铁道车辆制动课件2

• 紧急灵敏度的范围一般在50～80kPa／s之 间。如果列车管减压速度高于紧急灵敏度 指标，则制动机一定要发生紧急制动。
• 常用(制动)安定性和紧急(制动)灵敏度的指 标同样是对列车管减压速度的要求，列车 管的减压速度可由司机通过制动阀来控制 。
三、常用安定性和紧急灵敏度的影响因素。
• 递动弹簧的刚度：
二、减速充气缓解 • 作用：
提高列车前后部充气缓解的一致性，减 小列车的纵向冲动。
• 机构：
在主活塞的活塞杆尾部右侧，加上一个 减速弹簧。
减速弹簧
• 原理:
– 减速充气缓解位：三通阀处于列车前部时 ，列车管增压较快，主活塞尾部能压缩减 速弹簧，使主活塞到达右极端位（减速充 气缓解位）。，列车管的风只能通过凸起 部上一 条很小的“限制充气沟”进入滑 阀室和副风缸，充气速度减慢；缓解速度 减慢。
– 具有彻底的制动力不衰减性。制动缸因漏泄 而降压时，副风缸将经过供气阀口自动给制 动缸补风，恢复其原有的空气压强。
– 制动与否只取决于列车管减压量而与减压速 度无关，即缓慢减压也制动。
– 递动弹簧的刚度太大，常用安定性要 好，但不易起紧急；递动弹簧的刚度 太小，紧急灵敏度要好，常用安定性 就差可能发生意外的紧急制动。
• 副风缸的减压速度与列车管减压速度是 否相匹配，即紧急制动孔和常用制动孔 的大小是否合适：
– 紧急制动孔太大，紧急灵敏度就差 ，常用 安定性就好一些 。
四、结论
• 制动机的常用安定性和紧急灵敏度也是相互矛盾 的。
• 解决这个问题的办法
– 在机车制动阀排风减压之后，每辆车的三通 阀动作时，使列车管压力空气在该阀也获得 一个排气出口，或让列车管的风排一部分到 制动缸去，既可以逐辆加强列车管减压，又 可以使每辆车的制动缸获得一定程度的增压 。
二、局部减压
• 定义：对于机车或车辆上受列车管控制而 且只控制本车制动作用的阀，排列车管的 风时，就认为是“附加排气”或“局部减 压”(简称“局减”)。机车制动阀是控制列 车管空气压强从而操纵全列车制动作用的 阀，它的排风减压就不是“局部减压”。
– 缓解：列车管获得一定的增压量，向下作用 于主活塞的力增大，活塞杆下移，活塞杆上 端排气的小阀口开放，制动缸的压力空气→ 中空的活塞杆→大气。缓解同样有保压位。
• 特点：
– 主活塞的动作与否决定于三种压力的平衡与 否。
– 副风缸只承担在制动时向制动缸供风的任务 而不参与主活塞的平衡。
– 具有阶段缓解的性能，但缓解比较慢。
– 列车管是副风缸唯一的风源，具有一次轻易 缓解性能，缓解较快。如果给副风缸增加第 二个风源，例如L、GL型制动机的附加风缸， 则也可以有阶段缓解性能。
三、直接作用的三压力制动机
• 构造（如图）：
– 主活塞和活塞杆是 垂直放置，活塞杆 中空。
– 主活塞上方通列车 管，下方通工作风 缸，第二活塞上方 通制动缸，下方通 大气。
– 设计制动机时，缓解稳定性和制动灵敏度必须 统筹兼顾，既要保证在列车管减压速度低于缓 解稳定性要求的临界值时不会发生自然制动， 又要保证在减压速度达到制动灵敏度规定的临 界值时必定能起制动作用。
第二节 列车管局部减压
一、早期三通阀的问题
• 列车管减压只是靠机车制动阀排风来实现的。 排风口大则排风速度快，列车管减压速度也快 。
– 工作原理：常用减压时，主活塞两侧的压差使 主活塞位于常用急制动位，可产生轻微的局部 减压。
• 紧急室Y的压力空气→y孔→o孔→q孔→紧急活塞四 周间隙→制动缸；
• 紧急室Y的空气压力降低，止回阀被列车管的压力 空气顶开：列车管的压力空气→紧急室Y→y孔→o孔 →q孔→紧急活塞四周间隙→制动缸；
– 常用局减结束条件：
– 初充气时，列车管在向副风缸充风的同时，也 通过止回阀向加速缓解风缸充风。
• 应用： 我国的Jz—7、F—8、104c、120等型制
动机都具有这种加速缓解的性能。
第五节 二压力、三压力机构及制动 机性能的“软”和“硬”
一、制动机的分类
• 参与主活塞平衡的压力多少：制动机可分 为二压力机构和三压力机构两种。
注意：缓解稳定性和制动灵敏度都是对列车管
减压速度的要求。
四、 影响缓解稳定性和制动灵敏度的因素
• 充气沟横断面的大小。充气沟横断面的大， 逆流速度快，缓解稳定性就好，但制动灵敏 度就差一些。
• 主活塞移动阻力。阻力小则阀的制动灵敏度 高，如果阻力太小了，缓解稳定性又可能不 合格了。
• 结论：
– 保证制动机的缓解稳定性和制动灵敏度往往是 相互矛盾的。
原因：当三通阀主活塞在缓解位时，列车管和
副风缸在充气沟处是相通的。列车管减压速度 低，副风缸的风可经过充气沟向列车管逆流； 减压速度高，则逆流来不及。
二、缓解稳定性和制动灵敏度的概念
• 缓解稳定性：制动机不会因列车管的正常 泄漏而造成意外制动的特性（列车管容积 很大，不可能保持绝对密封，少量泄漏是 难免的）。
• 列车管压强和主活塞动作是否直接控制其 制动缸的制动与缓解：制动机可分为直接 作用和间接作用两种。
二、直接作用的二压力制动机
• 前面介绍的三通阀就是一种二压力机构的 直接作用的制动机，GK、120等型制动机就 属于这一类。
• 结构及特点：
– 主活塞的动作与否决定于作用在它两侧 的空气压力平衡与否。其中一侧是列车 管的空气压力，另一侧是副风缸的空气 压力。主活塞直接控制着制动缸的制动 和缓解。
– 紧急阀室Y的压力空气→开放的紧急阀口→制动缸；
– 紧急阀室Y的空气压强骤降，低于列车管的空气压强，止 回阀被顶开：列车管的压力空气→止回阀→紧急阀室Y→ 开放的紧急阀口→制动缸；
• 列车管常用减压：主活塞两侧压差较小，无力 压缩递动弹簧，t孔不开放，紧急局减作用不会 发生。
• 紧急局减停止：紧急制动时列车管空气压强要 一直减到零，主活塞始终在紧急制动位。紧急 活塞上方的副风缸空气压强和列车管的空气压 强都不断降低，紧急活塞下方的制动缸空气压 强不断增加，紧急活塞上下压差不断缩小，紧 急阀和紧急活塞在紧急阀和止回阀之间的弹簧 作用下，会向上移动，紧急阀关闭，止回阀也 随之关闭，紧急局减停止。
• 常用制动和紧急制动的区别。机车制动阀排风 口由一变二，排风速度的不同，可让列车管获 得两种不同的减压速度。受列车管空气压强控 制的机车车辆的各个三通阀据此区分常用制动 与紧急制动。
• 自然缓解。列车编组加长，如果机车制动阀排 风口过大，排风速度太快，则列车前部减压速 度虽然可以很快，但是沿列车长度的减压速度 衰减也很厉害，列车后部的压力空气向前涌时 列车前部的空气压强将回升并发生自然缓解。
• 紧急(制动)灵敏度：减压速度达到紧急灵敏 度指标时制动机必须起紧急制动的性质。
二、常用(制动)安定性和紧急(制动)灵敏 度的指标
• 常用安定性要求的列车管减压速度临界值 范围一般在31～36kPa／s之间。制动灵敏 度是常用制动时列车管减压速度的下限， 常用安定性则为上限，列车管减压速度高 于制动灵敏度指标，低于常用安定性指标 ，则制动机只能发生常用制动。
第二章 自动空气制动机综述
• 本章的主要内容：
– 自动空气制动机的基本性能、机构形式和 控制方法；
– 提高制动机性能的主要手段；
– 列车管内的空气波、空气波速率； – 列车的制动波、制动波速率；
第一节 缓解稳定性和制动灵敏度
一、三通阀发生制动作用的条件 • 列车管开始排风减压。 • 足够快的减压速度。 • 一定的动作时间。
– 制动：列车管减压，工作风缸的空气压力推 动主活塞上移，使活塞杆上方端接触供排气 阀，将排气的小阀口(活塞杆中心孔上端)关 闭，活塞杆继续上移，顶起供排气阀，副风 缸的压力空气→制动缸；
– 保压：列车管停止减压，制动缸不断增压， 当列车管、工作风缸、制动缸的压力处于新 的平衡状态时，活塞杆稍稍下移，关闭供排 气阀，活塞杆中心孔上端仍贴在供排气阀上 ，处于关闭状态。副风缸停止向制动缸供风 ，制动缸也没有连通大气。
• 机构设计及工作原理：
– 为了使每个三通阀都能 实现紧急局部减压，在 主活塞的外侧加了一个 “递动弹簧”，在阀的下 部加了一个紧急部。 参看图2—1。
– 工作原理 ：
• 初充风：
• Leabharlann Baidu车管紧急减压：
– 副风缸的风→r孔→制动缸；
– 副风缸的风→t孔→压下紧急活塞→紧急活塞杆压下紧急阀 →紧急阀口开放；
• 原理：
– 三压力：列车管、工作风缸、制动缸的压力共 同决定活塞的位置。
– 无风状态：主活塞及活塞杆因自重落下，供排 气阀和充气止回阀关闭，制动缸经活塞杆中心孔 和径向孔通大气。
– 初充风，制动机处于缓解状态：
• 列车管的压力空气→主活塞上方； • 列车管的压力空气→充气止回阀→副风缸； • 列车管的压力空气→充气止回阀→工作风缸；
• 常用制动与紧急制动决定于主活塞的位置，只是 几毫米之差，常常容易顾此失彼，提高常用安定 性就降低了紧急灵敏度，紧急灵敏度提高又易引 起意外紧急制动。
• 现代机车车辆普遍都把紧急部独立设置成直接受 列车管空气压强控制的紧急阀，与主阀相互独立 。
第四节 常用急制动、减速充气缓解与 加速缓解
一、常用急制动
车辆再配上一个供加速缓解或局部增压用 的风缸（称为加速缓解风缸），缓解初期 由加速缓解风缸向列车管充风，来提高列 车管增压速度。
• 原理 ：
– 加设加速缓解风缸和加速缓解阀。 – 缓解时，制动缸压力空气经由分配阀或控制阀
的排气管路进入加速缓解阀，打开加速缓解风 缸到列车管的通路，然后才排入大气，加速缓 解风缸的压力空气→加速缓解阀→列车管，产 生局部增压。
• 需求：列车越来越长，列车前后部制动作 用的时间差越来越大，仅仅在紧急制动时 各个机车车辆有强烈的局部减压已经不能 满足要求了。人们希望在常用制动的时候 也能有较好的列车前后部制动作用的一致 性。
➢常用局减的机构及工作原理(见图2－2)
– 机构设计：在紧急部的紧急室Y的左侧开小孔y ，通向滑阀；在滑阀上开设急制动联络孔o和q 。
• 制动灵敏度：同样是对制动机性能的要求 ，指的是当司机施行常用制动而操纵列车 管进行减压时，制动机则必须发生制动作 用。
三、 缓解稳定性和制动灵敏度的极限值
• 缓解稳定性要求的减压速度临界值为0.5～
1.0kpa/s，意味着列车管的减压速度在此临界 值之下，就不会发生制动作用。 • 制动灵敏度要求的减压速度临界值为5～ 10kpa/s，意味着列车管的减压速度超过此临 界值，就必须发生制动作用。
– 全缓解位：当三通阀处于列车后部时，列 车管增压较慢、较弱，主活塞尾部不能压 缩减速弹簧，主活塞停在全缓解位，限制 充气沟不起作用，充气不受限制；制动缸 通过大通路排大气，缓解也不受限制。
三、加速缓解
• 问题的提出： 列车越来越长，列车管总容积越来越
大，列车管增压速度也越来越低。
• 解决办法： 仿照供制动时局部减压模式，给每个
• 设计意图：列车管的常用局减可使主活塞两侧压差 进一步扩大，使主活塞能稍稍压缩递动弹簧，左移 到全制动位，使y孔和o孔错开，局减结束。
• 实际情况：常用制动都是急制动，急制动的停止是 在机车制动阀置于保压位之后，主活塞稍稍右移到 急制动保压位而实现的。
• 应用：常用局减还是既要可靠，又要有增 压。我国103、l04和120等型制动机采用的 两阶段局减，第一阶段局减让列车管的风 排大气，第二阶段局减让列车管的风排入 制动缸。
• 紧急局减时让列车管压力空气通往制动缸 的弊端：制动缸压强的上升较快，紧急局 减停止较快，现代机车车辆制动机已改为 将列车管的风排向大气既可获得强烈可靠 的紧急局减，又可防止制动力过大导致车 轮滑行擦伤。
第三节 常用安定性和紧急灵敏度
一、 常用(制动)安定性和紧急(制动)灵敏度的 概念
• 常用(制动)安定性：列车管的减压速度没有 超过常用(制动)安定性指标时要求制动机只 能起常用制动而不能起紧急制动的性质。
– 副风缸既参与主活塞的平衡，又承担在制动 时向制动缸供风的任务，供风量与制动缸的 容积无关。制动缸压强在长大下坡道固漏泄 而衰减时也不能由副风缸给予补充，否则会 使三通阀发生自然缓解。
– 制动与否还取决于列车管减压速度。当减压 速度低于缓解稳定性的临界值时，副风缸来 得及逆流，减压量即使很大也不起制动作用 。