第3章客货车辆空气制动机

第三章客货车辆空气制动机

主要内容：我国各型客货车辆制动机的特点、结构组成及工作原理；学习重点：104型、120型和F—8型制动机；

第一节GK型制动机（简介）

一、概述：

GK型制动机是1958年在旧的K2型制动机基础上改造设计、研制而成是为标记载重50t及其以上的货车设计的。Kl型和K2型制动机统称为K型制动机、K型三通阀。GK型制动机曾是我国的主型货车制动机，现已逐步淘汰。二、特点：具有两级分流式的空重车调整装置(原设计是手动的)。

GK型三通阀的紧急部增添了几个零件，使GK型制动机在紧急制动时具有“制动缸分三阶段变速充气”的功能。

第一阶段（制动）：局减：列车管的压力空气→止回阀→紧急阀口→制动缸；制动缸压强在1～2S内升至220kPa左右。第二阶段（制动作用不变）：止回阀关闭，紧急局减停止；制动缸压力上升变慢，在6～7S内升至350kPa。第三阶段：副风缸的压力空气→紧急制动孔S→滑阀座t孔→制动缸；紧急阀口关闭：副风缸→E孔→间隙→制动缸；制动缸压力在1～1.5S内升至380～400kPa。

制动缸变速充气既有利于减轻制动冲击，又不至于过分影响制动距离。

第二节GL型制动机

GL型制动机曾是我国铁路客车主型制动机之一，现已淘汰。在旧的L型制动机的基础上改造设计而成的，只有三通阀有所改进。第三节104、103型制动机

学习难点：分清滑阀及滑阀座上的孔的名称及作用。知识点：分配阀的特点及作用原理；现代制动机在提高制动波速及缓解波速方面的设计。

一、研制背景重载、高速运输的需要，三通阀已不满足要求。104、103型制动机是在20世纪60年代开始研制的、具有分配阀结构，104供客车用，l03供货车用，大部分零配件都能通用。70年代开始在新造车辆上装用。二、104型制动机的组成及特点组成特点：

它采用了104型空气分配阀。紧急部独立设置，它与主阀的主活塞都是直接由列车管压力控制。主阀和紧急阀安装在“中间体”上，三者组成一个整体。保留一个滑阀。构造中间体：铸铁件，其四个垂直面用作主阀、紧急阀和各连接管的安装座面。中间体内有三个空腔：容积室（3.5升）、紧急室（1.5升）、局减室（0.6升）。主阀：由作用部、充气部、均衡阀、局减部和增压阀五部分组成，用以控制充气、缓解、制动、保压等作用。作用部:主活塞21上方通列车管，下方通工作风缸。主活塞按上下侧压力差带动滑阀、节制阀上下移动而产生各作用位置。节制阀局减联络沟滑阀l4、l5

减速充气孔和充气孔（104阀只用l5

孔）。l6、l7

局减孔和局减室入孔，制动时可通过局减联络沟l10­­连通。l8、l9

局减阀孔和局减阀入孔，在滑阀内部暗道相通。g1

充气限孔，滑阀内部暗道与l5、l4­­相通。

R1制动孔，上下贯通。d1、d4缓解联络沟和减速缓解联络沟，104阀只用d1沟；103阀有充气缓解位和减速充气缓解位，分别用到d1、d4沟。滑阀座

l2、l3列车管充气用孔和局减用孔。充气部工作风缸控制列车管向副风缸的充气由充气阀部和充气止回阀部组成。均衡部均衡活塞上方通制动缸、下方通容积室，通过作用部的控制，使容积室的压力根据需要发生变化，均衡活塞按照容积室和制动缸压差而动作，开放或关闭均衡阀，从而控制制动缸的压力。

局减阀位于作用部与均衡部之间，局减活塞65右侧通大气，左侧通制动缸；制动时，由于滑阀的上下移动，使列车管的压力空气经滑阀座z1孔和局减阀63而充入制动缸，可产生制动第二阶段的局部减压作用。增压阀紧急制动时，副风缸的压力空气经增压阀进入容积室。

紧急阀：紧急活塞上方通紧急室，下方通列车管。紧急制动时可产生剧烈局减。三、l04型客车空气分配阀的作用

104型客车空气分配阀有充气缓解位、常用制动位、制动中立位和紧急制动位四个作用位置。充气缓解位(参看书末图3—16)

列车管充气增压，主活塞连同滑阀、节制阀下移，形成充气缓解位，充气通路如下（前六条为充气通路，后三条为缓解通路）：列车管压力空气→滤尘器74→主阀安装面l孔→充气孔l2→充气孔l5→充气限孔g1→→g孔→工作风缸；

滑阀室→g2孔→

→g3孔→充气膜板下方；列车管压力空气→滤尘器74→主阀安装面l孔→局减孔l3→滑阀局减孔l6→节制阀23；列车管压力空气→滤尘器74→主阀安装面l孔→主阀体顶面l1孔→主活塞上方主阀上盖l11孔→顶开止回阀4→止回阀上方f1空腔→充气阀f2空腔→被工作风缸压力顶开的充气阀8→主阀顶面f3孔→→安装面f孔→副风缸；

→

→增压阀套35径向孔口f5空腔；

→均衡阀49上方f4空腔；增压阀38在增压阀上方压力空气和增压阀弹簧的作用下处于关闭状态；列车管压力空气→紧急阀安装面孔→滤尘网89→紧急活塞79下方空腔→紧急活塞杆78中心孔→缩孔（Ⅲ）→紧急活塞杆上部径向缩孔（Ⅳ）→紧急活塞上侧空腔→紧急阀安装面孔→紧急室；列车管压力空气→紧急阀安装面孔→滤尘网89→放风阀导向杆91下方空腔；消除放风阀上方背压，在放风阀弹簧的作用下，放风阀关闭；容积室的压力空气→主阀安装面r孔→增压阀下部r3空腔→容积室孔r2→缓解联络沟d1→大气孔d2→作用部排气孔d3→大气；均衡活塞下方的压力空气→容积室→大气；容积室与均衡活塞下方的压力空气通大气，均衡活塞下移：制动缸压力空气→主阀安装面z孔→主阀暗道→均衡活塞杆54上部外围空腔z3→均衡活塞杆中心孔→径向孔d5→均衡部排气口d6→大气；

常用制动位(参看图3—17和书末图3—18)

常用制动时主活塞动作分为两步。主活塞杆带动节制阀上移4mm随着压差增大，滑阀移动原因：滑阀与阀座的静摩擦阻力大于压缩稳定弹簧所需的力，活塞杆尾部与滑阀下肩之间有4mm间隙，第一阶段局减：滑阀没有移动，节制阀移动，先期局减。列车管压力空气→滤尘器74→主阀安装面l孔→滑阀座局减孔l3→滑阀局减孔l6→局减联络沟l10→局减入孔l7→局减室孔ju1→主阀体暗道→→局减室→→缩孔Ⅰ→大气；第二阶段局减：主活塞带动滑阀移动至常用制动位。同期局减：列车管压力空气→滤尘器74→主阀安装面l孔→滑阀座局减孔l3→滑阀局减阀孔l8→局减阀入孔l9→滑阀座局减阀孔z1→局减阀环槽z2→局减阀套8个径向小孔→局减阀两个3mm的径向孔→局减阀轴向中心孔→主阀暗道→主阀安装面z孔→制动缸；制动缸压强升到50～70kpa时，局减结束。制动作用：工作风缸压力空气→主阀安装面g孔→g2孔→滑阀室→制动孔r1→主阀安装面r孔→容积室；容积室压力空气→主阀安装面r5孔→主阀体暗道→主阀体底面r4孔→均衡活塞下方；均衡活塞在上下压力差的作用下上移，顶开均衡阀。副风缸压力空气→主阀安装面f孔→主阀暗道→均衡阀上部f4空腔→打开的均衡阀→均衡活塞杆上部外围空腔z3

→→主阀体暗道→z孔→制动缸；

→→z4孔→均衡阀杆上方；

→缩孔（Ⅱ）→均衡活塞上方；增压阀由于其上方列车管空气压力与其下方容积室空气压力之差也不足以克服增压阀弹簧的弹力和该阀自重，所以增压阀仍处于关闭状态；紧急阀不发生动作，因为常用制动时列车管减压速度并不急剧，紧急室的压力空气还来得及通过缩孔（Ⅲ）逆流至列车管)，紧急活塞的上下压差不足以充分压缩安定弹簧，放风阀仍处于关闭状态；制动中立位(参看书末图3—l9)作用部：列车管停止减压时，工作风缸仍在向容积室供风而继续减压。当主活塞上下压力接近平衡时，稳定弹簧的弹力和主活塞、活塞杆等的自重会使主活塞带动节制阀稍向下回移4mm(滑阀没有动)。节制阀将r1孔关闭，工作风缸停止向容积室供风形成作用部的制动中立位。均衡部：均衡活塞下方空气压强不再增大，但副风缸仍继续向制动缸供风，当制动缸压强上升到接近容积室压强时，均衡阀关闭向制动缸供气的大阀口，副风缸停止向制动缸供风，此为均衡部的制动中立位。如果制动缸有漏泄，若副风缸压强比制动缸高，可自动给制动缸补风。紧急制动位(参看书未图3—20)

列车管急剧减压时，其动作过程与常用制动时一样可分为两步，也有两阶段局减(比常用制动时动作快)。增压阀：上方列车管急剧减压，下方容积室迅速增压，使增压阀移到上端位置，副风缸的压力空气可由此通往容积室，起紧急增压作用，直到工作风缸、副风缸与容积室、制动缸四者的风压接近平衡为止。紧急阀列车管急剧减压，紧急活塞下移，使活塞杆中心孔下端孔口因接触放风阀而被堵死，紧急室压力空气只能通过刚刚露出的1.2mm的径向缩孔(v)排大气，紧急室排风变慢。紧急活塞及活塞杆继续下移，压开放风阀，列车管压力空气迅速地排入大气，产生强烈的局部减压。紧急室的排风时间规定为15s左右，紧急制动后的再充气必须待紧急室的风基本排净后方能施行。具有“常用转紧急”的性能。紧急阀是独立设置的，常用制动时紧急室风压和列车管风压两者部下降。在常用制动后再施行紧急制动时，列车管风压突然急剧下降，照样能形成足够的压差，使紧急活塞下移并压开紧急阀。四、103型制动机的特点在主阀的均衡活塞的下面装有二级空重车“截流”式的调整装置。用紧急二段阀替代紧急增压阀，在紧急制动时，能使制动缸实现“先快后慢”的二段变速充气。主阀的主活塞杆尾部设减速部，用以获得减速充气缓解作用。五、104c型制动机适应客车编组辆数不断增加的需要。分配阀采用带先导阀的二级控制的紧急阀。加装了由容积室排气压强控制的“加速缓解阀”和小容量的“加速缓解风缸”。采用紧急二段阀而不用紧急增压阀。第四节120型制动机

学习主要内容：

120型制动机适应重载运输的特点；

BZH缓解阀的工作原理；一、研制情况：重载货物列车制动的需要；120是眉山工厂新阀产品图纸的顺序号。1991年11月在大秦线进行了万吨及六千吨列车静置试验和运行制动性能试验，取得了圆满的结果。1993年6月部科技司通过了对120阀的部级技术鉴定。二、120型制动机及控制阀的组成与特点制动机组成：特点：采用直接作用方式，橡胶膜板加金属滑阀的结构。优点：结构简单；缩短充气时间。紧急阀采用了带先导阀的二级控制机构，大大提高了货物列车的紧急制动波速。加装加速缓解阀和11升的加速缓解风缸。起局部增压的作用。加装了BZH型半自动缓解阀。在滑阀上增设了一个在制动保压位沟通列车管和副风缸的的小孔f4，以适应压力保持操纵。构造：

中间体：

用HT200铸铁铸成，它有四个垂直面。其中两个相邻的垂直面作为主阀和紧急阀的安装座，另两个垂直面作为管子连接座。中间体内铸有两个空腔，靠紧急阀安装座侧的上部为容积1.5L的紧急室；下部为容积0.6L的局减室。主阀：是控制阀最主要的部分，控制着充气、缓解、制动、保压等作用。由作用部、减速部、局减阀、加速缓解阀、紧急二段阀等五个部分组成。缓解阀：缓解阀的功用是手动排出制动缸的压力空气，使制动机缓解。紧急阀：紧急局减作用

作用原理：以充气缓解位的原理为例：副风缸充气：列车管的压力空气→l1孔→l4孔→f1孔→滑阀室F1→主阀体内通路f5→主阀安装面f孔→中间体通路→副风缸；紧急室充风：自行分析。加速缓解风缸充气：列车管的压力空气→l1孔→l4孔→f1孔→滑阀室F1→f2孔→h1孔→主阀体内通路→加速缓解风缸；局增作用在再充气一开始时（制动→缓解），加速缓解风缸压力比列车管压力高，且制动缸在排风时打开加速缓解阀。加速缓解风缸的压力空气→中间体内通路→主阀安装面h孔→主阀体内通路h2→加速缓解阀处被吹开的止回阀→主阀体内通路h3→加速缓解阀弹簧室H3→加速缓解阀夹心阀座右侧空腔L11→主阀体内通路l11→紧急二段阀上腔L10→列车管；

局增后加速缓解风缸充气：当充入加速活塞外侧z3腔的制动缸压力空气逐渐降低，加速缓解阀弹簧的弹力终于使夹心阀关闭，加速活塞也回到原来位置，局增结束；此后，列车管压力继续增高，当高于加速缓解风缸压力时，通过作用部向加速缓解风缸充气；三、BZH型半自动缓解阀：使用特点：该阀直接排制动缸的风，并具有自锁功能。半自动特性。结构（参见书末彩图3—26）：缓解阀左半部为活塞部，右半部为手柄部。手柄部上方的两个止回阀被其上方的弹簧和压力空气紧压在各自的阀座上。

工作原理：通路：上游通路：作用部滑阀座z1孔和局减阀z4气路→气路z1→缓解阀活塞部上阀座上方空腔z1；下游通路：缓解阀活塞部上阀座下方空腔z5→紧急二段阀杆的通路→主阀体内的通路→中间体的通路→制动缸在缓解阀的上阀口处，沟通了制动缸的上、下游通路。过量减压或紧急制动主活塞一直处于制动位，副风缸和制动缸一直连通。拉动缓解阀手柄：止回阀上部H4空腔及F6空腔的压力空气→（部分排向大气）阀体通路b→活塞部空腔B→阀套径向孔c→C室；

C室充气后，推动活塞上移，使排气阀离开下阀座而紧贴上阀座，即上阀口关闭而下阀口开放。制动缸的压力空气→紧急二段阀杆的通路→缓解阀活塞部上阀座下方空腔Z5→空腔D4→大气；自锁作用：副风缸的风可经上游通路通往C室，把膜板活塞“锁闭”在上端位(缓解位)。当列车管重新充气、主活塞到缓解位，C室的压力空气能从主阀通路经过滑阀缓解槽、加速缓解阀缩孔堵排出，缓解阀即恢复初始位，不会妨碍以后的制动作用。制动时列车管减压量低于最大有效值主活塞处于制动保压位，平衡状态拉动缓解阀手柄，副风缸压力空气排出，主活塞移至充气缓解位。缓解阀不会锁闭”在缓解位。第五节F—8型空气分配阀

学习内容：

F—8型空气分配阀的工作原理；学习难点：F—8型空气分配阀转换盖板的作用；充气阀的作用；常用制动局部减压原理；一、概述：需求：旅客列车扩编，现有的三通阀或分配阀制动灵敏度和操纵灵活性越来越差，尤其是纵向动力作用更是严重恶化。铁道部工业总公司四方车辆研究所和天津机车车辆机械工厂共同研制了这种供客车用的F—8型空气分配阀。二、F—8型分配阀的特点：主阀是直接作用的三压力阀。可与二压力阀混编连挂(只要把转换盖板转到“沟通位”）。辅助阀既是单独设置的紧急制动(二压力)控制机构，又具有能使(三压力)主阀彻底缓解加快的性能。紧急制动作用可靠，紧急制动波速很高。制动缸压强有“限压阀”控制。完全采用橡胶膜板、柱塞O型圈和橡胶夹心阀等结构。通用性很好，可混编，改装方便。三、F—8型制动机及分配阀的组成：制动机组成：中间体：

铸铁制成，作为主阀、辅助阀、各管路的安装座；内有暗道通路和局减室（0.8L）和辅助室（3L）两个空腔；主阀组成：其主体是直接作用的三压力结构。制动缸、列车管和工作风缸三个压力决定主活塞的位置。供气阀缓解阀制动缸风压列车管风压工作风缸风压主阀杆上部，它可以顶开均衡阀(供气阀)，使均衡阀上方的副风缸压力空气进到均衡阀下方并经过限压阀，通往制动缸；主阀杆上部不能使制动缸压力空气排往大气。主阀杆下端可以压开缓解阀，使制动缸的压力空气排向大气。辅助阀组成：二压力结构。辅助阀活塞的下方通列车管，上方通中间过渡管座内的辅助室。辅助阀下部有紧急放风阀，上部有两个排风用的缩孔堵：常用排风堵和紧急排风堵。四、F—8分配阀的作用：

F—8分配阀有充气缓解位、常用制动位、制动保压位、缓解保压位、紧急制动位五个作用位置。充气缓解位：列车管的压力空气→中间管座的滤尘→副风缸网→副风缸充气止回阀→ →均衡阀上方列车管的压力空气→中间管座的滤尘网→主活塞上方（将主活塞压至充气缓解位）→充气阀杆沟槽→下阀体通路→缓解柱塞凹槽→主活塞下方→工作风缸；只有将主活塞压至充气缓解位，缓解柱塞凹槽才连通，并有缓解柱塞压开缓解阀。转换盖板：

一次位：工作风缸与列车管在转换盖板处一直连通；

隔断位：制动时，制动缸的压力空气到充气阀上侧，压下充气阀活塞，工作风缸与列车管在充气阀杆沟槽处不连通，转换盖板处也不连通。列车管的压力空气→中间管座的滤尘网→辅助阀下方:辅助阀活塞上移，辅助阀处于充气缓解位，工作风缸→辅助室；工作风缸→阀杆径向孔→阀杆中心孔→阀杆顶部；制动缸压力空气→大气；制动缸压力降至20kPa以下时，充气阀活塞上移：局减室→充气阀杆尾部→大气；常用制动位辅助阀：辅助室与工作风缸的通路关闭。阀杆上端打开了辅助室压力空气排大气的常用排风堵通路。辅助阀活塞上下同时减压，不能形成更大的压差，不会发生紧急局减。列车管常用减压，主活塞连同缓解柱塞上移。工作风缸逆流通路关闭；缓解阀在其下方弹簧作用下关闭，切断了制动缸排大气的通