城轨交通车辆制动系统-空气制动系统

项目五城轨交通车辆制动系统任务三空气制动系统任务三城轨交通车辆的空气制动系统又称为机械制动系统或摩擦制动系统，是指在城轨交通车辆制动系统中将空气压力能转换为基础制动装置摩擦力的制动装置。我国的城轨交通车辆最常用的空气摩擦制动方式是闸瓦制动方式和盘形制动方式。空气制动以风源系统产生的压缩空气为动力，通过一套机械和传动机构将制动力进行放大和均匀分配并传至每块闸瓦，闸瓦再和车轮踏面（或摩擦盘）之间发生摩擦，将车辆的动能转换为热能消耗在大气中。任务三一、城轨交通车辆空气制动系统的组成城轨交通车辆的空气制动系统组成1供气装置2基础制动装置3防滑装置4制动控制单元任务三一、城轨交通车辆空气制动系统的组成1.压力空气的供气系统供气系统的主要作用是产生一定压强的压缩空气，并储存在风缸中，供制动、车门控制装置（气动门）、车辆转向架的空气弹簧减振悬挂装置等使用，供气系统主要由压缩机、空气干燥器、压力控制装置和管路等组成。任务三一、城轨交通车辆空气制动系统的组成2.制动控制单元制动控制单元是城轨交通车辆制动的核心部件，它主要作用是接受计算机制动控制单元的指令，然后再指示制动执行部件动作，完成制动作用。任务三一、城轨交通车辆空气制动系统的组成3.防滑装置防滑装置主要是当车轮与钢轨黏着不良时，对制动力进行控制的装置，防止车轮打滑擦伤车轮踏面。图5-10所示为西安地铁2号线的防滑装置，每辆车的防滑控制装置包括4个防滑排风阀和4个轴端速度传感器，用于车轮与钢轨黏着不良时，对制动力进行控制。任务三如图

5-10图5-10西安地铁2号线的防滑装置一、城轨交通车辆空气制动系统的组成任务三一、城轨交通车辆空气制动系统的组成4.基础制动装置基础制动装置是空气制动装置的执行装置，是产生制动力的执行装置。一般单元制动器都将制动缸传动机构、闸瓦间隙调整器以及悬挂装置连在一起，形成一个紧凑的装置。我国地铁车辆采用德国克诺尔制动机厂生产的单元制动器较多，图511所示为两种不同类型的单元式制动缸，分别是PC7Y和PC7YF。任务三基础制动装置其特点如下：01020304有弹簧停车及手动辅助缓解装置（PC7YF型）。有闸瓦间隙调整器。制动传动效率高，在95%左右。占用空间小，安装简单。性能稳定、作用可靠、维修方便。05一、城轨交通车辆空气制动系统的组成任务三如图

5-11图5-11两种不同类型的单元式制动缸一、城轨交通车辆空气制动系统的组成任务三闸瓦就是指制动时，压紧在车轮踏面上产生制动作用的制动块。轨道交通车辆使用的闸瓦可分为两类：铸铁闸瓦和合成闸瓦。铸铁闸瓦按含磷量不同可分中磷铸铁闸瓦和高磷铸铁闸瓦，在城轨交通车辆上使用的甚少，在此不做介绍。5.闸瓦一、城轨交通车辆空气制动系统的组成任务三合成闸瓦由于其材料本身强度小，所以必须在其背部处衬压一块钢板（钢背）来增加它的抗压速度。整个合成闸瓦由钢背和摩擦体两部分组成。钢背内侧有槽或孔，用以提高摩擦体与钢背的结构强度。低磨合成闸瓦钢背两端的中间部分制成凸起的挡块，两侧低平，以便与闸瓦托的四爪相结合，钢背外侧中部装有用钢板焊制成的闸瓦鼻子，其外形和中磷铸铁闸瓦相同。5.闸瓦(1)合成闸瓦的结构。一、城轨交通车辆空气制动系统的组成任务三由于高磨合闸瓦的摩擦系数大，因此不能与通用闸瓦相互使用。为了防止混淆，将高磨合成闸瓦钢背两端的中间制成低平，两侧凸起，正好与低磨合成闸瓦相反，钢背内侧还焊有加强筋，以增加钢背的强度。为了增加散热面积和避免闸瓦裂损、脱落，合成闸瓦摩擦体的中间部压成一条或两条散热槽。5.闸瓦(1)合成闸瓦的结构。一、城轨交通车辆空气制动系统的组成任务三合成闸瓦是以树脂、石棉、石粉和硫酸钡等材料为主热压而成的。合成闸瓦具有以下优点：①摩擦性能可按需要进行调整。②耐磨性能好，使用寿命长。③对车轮踏面的磨耗小，可延长车轮使用寿命。④质量轻。合成闸瓦的质量一般只为铸铁闸瓦质量的1/3~1/2。⑤可避免磨耗铁粉的污损及制动喷射火星而引起的火灾事故。⑥摩擦系数比较平稳并能保证有足够的制动力。5.闸瓦(2)合成闸瓦的特点。一、城轨交通车辆空气制动系统的组成任务三虽然合成闸瓦具有很多优点，但它对车轮也有很大的影响，主要有以下几种情况：①热龟裂。由于闸瓦与车轮的接触不良，因而在车轮踏面上产生局部过热，形成热斑点，在个别情况下会发生热龟裂。②车轮的沟状磨耗。③车轮的凹形磨耗。除上述现象外，合成闸瓦对车轮踏面造成的常见的影响有毛细裂纹、热裂纹、滑行裂纹和踏面剥离等。5.闸瓦(2)合成闸瓦的缺点。一、城轨交通车辆空气制动系统的组成任务三二、空气制动系统的结构原理空气制动系统按其作用原理不同，可分为直通式空气制动机、自动式空气制动机和直通式自动空气制动机。图5-12所示为城轨交通车辆直通式空气制动装置的工作原理。城轨交通车辆基础制动装置一般由单元制动缸组成，它是空气制动系统的执行部件，主要由制动缸、闸瓦间隙调整器等组成。其制动过程可描述为：制动缸—活塞杆—基础制动装置—闸瓦—车轮。每辆车的转向架上有4块闸瓦组成，其中两个闸瓦块装有附加的弹簧制动器，起停车制动的作用。单元制动缸的特点是轻便灵活、体积小、灵敏度高。任务三如图

5-12图5-12城轨交通车辆直通式空气制动装置的工作原理1—制动缸；2—制动杠杆；3—钢轨；4—闸瓦；5—车轮二、空气制动系统的结构原理任务三三、城轨交通车辆的风源系统城轨交通车辆风源系统主要由空气压缩机、储风缸和空气过滤装置、空气管路等组成。城轨交通车辆的制动系统及空气弹簧等系统所使用的压缩空气都是由空气压缩机生产的，城轨交通车辆的压缩机主要有活塞式空气压缩机和螺杆式空气压缩机两种。图5-13、图5-14所示分别为活塞式压缩的结构原理和实物。任务三三、城轨交通车辆的风源系统活塞式空气压缩机由固定机构，运动机构，进、排气机构，中间冷却装置和润滑装置等组成。固定机构包括机体、汽缸、汽缸盖；运动机构包括曲轴、连杆、活塞；进、排气机构包括空气滤清器、气阀；中间冷却装置包括中间冷却器(简称中冷器)、冷却风扇；润滑装置包括润滑油泵、润滑油路等。活塞式空气压缩机的应用广泛、技术成熟、可靠性和稳定性好，不需特殊润滑。任务三如图

5-13图5-13活塞式空气压缩机结构原理1—空气过滤器；2—电机；3—冷却器；4—风轮+黏性联轴节；5—联轴节；6—机轴；7—机轴箱；8—低压汽缸；9—安全阀；10—油表管；11—弹簧组；12—中间法兰；13—油环三、城轨交通车辆的风源系统任务三如