的装置，因此高速动车组对制动技术提出了严峻的挑战。动车组的动能与速度的平方成正比，而在一定的制动距离条件下，列车的制动功率是速度的三次函数。因此，传统的空气制动能力远远不能满足需要。动车组常采用再生制动与空气制动的复合制动模式，制动控制系统包括再生制动控制系统和空气制动控制系统，此外还有电子防滑器及基础制动装置等。相对动力集中式列车而言，动力分散列车的控制系统具有许多优点。动力集中式列车动力制动往往集中在机车上，而拖车往往只采用摩擦制动；而动力分散列车的动力制动分散在列车的多辆(可能全部)车上，因而能更充分地利用再生制动、电阻制动等动力制动的制动能力，这就大大减少了摩擦制动摩擦副的磨损，提高了列车运行的经济性，同时大大减少了制动时的噪声。因为电制动能够提供强大的制动力和其它诸多优点，它已成为各种型号的高速动车组的主要制动方式。（二）动车制动装置工作方式电制动系统动车组的制动能量和速度的平方成正比，只使用空气制动已不能满足其制动需要，因空气制动的制动能力受到以下因素的影响：一是制动材料的摩擦性能对黏着利用的局限性，二是制动容量和机械制动部件磨耗寿命的限制。所以，动车组采用电制动与空气制动联合作用的方式，且以电制动为主。应用在国产200km/h动车组上的电制动有电阻制动和再生制动两种，它们都是让列车的动轮带动动力传动装置（牵引电动机），使其产生逆作用，将列车的动能转变为电能，再变成热能消耗掉或反馈回电网的制动方式。空气制动系统虽然电制动可以提供强大的制动力，但目前空气制动对于高速动车组来说仍然不可缺少。这是因为:直流电机的制动力随着列车速度的降低而减少，如不采取其他制动方式，列车就不可能完全停下来。因此还必须配备空气制动系统。CRH2动车组的空气制动系统由压缩空气供给系统、空气制动控制部分和基础制动装置三大部分组成。压缩空气供给系统用于产生并贮存各用气装置所需的压缩空气，该系统一般包括空气压缩机、干燥装置、风缸和安全阀等部分。五、结论本文对列车制动装置的组成、特点进行了系统的介绍，主要内容包括制动的基本概念、制动装置的分类及其工作原理，对于各种制动方式的优缺点进行了比较。此外，还介绍7CRH和谐系列动车组的制动系统。在我国大力倡导建设资源节约型社会的背景下，我国机车、车辆制动装置未来发展应该优先考虑可再生式制动，这样大大有助于节约资源，降低能源消耗。参考文献：日本制动装置的最新研发动向