车辆制动总论

车辆制动总论1第1页，共74页，2023年，2月20日，星期四第一章车辆制动总论1.1几个基本概念1.2几种制动方式及其制动机1.3粘着及粘着制动2第2页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.制动：对运动着的物体施加外力，转移物体的动能，使物体降低速度或停止运动，称为“制动”。1.1几个基本概念制动力书中第一章第一节内容3第3页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.制动：对运动着的物体施加外力，转移物体的动能，使物体降低速度或停止运动，称为“制动”。2.制动力：为了对运动着的物体实施制动而施加的外力，即为制动力。1.1几个基本概念书中第一章第一节内容4第4页，共74页，2023年，2月20日，星期四牵引动力装置经过适当的转换，并配以相应的控制系统来进行制动的方式。电阻制动、再生制动、液力制动以电操纵或永磁铁产生磁场，通过磁力产生制动力。旋转涡流制动、轨道涡流制动、磁轨制动以压缩空气（液体）为动力来源，用空气压力的变化，实现制动。闸瓦制动、盘形制动空气制动制动原动力液压制动磁力制动1.1几个基本概念人力制动动力制动以人力为动力，通过装置实现制动。手制动、脚制动5第5页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.制动：对运动着的物体施加外力，转移物体的动能，使物体降低速度或停止运动，称为“制动”。2.制动力：为了对运动着的物体实施制动而施加的外力，即为制动力。1.1几个基本概念书中第一章第一节内容6第6页，共74页，2023年，2月20日，星期四

粘着制动非粘着制动制动力形成方式非粘着制动：制动力不必通过轮轨滚动接触点而作用于车辆的制动方式。粘着制动：制动力通过轮轨滚动接触点作用于车辆上的制动方式。书中第一章第二节内容1.1几个基本概念7第7页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.制动：对运动着的物体施加外力，转移物体的动能，使物体降低速度或停止运动，称为“制动”。2.制动力：为了对运动着的物体实施制动而施加的外力，即为制动力。1.1几个基本概念书中第一章第一节内容8第8页，共74页，2023年，2月20日，星期四转换为热能，消散于大气转换为可用能量利用摩擦制动非摩擦制动能量转移方式能量转换方法1.1几个基本概念9第9页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.制动：对运动着的物体施加外力，转移物体的动能，使物体降低速度或停止运动，称为“制动”。2.制动力：为了对运动着的物体实施制动而施加的外力，即为制动力。3.缓解：对已实施制动的物体，解除或减弱其制动作用，称为“缓解”。1.1几个基本概念书中第一章第一节内容10第10页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.1几个基本概念制动意义11第11页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.1几个基本概念4.制动初速度：司机施行制动的瞬间的列车速度。v1v2v312第12页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.1几个基本概念5.制动距离：从施行制动的瞬间起，到列车速度降为零的瞬间止，列车驶过的距离。s2s1s313第13页，共74页，2023年，2月20日，星期四我国对制动距离的规定列车在任何线路坡道上的紧急制动距离限值:

运行速度不超过90km/h的货物列车为800m；运行速度超过90km/h~100km/h货物列车为1100m;

运行速度超过100km/h~120km/h货物列车为1400m.1.1几个基本概念14第14页，共74页，2023年，2月20日，星期四运行速度不超过120km/h的列车为800m；运行速度超过120km/h~140km/h的旅客列车为1100m;运行速度超过140km/h~160km/h的旅客列车为1400m;运行速度超过160km/h~200km/h的旅客列车为2000m.1.1几个基本概念15第15页，共74页，2023年，2月20日，星期四6.常用制动：在正常情况下为调节或控制列车速度包括进站停车所施行的制动。它的特点是作用比较缓和而且制动力可以调节。7.紧急制动：在紧急情况下为使列车尽快停住所施行的制动。特点是作用比较迅猛而且要把列车制动能力全部用上。1.1几个基本概念16第16页，共74页，2023年，2月20日，星期四8.制动装置：使列车能实施制动和缓解而装于车上的装置1.1几个基本概念17第17页，共74页，2023年，2月20日，星期四9.制动机：产生制动原动力并进行操纵和控制的部分1.1几个基本概念18第18页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.1几个基本概念10.基础制动装置：传送制动原动力并产生制动力的部分19第19页，共74页，2023年，2月20日，星期四摩擦制动（利用摩擦力）

电阻制动

再生制动

旋转涡流制动

1.2几种制动方式及其制动机粘着制动

闸瓦制动

盘形制动

液力制动利用磁力利用摩擦力利用空气阻力非粘着制动电制动利用磁力动力制动（液力制动、电阻制动、再生制动）轨道涡流制动磁轨制动翼板制动车辆制动20第20页，共74页，2023年，2月20日，星期四一、动力制动动力制动：是指机车车辆的牵引动力装置经过适当转换，并配以相应的控制系统来进行制动的方式。动力制动的特点：1．具有良好的经济效果。2．可以充分利用粘着，获得较大的制动率.3．具有良好的制动特性。4．动力制动有一定的局限性。21第21页，共74页，2023年，2月20日，星期四二、闸瓦制动闸瓦制动是利用闸瓦压紧车轮踏面，使轮瓦间发生摩擦，将列车动能的大部分变为热能，并转移到车轮与闸瓦，再逸散于大气的制动方式.22第22页，共74页，2023年，2月20日，星期四二、闸瓦制动闸瓦制动制动力形成方式粘着制动能量转移方式能量转换方法将车辆的动能转化为热能摩擦制动23第23页，共74页，2023年，2月20日，星期四闸瓦制动制动机：手制动机（脚制动机）、空气制动机、电空制动机、真空制动机。制动原动力：人力、压缩空气、空气。基础制动装置：单侧制动、双侧制动、单元式、散开式。后续章节重点讲述二、闸瓦制动24第24页，共74页，2023年，2月20日，星期四三、盘形制动盘形制动是用带闸片的夹钳夹紧安装在车轮辐板两侧或车轴上的制动盘，使闸片与制动盘产生摩擦而起制动作用。25第25页，共74页，2023年，2月20日，星期四三、盘形制动盘形制动制动力形成方式粘着制动能量转移方式能量转换方法将车辆的动能转化为热能摩擦制动26第26页，共74页，2023年，2月20日，星期四三、盘形制动盘形制动制动机：空气制动机、电空制动机。制动原动力：压缩空气。后续章节重点讲述27第27页，共74页，2023年，2月20日，星期四制动时靠液力制动器或液力变矩器中的液体之间和固体之间的摩擦，将列车动能转变为热能加以消散，从而产生制动作用。四、液力制动属于动力制动28第28页，共74页，2023年，2月20日，星期四制动原动力：牵引动力装置。制动装置：液力制动器、液力变矩器四、液力制动液力制动制动力形成方式粘着制动能量转移方式能量转换方法将车辆的动能转化为热能摩擦制动29第29页，共74页，2023年，2月20日，星期四制动时变牵引电机为发电机，把列车的动能转换成电能，再把电能加在制动电阻上，电阻产生的热量消散于大气中，从而产生制动作用.五、电阻制动属于动力制动30第30页，共74页，2023年，2月20日，星期四制动原动力：牵引动力装置。制动装置：牵引电机、制动电阻、控制系统等共同组成。五、电阻制动电阻制动制动力形成方式粘着制动能量转移方式能量转换方法动能→电能→热能非摩擦制动31第31页，共74页，2023年，2月20日，星期四五、电阻制动电阻制动原理直流牵引电动机直流他励发电机直流电机可逆原理制动工况牵引工况列车动能电能热能冷却风制动电阻电磁转矩与转向同电磁转矩与转向反32第32页，共74页，2023年，2月20日，星期四电阻制动特性线性段：速度高制动力大励磁电流恒定双曲线段：速度高制动力小制动电流恒定制动力和速度呈双曲线，速度增加励磁电流减小，直至受换向火花限制33第33页，共74页，2023年，2月20日，星期四制动时变牵引电机为发电机，把列车的动能转换成电能，再把电能回馈到电网再生利用，从而产生制动作用。六、再生制动属于动力制动34第34页，共74页，2023年，2月20日，星期四制动原动力：牵引动力装置。制动装置：牵引电机、控制系统、回收装置等共同组成。六、再生制动再生制动制动力形成方式粘着制动能量转移方式能量转换方法动能→电能→再生利用非摩擦制动35第35页，共74页，2023年，2月20日，星期四六、再生制动制动力(kN)速度（km/h）36第36页，共74页，2023年，2月20日，星期四七、旋转涡流制动旋转涡流制动利用安装在车轴上的圆盘切割磁力线产生涡流，使涡流盘发热，将列车的动能转换成热能的制动方式。旋转涡流制动制动力形成方式粘着制动能量转移方式能量转换方法切割磁力线产生涡流将车辆的动能→热能非摩擦制动37第37页，共74页，2023年，2月20日，星期四七、旋转涡流制动38第38页，共74页，2023年，2月20日，星期四七、旋转涡流制动39第39页，共74页，2023年，2月20日，星期四七、旋转涡流制动40第40页，共74页，2023年，2月20日，星期四七、旋转涡流制动41第41页，共74页，2023年，2月20日，星期四八、轨道（线性）涡流制动轨道涡流制动又称线性涡流制动或涡流式轨道电磁制动。列车运行时励磁电磁铁(或永磁铁）产生的磁通，在气隙中建立移动磁场，使钢轨内产生感应电动势和电流（涡流），从而产生切向电磁力（制动力）。42第42页，共74页，2023年，2月20日，星期四轨道涡流制动制动力形成方式非粘着制动能量转移方式能量转换方法非摩擦制动八、轨道（线性）涡流制动切割磁力线产生涡流将车辆的动能→热能43第43页，共74页，2023年，2月20日，星期四

八、轨道（线性）涡流制动44第44页，共74页，2023年，2月20日，星期四制动力：B=∑（K●

φ）

K—每个电磁铁的吸力

φ—电磁铁与钢轨间的滑动摩擦系数九、磁轨制动（摩擦式轨道电磁制动）磁轨制动制动力形成方式非粘着制动能量转移方式能量转换方法将车辆的动能转化为热能摩擦制动45第45页，共74页，2023年，2月20日，星期四

九、磁轨制动（摩擦式轨道电磁制动）46第46页，共74页，2023年，2月20日，星期四

1.对中装置2.提升缸3.反作用力导向装置4.电磁铁5.连接电缆九、磁轨制动（摩擦式轨道电磁制动）47第47页，共74页，2023年，2月20日，星期四

九、磁轨制动（摩擦式轨道电磁制动）48第48页，共74页，2023年，2月20日，星期四

九、磁轨制动（摩擦式轨道电磁制动）49第49页，共74页，2023年，2月20日，星期四九、磁轨制动（摩擦式轨道电磁制动）50第50页，共74页，2023年，2月20日，星期四九、磁轨制动（摩擦式轨道电磁制动）51第51页，共74页，2023年，2月20日，星期四十、翼板制动52第52页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动书中第一章第二节内容

粘着制动非粘着制动制动力形成方式非粘着制动：制动力不必通过轮轨滚动接触点而作用于车辆的制动方式。粘着制动：制动力通过轮轨滚动接触点作用于车辆上的制动方式。53第53页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动QPN54第54页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动1.粘着：两个具有一定表面粗糙度的物体，在一定压力下相互接触，象齿轮那样处于啮合并传递作用力的一种物理状态。55第55页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动2.粘着力Bμ：粘着状态所传递的最大作用力。也可以是粘着状态下轮轨间切向摩擦力的最大值。56第56页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动3.粘着的特点：“静中有微动”；“滚中有微滑”。57第57页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动4.粘着系数μ：轮轨间所产生的粘着力与垂向载荷之比。

μ=Bμ/∑N5.粘着系数的影响因素：⑴车轮和钢轨材料的硬度。⑵列车运行速度。⑶轮、轨接触面状态。⑷闸瓦制动时，闸瓦材质。书中第一章第三节内容58第58页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动4.粘着系数μ：轮轨间所产生的粘着力与垂向载荷之比。

μ=Bμ/∑N5.粘着系数的影响因素：

⑴车轮和钢轨材料的硬度。⑵列车运行速度。⑶轮、轨接触面状态。⑷闸瓦制动时，闸瓦材质。书中第一章第三节内容它们的硬度越高，粘着系数越大。59第59页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动4.粘着系数μ：轮轨间所产生的粘着力与垂向载荷之比。

μ=Bμ/∑N5.粘着系数的影响因素：

⑴车轮和钢轨材料的硬度。

⑵列车运行速度。⑶轮、轨接触面状态。⑷闸瓦制动时，闸瓦材质。书中第一章第三节内容粘着系数随速度的增加而减小。列车速度低，冲击振动和轮轨间的横向和纵向的少量滑动减弱，因此粘着系数增加。60第60页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动4.粘着系数μ：轮轨间所产生的粘着力与垂向载荷之比。

μ=Bμ/∑N5.粘着系数的影响因素：

⑴车轮和钢轨材料的硬度。

⑵列车运行速度。⑶轮、轨接触面状态。⑷闸瓦制动时，闸瓦材质。书中第一章第三节内容一是污染影响、二是气候影响。61第61页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动4.粘着系数μ：轮轨间所产生的粘着力与垂向载荷之比。

μ=Bμ/∑N5.粘着系数的影响因素：

⑴车轮和钢轨材料的硬度。

⑵列车运行速度。⑶轮、轨接触面状态。

⑷闸瓦制动时，闸瓦材质。书中第一章第三节内容铸铁闸瓦对清除车轮踏面杂质和油脂的作用，对改善粘着有利。合成闸瓦回在轮轨表面留下一层低粘着的废料，使粘着系数下降。62第62页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动6.粘着系数的计算公式：

干燥轨面潮湿轨面

(1—6)（1—7）63第63页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动7.粘着制动力的形成取轮对为分离体根据牛顿第二定律：闸瓦在前方B+K-Rx1=ml.a

闸瓦在后方

B-K+Rx2=ml.am

l

.gm

l

.g64第64页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动m

t

.g／２取转向架为分离体根据牛顿第二定律：

Rx1–Rx2-Px=mz.aB+K-Rx1=ml.aB-K+Rx2=ml.am

l

.gm

l

.gm

z

.g65第65页，共74页，2023年，2月20日，星期四1.3粘着及粘着制动Rx1–Rx2-Px=mz.a取车体为分离体根据牛顿第二定律：

2Px=mt.am

z

.gm

t

.g／２m

t

.gm

t

.g／２m

t

.g／２66第66页，共74页，2023年，2月20日，星期四轮对受力：B+K-Rx1=ml.a

B-K+Rx2=ml.a转向架受力：Rx1–Rx2-Px=mz.a车体受力：2Px=mt.a整车受力：

2(B+K-Rx1)+2(B-K+Rx2)+2(Rx1–Rx2–Px)+

2Px

=2ml.a+2ml.a+2mz.a+

mt.a将上式简化：4B=（4ml+2mz+mt

）.a1.3粘着及粘着制动67第6