1、制动系统概述 项目一项目一任务一 制动系统的重要意义 人为地使运动物体减速或阻止其加速称为制动制动。对已经实施了制动的列车，解除或减弱其制动作用，这种做法称为缓解缓解。一、概 述 为了能实施制动或缓解制动，需要在列车上安装由一整套零部件组成的一个完整的制动装置，该装置总称为“列车制动装置列车制动装置”。它可以分为动力集中型列车制动装置和动力分散型列车制动装置。由制动装置产生的、与列车运行方向相反的外力，称为“制动力制动力”。一套列车制动装置至少包括两个部分，即制动控制部分和制动执行部分。任务一 制动系统的重要意义二、制动作用的种类 1动力分散型列车 动力分散型列车包含动车组和城市轨道交通车辆，
2、其制动在操纵上按用途可分为五种，即常用制动常用制动、紧急制动紧急制动、快速制动快速制动、停放制动停放制动和保持制动保持制动。2动力集中型列车三、制动能力 列车的制动能力是指该列车的制动系统能使其在规定的安全范围内或规定的安全制动距离内可靠地把车停下来的能力。任务一 制动系统的重要意义四、制动系统在列车运行中的重要意义 制动过程必须具备两个基本条件：（1）实现能量转换；（2）控制能量转换。制动机对铁路运输有以下几方面的促进作用：（1）保证行车安全；（2）充分发挥牵引力，增大列车牵引重量，提高列车运行速度；（3）提高列车的区间通过能力。任务二 制动机的发展简史 1825年9月27日，在英国的斯托克
3、顿至达灵顿之间建成了世界上第一条铁路，当时所使用的制动机是人力制动机，即手制动机。1869年，美国工程师乔治韦斯汀豪斯发明了世界上第一台空气制动机直通式空气制动机。1872年，乔治韦斯汀豪斯在直通式空气制动机的基础上，研制出了一种新型的空气制动机自动式空气制动机。20世纪60年代，产生了电空制动机，目前，在我国电力机车上使用的电空制动机有DK-1型电空制动机、DK-2型电空制动机、CCB-II型电空制动机（微机控制制动系统）和法维莱Eurotrol电空制动机。任务三 制动方式的分类和制动机的分类 一、制动方式的分类（一）按列车动能转移方式分类 1摩擦制动 摩擦制动是指列车的动能动能通过摩擦转变
4、为热能热能。常用的摩擦制动方式主要有闸瓦制动和盘形制动，在高速列车的制动系统中还有轨道电磁制动等方式。任务三 制动方式的分类和制动机的分类（1）闸瓦制动。任务三 制动方式的分类和制动机的分类（2）盘形制动。任务三 制动方式的分类和制动机的分类任务三 制动方式的分类和制动机的分类（3）轨道电磁制动（又称为磁轨制动）。任务三 制动方式的分类和制动机的分类2动力制动 动力制动在制动时，将牵引电机由电动机变为发电机，使列车动能动能转化为电能电能。（1）电阻制动。将发电机发出的电能加于电阻器中，使电阻器发热，即电能转变为热能。（2）加馈电阻制动。加馈电阻制动又称为“补足”电阻制动。加馈电阻制动为提高机车
5、在低速运行时的轮周制动力，从电网中吸收电能，补足到电机的电枢电流中去，以获得理想的轮周制动力。任务三 制动方式的分类和制动机的分类（3）再生制动。是把列车的动能通过电机转化为电能后，再使电能反馈回电网，提供给其他列车使用。（4）电磁涡流制动。电磁涡流制动是利用电磁涡流在磁场中产生洛伦兹力，而洛伦兹力方向与物体运动方向相反的物理原理创造的一种电磁制动方式。（二）按制动力形成方式分类 1黏着制动 制动时，车轮与钢轨之间有三种可能的状态：（1）纯滚动状态。（2）滑行状态。（3）黏着状态。2非黏着制动（黏着外制动）制动时，制动力大小不受黏着力限制的制动方式称为非黏着制动。任务三 制动方式的分类和制动机
6、的分类（三）按制动源动力分类 以压缩空气为源动力的制动方式称为空气制动方式，如闸瓦制动、盘形制动等都为空气制动方式；以电为源动力的制动方式称为电气制动方式。动力制动及轨道电磁制动等均为电气制动方式。二、制动机分类 制动机按其用途用途可分为机车制动机、客车制动机、货车制动机、城市轨道（交通）车辆制动机和高速列车制动机。制动机按作用对象作用对象可以分为机车制动机和车辆制动机。按制动机的操纵方法和动力来源操纵方法和动力来源可分为手制动机、空气制动机、真空制动机和电空制动机等。任务四 空气制动机的基本作用原理一、直通式空气制动机的基本构成和作用原理1基本构成 2基本作用原理 制动系统的工作过程主要包括
7、制动、缓解与保压3个基本状态。任务四 空气制动机的基本作用原理二、自动式空气制动机的基本构成和作用原理1基本构成 任务四 空气制动机的基本作用原理2基本作用原理（1）缓解状态：任务四 空气制动机的基本作用原理（2）制动状态：（3）保压状态：任务五 常用名词术语 一、压力与压强在空气管路系统中，人们习惯将“压强”称为“压力”，但其含义不变，只是名称的更换。二、绝对压力及表压力绝对压力绝对压力是指压力空气的实际压力。表压力表压力是指压力表指示的压力值。三、二压力机构及三压力机构制动机凡是根据两种压力之间的压力差来控制三通阀或分配阀的主活塞动作，以实现制动、缓解与保压作用的制动机，称为二压力机构制动
8、机。任务五 常用名词术语这种根据三种压力之间的变化来控制分配阀的主活塞动作，以实现制动、缓解与保压作用的制动机，称为三压力机构制动机。任务五 常用名词术语 任务六 制动缸压力的计算以及制动管最小有效减压量、最大有效减压量的确定 一、空气制动机的工作过程空气制动机的工作过程是利用压力空气的压力与容积的变化关系来实现的。如果空气制动机的型号一定，那么空气的压力与容积之间就保持着一定的关系。二、制动缸压力的计算 任务六 制动缸压力的计算以及制动管最小有效减压量、最大有效减压量的确定当副风缸与制动缸的容积比值一定时，制动缸的压力正比于制动管的减压量r值。所以司机操纵列车时，通常是通过控制制动管减压量r
9、值来控制列车制动力的大小。1GK型车辆制动机2机车109型分配阀三、制动管最小有效减压量实际工作表明，制动缸充风后将制动缸活塞推出使闸瓦压紧车轮的过程中，需要克服制动缸缓解弹簧对活塞的背压及相关的摩擦阻力，因此制动缸存在最小有效制动缸压力，那么相对应的存在一个制动管最小有效减压量rmin（简称制动管最小有效减压量）值。任务六 制动缸压力的计算以及制动管最小有效减压量、最大有效减压量的确定四、制动管最大有效减压量 1GK型车辆制动机制动管最大有效减压量的确定2机车制动管最大有效减压量的确定任务七 空气波、制动波以及列车制动时的纵向动力作用 一、空气波和空气波速1空气波 这种空气的压力波动沿制动管
10、长度方向由前向后传播所形成的波，称为空气波。2空气波速 所谓空气波速是指空气波的传播速度。任务七 空气波、制动波以及列车制动时的纵向动力作用 二、制动管减压速度 要使主活塞动作，还必须使主活塞两侧形成一定的压力差，此压力差的建立取决于制动管的减压速度。减压速度大，压力差建立就快，反之就慢。三、制动波和制动波速（一）制动波在理想情况下，制动作用沿列车长度方向由前向后逐次发生，这种制动作用沿列车长度方向由前向后逐次传播现象，人们把它叫做“制动波”。任务七 空气波、制动波以及列车制动时的纵向动力作用（二）制动波速 衡量制动波传播速度的物理量，称为制动波速。一般以“m/s”为计量单位。四、缓解波和缓解
11、波速与制动波和制动波速相似，当司机操纵制动机进行缓解时，缓解作用沿制动管长度方向由前向后逐次传播的现象，称为缓解波。其传播的速度称为缓解波速。任务七 空气波、制动波以及列车制动时的纵向动力作用 五、制动机的稳定性、安定性与灵敏度 1稳定性 当制动管减压速率低于某一数值范围时，制动机将不发生制动作用的性能，称为制动机的稳定性。2安定性 常用制动时不发生紧急制动作用的性能，称为制动机的安定性。3灵敏度当制动管减压速率达到一定数值范围时，制动机必须产生制动作用的性能，称为制动机的灵敏度。任务七 空气波、制动波以及列车制动时的纵向动力作用 六、列车制动时的纵向动力作用（一）制动阶段的划分及其性质 根据
12、列车制动过程中各车辆制动缸压力的变化及分布情况，整个制动过程可划分为四个阶段。任务七 空气波、制动波以及列车制动时的纵向动力作用 第一制动阶段由司机扳动制动阀手柄至制动位时开始，到最后一辆车制动缸压力开始上升的瞬间为止。第二制动阶段由最后一辆车制动缸压力开始上升起，到第一辆车制动缸压力上升到最大值为止。第三制动阶段由第一辆车制动缸压力上升到最大值的瞬间起，到最后一辆车的制动缸压力上升到最大值为止。第四制动阶段由最后一辆车的制动缸压力上升到最大值时起，到列车完全停车或缓解为止。（二）产生动力作用的原因及减小列车制动时的纵向动力作用的方法 任务七 空气波、制动波以及列车制动时的纵向动力作用 列车制
13、动时产生纵向动力作用的主要原因有三个：1.制动作用沿列车长度方向的不同时性，即列车前部制动力形成得早，上升得快，后部则晚而慢。2.全列车制动缸的压力都达到指定值以后，单位制动力（列车每吨重量的制动力）沿列车长度方向的不均匀分布。这是由于列车中车辆类型和装载状态不同而造成的。3.各车辆之间的非刚性连接（缓冲器可压缩，车钩与车钩之间有自由间隙）使由于前两种原因产生的纵向动力作用更加剧烈。任务七 空气波、制动波以及列车制动时的纵向动力作用 提高制动波速和延长制动缸充风时间都可以减轻列车制动时的纵向动力作用。发展大吨位车辆比增加编组辆数对减轻制动冲动更为有利。由于闸瓦摩擦系数随列车速度的降低而增大，故在闸瓦压力相同的条件下，低速时制动冲击力更大。列车在拉伸状态下制动，其纵向冲击力比在压缩状态下大很多。
