第6章制动系统
单元标题：第六章矿井提升机的制动系统（单元教案首页）教学时数：（6）学时，其中理论授课（6）学时、实验（课外）（）学时、上机（）其它（）学时，其它是指：
教学目的与要求：
1、理解和掌握块闸制动系统
2、理解和掌握盘闸制动系统
3、了解盘闸制动器液压站
主要教学内容：
1、块闸制动系统的结构和工作原理
2、盘闸制动系统的结构和工作原理
3、了解盘闸制动器液压站的结构和工作原理
教学重点与难点：
重点：盘闸制动系统的工作原理
难点：盘闸制动系统的结构
课后作业：
课后体会：讲解过程一定要注意结合调压装置的图介绍调压原理
上次课内容回顾及本次课内容引出：（5分种）
1、矿井提升机的组成
2、深度指示器的作用和工作原理
第六章矿井提升机制动系统
第一节概述
一、制动系统的组成和类型
提升机制动系统是矿井提升机的重要组成部分，它直接关系到提升设备的安全运行，它由制动器（执行机构，通常也称为闸）和传动机构两部分组成，它直接影响提升机的正常工作和安全，因此对提升机的制动系统必须给予充分的重视。
制动器是直接作用到制动轮或制动盘上产生制动力矩的部分，传动机构是控制并调节制动力矩的部分。制动器按其结构可分为盘式闸和块式闸（角移式和平移式）等；传动机构按传动能源可分为油压、气压或弹簧等。新型JK2~5m、JK-A型、JKB型提升机及多绳摩擦式提升机采用液压控制的盘式制动系统；旧型KJ2~3m提升机使用油压角移式制动系统，KJ4~6m提升机使用气压平移式制动系统。
二、制动系统的作用
提升机制动系统的作用有以下几点：
（1）正常工作制动，即在减速阶段参与提升机的速度控制。如减速阶段在滚筒上产生制动力矩使提升机减速，在下放重物时加闸限制下放速度；
（2）正常停车制动，即在提升终了或停车时能可靠地闸住提升机；
（3）安全制动，即当提升机工作不正常或发生紧急事故时，如提升速度过高、过卷、过流、欠压等故障出现时，进行紧急制动，迅速可靠地闸住提升机；
（4）调绳制动，即双滚筒提升机在更换提升水平、调绳或更换钢丝绳时，能可靠地闸住活滚筒（有些制动器，如公共驱动的角移式制动，不具备此项功能），松开死滚筒，以实现更换水平、调绳的操作。
三、对制动系统的要求
为了使制动系统能完成上述工作，以保证提升工作安全顺利进行，《煤矿安全规程》对提升机制动系统提出如下要求：
（1）对于立井或倾角大于30°的斜井最大制动力矩不得小于提升或下放最大静负荷力矩的3倍；
（2）对于双滚筒提升机在用定车装置调整滚筒旋转的相对位置时，制动装置在各滚筒上的制动力矩，不得小于该滚筒悬挂提升容器和钢丝绳重力所产生的静力矩的1.2倍；
（3）在同一制动力矩作用下，安全制动时，上提及下放货载，其减速度是不同的。在立井和倾斜巷道中使用的提升机，安全制动时，全部机械的减速度必须符合表6—1的规定。
表6—1 全部机械的减速度规定值
)cos (sin θθf g a z +=
式中 a z ——自然减速度，m/s 2；
g —重力加速度，m/s 2；
θ—井巷倾角，（°）；
f —绳端载荷的运行阻力系数，一般取0.010～0.015。
对于质量模数（提升系统的变位质量与实际最大静张力之比）较小的提升机，上提重载时的安全制动减速度如超过上述规定的限值时，可将安全制动时产生的最大制动力矩值适当降低，但不得小于提升或下放最大静负荷力矩的2倍。
(4) 对于摩擦式提升机工作制动或安全制动的减速度，不得超过钢丝绳的滑动极限，即不引起钢丝绳打滑；
(5)安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现，制动器的空动时间（由安全制动开始动作起至闸瓦刚刚接触到制动轮上的一段无效时间）气压块闸不得超过0.5s ，液压块闸不得超过0.6s ，盘式闸制动器不得超过0.3s 。
以上(1)、(2)、(3)、项的规定是最基本的和必需的。否则，若制动力矩过小，产生的减速度太小，使本来立即停车能防止的事故，由于停车时间太长而造成事故；若制动力矩太大，产生的制动减速度过大，就会出现过大的动负荷，这对提升系统很不利，会影响机械的使用寿命。
上面的规定中，为什么同一个安全制动力矩，在《煤矿安全规程》中对上提重载和下放重载规定了不同的安全制动减速度限值呢？这需要分析上提和下放重载安全制动时，作用到提升系统上各种力矩的相互关系。
现以图6-1的提升系统为例：
图6-1 提升系统安全制动时的力矩
(a)—上提货载 (b)—下放货载
对于图中(a )，可写出力矩平衡方程式：
j zh d
M M M +=' （6-1） 式中 j M —— 静阻力矩，为静力矩及阻力矩之和；
zh M —— 制动力矩；
d
M '——上提货载时的动力矩，亦称惯性力矩，由下式确定： R a m M z d '∑=' （6-2）
R ——滚筒半径；
z a '——上提货载时的安全制动减速度；
∑m ——变位到滚筒圆周上的全部运动部件的质量。
将（6-2）式代入（6-1）式可得出：
mR M M a j
zh z ∑+=' (6-3)
对于图中(b )，可写出下放货载进行安全制动时力矩平衡方程式：
j zh d
M M M -='' (6-4) 式中 d
M ''——下放货载时的动力矩，由下式确定： R a m M z d ''∑='' （6-5）
z a ''——下放货载时的安全制动减速度。
将（6-5）式代入（6-4）式可得出：
mR M M a j
zh z ∑-='' （6-6）
由以上（6-3）和（6-6）式可以看出提升机在同一个安全制动力矩M zh 的作用下，上提货载时产生的减速度要比下放货载时产生的减速度大。因为上提时提升系统静阻力矩作用方向与制动力矩作用方向一致；而在下放时正好相反，造成了上提时产生的减速度比下放时大。
第二节 块闸制动系统
块闸式制动系统用于老产品KJ 系列提升机上，它包括块闸式制动器和油压或气压制动传动系统。块闸式制动器按结构分为角移式、平移式和综合式等。在KJ2~3m 提升机上采用角移式制动器、油压制动传动系统；KJ4~6 m 提升机上采用平移式制动器、气压制动传动系统；KJ -A 系列过渡型提升机采用综合式块闸制动系统。
一、制动装置的执行机构
（一）角移式块闸制动器
KJ 型2~3m 系列提升机制动装置的执行机构是采用角移式块闸制动器。在双滚筒提升机上，制动器作用于滚筒内侧的制动轮上；在单滚筒提升机上，则作用于滚筒两外侧的制动
轮上。如图6-2所示。
图6-2 角移式制动器
1—顶丝；2—前制动梁；3—轴承；4—拉杆；5—三角杠杆；
6—闸瓦；7—后制动梁；8—调节螺母；9—制动轮
前制动梁2和后制动梁7是钢焊接结构件，它们经三角杠杆5，用拉杆4彼此相连接，以木质或石棉塑料压制的闸瓦6固定于前、后制动梁上。利用拉杆4左端的调节螺母8来调节闸瓦6与制动轮9之间的闸瓦间隙。两制动梁下端与支撑轴承3相连接。前制动梁2的外侧设有挡钉（顶丝）1用来支撑调整前制动梁，以保证两闸瓦对于制动轮具有相同的闸瓦间隙。当进行制动时，通过制动装置传动系统，使三角杠杆5的右端按逆时针方向转动，推动前制动梁2，并经拉杆4带动后制动梁7，使制动梁绕其铰接点（轴承3）转动一个不大的角度，使两个闸瓦压向制动轮9产生制动。当三角杠杆按顺时针方向转动时松闸。
角移式制动器的优点是结构比较简单，维护方便；缺点是闸瓦的围抱角?较小(?=60°~70°)，所以产生的制动力矩也较小，而且由于闸瓦表面的压力分布不够均匀，因而闸瓦上下磨损也不均匀。一般用在中小型提升机上。
（二）平移式制动器
平移式制动器结构如图6-3所示。
图6-3 平移式制动器
1—安全制动重锤；2—安全制动气缸；3—工作制动气缸；4—制动拉杆；5—辅助立柱；
6—三角杠杆；7—立柱；8—制动杠杆；9—顶丝；10—制动梁；11—横拉杆；
12—可调节拉杆；13—闸瓦；14—制动轮
后制动梁10用铰接轴同立柱7相连后，又用铰接轴支承在混凝土地基上，它的上、下端各安设一个三角杠杆6，用可调节拉杆12彼此保持联系；前制动梁10亦用铰接轴同立柱7和辅助立柱5铰接，支承在混凝土地基上，基础下端安设一个三角杠杆6。前、后制动梁
用横拉杆11彼此上、下连接起来，通过制动立杆4、制动杠杆8，受工作制动气缸3或安全制动气缸2的控制：工作制动气缸充气时抱闸，排气时松闸；安全制动气缸工作情况却与工作制动气缸相反，即充气时松闸，排气时抱闸。当工作制动气缸3充气或安全制动气缸2排气时，都可使制动立杆4向上运动，通过三组三角杠杆6、上下拉杆11和可调节拉杆12等，驱使前后制动梁10而带动闸瓦13压向制动轮14产生制动作用；反之，若工作制动气缸3排气或安全制动气缸2充气，都会使制动立杆4向下运动，从而实现提升机的松闸。这种制动器前后制动梁的动作是近似平移的。前制动梁10受立柱7和辅助立柱5的支承，形成四连杆机构，当辅助立柱5和立柱7接近垂直位置时（制动梁的位移仅达2mm左右），基本上可保证前制动梁的平移性。但是，后制动梁由于仅由立柱7支承，它的平移性并不是在所有情况下都能保证。顶丝9的作用是使闸瓦等速离开制动轮，从而改善闸瓦间隙。
平移式制动器的优点是：闸瓦的围抱角比角移式制动器的大，平移式制动器闸瓦的围抱角在90°~110°范围内，因而产生的制动力矩较大，闸瓦压力及磨损比较均匀，所以一般多采用平移式制动器。其缺点是：结构较复杂，安装时调整较为困难。
二、制动工作原理
角移式制动系统的制动工作原理如图6—4所示。
图6—4 角移式制动系统
1—立杆；2—电磁铁；3—制动杠杆；4—差动杠杆；5—四通阀；6—三通阀；7—液压缸；8—重锤
当司机把制动手把拉向身边，三通阀6活塞下降，打开制动液压缸通向贮油缸的通路，在重锤8的重力作用下，液压缸内的油液流出，重锤8下降，立杆1上移给制动轮施加制动力，同时由于杠杆3顺时针方向转动，经差动杠杆4传动，使三通阀6的活塞上升，直至重新把油口堵住为止。保持一定制动力。松闸时与上述过程相反。
安全制动时，电磁铁2断电，四通阀阀芯下落打开制动油缸7通向贮油缸的通路。为了安全制动时，液压缸能顺利出油而不受三通阀的影响，有一条管路直接与四通阀相连。此外，为避免在安全制动时，一方面回油，一方面又进油，造成不安全现象，三通阀的进油口串接在四通阀上，以便安全制动时四通阀芯下落把进油口堵住。
第三节盘式闸制动系统
盘式制动系统是应用于矿井提升机上的新型制动系统，用于XKT系列和JK系列矿井
提升机及JKD型多绳摩擦轮提升机上。
盘式闸制动系统与块闸制动系统比较，它具有以下一些优点：
（1）多副制动器同时工作，即使有一副失灵，也只能影响部分制动力矩，因而安全可靠性高；
（2）制动力矩的调节是用液压站的电液调压装置实现的。操纵方便，制动力矩的可调性好；
（3）惯性小、动作快、灵敏度高；
（4）重量轻、结构紧凑、体积小；
（5）安装和维护使用较为方便；
（6）通用性强，且便于实现矿井提升自动化。
盘式制动装置的缺点为：
（1）对制动盘和盘式闸的制造精度要求高；
（2）对闸瓦的性能要求较高。
盘式闸制动系统包括两部分，即盘式闸制动器和液压站。前者是制动系统的执行机构成，后者是系统的控制装置。
一、盘式制动器的结构及工作原理
盘式制动器与块闸不同，它的制动力矩是靠闸瓦沿轴向从两侧压向制动盘产生的，制动闸径向布置于滚筒周边的制动盘上。为了使制动盘不产生附加变形，主轴不承受附加轴向力，盘式制动闸都是成对使用，每一对叫做一副盘式制动器。根据所要求的制动力矩的大小，每一台提升机上可以同时布置两副、四副或多副盘式制动器。各副盘式制动器都是用螺栓安装在支座上，支座为整体铸钢件，经过垫板用地脚螺栓固定在基础上。盘式制动器在制动盘上的配置见图6—5所示。盘式制动器工作原理图如图6—6所示。
图6—5 盘式制动器在制动盘上配置示意图图6—6 盘式制动器工作原理图
1—盘式制动器；2—支座；3—滚筒；4—挡绳板；5—制动盘1—闸瓦；2—盘形弹簧；3—油缸；4—活塞；5—后盖；
6—筒体；7—制动器体；8—制动盘
盘式制动器的工作原理是靠油压松闸、靠盘形弹簧力制动，当压力油充入油缸3时，推动活塞4，带动筒体6，闸瓦1移动，压缩盘形弹簧2，闸瓦离开制动盘8，呈松闸状态。当油缸内油压降低时，盘形弹簧就恢复其松闸状态时的压缩变形，靠弹簧力推动筒体、闸瓦，
带动活塞移动，使闸瓦压向制动盘产生制动力，达到对提升机施加制动的目的。
盘式制动器结构如图6—7所示。
图6—7 盘式制动器结构图
1—制动器体；2—盘形弹簧；3—弹簧垫；4—卡圈；5—挡圈；6—锁紧螺栓；7—泄油管；
8—密封圈；9—油缸盖；10—活塞；11—后盖；12、13—密封圈；14—连接螺栓；
15—活塞内套；16、19—密封圈；17—进油接头；18—放气螺栓；20—调节螺母；
21—油缸；22—螺孔；23、24—密封圈；25—挡板；26—压板螺栓；27—垫圈；
28—带筒体的衬板；29—闸瓦；30—制动盘
二、盘式制动器主要参数的计算
1、正压力N 的计算
如图6—6所示，当闸瓦与制动盘接触时，活塞同时受到弹簧作用力F 2及油压力p 产生的作用力F 1，故活塞通过闸瓦压向制动盘的正压力N 为：
12F F N -= （6-7）
当改变油压力p 时，正压力N 相应发生变化。当油压0=p 时，01=F ，所以正压力达到最大值N max ，2max F N =，此时为全制动状态；当油压max p p =时，21F F >，活塞压缩盘形弹簧， 0=N ，闸瓦的间隙?大于零，此时为全松闸状态。
若油压为某一值p x 时，使21F F =，此时闸瓦间隙为零，但不产生制动力。若油压在0~x p 范围内变化，这时F 2变化很小，而F 1变化，从而改变N 值，达到调节制动力矩的大小的目的。
当压力油充入油缸21时，推动活塞10，带动筒体28、闸瓦29向左移动，压缩盘形弹簧2，闸瓦离开制动盘30，呈松闸状态。盘式制动器在制动盘上产生的制动力矩，取决于正压力N 的数值。
n NR M m zh μ2= （6-8）
式中 zh M ——制动力矩，N 2m ；
μ——闸瓦对制动盘的摩擦系数，一般取0.3~0.35，或根据实测确定；
m R ——制动盘平均摩擦半径，m ；
n ——提升机制动器副数。
对于每一规格的提升机根据实际使用条件，按照《煤矿安全规程》对制动系统的要求，可计算出合适的制动力矩，制动力矩的大小受四个方面的限制：
（1）根据总制动力矩不得小于3倍最大静负荷力矩的要求
zh M ≥jz M 3 （6-9）
式中 jz M ——最大静负荷力矩，对于双容器提升，()
R H m m g M p jz +=，N 2m ； m —— 一次提升货载质量，kg ；
p m ——提升钢丝绳每米质量，kg/m ；
H ——提升高度，m ；
R ——提升机滚筒半径，m 。
（2）根据双滚筒提升机调绳或更换水平时制动装置在每个滚筒上的制动力矩应不小于调绳力矩的1.2倍要求，即
zh
M '≥t M 2.1 （6-10） 式中 t M ——调绳力矩，()
R H m m g M p z t +=，N 2m ； zh M '——调绳时制动器在每个滚筒上产生的制动力矩，N 2m ；
z m ——提升容器的质量，m 。
（3）根据上提重载安全制动减速度不得超过5 m/s 2的要求，总制动力矩为
zh M ≤5∑jz M mR - （6-11）
（4）根据下放重载安全制动减速度不得小于1.5m/s 2的要求，总制力矩为
zh M ≥1.5∑jz M mR + （6-12）
由式（6-9）~（6-12）可确定出合适的制动力矩zh M ，从而由式（6-8）可确定出正压力N 的大小。
2、最大工作油压p 的计算
需要松闸以解除制动时，压力油在油缸内作用于活塞上的推力需要克服三部分的力：
（1）盘形弹簧的预压缩反力，其数值等于正压力N ；
（2）为保持必须的闸瓦间隙使弹簧压缩的反力；
（3）制动器各运动部分的阻力。
故活塞推动力1F 可写成
c n k N F +?+=1
1 （6-13） 式中 N ——所需正压力，N ；
?——闸瓦间隙，一般取1~1.5mm ，最大不能大于2mm ；
k ——盘形弹簧刚度，N/mm ；
1n ——一组盘形弹簧的片数；
c ——制动器各运动部分的阻力。
制动器所需的最大工作油压为：
()104221?-=d D F p π （6-14） 式中 D ——油缸直径， cm ；
d ——活塞杆直径，cm 。
JK 型矿井提升机及JKM 型多绳摩擦式提升机所配用的盘式闸制动器的参数见表6—2，表中p 0值是按产品设计允许最大静张力差确定的，而在生产中，一般提升系统的实际最大静张力差小于提升机的设计允许最大静张力差，故应当根据矿井实际最大静张力差确定出盘式制动器的最大工作油压值。
三、盘式制动器调整与维护
1、闸瓦间隙的调整
盘式制动器闸瓦与制动盘之间的间隙不得大于2mm ，当闸瓦间隙超过规定值时应及时调整。
调整之前，应先将提升容器停在井筒中交锋位置，并将滚筒用定车装置锁住，向制动油缸充入压力油，使制动器处于全松闸状态，用塞尺测量闸瓦与制动盘之间的间隙。然后用调整螺母，把闸瓦间隙调整到1 mm 左右。在进行调整时，一副闸瓦的两个闸应同时调整。调整好后，应进行闸的试运行，并重新测量其间隙，如有变化应进一步调整。
2、盘形弹簧的检查
盘形闸制动力是由盘形弹簧产生的。为了使制动盘两边作用的一对闸瓦的作用力相等而且动作同步，各盘形弹簧的特性应该尽量一致，必须加强对盘形弹簧的检查和维护。盘形弹簧可按下述方法检查：首先使闸瓦合上，机器处于全抱闸状态。再向制动油缸缓慢地充入压力油，使制动油缸内压力慢慢升高，各闸瓦就在不同压力下逐个松开。记录下闸瓦离开制动盘时的放开压力，如果各闸瓦的放开压力有明显的差别时，则应检查在较低油压下放开的闸，并检查其盘形弹簧。一般同一副闸瓦，当放开压力差超过5%时，应拆开在低压下放开的那半个闸进行检查；各副闸之间，最高放开压力与最低放开压力差不应超过10%。
盘形弹簧的寿命，制造厂是按53105循环次数设计的，在使用中，应当根据实际情况确定弹簧的使用寿命 y ：
2
115
105n n T y ?= （6-15） 式中 T 1——每年工作时数（小时）；
n 1——每小时提升次数；
n 2 ——每提升一次松闸次数。
在接近疲劳寿命时，更应加强对弹簧的检查。
3、盘式制动闸的检查与维护
（1）闸瓦的厚度大约为15 mm ，当闸瓦磨损到5 mm 时，必须进行更换。
（2）应定期检查各密封处的密封圈是否损坏，如有损坏应及时更换。
（3）制动盘偏摆值越小越好，最大不应超过0.5 mm ，否则，会影响制动盘的正常工作，加快闸瓦的磨损。
四、液压站的结构及工作原理
液压站与盘形制动器相互配合构成了盘式闸制动系统。液压站的作用是产生高压油，控制盘形制动器。根据工作需要，其作用为：
（1）在提升机正常工作时，产生工作制动所需的油压，使盘式制动器产生所需的制动力矩；
（2）在提升机工作异常时，使盘形制动器能迅速回油，实现二级安全制动；
（3）根据多水平生产或提升钢丝绳伸长时调绳的需要控制双滚筒提升机活滚筒的调绳离合装置。
根据结构不同液压站有两种形式，一种用于双滚筒提升机，另一种用于单滚筒提升机
和多绳摩擦式提升机。下面以TY1-D/S（D、S表示用于单、双滚筒提升机）液压站为例，介绍液压站是如何实现以上三个作用的。TY1-D/S型液压站工作原理见图6—8。
图6—8 TY1-D/S液压站原理图
1—电动机；2—叶片泵；3—网式滤油器；4—纸质滤油器；5—电液调压装置；
6—溢流阀；7—液动换向阀；8—溢流阀；9、10—安全制动阀；11—减压阀；
12—电磁阀（断电通）；13—电磁阀（有电通）；14—弹簧蓄能器；15—二位四通阀；
16—二位二通阀；17、18—压力表；19—压力继电器；20—电接触压力温度计；21—油箱
1、工作制动力矩的调节原理
盘式制动器所产生的制动力矩的大小，依液压站所产生的油压大小而定，而液压站油压大小的调节是通过电液调压装置来完成的。即通过图6—8所示液压站的电液调压装置5来控制溢流阀6的溢流压力，以改变盘式制动器油缸内的油压来实现的。电液调压装置原理见图6—9所示。
图6—9 电液调压装置原理图
1—固定螺母；2—十字弹簧；3—动线圈；4—永久磁铁；5—控制杆；
6—喷嘴；7—中孔螺母；8—导阀；9—调压螺栓；10—定压弹簧；
11—辅助弹簧；12—滑阀;13—节流阀；14—滤芯；15—双体锥套；16—挡板溢流阀有定压与调压两个作用，其调节原理如下：
1）定压作用
根据使用条件，通过调整图6—8中的溢流阀6的定压弹簧的压紧程度，可以确定液压站所需的最大工作油压p。整定定压的方法是：将电液调压装置的控制杆5向下压（见图6—9），同时将它的调节手轮慢慢拧紧，直到压力表上达到p值为止，用背帽锁紧调节螺母。此时，通过定压弹簧8及锥体10的作用，将系统的压力限定在p以内。当系统中的油压超过调定压力时，压力油便经过C、滑阀12上的节流孔B、D、A推开导阀的阀芯而将导阀打开，于是便有一部分油经过滑阀12的中心孔，由回油口排出，这样就造成小孔B两端的压差，D腔的压力就低于C腔的压力，在不平衡压力的作用下，滑阀12向上移动，使K管的部分油从回油口排出，从而保持系统的压力不超过实际需要的工作油压p。
2）调压作用
与电液调压装置配合，控制工作油压在p范围内变化可调。由油泵产生的压力油，由K 管进入C腔，并通过节流孔B进入D、G腔，滑阀12受C腔、D腔及辅助弹簧11的作用，以一定的开口度，处于暂时平衡状态。如果D腔压力小于C腔压力，滑阀上移离开阀座，结果经回油管流入油箱的流量增大，于是C腔压力相应下降，滑阀又向下移动，开口度减小，经过回油管流入油箱的流量减小，工作压力上升，C腔内压力也随着上升，滑阀处于新的平衡状态。若D腔压力大于C腔压力，滑阀向下移动，与阀座之间的开口度减小，于是K管处压力上升，滑阀重新处于新的平衡状态。这样，在调压过程中，溢流阀的滑阀跟随D 腔内压力的变化，经常处于上下运动状态，而其平衡状态是暂时的、相对的。
由此可见，利用溢流阀节流原理进行调压的过程，就是控制D腔内压力变化的过程。
因为D腔内压力变化，能导致K管的压力变化，也就是液压站的压力变化。
但是D腔的压力又如何控制呢？
D腔内的压力变化由电液调压装置来控制的。电液调压装置是一个电气机械转换器，它将输入的电讯号转换成机械位移。控制杆5受十字弹簧2的作用有向上运动的趋势，在控制杆5上还固定有一个动线圈3，当司机操纵制动闸操纵手把向动线圈3输入直流讯号后，动线圈便在永久磁铁4的作用下产生位移，此位移的大小决定于输入直流讯号的大小。当输入直流电讯号达到规定的最大值（本系统为250mA）时，挡板16与喷嘴间的距离为最小，此时G腔内压力达到最大值。当输入动线圈3的直流讯号减小甚至消失时，控制杆5下方的挡板16被十字弹簧2提起，使挡板与喷嘴离开一定的距离，因而G腔内油压也就相应地下降一定的数值。因G腔与D腔相通，所以G腔压力的变化也就是D腔压力的改变，最终使盘式制动闸油缸内的油压也相应地随之改变，从而可达到调节制动力矩的目的。综上所述，工作制动时，油压大小的调节原理和过程的联锁反应，可归纳为如图6—10所示的方框图。
图6—10 工作制动时油压的调节原理和过程方框图
TY1-D/S型液压站主要组成部分如图6—8所示。TY1-D型液压站适用于带盘形制动系统的多绳摩擦式提升机和XKT、XKT-B、JK型单绳缠绕式单滚筒提升机；TY1-S型适用于XKT、XKT-B、JK型单绳缠绕式双滚筒提升机。TY1-D/S型液压站是由工作制动部分和安全制动部分在系统上相互独立的两大部分组成。
工作制动部分由电机1、叶片泵2、网式滤油器3、纸质滤油器4、电液调压装置5及溢流阀6等分别组成两套油路系统，一套油路工作、另一套油路备用。在提升过程中，电机1带动油泵2连续运转，此时，安全制动电磁阀G3、G3′有电。油泵产生的压力油经滤油器4、液动换向阀7、安全制动阀9、10、，经过A管、B管分别进入死滚筒和活滚筒的盘形制动器油缸。工作油压的调节，则由并联在油路的电液调压装置5及溢流阀6相互配合进行。制动时，司机将制动手把拉向制动位置，在全制动位置时，自整角机发出的电压为零，对应的电液调压装置动线圈输入电流为零，挡板在最上面位置，油从喷嘴自由喷出，液压站压力最低。盘形制动器油缸内的压力油，经溢流阀流回油箱，盘形弹簧恢复其松闸状态下的压缩变形，推动筒体、闸瓦，带动活塞移动，使闸瓦压向制动盘，进行制动。松闸时，司机将手柄推向松闸位置，在全松闸位置时，自整角机发出的电压约为30V，相对应的动线圈输入电流约为250mA，挡板在最下面位置将喷嘴全部盖住，液压站压力为最大工作油压，则压力油推动活塞，带筒体、闸瓦移动，压缩盘形弹簧，松闸。
安全制动部分由电磁阀G3、G3′、G4、G5、减压阀11、溢流阀8、弹簧蓄能器14等元件组成。对单绳缠绕式双滚筒提升机，增加了电磁阀G1、G2，以供调绳时使用。
2、安全制动时的二级安全制动特性
二级安全制动，就是将某一特定的提升机所需要的全部制动力矩，分成两级进行。施加第一级制动力矩后，使提升机产生符合《煤矿安全规程》规定的安全制动减速度，然后施加
第二级制动力矩，使提升机能平稳可靠地停车。对于提升能力大、速度高的大型提升机，由于系统的惯量很大，在安全制动时如果产生过大的减速度，会使提升钢丝绳、井架和井筒设施因过大的动负载而损伤；减速器的齿轮产生猛烈的冲击；乘罐人员不舒服；多绳摩擦式提升机可能引起钢丝绳在主导轮摩擦衬垫上滑动等。为避免这些情况的产生，应采用二级制动。
获得二级安全制动的方法是将1台提升机的盘形制动器分成数量相等也可不等的两组，每组的油管分别与液压站的A 管、B 管相连（如图6—8）。
一级制动油压值是通过减压阀11和溢流阀8调定的。通过减压阀11的油压值p 1′，故弹簧蓄能器14里的油压为p 1′，而溢流阀8调定的油压值为p 1，p 1比p 1′大0.2~0.3MPa ，p 1即为第一级制动油压。当发生紧急情况时，电气保护回路中有关接点断开，电动机、油泵停止转动，安全制动电磁阀G 3、G 3′断电，与A 管相连的盘形制动器的压力油通过制动电磁阀9，迅速回油，油压降至零。与B 管相连的盘形制动器的压力油通过安全制动电磁阀10，一部分经过溢流阀8流回油箱，另一少部分进入弹簧蓄能器14内，使其油压由p 1′增加到第一级制动油压p 1。这时，所产生的制动力矩，即第一级制动力矩M zh1，经过电气延时继电器的延时后，电磁阀G 4断电，G 5通直流电，使与B 管相连的盘形制动器的油压全部降到零，使制动力矩达到最大值M zh ，即全制动状态。当解除安全制动时，可令安全制动电磁阀G 3、G 3′及电动机通电，则A 、B 管同时与液压站进油路接通，压力油进入盘形制动器，松闸。
二级安全制动特性如图6—11所示。
图6—11 二级制动特性
0t —空行程时间；1zh t — 一级制动时间；1zh M — 一级制动力矩；zh M —最大制动力矩
3、调绳离合器的控制
在双滚筒提升机液压站中，还有二位四通阀15、二位二通阀16两个元件。其作用为控制离合器“打开”或“合上”。
调绳开始，使安全制动电磁阀G 3、G 3′断电，提升机处于全制动状态。当需要打开离合器时，使二位四通阀电磁铁G 2、二通阀16电磁铁G 1通电，则油路通，高压油经K 管进入调绳离合器油缸的离开腔，使活滚筒与主轴脱开。此时，使G 3通电，使死滚筒解除安全制动（活滚筒仍处于制动状态），进行调绳操作。调绳结束后需合上离合器时，使G 3再断电，死滚筒又处于制动状态。这时使G 2断电，则压力油经L 管进入调绳离合器油缸合上腔，使活滚筒与主轴合上。最后使G 1断电，切断通入离合器的油路，并解除安全制动，恢复正常提升。
对于直流拖动、自动化程度较高的提升机，由于速度控制性能较好，运行参数稳定，一般情况下机械闸不参与速度控制，制动力矩不需要调节，仅起安全和提升终了时起定车作用，液压系统可大为简化。
五、液压站的调试及维护
（一）液压站的调试
1、液压站的调试要求
(1)油压要稳定。要求油压在p=4MPa以上时，其波动值不大于±0.4 MPa；当油压p=4 MPa以下时，其波动值不大于±0.2MPa。
(2)油压—电流特性在p=0.5~4 MPa之间应近似线性关系；而且随动性要好（油压滞后电流的时间不大于0.5s）；重复性要好（对应于同一电流值的油压上升特性线与下降特性线
上的油压值之差不大于0.3MPa）。
(3)在油压—电流特性曲线中，当电流为零时，其残压不应大于0.5 MPa.。
(4)在紧急制动时，液压站应具有良好的二级制动性能；
○1一级制动油压值p1应在油压4~1MPa之间任意可调；
○2一级制动时间应在10s内可调；
○3在一级制动延时10s内，其一级制动油压p1下降值不大于0.4MPa。
2、液压站的调试过程
(1)清洗油箱及有关管路和各个液压元件。
(2)将油箱注满规定的液压油后，按液压站的电控原理图进行正确接线。
(3)为了更好地试验液压站的各种性能，其中包括渗漏现象，故应在6.5MPa的油压条件下对液压站进行试验。
(4)工作制动部分的调试应在二级制动安全阀G3、G3′不通电的情况下，作如下调整：
○1拧松溢流阀手把，起动油泵电机，用手将电液调压装置的控制杆轻轻下压，此时观察油压表的读数，若油压未达到6.5MPa，可以旋拧调压装置中溢流阀的手把，直到使油压
上升到6.5MPa。
○2使电液调压装置线圈电流为零，改变控制杆的上、下位置，调整制动系统的最小残压值，使残压不大于0.5MPa。
○3调整液压站的油压达到最大工作油压时，注意记录电液调压装置动线圈所对应的电流值I z，I z即为实际使用的电流值（一般I z≤25mA）。根据此I z值调整电控装置，使操纵台制动手把在全行程范围内移动时，当电流在10mA~I z之间变动时，注意观察油压波动原因、跟随性、重复性、有无较大噪音等。在以上性能均能满足使用要求的条件下则可进行另一套工作制动部分的调试，调试过程同上。
(5)安全制动部分的调试：
○1将电磁阀G3、G3′、G4通电，A管、B管的制动器通入高压油，观察压力表是否达到6.5MPa及各阀之间是否有渗漏油现象，并观察盘形制动器动作情况。
○2调节减压阀11和溢流阀8，使弹簧蓄能器的油压分别具有5、4、3、2……1.5 MPa 等。在这些油压状态下，使电磁阀G3、G3′断电，并通过调整电气部分的延时继电器，使电磁阀G4、G5在不同的时间内，分别延时断电使油路通和延时通电使油路通，使B管的盘形制动器油压降为零，达到全制动状态。
○3一级制动油压值p1靠减压阀11和溢流阀8共同调定；一级制动延时间由电控部分的延时继电器调定。
○4作二级安全制动试验，观察弹簧蓄能器14的动作情况，若发现动作不灵活或有卡紧现象，应拆开及时调整。
○5各电磁阀接线时，应严格按液压站的电控原理图进行接线，并要特别注意各阀的铭牌，严禁将交流阀与直流阀接错，以免烧坏电磁铁。
（二）液压站的维护
液压站在使用中的维护及注意事项主要有：
(1)、要注意排除系统油液内的空气。液压系统中所有的油液可压缩性很小，在一般情况下它的影响可忽略不计。但是低压空气的可压缩性很大，约为油液的10000倍，所以即使系统中含有少量的空气，它的影响也是很大的。溶解在油液中的空气，当压力低时就会从油液中逸出，产生气泡。当压力高时，在压力油的冲击下，这些气泡又会被击碎，急剧地受到压缩，使系统工作时产生噪音，在提升机制动过程中会使制动器发生颤动，在盘式制动器工作时将会延长松闸时间。因此从液压站到盘式制动器连接的油管及制动油缸内部不得留有空气，特别是在机器新安装，第一次向制动油缸充油时尤为重要。油压不宜过高，约在0.5~1MPa 即可。充油前，将所有油缸上排气螺钉拧松，由于制动油缸位置较高，管子内的空气在压力油作用下均被挤入制动油缸，并从排气螺钉排出，直到有压力油冒出时，表明气体已排尽，于是将排气螺钉拧紧。在机器运转一定时间后，还可能有少量空气侵入，所以，当发现松闸时间较长时，应进行排气。
（2）、油泵吸油管浸入油中不宜太短，以免在吸油口处形成旋涡，将空气吸入油泵；所有回油管出油口均需在油箱液面以下。油泵吸油管和系统回油管在油箱中距离不能太近，以免回油飞溅，搅成泡沫，也容易将空气吸入油泵。
（3）、油箱内的油面不应低于规定的高度，以保持油箱中有足够的油量。在工作过程中油液会有耗损，需要及时补充新的油液。向油箱加油或换油时，必须通过液压站的专用加油装置进行，而不应在其它位置将油液注入油箱。
（4）、如果系统中密封元件不好，管接头以及液压元件接合处的螺钉拧不紧，外界空气都会从这些地方侵入，所以平时要及时地更换失效的密封元件和磨损超限的液压元件。
（5）、油的质量对液压站的安全运转有特别重要的意义。在运转中要确保油液的清洁，防止油液中混入杂质或污物，否则就会使液压站产生各种故障。
在液压站所有的泵及阀类元件中，相对运动件间都有很好的配合表面，这些配合表面间的间隙都很小。此外，在液压元件中也有不少的阻尼孔、节流孔等，如果油液中混入污物，就会使这些小孔被堵塞，使液压元件不能正常工作。如果污物进入阀芯与阀体的配合表面，就会划伤配合表面，使泄漏增加，有时甚至使阀芯卡住，造成阀的动作失灵。油液中污物过多，还会使油泵吸油口处的滤网被堵塞，造成吸油阻力过大，使油泵不能正常工作。油液中的污物也会使油变质，失去原有的性能。总之，在液压系统常见的故障中，有不少是由于油液不干净造成的。因此经常保持油液的清洁，是维护液压站的一个重要方面。工作中应注意两个问题：
○1工作中应当经常检查滤油器的工作状况。对粗滤油器应定期清洗。纸质油器使用一定时间后，纸质滤芯会被脏物堵塞而失效，失效的滤芯不能清洗复用，而需要更换新的滤芯；
○2油液工作一定时间后会发生化学变化，油质发生变化会失去原有的性能，影响油压的稳定性。因此必须根据工作情况定期换油，至少每半年更换一次。当油面有大量泡沫及沉淀物时，也必须更换。
（6）、平时要注意检查油液的温度，液压站温度最好维护在通常温度（20℃）下工作。油温过高或过低都会影响油液的工作特性。为此，在液压站上安设电触头温度计：当油温上升到上限（一般为65℃）时，上限触头闭合，发出信号，如油温不降低，则在第二次提升时，它可使提升电动机不能通电。
停车时间较长或更换油液后，如果油温过低应当预热，以免影响液压站工作的稳定性。最简便的预热方法是开动液压站油泵运转一段时间，待油温升高后再工作。
六、液压站的常见故障及处理方法
液压站的常见故障及处理方法见表6—3所示。
表6—3 液压站的常见故障及处理方法
思考与练习题
1、矿井提升制动系统的作用及对它的要求有哪些？
2、上提重载和下放重物时的安全制动减速度都是由制动系统的同一个制动力矩产生的。为什么《煤矿安全规程》分别对其规定了不同的安全制动减速度的极限值？
3、盘式制动器与块闸制动器相比较有何优点，简述它们的工作原理。
4、参照图6-4，试述KJ型2~3m系列提升机所配的油压块闸制动装置的杠杆传动系统在工作制动过程中，差动杠杆是如何动作的？
5、试说明JK型提升机为什么要实行二级安全制动？参照二级安全制动特性曲线说明二级安全制动如何实现，怎样调节？
6、说明JK型提升机液压站的调压过程。
7、液压站常见故障有哪些？故障的原因和处理方法如何？
提升机制动系统计算
提升机制动系统计算 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
提升机制动系统的验算 一、副井最大静张力、静张力差的验算： 副井技术参数： 绞车型号：2JK —20 罐笼自重：3450kg 一次提物载重量：6332kg 提人重量：1275kg 提升高度：540m 每米绳重m 最大静张力：17000kg 最大静张力差：11500kg 变位质量：64228（kg s2/m ） 楔形连接器：227 kg 盘形制动器型号：TS-215（闸瓦面积749cm 2,摩擦半径1.7m ，油缸作用面积138cm 2,液压缸直径15.4cm,活塞杆直径7.0cm ，一个油缸产生的最大正压力6300kg ）。 液压站型号：GE131B 型（制动油最大压力,最大输油量：9L/min,油箱储油量：500L ，允许最高油温：65℃）。 1、最大静张力的验算： PH Q Q Q F Z j +++=21m ax = 718+2448+3450+227+3569 =10413kg<18000kg 式中： Q 1—矿车重量 Q 2—碴重量 Q Z —罐笼自重(包括楔形连接器) P — 钢丝绳自重 H — 提升高度
通过计算，提升机最大静张力10413kg 小于提升机允许的最大静张力18000kg ，符合《煤矿安全规程规程》第382条规定要求。 2、最大静张力差的验算： PH Q Q F c ++=21m ax =3166+3443 =6609kg 〈12500kg 式中：Q 1—矿车重量， kg Q 2—碴重量， kg 通过计算，提升机最大静张力差6609kg ，小于提升机允许的12500kg ，符合《煤矿安全规程》第382条规定要求。 二、安全制动力矩的验算： 1、安全制动力矩： 式中： M Z —安全制动力矩 μ — 闸瓦与制动盘摩擦系数， R m — 摩擦半径，1.7m n — 制动闸副数，8副 N — 制动盘正压力 N=)/(C K F n l +?- K — 碟形弹簧刚度，4100kg/mm ?— 闸瓦最大间隙，2mm n l — 一组碟形弹簧片数，8片 C — 制动器各运动部分的阻力，
第七章 捣固车
第七章抄超平起拨道捣固车 第一节概述 一、捣固车得组成与工作原理简介 捣固车就是一种结构先进得自行式、多功能线路维修机械,集机、电、液、气于一体,采用了电液伺服控制、自动检测、微机控制与激光准直等先进得技术,能够实现对铁道线路得自动抄平起拨道捣固作业,具有结构复杂、操作简单、性能良好、作业效率高得特点。 常见得捣固车外观如图71所示。 图71 D0832型抄平起拨道捣固车 捣固车主要由转向架、车钩缓冲装置、前司机室、后司机室、主车架、材料车、捣固装置、起拨道装置、枕端夯实装置、检测系统、液压系统、电气系统、气动系统、动力传动系统及激光准直设备等部件组成。 捣固车用在铁路线路得新线建设、旧线大修清筛与在封锁线路得条件下对运营线路维修作业中,能够对轨道进行拨道、起道抄平、道床得道砟捣固及道床肩部道砟进行夯实作业。 在线路封锁得条件下,运行状态下捣固车与其它得作用车辆连挂进入封闭区间,达到需作用得地点后,机组解体,捣固车由运行状态转换为作业状态后开始作业。可利用车上得检测系统,可以对作业前、作业后线路得几何形位参数进行测量及记录,通过控制系统发出控制指令给起拨道装置进行调整,使轨道方向、左右水平与前后高低均达到线路设计标准或线路维修规则得要求。利用捣固装置与夯拍装置提高道床石砟得密实度,增加轨道得稳定性,保证列车得安全运行。 检测系统包括线路方向偏差检测装置、线路纵向高低检测装置、线路横向水平检测装置、激光矫直装置以及检查记录装置等,检测结果作为捣固车工作得参数或作业质量评价得依据。其工作装置包括捣固装置、夯实装置与起拨道装置,这三套工作装置可以同时工作,对线路进行捣固、夯实、起拨道综合作业,也可以单独进行捣固或就是起道作业。 捣固装置就是利用捣固镐得振动荷载与夹实荷载联合作用于道砟,将道砟密实。工作时,捣固镐在振动马达作用下产生振动力,并在捣固镐升降油缸得带动下插入两轨枕中间,达到需求得深度后,夹实油缸产生夹实力,位于轨枕底部两侧得捣固镐头部相向运行,使道砟由两轨之间
地铁车辆再生制动能量利用方案
地铁车辆再生制动能量利用方案 摘要：目前，节能减排已成为我国的基本国策，建设低碳型交通基础设施、推广应用低碳型交通运输装备是城市轨道交通建设者责任。地铁由于站间距比较短，制动频繁、列车起动，考虑各钟车型、站距、编组、发车间隔等差异，列车电制动时产生的再生能量可达到牵引能量的40%以上。充分利用列车再生能量将节约大量能量，产生效益可观，为节能减排做出贡献。西安市地铁已经运营1、2号线，在建3、4、5、6号线，如何在保证线路运行安全的前提下，提高供电水平，同时为城市节能减排做出贡献，是我们必须考虑的问题。 关键词：轨道交通；列车制动；能量回馈 1 传统列车车载制动电阻方案存在的问题 目前国内外城市轨道交通动车组列车均采用VVVF牵引/制动系统，采用交流电机驱动列车，制动系统普遍采用空气制动和电制动混合的形式。列车在运行时，牵引系统将电能转为机械能，使机车启动加速；在制动时，一部分采用电制动，将机械能转为电能使列车制动，另一部分采用空气制动，通过刹车闸瓦与车轮踏面摩擦而产生制动使列车减速。传统列车上设置了车载制动电阻。当列车制动时，首先采用再生制动方式，列车电机从电动机状态转换为发电机状态，将机械能转换为电能返回到牵引网系统，返回到牵引网系统的能量部分被相邻列车吸收，由于线路的行车密度等多种因素，很大部分能量不能被回馈，此时大量电能量得不到释放，将会使系统供电网电压
急剧上升，为此列车上设置了制动电阻，将这部分能量通过电阻变成热能吸收，稳定系统电压。电阻所转化的热能，车站环控专业通过隧道活塞风、车站轨顶排风和车站轨底排风，将热量排出车站外。 车载制动电阻使用虽然方便，但也有缺点：（1）列车制动电阻吸收再生制动能量转换为热能白白消耗了，没有起到节能减排作用。（2）列车制动电阻吸收再生制动能量转换为热能散于隧道内，虽然部分可以通过隧道活塞风排出隧道，但还有部分遗留在隧道，这部分热量使隧道温升逐步上升；（3）列车制动电阻重量大，列车运行时，不仅没有节能，还增加列车牵引能耗。（4）制动电阻体积大，而且考虑制动电阻散热需在列车上安装通风设备，这样会使列车底部其他设备安装布局困难；（5）制动电阻发热会对车体底板形成烘烤效应，有引发火灾危险。（6）列车采用车空气制动，增加闸瓦的损耗，加大车辆维修工作量，提高了运营成本，摩擦闸瓦产生大量金属粉尘，造成环境污染。 2 国内外现状 在国外城市轨道交通运输系统中，再生制动能量吸收技术发展历程主要有车载电阻耗能式、逆变回馈式、超级电容储能式以及飞轮储能式吸收等。其中最先发展的车载电阻耗能式因其可靠、结构简单等优点应用最为广泛，相对较少的是能量回馈式和能量存储式的应用。国外轨道交通研究制动能量吸收技术较早，已有成熟产品，而国内在这方面的研究刚起步，使用车载电阻耗能式较多，不能够很好的把再生制动能量充分利用起来。 图1 2.1 车载电阻耗能型吸收
制动系统发展历史与趋势
现代汽车制动系统的发展历史与趋势 从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法，以及采用新的技术。 一.制动控制系统的历史 最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装臵向制动器施加作用力，这时的车辆的质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自质量的增加，助力装臵对机械制动器来说已显得十分必要。这时，开始出现真空助力装臵。1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16车四轮采用直径419.1mm的鼓式制动器，并有制动踏板控制的真空助力装臵。林肯公司也于1932年推出V12轿车，该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。 随着科学技术的发展及汽车工业的发展，尤其是军用车辆及军用技术的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机械制动后的又一重大革新。Duesenberg Eight车率先使用了轿车液压制动器。克
莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世。通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。到20世纪50年代，液压助力制动器才成为现实。 20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装臵一般包括三部分：传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装臵，控制装臵进行计算并与规定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令。 1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装臵专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助力的ABS 制动器；1971年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装臵。这些早期的ABS装臵性能有限，可靠性不够理想，且成本高。 1979年，默〃本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装臵。1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装臵。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技
制动系统匹配设计计算分解
制动系统匹配设计计算 根据AA车型整车开发计划，AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计，管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。 AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线(X型)布置，采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近，制动系统采用了BB样车制动系统，因此，计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。 设计要符合GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》；GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求，其中的踏板力要求≤500N，驻车制动停驻角度为20％（12），驻车制动操纵手柄力≤400N。 制动系统设计的输入条件 整车基本参数见表1，零部件主要参数见表2。 表1 整车基本参数
表2 零部件主要参数制动系统设计计算 1.地面对前、后车轮的法向反作用力 地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。 图1 制动工况受力简图由图1，对后轮接地点取力矩得:
式中：FZ1（N）：地面对前轮的法向反作用力；G（N）：汽车重力；b（m）：汽车质心至后轴中心线的水平距离；m（kg）：汽车质量；hg（m）：汽车质心高度；L（m）：轴距；（m/s2）：汽车减速度。 对前轮接地点取力矩，得： 式中：FZ2（N）：地面对后轮的法向反作用力；a（m）：汽车质心至前轴中心线的距离。 2.理想前后制动力分配 在附着系数为ψ的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力Fm1、Fm2分别等于各自的附着力，即：
机械原理课后答案第7章
第7章作业 7—1等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么? 7—2在什么情况下机械才会作周期性速度波动?速度波动有何危害?如何调节? 答: 当作用在机械上的驱动力（力矩)周期性变化时，机械的速度会周期性波动。机械的速度波动不仅影响机械的工作质量，而且会影响机械的效率和寿命。调节周期性速度波动的方法是在机械中安装一个具有很大转动惯量的飞轮。 7—3飞轮为什么可以调速?能否利用飞轮来调节非周期性速度波动，为什么? 答： 飞轮可以凋速的原因是飞轮具有很大的转动惯量，因而要使其转速发生变化．就需要较大的能量，当机械出现盈功时，飞轮轴的角速度只作微小上升，即可将多余的能量吸收储存起来；而当机械出现亏功时，机械运转速度减慢．飞轮又可将其储存的能量释放，以弥补能最的不足，而其角速度只作小幅度的下降。 非周期性速度波动的原因是作用在机械上的驱动力(力矩)和阻力(力矩)的变化是非周期性的。当长时问内驱动力(力矩)和阻力(力矩)做功不相等，机械就会越转越快或越转越慢．而安装飞轮并不能改变驱动力(力矩)或阻力(力矩)的大小也就不能改变驱动功与阻力功不相等的状况，起不到调速的作用，所以不能利用飞轮来调节非周期陛速度波动。 7—4为什么说在锻压设备等中安装飞轮可以起到节能的作用? 解： 因为安装飞轮后，飞轮起到一个能量储存器的作用，它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。对于锻压机械来说，在一个工作周期中，工作时间很短．而峰值载荷很大。安装飞轮后．可以利用飞轮在机械非工作时间所储存能量来帮助克服其尖峰载荷，从而可以选用较小功率的原动机来拖动，达到节能的目的，因此可以说安装飞轮能起到节能的作用。 7—5由式J F =△W max ／(ωm 2 [δ])，你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析)? 答：①当△W max 与ωm 一定时，若[δ]下降，则J F 增加。所以，过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。 ②由于J F 不可能为无穷大，若△W max ≠0，则[δ]不可能为零，即安装飞轮后机械的速度仍有波动，只是幅度有所减小而已。 ③当△W max 与[δ]一定时，J F 与ωm 的平方值成反比，故为减小J F ，最好将飞轮安装在机械的高速轴上。当然，在实际设计中还必须考虑安装飞轮轴的刚性和结构上的可能性等因素。 7—6造成机械振动的原因主要有哪些?常采用什么措施加以控制? 7—7图示为一机床工作台的传动系统。设已知各齿轮的齿数，齿轮3的分度圆半径r 3，各齿轮的转动惯量J 1、，J 2、，J 2’、J 3，齿轮1直接装在电动机轴上，故J 1中包含了电动机转子的转动惯量；工作台和被加工零件的重量之和为G 。当取齿轮1为等效构件时，试求该机械系统的等效转动惯量J e 。 解：根据等效转动惯量的等效原则．有 2 2 222 11122`2331 1111()22 222e G J J J J J v g ωωωω= + +++ 则 2 2 2 32122` 3 1 1 1 1()()() ( ) 2 e G v J J J J J J g ωωωω ω =++++ 2 22 2 1 12`12`122`33 223231 ()()()()2e z z z z z G J J J J J J r z z z g z z =+ +++ 7-8图示为DC 伺服电机驱动的立铣数控工作台，已知工作台及工件的质量为m 4=355 kg,滚珠丝杠的导程d=6 mm ，转动惯量J 3=1.2×10-3kg.m 。，齿轮1、2的转动惯量分别为J 1=732 ×
地铁车辆制动系统工作原理
地铁车辆制动系统工作原理 摘要：随着城市规模的快速发展和城市人口的不断增多，所面临的交通问题也越来越严重。本文对地铁车辆的制动功能设计进行了说明，并介绍了制动指令的相关设计，最后介绍了混合制动控制系统设计及相关控制策略，以供读者参考 关键词：地铁车辆；制动系统 随着我国经济建设的不断推进，近年来城市轨道交通快速发展，国内许多大型城市都已有了地铁或者轻轨，随着大量的轨道交通项目投入运营，人们的日常出行变得更加方便，可随之而来的担忧也困扰着人们：“我们经常乘坐的地铁会不会刹车失灵呢、会不会追尾呢？” 1．地铁车辆的制动功能设计 地铁车辆采用减速度控制模式，制动指令为电气指令，即制动系统根据电气减速度指令施加制动力。乘客通过站台固定区域上下车，因而地铁车辆每次停站位置要求准确无误，为满足此要求，ATO系统或司机根据停车距离给定列车减速度电气指令，地铁车辆制动过程中必须能够根据减速度指令快速施加相应制动力，即制动响应准确、迅速。 制动系统设有载荷补偿功能。由于城市轨道交通车辆载客量大，乘客上下频繁，因此要求制动过程中能够根据车辆载荷变化自动调整制动力，称之为载荷调整功能。 常用制动具有防冲动限制功能。制动指令是电气信号，制动指令变化瞬间可以完成，如果制动力跟随制动指令迅速变化，就可能造成冲动，引起乘客不适，而且常用制动需频繁施加，为减少制动时的冲动以避免制动力变化过快引起乘客不适，常用制动过程中需限制制动力的变化速率，称之为冲动限制功能。 2．制动系统功能 2.1常用制动 常用制动采用模拟电气指令方式，是由微处理器控制的直通式电空制动，它采用减速度控制模式，其制动力随输入指令大小无级控制，制动控制单元根据减速度指令和车辆实际载重来计算目标制动力，产生相应的减速度。常用制动具有冲击率限制功能，以改善乘坐的舒适性；常用制动采用空电混合制动并优先使用电制动，不足部分由空气制动补足，以尽可能减少空气制动的负荷。 2.2快速制动 当司机操作主控制器手柄使其处于快速制动位时快速制动被触发。快速制动是一种特殊的制动模式。快速制动与紧急制动的制动率相同。快速制动优先使用
汽车制动系统专题之一 传统制动系统
本期引言： 随万安科技于 4 月 8 日过会，又一家从事汽车制动系统生产制造的公司即将登陆 A 股市场。截至目前，A 股上市公司中汽车制动系统相关的主要公司已经达到 6 家以上，分别是亚太股份、东风科技、万向钱潮、华域汽车、隆基机械、特尔佳等。 在本期和下期的“车闻天下”中，我们将简单讲述汽车制动系统相关的知识，分别介绍 传统制动系统的构成、工作原理和制动安全相关的（新）技术（如 ABS、TCS、ESP、EHC、EMB、I B S 等），希望对您理解和分析行业和相关公司有所帮助。 汽车制动系统综述 汽车制动系统用来是汽车减速、停止和防止溜车。汽车制动的原理是通过摩擦使动能转化为热能，达到汽车减速的目的。 汽车制动系统的形式 汽车制动系统主要包括行车制动系统和驻车制动系统两大类，在一些大型车上还可能有辅助制动系统（如特尔佳的缓速器）等。 图1：行车制动系统的输入端（刹图3：驻车制动系统的输入端（电车踏板）子驻车按钮） 图2：驻车制动系统的 输入端（传统手刹） 资料来源：Google图片 资料来源：Google图片 资料来源：Google图片
所谓行车制动系统，就是在车辆行驶状态下进行制动的系统，包括刹车踏板（输入端）、真或电主力系统、制动主缸、制动轮缸、制动器、制动管路、ABS 系统等。下面我们将重点讲述传统行车制动系统的构成和工作原理。 驻车制动系统的作用是使已停止的汽车不发生溜动，包括停止在坡路上。当然，喜欢操控的朋友也可以利用机械式驻车制动器玩漂移。一般来说，驻车制动系统为机械式结构，包括手刹（输入端）、拉线、驻车制动器等。一些新款轿车（如大众新帕萨特等）配合自动变速箱采用了电子驻车系统，省去了手刹，通过按钮即可实现驻车制动，提升了科技感。 缓速器是大型车辆（卡车、客车）的辅助制动装置，使质量较大的车辆平稳减速而不消耗制动系统，目前用的较多的是电磁缓速器，此外还有液涡轮缓速器。电磁缓速器：相当于在传动轴上装了个“发电机”，不通电时，无接触无磨损；需要减速时，司机将仪表板上的 开关打开，“发电机”的两级相通，传动轴便受到电磁场的阻力，达到制动的目的，再踩油 门时会自动断电。相比摩擦式制动系统，缓速器的优点是无磨损，热衰减风险小，适合于山区行驶的车辆，缺点是结构庞大。液涡轮缓速器：在变速箱箱壳后端增加一个涡轮室，当制动电路开启后，使变速箱油在涡轮中加压产生阻尼达到制动效果，无磨损但要增加散热，国内少有。 制动系统结构要求——GB12676 制动系统必须具有的功能：行车制动、驻车制动、应急制动 行车制动必须是双回路系统 行车制动必须作用在所有车轮上，具有均匀的制动效果 制动控制必须具有渐进功能 结构上必须具有声（或）光报警装置 制动力分配要求 如果一回路失效，保护另一回路压力使残余制动力能使车辆有效停车 汽车行驶制动系统 液压制动系统 图4：不带 ABS 的传统行驶制动系统构成（轿车）
汽车电控制动系统新技术简介
电控制动系统简介 一、电控制动系统的发展 1．概况 在汽车发展初期，制动器的作用较小，因为驱动系的摩擦系数很高以致车辆不制动也足以减速下来。随着功率和速度的不断提高，以及交通密度的不断加大，在20世纪20年代人们便开始考虑如何制造出相应的制动系统以符合更高的驱动和驾驶性能的需要。汽车技术进步的一个主要任务就是提高主动安全性以避免发生事 故，并充分发挥车辆的动力性能。随着电子学和微电 子学的不断发展，开发能够对紧急情况做出足够快速 反应的系统成为可能。电控制动系统的“鼻祖”是ABS， 该系统自从在1978年开始大量投入生产后，一直在不 断地改进并增加新的功能，这些功能可以主动参与到 行车过程中，以提高行车稳定性。目前，这类系统已 经发展为各种辅助驾驶员驾驶的系统，如驱动防滑系 统、牵引力控制系统、制动辅助系统等。制动辅助系 统（如图1所示）在紧急情况下对驾驶员的制动进行 加强，在保持车辆操纵性的前提下，达到最短的制动 行程。 ABS发展历史： 1950年飞机着陆装置中开始开发并使用。 1954年美国福特林肯轿车最先使用法国飞机用 ABS。 1970年林肯、凯迪拉克等高级轿车开始使用（后轮控制式）ABS。 1978年奔驰450SEL和宝马7泵列使用博世公司的4轮控制式ABS。 1984年日本车开始使用ABS。 1990年韩国车辆开始使用ABS（选装）。 至今ABS已成为轿车上的常用装备。 2．现代电控制动系统种类 现代轿车电控制动系统种类繁多，不同车型安装的制动系统的种类与作用也不相同，给维修人员带来了比较大的麻烦。 现将较常见的几种电控制动系统作简单介绍，图2为电控制动作用示意图，各系统的具体内容在第一篇各章详细讲解。 ABS防抱死制动系统 ASC+ (T) 自动平衡防滑／循迹（加速防滑及轮胎抓地控制系）（宝马） ASD防滑差速器控制系统（奔驰） ASR加速防滑控制系统／驱动防滑控制系统（奔驰、大众、奥迪） BAS辅助制动系统（奔驰／宝马） CBC弯道制动控制系统（宝马） DBC动态制动控制系统（宝马） DSC动态行车稳定系统（宝马）
制动系统计算说明书
制动器的计算分析 整车参数 2、制动器的计算分析 2.1前制动器制动力 前制动器规格为?310×100mm，铸造底板，采用无石棉摩擦片，制动调整臂臂长，气室有效面积。当工作压力为P=6×105Pa时，前制动器产生的制动力： F1=2*A c*L/a*BF*?*R/R e*P 桥厂提供数据在P=6×105Pa时，单个制动器最大制动力为F1=3255kgf
以上各式中：A c—气室有效面积 L—调整臂长度 a—凸轮基圆直径 BF—制动器效能因数 R—制动鼓半径 R e—车轮滚动半径 ?—制动系效率 P—工作压力 2.2后制动器制动力 后制动器规格为?310×100mm，铸造底板，采用无石棉摩擦片，制动调整臂臂长，气室有效面积。当工作压力为P=6×105Pa时，前制动器产生的制动力： F2=2*A c*L/a*BF*?*R/R e*P 桥厂提供数据在P=6×105Pa时，单个制动器最大制动力为 F2 =3467kgf
2.3满载制动时的地面附着力 满载制动时的地面附着力是地面能够提供给车轮的最大制动力，正常情况下制动气制动力大于地面附着力是判断整车制动力是否足够的一个标准。地面附着力除了与整车参数有关之外，还与地面的附着系数有关，在正常的沥青路面上制动时，附着系数?值一般在0.5~0.8之间，我们现在按照路面附着系数为0.7来计算前后地面附着力：F?前=G满1×?+G×? 2 =2200×0.7+6000×× =2002kgf F?后=G满2×?-G×? 2 3800×0.7-6000×× = =1487kgf
因为前面计算的前后制动器最大制动力分别为 F1=3255kgf F2=3467kgf 3、制动器热容量、比摩擦力的计算分析 3.1单个制动器的比能量耗散率的计算分析 前制动器的衬片面积A1=2×πR1××L1= 式中（L1=100mm摩擦片的宽度 w1=110°） 后制动器的衬片面积A2=2×πR2××L2= 式中（L2=100m m 摩擦片的宽度w2=） 比能量耗散率 e1=β= e2=β= 上式中：G—满载汽车总质量 V1—制动初速度，计算时取V1=18m/s β—满载制动力分配系数 t—制动时间，计算时取t=3.06s 鼓式制动器的比能量耗散率以不大于1.8W/mm2为宜，故该制动器的比能量耗散率满足要求。 3.2单个制动器的比摩擦力计算分析 计算时取制动减速度j=0.6g
第七章 制动系统
第七章制动系统 一、概述 制动系统采用双管供风，除制动用风外还要提供集便器用风。 装有209P型转向架的旅客列车制动装置由104型分配阀的空气制动机、电子防滑器和手制动装置、列尾装置（仅首尾车安装）四部分组成。 电子防滑器选用SAB型防滑器或铁科院TFX1型防滑器详细介绍请参阅附录9和附录10。 手制动装置由KT262.00.91手制动机、拉杆、钢丝绳、滑轮、滚轮、短拉杆、曲拐等组成，顺时针转动摇把通过以上部分的放大，传递使1位转向架1位轮盘的一个SP2制动单元抱紧制动盘，可使车停在30‰的坡道上。 空气制动部分如图二所示，该系统主要由104空气制动单元、Dg25球芯折角塞门、组合式集尘器、工作风缸、副风缸、紧急制动阀、车上缓解阀、车下制动缓解显示器、列尾装置（仅首尾车安装）组成。 生活用风系统由供风管、球芯截断塞门、止回阀、节流阀、滤尘器等零部件组成。 二、制动装置主要设计参数 制动装置形式自动式空气制动列车管直径（mm）25.4 定压（kPa）600 总风管直径（mm）25.4 定压（kPa）600 缓解方式一次缓解工作风缸容量（L）11 副风缸容量（L）180 总风缸容量（L）120 制动盘
直径（mm） 制动盘摩擦半径（mm）640 233 单元制动缸 型式 制动缸直径（mm）活塞式或膜板活塞式、 8×25.4=203mm 盘形制动效率（%）90 盘形制动杠杆比见表 三、工作原理 当列车管施行制动减压时，104阀处于制动位，副风缸压力空气经过不锈钢软管，进入膜板式制动缸，从而施行制动。 采用双管制供风，模块化设计，中间管排组成后装车。中间管排组成从一位侧数起，依次为：列车管、总风管、制动管、供风管。 总风缸是向一、二位端的集便器供风用的，可以通过操纵制动模块上的截断塞门来实现双管供风转单管供风。见图三 1. 总风管供风时，阀2打开，阀1、阀3关闭。 2. 总风管无风时，阀1打开，阀2、阀3关闭。 3. 总风管无风且关门车时，阀3打开，阀1、阀2关闭。 四、作用与性能简介 装有209P转向架的旅客客车采用104空气制动机，采用了盘形制动、球芯折角塞门、组合式集尘器、缓解指示器、滤尘器、不锈钢软管、不锈钢管路等配件。 1．Dg25不锈钢球芯折角塞门的特点是塞门芯为球形，球芯与塞门体之间有橡胶密封垫，具有更加良好的密封性能，而且塞门芯径可以减少空气阻力，增加制动波速。材质采用不锈钢，提高其抗腐蚀性和抗击打能力。总风管折角塞门两端管螺纹公称直径已经改进，与车辆总风主管端连接侧原Dg25（1寸）内管螺纹改为Dg32（1寸2），
浅析地铁列车制动系统失效
浅析地铁列车制动系统失效 摘要：制动系统是列车重要的系统，它能使列车迅速的减速或停车，地铁列车由于站距较短，会频繁的使用制动，所以制动系统必须有很高的可靠性，应有效避免整车制动系统失效，造成不能停车。本文从制动系统的执行机构、制动系统的控制机构以及列车主控制系统对制动系统的控制等方面着手，通过对各系统可能出现的引起制动失效故障进行分析，说明列车整车制动系统失效的可能性。 关键词：制动控制；故障风险；失效 Analyzing the subway train braking system failure DENG Pei-jin （Guangzhou Metro Corporation , Guangzhou 510310,China） Abstract: The braking system is important for the train, which enables slow down or stops the train rapidly. The braking system must have high reliability, which due to the shorter distance between each subway station that we should use the brake frequently to avoid the whole brake system invalided resulting not stop. This article describes the possibility of train vehicle brake system failure, which commencing from the actuator braking system, the braking system control mechanism and the control of the train braking system master, and also analyzing each system that may be caused by brake failure fault. Key words：Brake control；Failure risk；Failure 2011年7月23甬温线浙江省温州市境内出现高速列车追尾事故，造成重大的人员伤亡和财产损失，作为同高速动车类似的城市轨道列车，我们经常有疑问，高速行驶的多编组地铁车会不会在紧急情况下有停不住车的可能，列车制动系统的可靠性到底如何，失效的风险有多大，对于这些问题，本文将进行探讨。 制动系统遇有紧急情况应能使电动车组在规定距离内安全停车，一旦出现故障就会有制动失效的可能性，制动失效会使列车不能停车或停不住车，因此就会有列车追尾的危险。作为地铁列车，其设计在这些方面都是有考虑的，下文是引起制动失效的常用故障，以及对这些故障的风险性分析，分析该故障引起制动系统失效的可能性，最后得出结论从车辆本身设计来说出现制动系统失效的可能性很小，是可以有效避免出现安全事故的。 1.制动的实现 地铁电客车通常配备有两套制动系统：一个电制动系统（ED制动）；一个气
《轨道车及接触网作业车驾驶理论考试专业知识》(题库)第五章、制动系统
一、填空题 1.总风缸下部设有（排水塞门），用于排除风缸内积存的水分和杂质。 2．对已经施行制动的车辆解除或减弱其制动的作用，称为（缓解）。 3 轨道车上使用的是闸瓦制动，又称（踏面）制动。 4. GC-270轨道车上的空压机由（发动机）直接驱动。 5.（制动主管）贯通全车，用以输送压力空气并通过压力变化控制制动机的动作。6．空气制动系统中的塞门主要包括折角塞门和（截断塞门）塞门。 7 . 传递制动机所产生的力，并将该力扩大后送给闸瓦的部分，称为（基础制动装置）装置。 8. 按照闸瓦的配置，基础制动装置可分为（单侧）制动和双侧制动两种。9．空气制动机以（压力空气）为原动力。 10. 闸瓦上下间隙调整装置是调节闸瓦的上下仰角，保证闸瓦弧面与（车轮）踏面接触均匀，防止闸瓦出现上下偏磨。 11. 长时间使用人力制动机进行防溜时，应在车轮踏面处放置（铁鞋）。 12. (总风）缸用于储存空压机产生的高压空气，供整个空气制动系统使用。13．轨道车上使用的是（闸瓦）制动。 14．轨道车制动系统由空气制动系统、基础制动装置和（人力）制动机组成。15．空气制动机通过改变（空气）压力来操纵控制列车。 16. 在施行螺旋拉杆式人力制动时，将摇把向外抽出，（顺）时针转动摇把，拉紧钢丝绳，通过滑轮改变方向，产生制动作用。 17. 基础制动装是机车车辆制动系统的主要组成部分，是满足机车车辆（制动）距离要求及确保行车安全的重要装置。 18. 由司机操纵控制制动装产生的、与列车运行万向（相反）的，并可根据需要控制其大小的外力，称制动力。 19. 制动缸压力空气进入的一侧称为（压力）侧，另一侧称为无压力侧。 20. 轨道车发生滑行时会擦伤（车轮）及钢轨。 21. 将自阀手柄迅速从运转位移至（紧急制动）位即可实现列车的紧急制动。 22. 活塞行程是制动缸活塞杆从缓解位到制动位所移动的（距离）。 23. 基础制动装置主要由制动缸、（制动传动）装置、闸瓦及闸瓦间隙调整装置
地铁车辆制动系统浅析
毕业论文(设计)任务书题目城轨车辆制动系统浅析 学生姓名李星燃学号 11022315 班级： 110223 专业：城市轨道交通车辆 分院：工程技术分院 指导教师：王洋 2013 年 11 月 1 日
城轨车辆制动系统浅析 0、引言 为适应车辆运行速度高、站间距离短、起动制动频繁等要求，轻轨车辆采用了Knorr公司的微机控制电空制动系统，该系统具有反应迅速、制动距离短、部件集成化程度高、可以实现平稳停车等特点。 车辆在制动过程中电制动优先，然后施加空气摩擦制动。车辆正常状态下使用的空气制动是常用制动，紧急制动是在紧急情况下由司机触发或列车紧急制动环线失电而自动施加的，停放制动是制动系统自动施加的弹簧制动。 列车在运行过程中，当速度在电制动零速点（ v=3km/h）与淡出点之间时，通过编码器输出“电制动力达到多大值”信号，使得电制动和空气摩擦制动混合施加。当列车运行在恒电制动力最高速度和电制动淡出点之间时，仅使用电制动，当列车运行速度超过恒电制动力最高速度时，电制动和空气摩擦制动又混合施加（图1）。
下面分别介绍这几种制动方式的制动原理及应用方式。 1、电制动 城市轨道车辆电制动采用再生制动与电阻制动。当“制动列车线”激活发出制动指令时，优先采用电制动。如果“运行系统网络”允许，使用的主要制动模式是再生制动，当接触网网压高于750 V时，不能够吸收再生制动反馈回来的能量，则采用牵引控制单元控制的电阻制动。 （1）再生制动。 在变频调速系统中，电机降速和停机是通过逐渐减小定子给定频率来实现的，由于惯性原因，电机的转子仍旧处于被动的运行状态，当同步转速ω1小于转子ω时，转子电流相位几乎改变了180°，电机从电动机状态变为发电机状态；与此同时，电机轴上的转矩变成制动转矩 T e，电机处于再生制动状态。电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈到直流电路，再生循环使用。
全电路制动系统(BBW)
全电路制动系统（BBW） 摘要：随着汽车市场的需求不断提高以及电子技术的发展，出现了新一代制动系统——全电路制动系统，相比于液压制动和机械制动，全电路制动具有更高的性能和特点，具有更广阔的市场和应用领域。结合现代汽车电子制动控制技术日新月异的变化，以及电子元件尺寸和成本不断地下降，展望了电子制动控制技术在汽车领域广阔的应用前景，综合分析了汽车全电路制动系统的结构及性能优越性。 关键词：电子技术全电路制动优越性前景 随着汽车的诞生，车辆制动系统应运而生，车辆制动系统是汽车四大系统中不可或缺的关键部分之一，是汽车上通过外界在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行强制制动的一系列专门装置[1]。汽车制动系的主要功用是使行驶中的汽车减速甚至停止，使下坡行驶的汽车速度保持稳定，以及使停驶的汽车保持静止不动[2]，在汽车的行驶安全方面，车辆制动系统扮演着不可或缺的角色。新世纪以来，随着汽车技术日新月异的发展和变化，以及汽车行驶速度的不断提高，汽车制动系统所占据的重要性表现的越来越明显。随着车辆工业的发展，特别是军用车辆及军用技术的发展，车辆制动有了质的飞跃，继机械制动系统后液压制动系统成为了汽车制动系统行业的中坚力量。从九十年代开始，汽车步入了一个全新的电子时代，各种高精尖电子技术出现在人们的视线当中，人们也逐渐意识到，采用电子技术是解决汽车面临诸多技术难题的最佳方案，电子技术在汽车上的应用主要依靠一种结构比较简单、价格便宜的单片计算机，它把中央处理单元、存储器和输入输出接口集中在一个芯片上，通过各种传感器接收输入信号，经分析计算后向执行机构发送指令以达到控制机械运动的目的。防抱制动系统（ABS）的使用和推广将世界汽车行业推向了一个新的高潮。汽车ABS的安装使用大大提高了汽车的主动安全性和操纵性稳定性。目前，尽管防抱制动系统（ABS）广泛应用于各种车辆，然而，由于其编制逻辑门限有许多局限，为充分弥补这些缺陷，后来又在ABS基础上开发了车辆动力学控制系统（VDC）和驱动防滑系统（ASR）。 尽管现代汽车制动发展比较成熟，但面对汽车高新技术的发展和车辆智能化、轻型化的需求，车辆制动技术仍然有待进一步开发。由于电子工业，特别是大规模、超大规模集成电路的发展，一种完全无油液、完全的电路制动系统（BBW）出现在人们的视线中。与传统的制动系统相比，全电路制动因其通过电传递信息，而不是液压油或压缩空气，因而可以省略许多管路和传感器，全电路制动主要包含以下几个部分： 1）电制动器：结构相似于液压制动器； 2）电制动控制单元（ECU）：制动信号的接收与反馈，车辆车轮行驶工况的判断，相应执行信号的传送；
制动系统设计(DOC)
第七章 制动系统匹配与设计 第七章 制动系统设计 制动系是汽车的一个重要的组成部分。它直接影响汽车的行驶安全性。为了保证汽车有良好的制动效能，应该合理地确定汽车的制动性能及制动系结构。 7.1 制动动力学 7.1.1 稳定状态下的加速和制动 加速力和制动力通过轮胎和地表的接触面从车辆传送到路面。惯性力作用于车辆的重心，引起一阵颠簸。在这个过程中当刹车时，前后轮的负载各自增加或减少；而当加速时，情况正好相反。制动和加速的过程只能通过纵向的加速度a x 加以区分。下面，我们先来分析一辆双轴汽车的制动过程。 最终产生结果的前后轮负载ZV F '和Zh F '，在制动过 程中，图7.1随着静止平衡和制动减速的条件而变为： ()l h ma l l l mg F x V ZV --=' （7.1a ） l h ma l l mg F x V Zh +=' （7.1b ） 设作用于前后轴的摩擦系数分别为f V 和f h ,那么制动力为：
V ZV XV f F F '= （7.2a ） h Zh Xh f F F '=' （7.2b ） 图7.1双轴汽车的刹车过程 它们的总和便是作用于车辆上的减速力。 x Xh XV ma F F =+ （7.3） 对于制动过程，f V 和f h 是负的。如果要求两轴上的抓力相等，这种相等使 f V ＝f h ＝a x /g ，理想的制动力分配是： )/(])([gl h a l l g ma F x v x XV --= （7.4） )/(][gl h a gl ma F x v x Xh += （7.5） 这是一个抛物线F xh (F xv )和参数a x 的参数表现。在
汽车制动系统
汽车制动系统 摘要：本文主要介绍汽车防抱死制动系统的定义、结构组成及工作原理分析，同时还介绍ABS系统的电子控制部分的组成和原理，轮速传感器，液压控制装置的组成和原理；并能进行控制电路的分析。 关键词：ABS系统组成原理控制电路 一、前言 ABS（Anti-locked Braking System）防抱死制动系统，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统，现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS 既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。 ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。 ABS系统各组成部件的功能 传感器 1.车速传感器 检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式。 2.轮速传感器 检测车轮速度，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采用。 3.减速传感器
检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动。控制系统 执行器 制动压力调节器 接受ECU的指令，通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低。 液压泵 受ECU控制，在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压；在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中，将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。 ABS警告灯 ABS出现故障时，由EUC控制将其点亮，向驾驶员发出报警，并由ECU 控制闪烁显示故障代码。 ECU 接受车速、轮速、减速等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判别、放大，由输出级输出控制指令，控制各种执行器工作。 二、电子控制系统 2．1传感器的结构型式与工作原理 (一) 转速传感器 齿圈与轮速传感器是一组的，当齿圈转动时，轮速传感器感应交流信号，输出到ABS电脑，提供轮速信号。轮速传感器通常安装在差速器、变速器输出轴、各车轮轮轴上。 轮速传感器在车轮上的安装位置 轮速传感器是由传感头和齿圈等组成。
地铁车辆制动系统的故障与维护
地铁车辆制动系统的故障与维护 本文介绍了地铁车辆制动系统的主要性能及采用的德国克诺尔制动机公司生产的模沙拟式电控制动系统，其中，微处理制动控制与车轮滑行控制电子单元，以及制动控制单元BCU 是该 模拟式电控制动系统的核心控制部件。制动控制单元的所有部件集中地装在一个单独的具有气路的集成板上，进行模块化计, 结构紧凑，便于检修维护。本文主要针对制动系统的故障、维护进行探讨。 我国地铁建设事业在最近的十年内，取得了非常大的进步，针对地铁车辆空 气制动系统常见的故障与维护现状进行分析，并给出一些相关的维护建议。为了适应短距离起停车的特点，必须使列车启动快、制动距离短。这就要求制动系统装置具有操纵灵活，响应迅速，停车平稳、准确和制动力大等特点。城市轨道车辆为动、拖车编组列车，所以要求编组列车的各车辆的制动能力尽可能一致，并且能够适应列车乘客量的变化，具有空、重车的调节功能，以降低制动时列车的纵向冲击。 1、地铁内燃机车空气制动系统常见的故障主要有两种现象。 1.1第一种现象就是在七步闸试验的过程中，出现故障，并且具有重复性，将部件拆开之后，会发现内部的配件已经有些损坏，如金属件磨损超限、橡胶膜板破裂及“ 0＂型圈损坏等等， 这时候只需要更换配件即可，此类事故出现的概率较小。针对第一种情况，主要以预防为主，具体预防措施：
1.1.1在定期检查的过程中，一旦发现不良的配件，或者可预测到的破损部件进行及时的更换。 1.1.2在对机车进行大范围的检修时，及时对易损的日常磨损部件进行更换工作，并且对全部的风源管路进行彻底的清洗，还有对所有的逆止阀、截止阀和三通阀进行更新。 1.2第二种现象就是七步闸在试验的过程中，能够运转正常，但是，在拆卸之后，会发现少量的杂质和油水在里面，这时候，只需要进行简单的清洗并吹干即可。 第二种情况发生的概率较低，并且也不容易察觉，但是，故障一旦发生，就会因为处理超时而造成严重的事故发生。导致第二种情况发生的原因主要是其中的空气管路系统变“脏”导致的，由于在运行使用的过程中，会有一些灰尘、沙粒及各种金属氧化物等成分进入风源管路，从而导致“脏”的出现。因此，这种情况下，重在防治。 2、空气管路系统“脏”的具体原因 2.1来自空气中的沙尘现在的地铁轨道，很多都设置在地面上，致使制动风源源于外部空气，当空气中的沙尘过多的时候，过滤系统不能完全的进行阻隔，长久使用之后，就会在管路中出现大量的沙尘沉积。尤其是在一些干燥多沙及隧道内的地区。 2.2在检修过程中异物掉入管路中当工作人员对部件进行拆卸的时候，管口暴露在外面，这段时间内，由于工作的疏忽大意，就会有一些异物掉入到管口之中，而又没有及时的发现，就会为日后的地铁运行带来严重的安全隐患。