120型空气制动阀的作用

120 型 空 气 控 制 阀 的 作 用 120 型空气控制阀设有充气缓解、减速充气缓解、常用制动、制动保压和紧急 制动等五个作用位置。现将其各作用位的实现过程、气路以及主要性能叙述如下： （一）充气缓解位 制动管充气增压时，压缩空气经中间体分两路，一路经滤尘器进入主阀；另一路经 滤尘网进入紧急阀。 进入主阀的压缩空气经主阀体内孔路分别充入主活塞上部室，主活塞上侧压力上升， 当压力大于滑阀室压力，其压力差与主活塞组件自重能克服移动阻力时，推动主活塞 带动节制阀、推动滑阀下移。由于后部车辆制动管增压速度较慢，主活塞两侧形成的 压力差较慢，来不及形成更大的压力差时，主活塞杆尾部接触减速弹簧套，滑阀与滑 阀座连通了列车管向副风缸充气的通路，使主活塞两侧不能形成更大的能压缩减速弹 簧的压力差，主活塞一直在该位置，即形成了作用部的充气缓解位。 充气缓解位置，滑阀与滑阀座连通了如下气路： 滑阀座上的制动管充气用孔 L1 与滑阀上的充气孔 L4 相对，开始向副风缸充气。 滑阀座上的加速缓解风缸孔 h1 与滑阀上加速缓解风缸充气孔 f2 对上，由于加速缓 解风缸未参与制动作用，其压力仍为前次充气缓解结束时的制动管定压。故经较小的 f2 先向滑阀室逆流，当加速缓解风缸压力与副风缸压力相平衡后，则制动管充人滑阀 室的压缩空气同时向加速缓解风缸充气，直至充至定压。 滑阀上的缓解联络槽 z2 同时对上了滑阀座上的制动缸孔 z1 和缓解孔 z3，则制动缸 的压缩空气经滑阀与滑阀座的缓解气路进入加速活塞外腔 Z3，然后经缩孔和主阀排 气口 D1 排向大气。由于缩孔的限制，进入 Z3 的制动缸压缩空气来不及排出，使 Z3 的压力上升，推动加速活塞向内移，顶杆推加速缓解夹心阀离开阀座。此时接近为定 压的加速缓解风缸的压缩空气顶开止回阀经开启的加速缓解夹心阀口进入夹心阀外腔 L11 充人制动管，形成了制动管“局部增压”作用，加快了制动管的增压速度，使后部车 辆迅速实现充气缓解作用，提高缓解波速，缓和长大列车低速缓解的纵向冲动。 (二)减速充气缓解位 发生于制动管增压速度较快的前部车辆。 120 型控制阀是为适用于长大重载列车而设计的。长大重载货物列车(万吨列车编组 达 120 辆) ，制动管的长度和弯曲部分随编组辆数增加而增加，制动管内的压缩空气的 流动阻力也相应地增大，况且压缩空气还要优先开始向前部每辆制动机各风缸充气。 这样必然造成后部制动管增压作用较前部车辆来得晚，而且增压速度越到后部越慢， 实现充气缓解作用较前部越迟。编组辆数越多，前后部充气缓解作用产生的时间差值 就越大，列车低速缓解造成的纵向冲动就越严重。为了协调长大列车前后部车辆的充 气和缓解作用的一致性，120 型控制阀除了增设加速缓解机构外，还采用了三通阀和分 配阀所具有的较优越的性能，即前部车辆产生减速充气缓解作用。 制动管充气增压，由于前部车辆制动管增压速度较快，主活塞上部压力上升快，使 得主活塞上、下两侧迅速形成较大压力差，主活塞带动节制阀、推动滑阀迅速下移， 越过充气缓解位，压缩减速弹簧到下方极端位，即减速充气缓解位。 减速充气缓解位置，滑阀与滑阀座连通了如下气路： 滑阀座上的制动管充气用孔 L1 与滑阀上的减速充气孔 L3 相对，向副风缸充气。滑 阀座上的 h1 孔对上了滑阀上的 f2，连通了滑阀室 Fl 与加速缓解风缸 H 的通路，加速 缓解风缸 H 先经孔路较小的加速缓解风缸充气孔 f2 向滑阀室 Fl 逆流。当加速缓解风 缸与副风缸压力平衡后，又开始了滑阀室 Fl 向副风缸 F 和加速缓解风缸 H 充气，直至 副风缸和加速缓解风缸与制动管压力平衡。缓解以及触发加速缓解阀动作实现制动管 局部增压作用的过程均与充气缓解位相同。 (三)制动机的稳定性 120 型控制阀同 103 型分配阀一样具有在制动管缓慢减压(轻微漏泄)时，确保制动机 不发生制动作用的性能。 120 型控制阀确保制动机的稳定性的措施与 103 型分配阀采用同样的两种方式来实 现的。 1副风缸向制动管逆流 动 画 演 示 2主活塞杆尾腔内稳定部的作用及主活塞和节制阀的移动阻力 动 画 演 示 (四)常用制动位 常 用 制 动 位 减 压 动 画 演 示 正常的列车减速或停车，施行制动管常用制动减压时，滑阀室的压缩空气来不及向 制动管逆流，主活塞两侧形成一定的压力差，克服自重及移动阻力压缩稳定弹簧带动 节制阀上移，然后带动滑阀上移，先后产生第一阶段局部减压和第二阶段局部减压及 制动作用。现将制动作用的产生过程叙述如下： 1第一阶段局部减压 当主活塞两侧形成一定压力差，即能克服主活塞、节制阀自重及移动阻力时，压|缩 稳定弹簧上移 6mrn，主活塞杆下肩与滑阀接触而停止，形成第一阶段局部减压作用。 此时因滑阀与滑阀座的静摩擦阻力大于压缩稳定弹簧所需的力，故滑阀未动。 通路：制动管 L 的压缩空气L2L5L6ju1ju2juJU大气。 2制动及第二阶段局部减压 第一阶段局部减压的产生，加快了制动管的减压速度，主活塞两侧迅速形成更大的 压力差，主活塞带动节制阀、滑阀上移到极端位，即制动位。制动位，滑阀与滑阀座 连通的第一段局部减压的气路被切断，第一段局减作用结束，制动作用与第二段局减 作用同时产生。 (1)第二阶段局部减压 制动管 L 压缩空气经 L2L5 L7 l8L8z4Z 送人制动缸，形成了制动管的第二阶段局部减压。与副风缸送人制动缸 的压缩空气一起使得制动缸压力达 5070kPa 时，局减活塞压缩局减阀弹簧右移处于 关闭状态，局减阀杆上的密封圈密封住了局减阀套上的八个径向孔，通路被截断，第 二段局部减压作用结束。 第二段局部减压作用进一步加快了制动管的减压速度由前及后的传播，确保全列车 制动作用的产生，缩短前后部车辆产生制动作用的时间差，即提高制动波速，有效地 减轻列车制动时的纵向冲动，并在小减量时使制动缸得到一个初跃升压力。 (2)制动缸充气 动 画 演 示 副风缸 F 的压缩空气经滑阀室 Flf3z1Z1Z5Z6zZ 3安定性 安 定 性 动 画 演 示 120 型控制阀具有与 103 型分配阀相同的措施来保证常用制动减压时制动机不发生 紧急制动作用的安定性。 制动管常用制动减压，紧急室 J 的压缩空气经 J1L12 向制动管逆流，逆 流来不及补偿制动管减压，在紧急活塞上下两侧形成较小的压力差，压紧急活塞稍下 移，活塞杆顶面的异型密封圈脱离紧急阀上盖。紧急室 J 的压缩空气经密封圈与阀盖 的大间隙L12 向制动管逆流。限制 J 逆流速度的限孔可保证常用制动以最大速 度减压时，紧急室逆流减压与制动管减压速度同步。紧急活塞两侧不能形成足以压缩 安定弹簧继续下移的压力差。紧急活塞杆下部不能接触先导阀而在紧急活塞两侧形成 更大的压力差来压缩安定弹簧推开放风阀，故放风阀仍呈关闭状态。紧急阀不产生紧 急排气作用即保证了制动机常用制动的安定性。 (五)制动保压位 制动管施行常用制动减压，当减压量未达到最大有效减压量(定压 500kPa，最大有 效减压量 140kPa)时，此时将自动制动阀手把置于保压位，使制动管停止减压呈保压状 态。因作用部仍处于制动位，副风缸压缩空气经滑阀和滑阀座上的制动通路继续向制 动缸充气，使副风缸压力继续下降。当 F1 的压力与主活塞上部 L9 的压力接近平衡时， 在主活塞、节制阀自重及被压缩的稳定弹簧弹力作用下，主活塞带动节制阀下移 6mm(滑阀不动)，主活塞杆的上肩接触滑阀而停止，形成了制动保压位。 副风缸与制动管经眼泪孔 f4 相通。则：当制动管轻微漏泄时，副风缸压缩空气经 f4 向制动管逆流，防止了保压位列车制动机自然制动。当副风缸及其管系轻微漏泄 时，制动管经 f4 向副风缸补充压力空气，防止保压位列车制动机自然缓解。这样在制 动保压位，无论制动管或副风缸有轻微的压力波动，f4 连通的制动管与副风缸会产生 压力相互补偿作用，主活塞两侧不能形成压力差而动作，确保了制动机处于制动保压 位。这一性能适用于长大下坡道运行时的压力保持操纵，也即施行制动保压后，无论 制动管或副风缸有轻微漏泄时，机车制动机均会自动补充压缩空气，避免自然再制动 或自然缓解，确保运行安全。 眼 泪 孔 作 用 动 画 演 示 (六)紧急制动位 动 画 演 示 制动管紧急减压，主阀部除紧急二段阀外，均与常用制动相仿，只是由于制动管减 压速度快，第一阶段局部减压和第二阶段局部减压及制动作用的产生过程更迅速。而 且两个阶段局部减压作用效果不明显。仅介绍与常用制动作用区别之处。 1紧急制动排气(放风) 作用 制动管急剧减压，紧急室 J 压缩空气经紧急活塞上部 J1限孔L12 向制动 管逆流。该逆流速度远不及制动管的减压速度，紧急活塞稍压缩安定弹簧下移，使紧 急活塞杆顶部密封圈离开紧急阀上盖，使 J 压缩空气经紧急活塞杆顶部密封圈与紧急 阀上盖之间的大间隙限孔L12 向制动管逆流。该逆流量仍远不能补偿制动管的 减压量，故紧急活塞上下侧迅速形成压力差，紧急活塞压缩安定弹簧下移。总下移量 达 3mm 时，紧急活塞杆下端面与先导阀杆接触，紧急活塞杆底面孔被堵，紧急室 J 只 能经限孔限孔 VL12 向制动管逆流，直径更小的限孔 V 使逆流速度更慢，促使 紧急活塞两侧的压力差骤增，进一步压缩安定弹簧下移推先导阀顶杆压缩先导阀弹簧 顶开先导阀。于是，放风阀弹簧室 L13 的制动管压缩空气经先导阀口，放风阀导向杆 中部四个径向小孔 d2紧急阀排气口 D2 排向大气。也就是说放风阀背压急剧下降， 在紧急活塞上下两侧压力差与作用在放风阀上平面的制动管压力的共同作用下，迅速 压缩放风阀弹簧，推开放风阀，使制动管的压缩空气经 L12放风阀口D2 排向大气， 形成制动管紧急排气(放风)，即制动管紧急局减。确保列车制动机的紧急制动作用的产 生，提高制动波速，缓和纵向冲动，缩短制动距离，确保行车安全。 2常用制动转紧急制动作用 与 103104 型分配阀相同。因紧急阀单独设置，常用减压后转紧急减压，仍能通过 每辆车的紧急阀产生制动管的紧急排气(放风) 作用，使全列车迅速产生紧急制动作用。 事实上在后部车辆还未产生常用制动作用时，立即由常用制动转紧急制动较好。若全 列车已产生制动作用，虽转紧急减压后全列车各紧急阀会产生紧急排气(放风)作用，但 各车钩因常用制动已被压缩，紧急二段阀动作后，使制动缸压力分两段上升缓和冲击 力已无意义，相反还会延长制动缸压力上升时间，发挥不出应有的效果。 (七)半自动缓解阀的作用原理 作 用 演 示 1 1半自动缓解阀的非工作状态 在不拉缓解阀手柄时，缓解阀处于非工作状态。手柄部上方两个止回阀在止回阀弹簧弹 力和空气压力作用下与止回阀座密贴。缓解活塞上腔 D3 经上盖的缩孔与大气一直相通， 下腔 C 经缓解活塞杆套中部的径向孔 c、缓解活塞杆套外围空腔 B、阀体孔道 b 通手柄弹 簧室 A，再经手柄与手柄座套的间隙通达气。 2缓解阀的作用 非工作状态，只要不拉缓解阀手柄，缓解阀只起着滑阀座上的制动缸孔与制动缸气路连 通的过道作用。 制动管减压量超过最大有减压量时，拉动缓解阀手柄，当缓解活塞被锁在上方缓解位时， 松开手柄，制动缸压缩空气全部经活塞部下阀座排气口 D