列车制动 第1章 列车制动总论讲解

制动时向它充入液体，车轮带动它旋转时 液体和液体之间、液体与藕合器之间摩擦 生热，再经由散热器消散于大气。 车辆方面，国外也有人在研究使用这种制 动方式(把液力藕合器装在空心的车轴内)。
《列车制动》
第一章 列车制动总论
逆汽制动 飞轮贮能制动
制动时，把列车动能转移入飞轮贮存， 启动加速时使该能量放出以节约能源。飞轮 质量较大，传动装置也复杂。
且与列车运动状态有关、随列车速度的 升高而降低。
粘着系数
粘着力与车轮与钢轨间的垂直载荷之比 称为“粘着系数”。
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第一章 列车制动总论
计算粘着系数 （规定的假定值）
制动力和惯性力不是作用在同一水平面内， 造成各个车轮对钢轨的法向反力并不相等。
假定垂直载荷固定不变，认为粘着力的变 化仅由粘着系数的变化引起的。粘着系数为 假定值。
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第一章 列车制动总论
第五节 其他制动方式
主要内容：铁道车辆常见的制动方式分类及 其作用原理、各自的特点和具体应用中应注 意的问题。
学习重点：用能量的观点来分析具体的制动 方式。
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盘形制动 结构： 在车轴上或在车 轮辐板侧面装上制 动盘，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，把列 车动能转变成热能。
轴制动率：一个制动轴上的全部闸瓦压力与
该轴轴重的比值，用 0 表示。
轴制动率是制动设计中校验有无滑行危 险的重要数据。
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第一章 列车制动总论
车辆制动率：
一辆车总闸瓦压力与该车总重的比值。
K Qg
车辆制动率表示设计新车在构造速度 的情况下紧急制动时在规定距离内停车所 具备的制动能力。
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电阻制动
电阻制动广泛用于电力机车、电动车组和电传 动内燃机车。
在制动时将原来驱动轮对的自励的牵引电动机 改变为他励发电机，由轮对带动它发电，并将 电流通往专门设置的电阻器，采用强迫通风， 使电阻发生的热量消散于大气 。
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再生制动
三、列车制动装置：为了使列车能够施 行制动或缓解而安装于列车上的一整套 设备 。
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第一章 列车制动总论
制动机：产生制动原动力并进行操纵和控制 的部分 。
基础制动装置：传送制动原动力并产生制动 力的部分。
机车制动装置：能够操纵机车本身和全列车 的制动作用 。
车辆制动装置：只能控制车辆本身的制动作 用。
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第四节
第一章 列车制动总论
粘着限制、制动率和闸瓦 摩擦系数
一、粘着限制
滑行的产生机理：
粘着状态下，制动力近似的等于闸瓦与车轮的 摩擦力，摩擦力越大，制动力就越大。
当闸瓦与车轮的摩擦力矩大于粘着力对于车轮 中心力矩时，车轮就会被闸瓦抱死，使车轮在 钢轨上滑行，粘着状态被破坏，而此时的制动
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第一章 列车制动总论
四、制动力：由制动装置产生的与列车 运行方向相反的外力。
五、常用制动：正常情况下为调速或进 站停车所施行的制动。特点是作用缓和， 制动力可调。
六、紧急制动：紧急情况下，为了尽快 停车而施行的制动，也称非常制动。作 用迅猛，用尽所有的制动能力。
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第一章 列车制动总论
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第一章 列车制动总论
磁轨制动的制动力计算公式：
B K
特点： 制动力不受粘着的限制。 电磁铁和钢轨的磨耗较大，同时产生制动 力较小 。 作为紧急制动时的一种辅助的制动方式 。
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轨道涡流制动
结构：与磁轨制动相似。 作用原理：电磁铁在制动时放下到离轨面
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列车制动率：
全列车总闸瓦压力与列车总重量之比值。


G
K
P
g
列车制动率一般是计算列车制动距离 的依据。
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第一章 列车制动总论
制动率的取值： 我国现行制动设计中是以车辆为空车
状态时来确定制动率的。在车辆设计中， 通常希望采取较大的制动率，但决不能忽 略对车辆不发生滑行条件的校核。即：
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铸铁闸瓦与合成闸瓦的比较
铸铁闸瓦：
列车运行速度
闸瓦摩擦系数
合成闸瓦：
优点：摩擦系数高、耐磨、随速度变化小
缺点：对踏面有影响。
合成闸瓦应用前景好，应投入对合成材 料（闸瓦）和钢（车轮踏面） 深入研究。
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闸瓦压强： 试验研究结果表明，铸铁闸瓦压强越大 则摩擦系数越小。 对于需要增大制动力的机车车辆，不能 一味地增大闸瓦压力。
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电磁铁的悬挂方式： 低悬挂方式的电磁铁距离轨面6～10毫米处， 制动时，电磁铁励磁，以电磁铁和钢轨的 吸力克服弹簧力。 适用于低速车辆 高悬挂方式，制动电磁铁通过两个提升缸 悬挂在转向架构架上，距离轨面约120～ 160毫米，其升降由提升缸来控制。 适用于高速车辆
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制动方式
摩擦制动 热散逸制动
电阻制动 列车动能变成可用能
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第六节 制动机种类
主要内容：按制动原动力和操纵控制方法的 不同。机车车辆Байду номын сангаас动机可分类为手制动机、 空气制动机、真空制动机、电空制动机和电 (磁)制动机。本节的内容是对这些制动机的 结构、特点以及工作原理进行初步的认识。
九、紧急制动限速：为保证紧急制动距离 在规定值内而对列车在坡道上运行速度 的限制。
十、常用制动限速：由常用制动时力的平 衡关系而决定的另一种制动限速。
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第二节 闸瓦制动与粘着
一、闸瓦制动
制动的实质：
（能量的观点）将列车的动能变成别的能量 或转移走。
（作用力的观点）制动装置产生与列车运行 方向相反的力，是列车尽快减速或停车。
计算粘着系数与假定不变的垂直载荷的乘积 等于实际的粘着力。
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第三节
第一章 列车制动总论
粘着系数的影响因素和计 算公式
一、粘着系数的影响因素：
主要有两个：列车运行速度和车轮、钢轨 的表面状况。
轮轨间表面状态包括：干湿情况、脏污程度、 是否有锈、是否撒砂以及砂的数量和品质等等。 这些因素的影响是非常复杂的，不可能用公式 来表达。
第一章 列车制动总论
第一章 列车制动总论
一、学习内容： 制动有关的基本概念； 常见的制动方式； 基础制动及制动机种类；
二、学习难点：空气制动机的作用原理
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第一章 列车制动总论
第一节 列车制动的几个基本概念
一、制动：人为的制止物体的运动，包
括使其减速、阻止其运动或加速运动。
二、缓解：对已经实行制动的物体，解 除或减弱其制动作用。
第一章 列车制动总论
二、粘着
粘着状态：轮轨间接触状态为粘着状态。
轮轨间非点接触，是椭圆形面接触； 列车运行中要发生各种冲击和振动； 车轮踏面是圆锥形的，车轮在钢轨上滚动
的同时，伴随微量的轮轨间的纵向和横向 滑动。
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粘着力
粘着状态下轮轨间切向摩擦力最大值。 比物理学上的最大静摩擦力要小，而
力就变成了车轮与钢轨的滑动摩擦力。
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滑行的危害：
车轮与钢轨的滑动摩擦力远远小于粘着力，制 动力降低。
滑行会擦伤车轮。
如何避免滑行：
制动力（闸瓦与车轮的摩擦力）应小于粘 着力。
轴制 动率
K N K
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二、制动率
制动率用来表示车辆制动能力的大小。
干燥轨面：
0.0624 45.6
V 260
潮湿轨面：
0.0405 13.5
V 120
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美国西屋空气制动机公司、日本、前苏 联以及欧洲其他一些国家的制动粘着系 数或其计算公式。
我国对粘着系数的取值不大不小，介于 中间，应该说比较合理。
B



K


r R

发展历史：起初主要在欧洲动车组上用， 与闸瓦制动相比，盘形制动更适用于高速 列车。我国铁路从1958年开始，曾先后两 次试用过盘形制动，真正最后来用是在广 深线准高速客车上。
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磁轨制动
结构： 在转向架的两个侧架下面，在同侧的两个 车轮之间，各安置一个制动用的电磁铁(或 称电磁靴)。 制动时将电磁靴放下并利用电磁吸力紧压 钢轨，通过电磁铁上的磨耗板与钢轨之间 的滑动摩擦产生制动力，把列车动能变为 热能，消散于大气。
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第一章 列车制动总论
第一章 列车制动总论
特点： 大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗。 可按制动要求选择最佳摩擦副 。 制动平稳，几乎没有噪声。 轮轨粘着将恶化。 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。
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第一章 列车制动总论
盘形制动的制动力计算公式：
制动初速对闸瓦摩擦系数也有一定的负影 响。
列车运行速度：负影响且影响非常大。
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第一章 列车制动总论
闸瓦摩擦系数公式
室内1：1的制动摩擦副试验台和在现场线路 上进行成组车辆的“溜放试验”来实测。
规定动效率计算值：客车定为0.85，货车当时