车辆制动装置课件

车辆制动装置 第一节制动基本概念及其在铁路运输中的作用第二节车辆制动机的种类第三节自动式车辆空气制动装置作用原理第四节其他种类制动机基本原理 第一节制动基本概念及其在铁路运输中的作用 一 制动基本概念1制动作用人为地施加于物体外力 使其减速 停止或者防止加速 2缓解作用解除制动作用的过程 3车辆制动装置制动各种部件组成的装置 4列车制动装置5列车自动制动机6制动距离从列车制动阀置于制动位起 到列车停车 列车所走过的距离 列车紧急制动距离分别不得超过 旅客列车 120km h 800m 140km h 1100m 160km h 1400m 200km h 2000m 250km h 2700m 300km h 3700m 普通货物列车 90km h 800m 快运货物列车 120km h 1100m 7 制动波和制动波速制动作用沿车辆长度方向传播的现象为制动波 制动波传递的速度为制动波速 二 制动在铁路运输中的作用1 在任何情况下 减速 停车或防止加速 确保行车安全 2 提高列车运行速度 牵引重量的先决条件及性能先进的制动装置是提高铁路运输能力的前提条件 第二节车辆制动机的种类 车辆制动机的种类 1 手制动机2 真空制动机3 空气制动机 直通空气制动机 自动空气制动机 4 电空制动机5 轨道电磁制动机6 电磁涡流轨道制动机 一 手制动机 一 手 人 制动机用人力来操纵实现制动和缓解的制动机 结构简单 不受动力限制 任何时候都可以使用 制动力小 只作为辅助制动装置 只在原地制动或调车作用中使用 二 真空制动机 二 真空制动机基本原理 以大气 与真空的压差 为原动力 以改变真空度来操纵控制 机车上设有真空泵 制动阀 真空制动缸 车辆上仅设有真空制动缸 列车管贯通全列车 缓解 真空泵将列车管和制动缸内的空气抽走 制动 列车管与大气相通 特点 构造简单 维修方便 既能够阶段制动 也能够阶段缓解 制动力不大 而且海拔越高 制动力越小 要提高制动力则需要较大的制动缸和较粗的列车管 列车前后冲动较大 这种制动机是英国铁路在1844年首先应用的 现在 真空制动机主要在一些发展中国家应用 三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 1 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 1 直通式空气制动机 其特点是 1 列车管增压制动 减压缓解 列车分离时不能制动 2 构造简单 有阶段制动和阶段缓解 对于很短的列车 操纵灵活 但不适用较长的列车 若列车较长 则制动或缓解时列车冲动很大 因为制动各车辆制动缸内的压力空气都由机车上的空气压缩机和总风缸供给 所以 离机车越远的制动缸充气越晚 充气的速度亦越慢 造成前后车辆制动的不一致性 同样 缓解时 所有车辆制动缸中的风均需经机车上的制动阀排气口排入大气 所以 各制动缸的开始排气时间与排气速度亦极不一致 即缓解的一致性很差 2 自动空气制动机 结构 每辆车多了一个三通阀 一个副风缸和一个控制阀 三通 指的是 一通列车管 二通副风缸 三通制动缸工作原理 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 列车管增压 列车管 副风缸制动缸 大气列车管减压 副风缸 制动缸特点 制动主管排气减压时制动缸增压 发生制动 制动主管充气增压时制动缸减压 发生缓解 列车发生分离事故 列车能够迅速制动停车 2 自动空气制动机 四 电控制动机 4 1电空制动机是在空气制动机的基础上加装电磁阀等电气控制部件而形成的 制动作用的操纵控制用电 但制动作用的原动力还是压力空气 它与大气的压差 在制动机的电控因故失灵时 它仍可以实行空气压强控制 气控 临时变成空气制动机 制动特点 制动时各车的制动电磁阀的排气口同时打开 将列车管的压力空气排往大气 产生制动作用 缓解时各车的缓解电磁阀的通路也同时打开 使各车的加速缓解风缸同时向列车管充风 列车施行阶段缓解 缓解电磁阀的通路被关闭 列车管空气压强保持不变时 保压电磁阀将三通阀的排气通路切断 可以实现阶段缓解 在列车速度很高或列车编组很长 空气制动机难以满足要求时 采用电空制动机可以大大改善列车前后部制动和缓解作用的 致性 我国广深线准高速 160km h 旅客列车部采用了电空制动机 四 电空制动机 五 轨道电磁制动轨道电磁制动也叫磁轨制动 制动时 安装在转向架构架侧梁下的电磁铁下放 电磁铁励磁 与钢轨产生吸力 列车的动能通过电磁铁下的磨耗板与钢轨的摩擦转化为热能 经钢轨和磨耗板 最终散于大气 其原理如下图所示 六 线性涡流制动轨道涡流制动的工作原理与圆盘涡流制动相同 但结构形式类似轨道电磁制动 在制动时 将安装在转向架构架侧梁下的电磁铁放到离轨道表面上方几毫米的位置 并通电励磁 利用它和轨道的相对运动 在钢轨内部感应出涡流 使钢轨发热 列车动能转化为热能 最终消散于大气 第三节自动式车辆空气制动装置作用原理 1 空气制动装置一般可分三大组成部分 1 空气制动机 产生制动原动力并进行操纵和控制的部分 把空气的压力能转变成往复运动机械能 2 基础制动装置 传送制动原动力并产生制动力的部分 传递机械能 3 手动制动机 无动力时利用人工进行制动 用人力拉动基础制动装置 一 空气制动机的设备组成 1 自动式空气制动装置的组成 1 制动管 是贯通全列车的压缩空气导管 通过它向列车中各车辆的制动装置输送压缩空气 并通过自动制动阀控制管内压缩空气的压力变化来实现操纵列车各车辆制动机产生相应的作用 2 制动软管连接器 它的用途是连接相邻各车辆的制动主管 能在列车通过曲线或各车辆间距发生变化时 不妨碍压缩空气畅通 3 折角塞门 是用以开通或关闭主管与软管之间的通路 便于关闭空气通路和安全摘挂机车 车辆 4 截断塞门 关闭或开通车辆制动机与制动主管的压缩空气通路 5 控制阀 分配阀或三通阀 三通阀 分配阀或控制阀 是车辆空气制动装置的主要部件 在机车上也有分配阀 是控制车辆制动机产生不同作用的部件 它和制动管连通 根据制动管空气压力的变化情况 产生相应的作用位置 从而控制向副风缸充人压缩空气的同时把制动缸内压缩空气排向大气实现制动机缓解或者将副风缸内压缩空气充人制动缸产生制动机的制动作用 6 副风缸 缓解位储存压缩空气 作为制动时制动缸的动力源 7 制动缸 制动时 用来把副风缸送来的空气压力变为机械推力 2 基础制动装置 2 1基础制动装置的种类 1 单闸瓦式 只在车轮一侧设有一块闸瓦的制动方式 我国目前货车都采用这种方式 2 双闸瓦式 在车轮两侧各设一块闸瓦的制动方式 目前一般客车和特种货车大多采用这种类型 3 盘形制动盘形制动装置是指制动时用闸片压紧制动盘而产生的制动作用的制动方式 目前我国快速客车 在120km h以上 大都采用这种制动方式 2 2基础制动装置的组成 1 基础制动装置 参见下图 制动时 将制动缸活塞推力放大若干倍并传递到闸瓦 使闸瓦压紧车轮产生制动作用 缓解时 依靠其自重使闸瓦离开车轮实现制动机的缓解作用 2 闸瓦 车轮和钢轨 是制动时的能量转换部分 是实现制动作用的三大要素 制动时 闸瓦压紧转动着的车轮踏面后 闸瓦与车轮间的摩擦力借助钢轨 钢轨在与车轮接触点上产生与列车运行方向相反 与钢轨平行 的反作用力即制动力 3 手制动装置 手制动装置的构造 NSW型手制动装置 二 自动式车辆制动装置作用原理 以三通阀为例 1 特点 a 列车管减压 制动 列车管增压 缓解 列车分离自动制动 b 制动与缓解一致性较好 c 有阶段制动和一次缓解 自动空气制动机 2 车辆制动装置的基本作用原理所谓 三通 是指 一通列车管 二通副风缸 三通制动缸 基本工作原理 1 充气缓解位其空气通路为 列车管 副风缸 制动缸 大气 2 排气制动位其空气通路为 副风缸 制动缸 3 制动中立位 保压位 1 增压缓解是指制动缸通大气 充气是指副风缸压力低于列车管时 由总风缸经列车管使它补足压力空气至定压 充气缓解位其空气通路为 列车管 副风缸 制动缸 大气 减压制动当操纵自动制动阀使制动管内压缩空气排人大气时 三通阀主活塞外侧压力下降 主活塞被副风缸压力推动 连同节制阀 滑阀向外移动 移动到滑阀与滑阀座上的孔路将副风缸和制动缸连通时 副风缸内压缩空气经滑阀上的制动孔z与滑阀座上制动缸孔r进入制动缸 实现制动机的制动作用 制动保压 特点 1 列车管减压制动 增压缓解 列车分离时或拉动紧急制动阀 车长阀 时能自动停车 2 适用于较长大列车 制动或缓解时 列车冲动较直通式为小 制动时 各个制动缸内的压力空气就近取自各车辆本身的副风缸 而制动阀只需排出列车管少量空气即可发生制动作用 所以 制动一致性要比直通式的好 缓解时 各制动缸中的压力空气经各自的三通阀排出 不需要像直通式的那样 统一归到制动阀的排气口排出 所以 缓解的一致性亦好些 三通阀的 软性 自动制动机所用的三通阀或分配阀 它的主要部分是一个依靠两种压力的差别或平衡而发生动作的机构 这个机构被命名为 二压力机构 例如 上述三通阀靠一个活塞 鞲鞴 的左右两侧 列车管侧和副风缸侧的压力差或压力平衡而发生动作 采用二压力机构的三通阀或分配阀叫 软性阀 用它组成的制动机叫 软性制动机 如GK 120型等制动机就属于这一类 软性阀的特征1 缓慢减压不制动 即阀具有一定的稳定性 所谓稳定性即列车管的减压速度极为缓慢时 三通阀不发生制动动作的性能 例如 列车管的减压速度为0 5 1 0kPa s之内 三通阀不应该发生动作 对阀提出稳定性要求 是运用实际的需要 因为列车管不可能达到绝对严密而没有任何的泄漏 当然 列车管的泄漏可以有总风缸经给气阀自动地补充 但给气阀本身也具有一定地不灵敏性 并不是可以随时泄漏随时补充 所以 在运行中 虽然司机并没有操纵列车管的减压 而列车管中的压力却一直在波动着 如果阀在缓解位不具备一定的稳定性 或稳定性不够 实际应用就有困难 所以 要求阀具有一定的灵敏度 同时 还要求它具有一定的不灵敏性 稳定性 第四节103 104 120空气制动机 单元一 104 103型空气制动机随着车辆向大吨位 高速度方向发展 三通阀已不能适应铁路运输发展的需要 从六十年代开始研制104 103型分配阀 在七十年代经技术鉴定已在客货车上陆续装用 当时 新造客车全部安装104阀 货车使用103阀 一 104型制动机的组成它由104型空气分配阀7 工作风缸9 副风缸8 制动缸1 闸瓦间隙调整器2 制动缸排气塞门4 截断塞门5 远心集尘器6和列车管3等部件组成 见下图 104型客车空气制动机组成图 制动缸 闸瓦间隙自动调整器 104分配阀 副风缸 工作风缸 远心集尘器等部件 104分配阀结构 一 构造104分配阀由中间体4 主阀8和紧急阀1三部分组成 中间体用螺栓吊装在车辆底架上 只在厂修和必须更换时才卸下 主阀和紧急阀分别安装在中间体两个相邻的垂直面上 检修时可分别卸下 1 中间体是铸铁件 它的四个垂直面分别用作主阀 紧急阀和各连接管的安装面 它体内有三个空腔 容积室 3 5升 紧急室 1 5升 和局减室 0 6升 在中间体内主阀安装面的列车管通路内装有一个滤尘器 它由尼龙套 两端面的金属网 毛毡垫及马鬃等制成 用以防止压力空气中的水分 尘垢等杂质进入主阀体内 2 主阀由作用部 充气部 均衡部 局减阀和增压阀五部分组成 用以控制充气 缓解 制动和保压等作用 3 紧急阀由上部的紧急活塞部 安定弹簧和下部的放风阀部 以及紧急阀上盖 紧急阀下盖和紧急阀体组成 二 作用104型制动机有四个作用位置 充气缓解作用位 常用制动作用位 紧急制动作用位 制动保压位 三 104型分配阀的特点1 采用了间接作用的二压力机构 适用于不同直径的制动缸 并在一定范围内具有制动力的不衰减性 2 常用制动与紧急制动用两个活塞分开控制 紧急制动更加可靠且具有 常用转紧急 的性能 3 具有一段 二段局减作用 列车常用制动波速快 且各制动缸压力具有初次跃升性能 4 分配阀采用了膜板结构 拆装方便 单元二120空气制动装置 一 组成与特点1 组成 如图所示 由120阀 无级传感阀 调整阀 降压风缸 副风缸 制动缸 加速缓解风缸列车管 集尘器截断塞门等部件组成 其中120型控制阀由中间体 主阀 半自动缓解阀和紧急阀等四部分组成 2 特点 与103阀相比有如下特点 1 120阀采用了二压力直接作用方式 2 紧急阀采用了带先导阀的二级控制机构 3 有加速缓解阀和加速缓解风缸 4 加装了BZH型半自动缓解阀 5 有呼吸小孔 泪孔 6 防误装 防盗窃 120空气制动机组成 二 作用与原理120型制动机有五个作用位置 充气缓解位 减速充气缓解位 常用制动位 制动中立位和紧急制动位 1 充气缓解位 1 初充气时 列车管压力 主阀滑阀座 副风缸 列车管压力 主阀 加速缓解风缸 列车管压力 紧急阀 紧急室 2 再充气时 列车管向副风缸 加速缓解风缸及紧急室充气均与初充气时相同 3 其缓解作用如下