国内外列车制动技术现状 文档

国内外列车制动技术现状
1早期的列车制动系统
我国早在20世纪50年代初期就要求发展长大列车，1953年原中长铁路种推行过满载超轴500 km运动，当时的车辆载重多数为30和40 t,制动机使用K1和K2型三通阀，用蒸汽机车牵引。

牵引长大列车的主要问题之一是列车制动问题，沈阳铁路局苏家屯机务段司机郑锡坤种摸索出一套操纵长大列车的经验，为配合这一运动，铁道科学研究院前身大连铁道研究所曾在120辆货车制动试验台上进行了制动、缓解和充气性能试验。

试验表明列车牵引120辆，使用K1型三通阀机车用ET6型制动机操纵，制动突出的问题是列车施行小减压量时尾部车辆不发生制动作用，因为K型三通阀制动波速低，列车紧急制动时其波速只有180 m/ s,常用制动只有85 m/ s。

自动制动阀均衡活塞下方排气口直径大小与列车制动有很大关系，排气口加大到6 rnrn时效果显著。

试验表明排气口大小对列车制动平稳性有直接影响，过大的排风口列车制动时前后纵向冲击较大，排风口较小时列车纵向冲击较小，但在小减压量时尾部车辆会不发生作用，当时的结论是列车管减压量不应小于70~80kPa，在120辆货车试验台上曾进行了列车制动时间的测定，随着列车联挂辆数的增加，列车管的总容积也加大，因此列车减压时的排风时间也延长，使制动时间也相应的加长，举例说明，若列车联挂60辆货车制动时间为100 %，则联挂120辆时，列车前部制动时间延长160 % ,后部车辆的制动时间延长的更多达250%，因此操纵长大列车时造成列车前后制动的冲击也相应增加。

2货物列车电空制动机的研制与试验
1958年全国有13个铁路局对货车电空制动机进行研制，铁道部决定对这13个铁路局的电空制动机进行分析研究，由铁道科学研究院主持吸收有关各方的优缺点并对电空制动机进行研制和试验。

机车电空操纵部分由唐山机车车辆厂负责。

车辆电空阀由齐齐哈尔车辆厂、南口机车车辆厂和铁道科学研究院机辆所负责完成研制任务，1989年经制动专门委员会的同意成立了电空制动机研制小组，对货车电空制动机制定了技术条件，其内容主要有
(1)必须电空两用，阀体为组合式，带有中间体和管座，阀上不安装连接管;
(2)货车时速120 km，牵引长度1500 m,制动距离不超过1000 m的要求(使用空气制动时，货车时速100km;
( 3)基本上不采用滑阀和金属涨圈，要求构造简单和质量轻;
( 4)空气分配阀制动波速货车在250 m/s以上;
( 5)紧急制动时，制动缸充气时间，货车应为10~12s;
( 6)电空制动机的电源可用机车发电机和蓄电池，其容量30~5OAh;
(7)电源电压为110 V，电磁阀的线圈在电压40 V时能正常工作，导线电阻每千米应不大于1. 5 欧，电源电压110V时，每辆车的电磁阀线圈电流不超过0. 15A;
(8)在使用电空制动机时在制动和保压时，必须具有向副风缸的充气性能。

根据技术条件要求，经过多方讨论，吸收国内外经验，设计出货车用单线电空制动机方案，为了节省铜导线采用钢导线，进行绝缘，车辆导线连接采用客车连接插头，回路连接车体和钢轨。

货车电空阀采用空气和电气两部分，当电气部分发生故障时能自动转换为空气制动。

4空气制动机的进步
由于电空制动机的推广有一定的困难，货车制动问题一直是影响货运的关键，从1961年开始，在电空制动机空气分配阀的基础上，又推出了103型空气分配阀，103是齐齐哈尔车辆厂制动部件的图号，103型分配阀除了主阀部分采用美国AB型分配阀的滑阀结构外，其余的紧急制动排风阀，空重车部分基本与电空制动机相似。

103型空气分配阀是采用间接控制，制动缸直径大小不受限制，副风缸容积在78 立方分米以上，由于副风缸容积较
大，初充气时间太长，对长大列车来说，充风又成了主要问题，因此103型空气分配阀在车辆上安装的不多，只有几千辆车，除了充气问题之外，零部件供应，检修相继都跟不上。

经过近20余年的徘徊，铁道科学研究院与眉山车辆厂于1988年在103型空气分配阀的基础上，吸收国外技术，并结合我国实际情况研制了120型控制阀。

120阀的特点是将103阀的间接作用改为直接作用，副风缸容积减小到60立方分米, 120型阀考虑到能适用高摩擦系数合成闸瓦可使用直径254 rnrn制动缸，设有两种制动缸(14和10英寸)直径节流孔，充风及缓解均能协调工作。

目前全国大部分车辆都装有120阀，只有少数车辆为GK型制动机，为我国货车制动技术上升了一个新台阶。

国外概况
以美国和前苏联重载列车用的机车制动机为代表，概况如下。

美国铁路的机车控制装置从50年代以后为26-RL型泪L车制动机26-RL机车制动机作为北美铁路的标准型机车制动机，主要为橡胶膜板、柱塞阀结构，具有自动保压、多机重联、安全控制、超速控制和列车断钩保护等多种作用功能，其空气分配阀为二三压力机构的26- F型分配阀。

此外，在动力制动方面，一般按机车的轮轨粘着条件和牵引功率设计有较强的动力制动能力。

为防止车轮滑行，在紧急制动时，自动联锁切断动力制动，转为空气制动单独作用。

因此，和高速旅客列车不同，重载列车机车的动力制动主要用于调速制动，特别是长大下坡道操纵作用的需要。

机车基础制动一般为高摩合成闸瓦和小型制动缸。

在列车自动制动作用时的制动率为0. 24~0. 30；机车单独制动时的制动率可高达0. 38~0. 5O。

前苏联的机车制动控制装置可分为两类，一种方式是和美国相同的韦斯汀豪斯系统;另一种方式是卡赞切夫系统。

卡赞切夫系统采用自动保压式的作用原理，具有阶段制动和阶段缓解性能，其执行部分为三压力机构的马特洛索夫型分配阀(M一320型等)，因此，适宜与前苏联三压力式的车辆制动机配合使用。

因卡赞切夫制动机的结构陈旧，近年来在新造机车上己采用具有иo. 222型制动阀的机车制动机，该型制动阀仍采用金属涨圈和需要研磨的回转阀，不便于检修工作。

因此，从1966年后，前苏联又生产了更适合于重载列车使用的и. 394型机车制动机，其特点是具有自动消除压力过充的机构，并更便于检修。

国外货车制动机
铁路货车制动机的基本型式是自动空气制动机，自1872年由美国韦斯汀豪斯首创以来，己为各国广泛采用，且发展日趋完善。

其关键部件是空气三通阀或分配阀，通常以此作为货车制动机的代表。

世界各国在车辆制动机的发展过程中，由于运用条件不同而形成了两大系统，即以北美大陆为代表的AAR(北美铁路陇会)系统和以西欧为代表的UIC(国际铁路联盟)系统。

前者的货物列车长度多在1 200 m以上，牵引重量多在4 000 t ~15 000 t之间，货车制动机采用二压力式的制动阀。

后者的货物列车长度多在610 m~820 m之间，货车制动机使用三压力式的空气分配阀。

二压力式制动机的制动波速比较稳定，其一次缓解的不衰竭性优于三压力式的阶段缓解作用;三压力式的阶段缓解作用则操纵比较灵活，但在长大列车中缓解过慢。

因此，二压力式制动机更适应于重载列车的运用。

此外，前苏联采用的三压力式制动机，因同时具有二三压力混合方式的加速缓解作用，所以，也能在重载列车中运用。