制动理论知识

1关于制动理论知识26.1制动倍率、传动效率和制动率一、制动倍率制动缸活塞作用，经过杠杆机构传到闸瓦时，由于杠杆扩大的理想倍数，称为“制动倍率”，用n表示。（1—15）按杠杆比算得的闸瓦理想压力总和。制动缸活塞杆的作用力书中第一章第七节内容第2页,共46页，2024年2月25日，星期天36.1制动倍率、传动效率和制动率∴∵P·a=P1·b第3页,共46页，2024年2月25日，星期天46.1制动倍率、传动效率和制动率∵P1·(c+d)=P2·d∴（1—16）第4页,共46页，2024年2月25日，星期天5一、制动倍率用m表示制动梁是数四轴车单侧制动m=4；双侧制动m=8。则6.1制动倍率、传动效率和制动率（1—17）制动缸杠杆倍率转向架杠杆倍率单侧制动时为轴制动倍率第5页,共46页，2024年2月25日，星期天6在确定了闸瓦压力后，可求得制动倍率：

6.1制动倍率、传动效率和制动率

B=∑K﹒φK

ΣK理=P·n在确定了所需制动力的值之后，可求得闸瓦压力：

∑K

=B

/φK

在已知制动倍率时可求得理想的闸瓦压力第6页,共46页，2024年2月25日，星期天76.1制动倍率、传动效率和制动率二、传动效率在制动过程中，闸瓦压力的实际值与理想值之比为基础制动装置的传动效率。以η表示。即（1—23）第7页,共46页，2024年2月25日，星期天8

∵∴ΣK实=η·ΣK理

∵ΣK理=P·n(1—19)∴ΣK实=P·n·η6.1制动倍率、传动效率和制动率第8页,共46页，2024年2月25日，星期天96.1制动倍率、传动效率和制动率ΣK实=P·n·η∵∴（1—24）第9页,共46页，2024年2月25日，星期天106.1制动倍率、传动效率和制动率三、制动率

Bμ=∑N﹒μB=∑K﹒φK∑N：一个轮对法向反作用力

N的总和，等于轴载荷∑K：一个轮对上闸瓦压力的总和第10页,共46页，2024年2月25日，星期天116.1制动倍率、传动效率和制动率Bμ=∑N﹒μB=∑K﹒φK∵B≤Bμ

（粘着限制）

∴∑K﹒φK≤∑N﹒μ则∑K/∑N≤μ/φK第11页,共46页，2024年2月25日，星期天126.1制动倍率、传动效率和制动率B≤Bμ

（粘着限制）∑K/∑N≤μ/φK令δ0=∑K/∑Nδ0—轴制动率

δ0≤μ/φKδ=∑K/Q﹒gδ—整车制动率θ=∑K/（G+∑P）﹒gθ—列车制动率第12页,共46页，2024年2月25日，星期天136.2列车管减压量与制动缸压强的关系一、制动缸压力计算波义耳—马略特定律：

p·V=Cp—空气的绝对压强（kPa）

V—空气的容积（L）

C—常数气体容积的变化绝热变化等温变化第13页,共46页，2024年2月25日，星期天146.2列车管减压量与制动缸压强的关系两个忽略:1.忽略副风缸的逆流

2.忽略局减两个假定：1.pf′=p0′2.pf=p0′－rpf′—副风缸额定的绝对压强（kPa）Pf—副风缸减压后的绝对压强（kPa）p0′—列车管额定的绝对压强（kPa）r—列车管减压量（kPa）第14页,共46页，2024年2月25日，星期天156.2列车管减压量与制动缸压强的关系pf′·Vf=pf·Vf

＋pz′·Vzp0′·Vf=(p0′－r)·Vf

＋pz′·Vz

p0′·Vf=p0′·Vf

－r·Vf+pz′·Vz

r·Vf=pz′·Vz

Vf—副风缸容积(L)r—列车管减压量（kPa）pz′—制动缸的绝对压强（kPa）Vz—制动后的制动缸容积(L)第15页,共46页，2024年2月25日，星期天166.2列车管减压量与制动缸压强的关系一个绝对大气压约等于100kPa绝对压强=表压强+100（kPa）pz—制动缸空气压强，既表压强（kPa）（kPa）(2—3)

Vf：Vz=3.25：1pz=3.25·r－100（kPa）(2—4)第16页,共46页，2024年2月25日，星期天176.2列车管减压量与制动缸压强的关系pz=3.25·r－100（kPa）(2—4)二、列车管最小有效减压量rmin（kPa）能使制动缸的空气压强刚好使闸瓦压紧车轮的列车管减压量即为列车管最小有效减压量rmin第17页,共46页，2024年2月25日，星期天186.2列车管减压量与制动缸压强的关系制动缸缓解弹簧一般按制动缸活塞的“背压”为35kPa设计。则pz=3.25·r－100=35（kPa）

r=135/3.25=42（kPa）单车试验时的列车管最小有效减压量rmin规定为40kPa，列车试验时和列车运行中规定为50kPa，编组60辆以上的为70kPa。pz=3.25·r－100（kPa）(2—4)第18页,共46页，2024年2月25日，星期天196.2列车管减压量与制动缸压强的关系三、列车管最大有效减压量rmax（kPa）刚好能使制动缸获得最大压力的制动管减压量为列车管最大有效减压量rmax

。既pf=pz′

则pf′·Vf=Pf·Vf

＋pz′·Vz第19页,共46页，2024年2月25日，星期天206.2列车管减压量与制动缸压强的关系

pf′·Vf=Pf·Vf

＋pz′·Vzp0′·Vf=pz′·Vf

＋pz′·Vz

p0′·Vf=pz′·（Vf

＋Vz）(2—5)

制动缸最大绝对压强

(2—6)第20页,共46页，2024年2月25日，星期天216.2列车管减压量与制动缸压强的关系制动缸最大相对压强(表压强)带入容积比

Vf

：Vz=3.25：1(2—7)(2—8)(2—6)第21页,共46页，2024年2月25日，星期天226.2列车管减压量与制动缸压强的关系(2—8)当列车管定压为500kPa时：最大有效减压量：

rmax=500－360=140（kPa）第22页,共46页，2024年2月25日，星期天236.3空气波和空气波速空气波：空气压强变化沿列车管由前向后逐层传播的现象称为空气波。

列车管减压制动时空气波是一种减压波；列车管增压缓解时空气波是一种增压波。空气波速：空气波单位时间传播的距离。第23页,共46页，2024年2月25日，星期天246.3空气波和空气波速t—压降通过长度b所需的时间P1—过渡段前方空气压强ρ1—过渡段前方空气密度P0—过渡段后方空气压强ρ0—过渡段后方空气密度A—列车管断面积q—气体流动速度WKB—空气波速

第24页,共46页，2024年2月25日，星期天256.3空气波和空气波速

t=b/WKB（2-15）根据气体连续流动原理，单位时间内从这个过渡段流出的质量等于其减少的质量。第25页,共46页，2024年2月25日，星期天266.3空气波和空气波速根据牛顿定律，作用于过渡段的合力应等于被加速的质量乘其加速度。气体加速度：过渡段的合力：被加速的质量：

t=b/WKB第26页,共46页，2024年2月25日，星期天27过渡段的合力：被加速的质量：6.3空气波和空气波速根据牛顿定律，作用于过渡段的合力应等于被加速的质量乘其加速度。气体加速度：

t=b/WKB第27页,共46页，2024年2月25日，星期天286.3空气波和空气波速根据牛顿定律，作用于过渡段的合力应等于被加速的质量乘其加速度。

t=b/WKB

P0－P1=ρm.q.WKB

（2-16）第28页,共46页，2024年2月25日，星期天296.3空气波和空气波速

P0－P1=ρm.q.WKB

(2—16)

当过渡段取得极短时ρm≈ρ1上式可简化为

P0－P1=ρ1.q.wKB

(2—16)第29页,共46页，2024年2月25日，星期天30式（2—15）乘式（2—16）可得

(ρ1.q).(P0－P1)=(ρ0－ρ1）wKB.ρ1.q.wKB

=（ρ0－ρ1）(ρ1.q)

wKB2P0－P1=（ρ0－ρ1）wKB26.3空气波和空气波速P0－P1=ρ1.q.WKB(2—16)第30页,共46页，2024年2月25日，星期天316.3空气波和空气波速当Δρ→0时第31页,共46页，2024年2月25日，星期天326.3空气波和空气波速p—气体的绝对压强（Pa）C—常数n—绝对曲线指数对于空气而言n=1.4根据气体的绝热定律

p=C·ρn将上式求导数可得第32页,共46页，2024年2月25日，星期天336.3空气波和空气波速p—气体的绝对压强（Pa）C—常数n—绝对曲线指数对于空气而言n=1.4根据气体的绝热定律

p=C·ρn将上式求导数可得第33页,共46页，2024年2月25日，星期天34令γ代表空气比重（N/m3）则可得密度ρ=γ/g(kg/m3)将其代入（2—18）可得6.3空气波和空气波速第34页,共46页，2024年2月25日，星期天356.3空气波和空气波速将式（2—19）代入式（2—17）可得令γ0代表标准大气压时的空气比重（N/m3）可得第35页,共46页，2024年2月25日，星期天366.3空气波和空气波速将式（2—21）代入式（2—20）可得第36页,共46页，2024年2月25日，星期天376.3空气波和空气波速当空气温度为0℃时，γ0=12.25（N/m3）代入（2—22）

WKB≈331（m/s）第37页,共46页，2024年2月25日，星期天386.3空气波和空气波速用实验的方法测得

LKB—空气波传播距离（m），既从机车制动阀口至列车管尾端的列车管长；tKB—空气波传播时间（s），从机车制动阀开始排气至列车管尾端开始排气为止。第38页,共46页，2024年2月25日，星期天396.3空气波和空气波速在制动时，影响空气波速的主要因素：1.制动支管的容积；↓2.副风缸或工作风缸等沿充气通路的“逆流”；↓3.三通阀或分配阀的主活塞被推向列车管一侧时；↓4.三通阀或分配阀的局部减压。↑第39页,共46页，2024年2月25日，星期天406.4制动波和制动波速制动波：列车制动时，制动作用沿列车长度由前向后的传递现象称为制动波。制动波速：制动波在单位时间内传递的距离叫制动波速。wZB—制动波速(m/s)LZB—制动波传播距离(m)tZB—制动传播时间(s)tD—三通阀动作时间(s)第40页,共46页，2024年2月25日，星期天416.4制动波和制动波速∵LZB=LKBtZB=tKB+tD∴WZB＜WKB说明：制动波要受三通阀、控制阀、分配阀的动作时间的影响。第41页,共46页，2024年2月25日，星期天426.4制动波和制动波速三通阀、分配阀的动作条件是：（ηL－ηH）·tD·FZ=WD（2—25）可导出ηL—主活塞列车管一侧的减压速度；ηH—主活塞滑阀室一侧的减压速度；FZ—主活塞作用面积；W