第一章_列车制动总论

二、 粘着系数的计算公式
干燥轨面：
潮湿轨面：
45.6 0.0624 V 260 13 .5 0.0405 V 120
教材上还列出了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，纵观这些计算 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。
旋转涡流制动 结构：在牵引电动机轴上装金属盘。 原理：制动时金属盘在电磁铁形成的磁场旋转， 盘的表面被感应出涡流，产生电磁吸力 。 通过轮轨粘着才能产生制动力，受粘着限制。 消耗的电能多。
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 。
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
二、制动率 制动率用来表示车辆制动能力的大小。 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。
影响因素主要有四个：闸瓦材质、列车运行 速度、闸瓦压强和制动初速。 闸瓦材质 铸铁闸瓦： (普通)铸铁闸瓦、中磷(铸铁) 闸瓦 、高磷闸瓦 合成闸瓦(又称塑料闸瓦) 新的闸瓦材质，如烧结材料、陶瓷等。
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：
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。
制动机是产生制动原动力并进行操纵和控制的
部分 。 基础制动装置是指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。
制动力：由制动装置产生的与列车运行
方向相反的外力。 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，只用到列车制动能力的20 ％～80％，一般只用50％。 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。
ห้องสมุดไป่ตู้
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
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，高速列车加上
随着制动过程中列车速度的降低，冲击 振动以及伴随而来的纵向和横向的少量滑动 都逐渐减弱，因而粘着力和粘着系数也逐渐 增大，其增大的程度与机车车辆动力性能、 轨道的情况等有关。
制动粘着系数是制动装置设计中首先需要
选定的最基本的参数之一。粘着系数影响 因素复杂多变，故粘着系数的变化范围很 大，通常给出两条曲线，即给出一个范围。
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。
摩擦制动
热散逸制动
制动方式 电阻制动 列车动能变成可用能
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。机车车辆制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。 学习重点：空气制动机。
它，就可以在粘着力以外再获得一份制 动力，可缩短制动距离。 电磁铁和钢轨的磨耗较大，同时产生制 动力较小 。只能作为紧急制动时的一种 辅助的制动方式 。
轨道涡流制动 结构：与磁轨制动相似，是把电磁铁悬挂 在转向架侧架下面同侧的两个车轮之间。 作用原理：电磁铁在制动时放下到离轨面 几毫米处而不与钢轨接触。它是利用电磁 铁和钢轨的相对运动使钢轨感应出涡流， 产生电磁吸力作为制动力。 轨道涡流制动既不受轮轨粘着限制，也没 有磨耗问题。消耗电能多。
结论：
轮轨接触面不是纯粹的静摩擦状态，而是
“静中有微动”或“滚中有微滑”的状态。 轮轨间的这种接触状态称为粘着状态。在分 析轮轨间切向作用力的问题时，不用静摩擦 这个名词，而以粘着来代替它。只要轮轨间 静摩擦不被破坏，制动力将随闸瓦压力的增 大而增大。
粘着力 粘着状态下轮轨间切向摩擦力最大值。
列车在坡道上运行速度的限制。 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。
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。
闸瓦制动： 用铸铁或其他材 料制成的瓦状制 动块(闸瓦)紧压 滚动着的车轮踏 面，通过闸瓦与 车轮踏面的机械 摩擦将列车的动 能转变为热能， 消散于大气，并 产生制动力。
第三节 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。
列车运行速度 ：
列车运行速度 粘着系数
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，并把列车动能变 为热能，消散于大气。
电磁铁的悬挂方式：
低悬挂方式的电磁铁距离轨面6～10毫
制动距离：从司机施行制动的瞬间起，
到列车速度降为零的瞬间止，列车所驶 过的距离。是一个综合反映列车制动装 置的性能和实际制动效果的主要技术指 标。
计算制动距离：各个国家根据自己的铁
路情况制定的紧急制动的最大允许值。 我国《技规》规定：列车在任何线路坡 道上的紧急制动距离为800m。
紧急制动限速：为保证紧急制动距离而对

比物理学上的最大静摩擦力要小，而且 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”。
计算粘着系数
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，粘着力的计算不方便。 假定垂直载荷固定不变，认为粘着力的变 化仅仅由于粘着系数的变化引起的。粘着 系数为假定值，称为计算粘着系数。 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，所以这个假定用于 粘着力计算是可行的。
工作原理： 列车管的空气压力发生变化引起制动控制阀 （三通阀或分配阀）动作，实现车辆的制动 或缓解作用。 三通阀主活塞的位置由列车管和副风缸左右 两个空气压力决定。
K 100 17 v 100 k 0.82 0.0012 (120 v0 ) 7 K 100 60v 100
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。
闸瓦压强：
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。 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。
试验研究结果表明，铸铁闸瓦压强越大
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 定为0.95 。 高磷闸瓦
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。
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。
手制动机 是以人力为原动力，以手轮的转动方向和手力 的大小来操纵控制。 发展及应用：
主要的制动机 配角
空气制动机
是以压力空气与大气的压差原动力，通过 改变空气压强来操纵控制。
直通式空气制动机
列车管直通向制动管，制动管充气增压，
发生制动；制动管排气时减压。 优点是构造简单，并且既有阶段制动，又 有阶段缓解，操作非常灵活方便。
制动技术
殷世波
第一章
列车制动总论
学习内容：制动的基本概念、制动方式
学习难点：粘着的概念及应用
第一节 列车制动的几个基本概念
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。 缓解：对已经实行制动的物体，解除或减 弱其制动作用。 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 。
原理：力矩平衡
在轮轨间保持静摩擦和忽略车轮回转惯性的情况
下，制动力在数值上等于闸瓦与车轮的摩擦力。
B K K
二、粘着 粘着状态：
轮轨间实际并非点接触，而是椭圆形面接
触； 列车运行中不可避免地要发生各种冲击和 振动； 车轮踏面是圆锥形的，车轮在钢轨上滚动 的同时，必然伴随着微量的轮轨间的纵向 和横向滑动。
再生制动 将牵引电动机变为发电机。但将电能反馈回电 网。使本来由电能或位能变成的列车动能获得 再生，而不是变成热能消散掉。 经济性好，技术上比较复杂。 反馈回电网的电能要马上由正在牵引运行的电 力机车或电动车组接收和利用。
液力制动 广泛应用于液力传动内燃机车。 原理：在液力传动装置内安装液力制动器， 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)。