城市轨道交通车辆制动系统

城市轨道交通车辆制动系统

绪论第一节列车制动的几个基本概念制动：人为的制止物体的运动，包括使其减速、阻止其运动或加速运动。

缓解：对已经实行制动的物体，解除或减弱其制动作用。

列车制动装置：为了使列车能够施行制动或缓解而安装于列车上的一整套设备。制动机是产生制动原动力并进行操纵和控制的部分。基础制动装置是指传送制动原动力并产生制动力的部分。

机车制动装置能够操纵机车本身和全列车的制动作用。车辆制动装置只能控制车辆本身的制动作用。

制动力：由制动装置产生的与列车运行方向相反的外力。

常用制动：正常情况下为调速或进站停车所施行的制动。特点是作用缓和，制动力可调，只用到列车制动能力的20％～80％，一般只用50％。

紧急制动：紧急情况下，为了尽快停车而施行的制动，也称非常制动。作用迅猛，用尽所有的制动能力。

制动距离：从司机施行制动的瞬间起，到列车速度降为零的瞬间止，列车所驶过的距离。是一个综合反映列车制动装置的性能和实际制动效果的主要技术指标。计算制动距离：各个国家根据自己的铁路情况制定的紧急制动的最大允许值。我国《技规》规定：列车在任何线路坡道上的紧急制动距离为800m。

二、列车制动的分类（一）按列车制动方式不同分类

从能量的观点看，“制动”的实质就是将列车动能转变为别的能量或转移走。从作用力的观点看，“制动”就是让制动装置产生与列车运行方向相反的外力，使列车速度控制在允许范围内。

为达到上述目的，铁路机车车辆上采用了不同的制动方式，主要有闸瓦制动、盘形制动、磁轨制动、轨道涡流制动、旋转涡流制功、电阻制动、再生制动、液力制动、逆汽制动等。1、闸瓦制动（踏面制动）

它是自有铁路以来使用最广泛的制动方式，用铸铁或其他摩擦材料制成的瓦状制动块（闸瓦）紧压滚动着的车轮踏面，通过闸瓦与车轮踏面的机械摩擦，将列车动能转化为热消散于大气并产生制动力。2.盘形制章（摩擦式圆盘制动）

它是在车轴上或在车轮辐板侧面安装制动盘（一般为铸铁圆盘），用制动夹钳使以合成材料制成的两个闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，把列车动能转化为热能，消散于大气从而实现制动。

3.磁轨制动（又称摩擦式轨道电磁制动）在转向架侧架下面同侧的两个车轮之间，各安置一个制动用的电磁铁（又称电磁靴），制动时将它放下并利用电磁吸力紧压钢轨，通过电磁铁上磨耗板与钢轨间的滑动摩擦产生制动力，把列车动能转化为热能，消散于大气。4.轨道涡流制动

(又称线性涡流制动或涡流式轨道磁制动）

也是把电磁铁悬挂在转向架侧架下面同侧的两个车轮之间。不同的是，制动时电磁铁不放在钢轨上。利用电磁铁与钢轨相对运动使钢轨感应出涡流，产生电磁吸力作为制动力，把列车动能转化为热能，消散于大气。

5.旋转涡流制动（又称涡流式圆盘制动）在牵引电动机轴上装金属盘，制动时金属盘在电磁铁形成的磁场中旋转，盘的表面被感应出涡流，产生电磁吸力并发热消散于大气，从而起制动作用。圆盘虽然没有装在轮对上，但同样要通过轮轨粘着才能产生动力，也要受粘着限制。而且，消耗的电能也很多。6.电阻制动

广泛用于电力机车、电动车组和电传动内燃机车。在制时将原来驱动轮对的自激牵引电动机改变为他激的发电机发电，并将电流通往专门设置的电阻器，采用强迫通风，使电阻器发生的热量消于大气，从而产生制动作用。

7.再生制动

也是将牵引电动机变为发电机，不同的是，它将电能反馈回电网使用，在经济上是合算的，但技术上比较复杂，而且它只能用于电网供电的电力机车和电动车组。

8.液力制动

应用于液力传动内燃机车上，在液力传动装置内装液力制动器（液力耦合器），制动时向它充入液体，车轮带动它旋转时液体与液体之间、液体与耦合器之间摩擦生热。再经由散热器消散于大气，从而产生制动作用。9.逆汽制动（反汽制动）它是蒸汽机车特有的，俗称“打倒汽”。它是在机车前进中突然把遮断手把（断汽手把）从“前进位”拉到“逆行位”，将蒸汽发动机变为蒸汽压缩机，从而产生制动作用。逆汽制动容易顶弯机车摇杆，还会把烟箱燃气、煤渣、灰渣等吸入汽缸，损坏汽缸壁。所以一般情况下禁止使用。只是在主要制动方式失灵而且十分危险时才可以使用逆汽制动，事后还必须及时报告，申明使用理由并对机车进行认真的检查和维修。（二）按制动原动力和控制方式的不同分类按制动原动力和操纵控制方式的不同，铁路机车车辆制动机可分为：手制动机、空气制动机、电空制动机、电磁制动机和真空制动机。1.手制动机手制动压机是以椒人力制软动原动同力，以值手轮的名转动方肆向和手凭力大小役来操纵肃控制。散构造简匪单,费用低廉蔑，是铁路恋历史上使代用最久远移、生命力歉最顽强的狭制动机。灾铁路发展劫初期，机窃车车辆上志只有这种售制动机，诸每车或几扒个车配备裳一名制动帜员，按司杠机笛声号蓬令协同操能纵，由于讯制动力弱书，动作缓圈慢，不便系于司机直脏接操纵，扒所以很快岸就被非人迁力制动机兵取而代之均，手制动灿机成辅助昼的备用制哪动机。2.空气制动辜机空气制动估机是压力空缺气作为制婆动原动力遗，以改变戚压力空气无的压强来而操纵控制促。制动力移大，操纵每控制就灵小敏便利。悦中国铁路竭习惯把压左力空气简哄称为“风樱”，把空厉气制动简和称为“风沟闸”。空汗气制动机容又分直通饰式和自动顾式两大类晌：直通式空歇气制动机抚已不再采隶用。自动空妥气制动渠机（参决看图4）。与直通换式相比丢，自动乱空气制挪动机在颗每辆车呼上多一锁个三通普阀，一洁个副风遣缸。“沈三通”刚者，一籍通列车痒管，二泉通副风检缸，三死通制动经缸。当制动阀燥手柄置于劣缓解位Ⅲ时，总风怕缸的风经裳制动阀进敲到列车管返（充风增拆压），并泄进入三通查阀，将其柿中的（主嘉）活塞推云至右极端凉（缓解位陪）并经三同通阀活塞宏套上部的搜“充气沟席”进入副浑风缸。此盆时，制动名缸经三通隐阀（缓解近槽和排气葱孔）通大饼气。如制众动缸原来左在制动状辽态则可得馒到缓解。当制动阀延手柄置于边制动位Ⅰ时，列允车管经斩制动阀篮通大气霞（排风揪减压）锤，副风悔缸的风栏压将三斤通阀（伙主）活上塞推向汪左极端其（制动垃位），渣从而打程开了三亏通阀上蛙通往制发缸的孔悼路，使烫副风缸兄的风可住通往制愉动缸，戚产生制克动作用椒。当制动姿阀手柄救置于保趟压位Ⅱ时，列车补管既不通属总风缸也略不通大气好，列车管柄空气强保铲持不变。五此时，副枯风缸仍继断续向制动垒缸供风，尿副风缸空辨气压强仍按在下降。当副风缸炼的空气压堵强降至列查车管空气叠压强略低念时，列车搏管风压会槽将三通阀放（主）活区塞向右反斗推至中间藏位置（中材立位或保锐压位），钻刚好使三都通阀通制格动缸的孔兵被关闭（钥遮断），瞒副风缸停许止向制动滥缸供风，督副风缸空政气压强不义再下降，急处于保压惩状态，制顺动缸空气搅压强不再灿上升，也烧处于保压慕状态。如共在制动缸段升压过程商中将手柄筋反复置于慢制动位和笋保压位，间则制动缸枯空气压强阅变可分阶滑段上升，吧即实现阶参段制动。但是，丙如果在优制动缸海降压过部程中将段制动阀里手柄由僚缓解位萝移至保熟压位，课则列车盆管和副塘风缸虽辆能停止暖充风增趣压，三咬通阀（磁主）活玩塞都仍剥停留在飘右极端伶（缓解返位），恰制动缸殃的风仍穷继续排绩向大气告，直至江完全缓骄解。制器动阀手饼柄反复唱在缓解鸡位和保耻压位之托间移动筝，只能某使列车走管和副效风缸的郑风压呈演阶段式怜上升，袄都不能灰使制动沫缸实现妙阶段缓筐解，即歼只能实继现“一胀次彻底斩缓解”捞，又称蛙“轻易膀缓解”屑。由此可见能，自动式中空气制动厨机的特点飘是列车管育排气（减色压）时制写动缸充气株（增压）骄，发生缓奶解。优点泰是，当列年车发生分疑离事故，怎制动软管天被拉断时融，列车管互风将急剧盛下降，三段通阀（主低）活塞将俭自动而迅己速地左移渴到制动位睛，由于各贯车都有副截风缸分别奴向制动缸驱供风，制胖动缸动作放较快，故剧列而且列震车前后部劳开始制动欧作用的时东间表差小幕，即制动轻和缓解的惠一致性较周好，适用孝于编组较戚长的列车亡。因此在挪世界各国蜜（包括中腿国）铁路掌上得到最踪蝶广级最持牙久的应用疤。3.电空制动讯机它是电控已空气制动张的简称，折是在空气舱制动机的络基础上加吉装电磁阀汪等电气控访制部件而菜形成的（李参看图5）。它的晕特点是制浅动作用的者操纵控制皮用“电控闯”，但制光动作用原挥动力还是耽压力空气袍。而且，醋在制动机蝇的电控因赖故失灵时致，它仍可精实行“气声控”（空勿气压强控寨制），临搭时变成空就气制动机甩。施行电空谜制动时贯继通全列车岔的制动导限线使各车五的制动电晶磁阀6的排气浓口同时缴打开，牢将列车乌管1的压力空潜气排往大看气，产生躺制动作用鼓。施行缓葱解时贯通立全列车的祖缓解导线帐使各车的受缓解电磁匠阀8的通路同邀时打开，晨各车的加调速缓解风伙缸5同时向淹列车管1充风（鸦加速缓都解风缸年的风是奸在初充霞气或上撑次缓解歌时列车神管1经过三通否阀2向副风缸3充风的同症时经过止愚回阀9充至定压萍的，由于核止回阀的插作用，制臭动时加速广缓解风缸宜的风没有液使用）。在列车晓施行阶挖段缓解垮时，缓嫁解电磁流阀8的通路被巡寿关闭，列刻车管空气答压保捧不核变时，保桌压电磁阀7将三通阀姜排气通路倾切断，所茅以三通阀抓（主）活谜塞虽然仍扣停留在充剑气缓解位粉，制动缸淡经三通阀跟与排气口传相通。但难此时不通奖大气，制相动缸空气山压强能保扫持不变，剂即可以实腐现阶段缓挤解。在列司车速度很常高或编组能长，空气币制动机难鸽以满足要毒求时，采鄙用电空制厚动机可以修大大改善坝列车前后结部制动和合缓解作用围的一致性典，显著减缩慧轻列车纵耕向冲击，拨并缩短制里动距离。世界上亚许多高盛速列车明（200k愉m/h）以上糟都采用严了电空核制动机存，中国筑广深线庄准高速点（160k冲m/h）旅客列吐车和某些驶干线的提王速客车也绣采用了电淋空制动机盖。5.电（磁冶）制动漫机它的操上纵控制武和原动优力都用溜电，例肠如轨道首涡流制扫动和旋偶转涡流谦制动这端两种制犬动方式蛮，其制扎动机就着都属于植电（磁剩）制动焰（机）趟的范畴色。6.真空制动池机它的特点伸是以大气宏（与真空裂的压差）陷为原动力昂，以改变氧“真空度化”来操纵仓控制。参皱看图6。机车上胃装有直空仪泵（抽气白机）1、（真空卧）制动阀2。真空好制动主泊管3贯通全列哲车（又称灿“真空列包车管”）坐。每车都袖装有1～2个真空液制动缸4。缸的左膊侧有支管帆与主管相捏连通。孝缸内有制急动缸活塞5。活塞左役侧装有球海形止回阀6。当制动阀糠手柄置于兆缓解位时管，真空泵畜与列车管苦连通。列秧车管和制幕动缸内的裙空气都被禾抽走，列遣车管和制穷动缸内上甚下两方都谊保持高度极真空（约510锐mmH独g，相当约于绝对伏压强33k惹Pa），活寒连因自重落疤下（图中汁右半部的探状态），与活塞杆向寄外（图中波为向下）华伸出，此画为机车车齐辆缓解状历态。当制动阀敢手柄置于绩缓解位时桑，真空泵颤与列车管怀连通。列兰车管和制棚动缸内的出空气都被纺抽走，列返车管和制品动缸内上爬下两方都呜保持高度于真空（约510功mmH笛g，相当于你绝对压强33k凯Pa），活疼寒因自倚重落下赴（图中护右半部肢的状态象），活抚塞杆向遇外（图徒中为向都下）伸线出，此晕为机车望车辆缓育解状态居。真空制既动机在芹许多发傅展中国液家铁路渐上至今匠仍是主揉要制动么机，例军如亚洲剥的巴基俯斯坦、港孟加拉鸦国、斯待里兰卡越、泰国掩，非洲族的赞比熊亚等。笋中国援败建的坦皆赞铁路社所用货锦车上也银装有两桐个真空油制动缸置的真空佩制动机需。中国消提供给难坦赞铁纲路的DFH1和DFH2型液力传角