《铁路货车设计与制造》教案 第六章 制动系统设计

铁路货车设计与制造教案课程信息课程名称铁路货车设计与制造授课专业铁路机车车辆课程类型必修课公共课（）；专业基础课（）；专业课（√）；选修课限选课（）；任选课（）；专业拓展课（）授课方式讲授（√）；实践课（√）；其它（）考核方式考试（）；考查（√）课程教学总学时数32学时学分数2学分学时分配理论课20时；实践课12学时；教材名称铁路货车设计与制造［M］作者冯成尧；马贵平出版社西安电子科技大学出版社书号978-7-5606-6561-0出版时间2022.08班级课程名称铁路货车设计与制造授课教师授课课时4学习课题制动系统设计教学基本要求铁路货车制动系统设计过程、制动步骤、典型车辆制动布置。教学重点、难点铁路货车制动系统设计过程教学方法、手段案例导入法、讲授法、小组讨论法教学过程设计导入——专题讲解——问题分析讨论——练习——归纳总结参考案例来自教材、相关参考书教具、教材教学课件PPT、教学录像片

教师学期授课教案授课提纲及重难点分析教学方法设计时间分配及旁注6.1概述车辆制动技术和制动机性能决定着列车制动机性能。车辆制动技术是铁路运输“重载、高速”这一战略目标实现的关键性前提条件之一。铁路列车在运行中，需要使之减速或在规定的地点停车，这种有控制地对运行着的列车施加人为的阻力，使列车更快地减速或更快地停车，称为制动。在机车车辆上，为制动目的而设置的一整套机构称之为制动装置。制动装置包括制动机和基础制动装置两部分，产生制动原动力和起控制作用的部分为制动机传递制动原动力，将该力扩大并均匀分配给各个闸瓦或者盘盘片的一整套杠杆传动装置称为基础制动装置，基础制动装置其中一部分如制动梁等安装在转向架上。我国的铁路车辆制动机通常包括空气制动机（或其他非人力制动机）和人力制动机两部分。以人力产生制动原动力的部分称为人力制动机。制动装置的重要作用在于：一方面是使列车运行必须确保行车安全，列车就应具备在任何情况下防止加速、减速或停车的功能；另一方面，车辆的制动装置是提高铁路运输能力(包括列车运行速度、牵引重量)的前提条件。6.1.1制动机的种类车辆制动机分类见表6-1。表6-1制动机分类按照动力来源及操作方法按照作用性能按照摩擦方法安装用途和结构形式人力制动机二压力制动机直接作用式闸瓦式制动机客车用空气制动机PM型空气制动机真空制动机间接作用式104型空气制动机电空制动机三压力制动机盘形制动机F8型空气制动机空气制动机直通制动机货车用空气制动机GK型空气制动机二、三压力混合制动机轨道电磁制动机103型空气制动机自动制动机120型空气制动机1.人力制动机用人力转动手轮或杠杆拨动的方法使闸瓦压紧车轮或闸片压紧制动盘片达到制动目的的装置。现在我国的铁路车辆上都装有人力制动机，主要在调车作业或坡道停车时使用。2.真空制动机以大气作为动力来源，用对空气抽空程度(真空度)的变化来操纵制动和缓解。真主制动机制动性能较差，目前仅在非洲、东南亚极少数经济不发达国家和地区仍在应用，并且逐步都在向空气制动机过渡。3.空气制动机以压力空气为动力，并用空气压力的变化来操纵的制动机。空气制动机是目前世界各国广泛采用的制动机，我国机车车辆上全部采用空气制动机。空气制动机可分为直通制动机和自动制动机两种，随着制动技术发展，直通制动机在世界各国基本被淘汰。自动制动机又根据所采用的控制阀的作用原理不同区分为二压力机构阀、三压力机构阀和二、三混合机构阀的制动机。1)直通空气制动机直通空气制动机的特点是：制动时压力空气由总风缸2经制动阀4、列车管5直接进入制动缸6；缓解时制动缸压力空气经列车管、制动阀由排气口11排入大气，所以称为“直通”空气制动机。其原理如图6-1所示。这种制动机的特点构造简单，用制动阀来调节制动缸压力，可实现阶段制动和阶段缓解。对于短列车，操作灵活。但用于较长列车时，因制动时各车辆制动缸内的压力空气都要机车上的总风缸供给，离机车近的制动缸充气早、增压快，而离机车远的制动缸充气晚、增压也慢，造成列车前后各车辆制动的不一致性。缓解时，整个列车所有制动缸中的压力空气均需经机车上的制动阀排气口排出，所以，各制动缸的开始排气时间与减压速度亦极不-致，即缓解的一致性很差。所以在制动和缓解时的纵向冲动较大。特别是，制动机在发生故障前已处于制动状态，会使列车管内压力空气全部排出而使制动失效。所以这种制动机很快为自动制动机所替代，并已在现代铁路车辆中被淘汰。直通制动机的作用原理，只在部分地方小铁路车辆上和某些地下铁道车辆制动机中被采用。图6-1直通空气制动机原理图l-空气压缩机2-总风缸3-总风缸管4-制动阀5-列车制动管6-制动缸7-基础制动装置8-制动缸缓解弹簧9-制动缸活塞10-闸瓦11-制动阀排气口I、Ⅱ、Ⅲ一制动阀的缓解位、保压位、制动位2)自动空气制动机列车分离或在车辆上拉开紧急制动阀时，能使运行的列车或机车、车辆自动制动的空气制动机，我国机车车辆上全部采用自动空气制动机。自动空气制动机包括机车制动机和车辆制动机，分别安装在机车和车辆上，构成制动机的一个整体。自动空气制动机在每辆车上增加了三通阀（分配阀或控制阀）及副风缸。自动空气制动机主要由空气压缩机、总风缸、给风阀、自动制动阀、副风缸、控制阀和制动缸等组成。其原理如图6-2所示，即在各车辆上装一个三通阀，三通阀的工作原理如图6-3所示。三通阀由于与列车管、副风缸和制动缸相通而得名。根据列车管内压力的变化，三通阀有3个基本位置：充气缓解位，制动位，保压位。安装三通阀的好处是：（1）各车辆有一个独立的三通阀控制本车辆，如果某车辆的三通阀坏了或其他制动装置坏了，只要将该车制动支管上的截断塞门关闭（俗称关门），就不会影响其他车。（2）列车管排风制动，如果列车管破裂或车辆间链断了，则列车管排风，全列各车辆三通阀都进行制动，使前后部车辆都制动停车，极为安全。（3）在不制动时，司机将制动阀放在缓解位，让所有车辆副风缸充气，可大大增加车辆数目，保证制动时用风。这个基本原理一直延用到今天，至今仍然是铁路货物列车、旅客列车最普通最安全的制动模式。自动空气制动机制动时，各车辆制动缸内的压力空气就近取自本车辆的副风缸。缓解时，各车辆制动缸中的压力空气经本车三通阀（分配阀）的排气口排出。不像直通空气制动机那样，整个列车所有制动机的充气（制动工况）和排气（缓解工况）都要统归到制动阀处。因而用自动空气制动机时，列车前后各车辆的制动或缓解的一致性比较好，列车纵向冲动也就比较小。图6-2自动空气制动机原理图l-空气压缩机2-总风缸3-总风缸管4-制动阀5-列车管6-制动缸7-三通阀（分配阀）8-副风缸9-给气阀10-三通阀活塞及活塞杆11-节制阀12-滑阀13-排气口14-基础制动装置15-闸瓦图6-3三通阀工作原理（图中各件号的名称见图6-2）4.电空制动机以压力空气为动力来源，用电信号来操纵制动装置的制动、保压和缓解等作用。优点是全列车动作一致性好，其最大优点是全列车能迅速发生制动或缓解作用，列车前后的动作一致性比较好，因而制动距离短，列车纵向冲动小，它适用于高速旅客列车。如用于长大货物列车上，优点更为显著，目前我国主要用于快速或准高速旅客列车上。6.1.2我国铁路货车制动机发展历程及主要产品铁路货车制动机一般包括控制阀、空重车压力调整装置、各种储风缸、制动缸、软管连接器、折角塞门、截断塞门、集尘器、各种规格制动管及接头等。我国货车控制阀均为具由二压力机构的自动空气制动机。铁路货车制动机最主要部件为控制阀，控制阀的性能决定了制动机的组成结构。解放初期，我国铁路货车采用K1和K2型控制阀，应用于载重50t以下的货车。1958年在K2型控制阀基础上研制了GK型控制阀，满足了当时载重50t～60t货车编组三千吨以内列车运用要求。1965年研制了间接作用式二压力机构103型控制阀，既满足了长大货物列车制动和缓解性能，又满足了与当时已有的GK型制动机混遍性能。1988年，我国研制了120型控制阀，为直接作用式二压力机构阀，不仅有较好的混遍性能，加快了列车管充气，而且提高了缓解和紧急制动波速，减轻了列车纵向力作用。这是一种能适应万吨长大货物列车的先进的货车制动机。90年代后我国所有新造货车均安装120型阀，120型阀成为我国铁路的主型货车阀。2005年，在120阀上增添常用加速制动功能，研制成功120-1阀，之后随同新C80货车装车投入大秦线运用考验。为解决客、货车在空车和重车时，制动率变化过大而影响行车安全的问题，制动装置需要设置空重车调整装置，以便在空、重车时闸瓦施加给车轮踏面或闸片施加给制动盘上不同的压力。目前我国及绝大多数国家采用调整制动缸压力的办法解决空重车不同的制动率。过去我国与GK、103型制动机配套的为手动两级空重车调整装置，当货车自重加载重大于或等于40t时，调整手把到重车位，当货车自重加载小于40t时，调整手把到空车位。经过不断完善和改进，现在我国研制和生产了KZW系列和TWG-1型空重车无级自动调整装置，为了方便检修，从2006年1月起全路新造货车统一生产装用KZW-A型空重车自动调整装置。为了有效降低车辆脱轨损失，从2005年起，我国铁路货车逐步安装了脱轨自动制动装置。该装置采用机械作用方式，在车辆脱轨时能及时使主风管连通大气，使列车产生紧急制动，从而避免脱轨事故的扩大。1.120/120-1型货车制动系统1)120/120-1型制动机120型制动机由120型控制阀、副风缸、加速缓解风缸、制动缸、制动管、空重车调整装置（限压阀、称重阀等）、降压风缸等组成，如图6-4所示。各种制动缸配置规格见表6-2。图6-4120制动机组成1-折角塞门2-制动管3-截断塞门及防尘器4-加速缓解风缸5-120型控制阀6-副风缸7-称重阀8-降压风缸9-比例阀（限压阀）10-制动缸表6-2120型制动机（不同制动缸与风缸配置）序号制动缸型号(内径×最大行程)行程mm副风缸容积(L)工作风缸容积(L)降压风缸容积(L)备注1203(8")×254125±106011172个8"制动缸，配10"缸、120阀2254(10")×254155±106011172个10"制动缸，配14"缸、120阀3254(10")×254155±104011171个10"制动缸，配10"缸、120阀4305(12")×254155±105011171个12"制动缸，配10"缸、120阀5365(14")×254125±106011171个14"制动缸，配14"缸、120阀6365(14")×254125±106011342个8"制动缸，配10"缸/120阀用于中梁为560工字钢的部分平车注：目前我国铁路货车推广采用305(12")mm×254mm旋压密封式制动缸2)120/120-1型空气控制阀120/120-1型货车空气控制阀都是由主阀、半自动缓解阀、紧急阀和中间体等四部分组成。120型货车空气控制阀如图6-5所示。120-1主阀如图6-6所示。图6-5120型货车空气控制阀图6-5120-1型货车空气控制阀主阀2.空重车自动调整装置为保证在各种载重状态下车辆的制动率不至于波动过大，需要无级随重空重车自动调整装置。KZW-A型空重车自动调整装置或TWG-l型空重车自动调整装置可根据车辆实际装载重量自动调整制动缸的压力，保持与载重相适应的车辆制动力，减少混编列车在制动时车辆之间的纵向冲击力；可省去人工搬动空重车手柄的繁重劳动；避免因人为错调、漏调空重车手柄而造成重车制动力不足或空车制动力过大，因而可大大减少擦轮事故的发生，减少车轮消耗及车辆维修工作量；对保证行车安全、提高运输效率，降低运输成本，具有显著的社会效益和经济效益。KZW-A型或TWG-l型空重车自动调整装置突出特点是结构简单、工作可靠、维修保养方便等。其主要技术特征和参数简介如下：1）KZW-A系列空重车自动调整装置KZW-A型货车空重车自动调整装置适用于目前我国轴重21t、23t、25t采用转K2型、转K4型、转K5型、转K6型转向架的货车，并可适用于总重130t以下的货车。KZW-A型空车自动调整装置外形及作用原理分别见图6-7、图6-8。图6-7KZW-A型空重车自动调整装置图6-8KZW-A型空车自动调整装置作用原理图1—列车管2－集尘器与截断塞门组合体3－制动缸4—加速缓解风缸5－副风缸6－加速缓解阀7－中间体8－120阀9－紧急阀10－X-A型限压阀11－阀管座12－降压缸13－支架14－C-A型传感阀15－抑制盘组成16－(基准板)横跨梁2）TWG-1系列空重车自动调整装置TWG-1型空重车自动调整装置于2002年开发研制成功，同年在提速改造货车和新造货车上推广使用。①WG-1型空重车自动调整装置由T-1型调整阀和WG-1型传感阀两部分组成。TWG-1型空重车自动调整装置外形和作用原理图参见图6-9及图6-10图6-9TWG-1型空重车自动调整装置图6-10TWG-A型空车自动调整装置作用原理图1-加速缓解风缸2-加速缓解阀3-中间体4-列车管5-集尘器与截断塞门组合体6-120阀7-紧急阀8-副风缸9-调整室10-T-1型调整阀11-制动缸12-安装座组成13-WG-1型传感阀组成14-(基准板)横跨梁15-降压缸②TWG-1型空重车自动调整装置的型号及配置为适应不同车辆的需要，TWG-1型空重自动调整装置目前有四种型号：TWG-1A型、TWG-1B型、TWG-1C型和TWG-1D型。TWG-1A型与TWG-1C型、TWG-1B型与TWG-1D型其性能完全相同，仅仅是其传感阀的活塞行程及调整行程不同，以适应不同枕簧挠度的转向架。TWG-1型空重自动调整装置的配置参数及适应情况参见表6-3。表6-3TWG-1型空重自动调整装置的配置参数及适应情况表制动部件配置在工况1新造或改造车工况2b改造车a新造车控制阀120或GK120或GK120或GK制动缸355.6mm355.6mm254mm副风缸60L60L40L降压气室17L17L17L调整阀T-1AT-1BT-1A更换零件上下活塞等压力比100％60％100％调整气室6.5L6.5L0传感阀转8AG、转8G及转K2型转向架WG-1AWG-1AWG-1A活塞行程，45mm活塞行程，45mm活塞行程，45mm调整行程，21mm调整行程，21mm调整行程，21mm摆动式转向架WG-1CWG-1CWG-1C活塞行程，56mm活塞行程，56mm活塞行程，56mm活塞行程，29mm活塞行程，29mm活塞行程，29mm更换零件顶杆簧制动缸压力全重位360kPa360kPa360kPa全空位160kPa160kPa160kPa制动倍率与现有普通车相同与现有普通车相同按新造提速货车设计闸瓦材质高磷闸瓦提高23％～25％的高摩闸瓦运用条件与现有普通车相同符合提速货车90km，<800m的要求3制动缸我国已开发了直径203、254、305、356mm系列旋压密封式制动缸（见图6-11和图6-12）以满足不同货车的需要。目前主型车辆装用直径305mm旋压密封制动缸。为解决制动缸腐蚀、生锈问题，已研发成功采用不锈钢复合钢板的旋压制动缸。图6-11旋压密封式制动缸旋压密封式制动缸1-制动杠杆支点座2-方头螺堵R1/23-缸体组成4-缸座组成5-活塞6-Y型密封圈7-毡托组成8-润滑套9-缓解弹簧D=11310-铆钉6×1811-活塞杆12-前盖垫13-滤尘器组成14-销15-端盖组成16-弹簧座17-前盖滤尘罩图6-12直径203、254、305、356mm系列旋压密封式制动缸4.闸瓦间隙自动调整器闸瓦间隙自动调整器(简称闸调器)具有以下功能：能根据闸瓦间隙的变化，自动地使制动缸活塞行程保持在规定的范围内，保持闸瓦与车轮的间隙正常，确保车辆制动力不衰减，有效地保证了行车安全。在列车中各车辆的制动缸活塞行程能自动地保持一致，减少了列车的纵向动力作用，使列车的冲击力减小。自动调整作用，大大减轻了列检工作人员手工调整制动缸活塞行程的体力劳动，缩短了列检停站技术作业的时间，从而加速车辆周转，提高运输效率。ST型闸调器是我国自行设计生产的，适用于客货车辆。ST型闸调器是双向调整闸调器，分为ST1-600型双向闸调器和ST2-250型双向闸调器两种。两种闸调器的构造作用原理都一样，其区别是安装的位置不同和螺杆的工作长度不同，ST1-600型双向闸调器的螺杆工作长度为600mm，ST2-250型双向闸调器螺杆工作长度为250mm（见图6-13）。图6-13ST1-600型、ST2-250型双向闸瓦间隙自动调整器5.铁路货车脱轨制动装置铁道货车脱轨制动装置（见图6-14、图6-15）由脱轨制动阀、球阀组成。其主要作用是：当列车发生脱轨事故时，脱轨制动装置沟通制动管到大气的通路，使列车发生紧急制动作用，从而避免脱轨事故的扩大。图6-14脱轨制动装置配置图图6-15脱轨制动阀6.人力制动机货车人力制动机分为手制动机和脚制动机，手制动机为主流，主要有链条式手制动机、棘轮式手制动机、螺旋式手制动机。1996年，针对目前铁路货车使用的直立轴绕链式手制动机存在的易碰撞损坏、制动员身体摆动幅度大、操作不安全等问题而研制了脚踏式制动机。FSW型手制动机是近几年研制的新型货车手制动机，它具有制动、阶段缓解和快速缓解三种功能，并具有省力，操作简便，一手扶托，单手操作，安全性好的优点。人力制动机发展到现阶段为NSW型手制动机，现国内新造车主要使用NSW型手制动机。NSW型手制动机是在FSW型手制动机的基础上经局部改进而成，它保留了FSW型手制动机的优点，简化了结构，增设了锁闭装置，有较好的防溜功能，提高了车辆停放安全性。在对FSW型手制动机进行改进时，减少了手制动机机体的垂向高度和手轮的直径，满足我国手制动机对每轴10kN换算闸瓦压力的要求。并取消了阶段缓解功能。根据实际运用情况，2007年取消NSW型手制动机锁闭机构（锁芯为三角形）。NSW型手制动机外形如图6-16所示。图6-16NSW型手制动机示意图7.储风缸我国铁路车辆用储风缸类型分为副风缸、降压缸和加速缓解风缸三种。副风缸容积分别有40L、50L、60L等，降压缸容积为17L，加速缓解风缸为11L。1）传统的不带吊储风缸，吊带安装方式，由两端头带螺纹，制成”U”型的圆钢、螺母、弹性垫圈组成（图6-17所示）。图6-17不带吊储风缸安装方式图6-17不带吊储风缸安装方式1—吊2－储风缸3－螺母4—弹性垫圈图6-18带吊储风缸1-吊2-储风缸图6-18带吊储风缸1-吊2-储风缸该储风缸结构提高了储风缸的定位和紧固的可靠性。此结构通过2条角钢的立棱与风缸连接，焊接处较小，无弹性缓冲，而储风缸，特别时副风缸自身有一定的重量，加之列车运行过程中的剧烈摇晃和振动，在连接、焊接应力比较集中的地方，易出现反复变形现象，从而产生裂纹。3）带吊嵌入式储风缸（图6-19所示）图6-19带吊嵌入式储风缸图6-19带吊嵌入式储风缸1-吊2-储风缸不锈钢嵌入式储风缸，采用嵌入式端盖结构，定位准确，简化了组对工艺；采用自动焊接，提高了焊接和外观质量。储风缸吊座采用钢板压型结构，提高了缸体与吊座的连接可靠性，改善了焊接质量，可解决原角钢吊座结构储风缸在运用中出现的缸体开裂问题。目前我国铁路货车均采用了嵌入式储风缸结构。6.1.3国外制动技术发展国际上，货车制动技术的发展主要分为以美国重载运输为主的AAR标准重载货车制动技术和欧洲国际快捷货运为主的UIC标准快捷客货车制动技术。世界上著名的制动产品供应商有：德国KNORR公司、法国Faiveley公司和美国Wabtec公司等。1.欧洲制动技术欧洲地理环境决定了欧洲货运列车的特点是短小轻快、密度较高，而且欧洲铁路对制动距离要求高，故欧洲铁路在快速货车制动系统上起步早、发展快。空气分配阀大部分采用三压力作用原理，具有良好的阶段缓解及不衰减性，制动波速高，客货通用。1）欧洲货车及其运用条件的特点欧洲铁路货运的主要特点如下：以短编组快速为主其货车轴重为20～23t，列车牵引总重为1000～3000t。信号距离及制动距离较短信号距离1000～1400m。制动距离为800～1600m。运行速度较高S级≤100km/h，SS级≤120km/h，快速货车≤160km/h。四轴货车普遍采用构架式转向架两轴及四轴货车普遍采用双侧制动（一轮两瓦）以及双侧双瓦制动（一轮四瓦）。2）欧洲货车制动机的主要特点欧洲铁路货车早期使用手制动机、真空制动机和比较原始的威斯汀豪斯空气制动机。20世纪20年代，出现了最早的三压力分配阀。第二次大战后，按UIC的规定，欧洲各国相继推出了新型空气制动机。具有代表性的是德国克诺尔公司的KE型空气制动机，KE型空气分配阀采用模块化设计原理，它由各个标准的部件经不同组合而获得适用于客车、货车等不同用途的方案，KE型空气分配阀具有制动波速高，缓解时间短而均匀等特点。KE型空气制动机包括：KE型空气分配阀、密封式制动缸、折角塞门、软管连接器、VTA型空重车调整装置、600型闸瓦间隙自动调整器、P10闸瓦、风缸、螺纹连接的管系等。KE型控制阀的外形及作用示意图参见图6-20、图6-21。图6-20KE型空气分配阀外形图图6-21KE型分配阀原理图VTA传感阀的外形及作用示意图参见图6-22、图6-23。图6-22VTA传感阀外形图图6-23VTA传感阀原理图目前，欧洲国家运用的时速为160km的快速货车转向架，其紧急制动时的轴制动功率已超过踏面制动的最大极限轴制动功率，达到350kW左右，故快速货车必须采用盘形制动。如德国的DRRS型转向架和法国的Y37型转向架均采用了盘形制动。欧盟国家，一般采用盘形制动作为基础制动装置的车辆均安装防滑器。如图6-24所示的是法国Faiveley公司的轮装式铝合金制动盘和轴装式铝合金制动盘及紧凑型夹钳制动单元。图6-24a轮装式铝合金制动盘图6-2元2.北美制动技术北美以George韦斯汀豪斯的空气制动机为原型，从AB型、ABD型、ABDW型到现在的ABDX型空气制动机及符合AAR标准的DB-60控制阀。随着车辆和列车的加长，为了缩短常用制动信号在列车的传递时间，提供较好的制动冲动并缩小制动距离，1990年左右出现了在ABDX和DB-60的基础上改进的、以ABDX-L和DB-60L命名的制动控制阀。1）北美货车及其运用条件的特点受地理、经济及环境的影响，北美铁路货运的主要特点如下：①以长大重载为主其货车最大轴重达35.6t（G轴），最大载重125t。近年来，由于车辆自重的降低，载重不断增加。其重车与空车重量之比已超过5.6：1。列车编组辆数在上世纪20年代达到80～100辆，到30～40年代则达到150～200辆。运输煤炭或矿石的单元列车或组合列车则更长，列车牵引总重达20000t以上。②信号距离及制动距离长北美信号距离1100～4500m。制动距离最大3000m。③运行速度相对较低普通货物列车80～100km/h，单元及组合列车70～80km/h。④货车普遍采用三大件转向架，其结构适应于采用单侧制动。⑤特种货车品种较多如双层集装箱平车、关节车，浴盆车及背驼车等，对基础制动装置提出了新的要求。2）北美货车制动机的主要特点为了适应北美铁路货运发展的需要，北美货车制动系统经过近百年的发展，经历了数代的变迁，形成了以AB系列为基本平台，以ABDX型控制阀为代表的北美货车制动系统，DB-60控制阀于20世纪80年代中期开始采用，并于1988年经初步试验合格后被批准为标准的AAR制动机（见图6-25、图6-26和图6-27）。图6-25Wabtec公司ABDX型空气控制阀图6-26KNORR公司DB-60控制阀图6-27ABDX型控制阀原理图北美和欧盟国家货车转向架已大量采用单元式基础制动装置，单元式基础制动装置由单元制动缸、闸调器、制动梁、推杆、手制动杆和杠杆等零部件组成（如图6-28所示）。单元制动装置主要应用于车体底架结构复杂、空间狭窄、而无法采用传统杠杆式的基础制动装置的专用货车上，如浴盆车、关节货车车、井式平车、漏斗车等车型。采用单元制动装置，不但能简化基础制动装置的传动环节，减轻自重，还能提高车辆制动的传动效率，提高制动与缓解的可靠性。图6-28aNYAB公司TMB-60型单元制动图6-28bFaiveley公司BFCB型单元制动图6-28dWabtec公司基于TMX的UBX型单元制动图6-28c图6-28dWabtec公司基于TMX的UBX型单元制动图6-28cWabtec公司TMX型单元制动ECP电空制动系a统货物列车电空制动系统（ECP）是一种电子控制的直通式空气制动系统。该系统直接用计算机控制列车中每辆货车制动缸的制动和缓解，使重载列车的所有车辆制动、缓解动作保持一致。ECP有两种类型：一种有线方式，通过贯通列车全长的电缆（列车总线），来传递制动控制信号，后面车辆也通过它向机车反馈信息。另一种无线方式，利用车辆两端的无线电装置，在相邻车辆间接收和发送制动控制信号及反馈信息。有线ECP的优点是结构比较简单、工作也比较可靠，适用于固定编组的货物列车。无线方式的优点是比较灵活，适用于列车编组不固定、需要经常解编的列车。一般来说，无线ECP信号容易受干扰，工作可靠性不如有线方式。1999年，美国北美铁道协会（AAR）制定了第一个有线ECP的标准—S4200。AAR无线ECP的标准—S4300标准目前还在制定中。目前美国生产ECP系统主要有3个公司，分别是Wabtec公司、NYAB公司和GE哈里斯—哈蒙公司。Wabtec公司与北美铁道协会（AAR）合作，在1999年3月制定出有线ECP系统的工业标准—S4200标准。Wabtec公司ECP-4200“Overlay”结构的车辆配置见图6-29。图6-29Wabtec公司ECP-4200“Overlay”结构的车辆配置除Wabtec以外，Knorr制动机公司麾下的美国纽约空气制动机公司（NYAB）也研制和生产有线ECP制动系统，代表产品是EP-60电空制动系统，EP-60制动系统具有以下特征：同时具有制动和阶段缓解能力；具有空重车调节装置以适应不同的车辆载重；按载重比例控制制动缸进排气量的大小；固定的制动率（平稳的制动率）；列车电缆电源安全联锁。NYAB的EP-60机车设备包括以下几部分：列车电缆通信控制器（TCC）：实现网络管理、电源管理、列车状态信息的备份与诊断等功能；列车电缆电源供给装置（TPS）：实现网络化智能电力供应；运行接口单元（OIU）：机车上的小型显示单元。1998年，在加拿大魁北克Cartier矿山铁路(QCM)出现了第1列带有“Stand-Alone”EP-60制动系统的铁矿石列车。1999年，出现了第1列带有“Overlay”EP-60的铁矿石列车，当年BNSF有1100车辆装备了EP-60系统。2003年，BNSF还在430辆货车上装备了EP-60制动系统。到2000年，NYAB的EP-60制动系统已经在美国BNSF和加拿大QCM可靠地工作了约885万车·km（550万车·英里），累计时间超过50多个月。目前，NYAB已经开发出EP－60制动系统的新一代产品：EP-60Ⅱ制动系统，该系统达到了AAR使用灵活性、功能多样性和运行可靠性的要求。EP-60Ⅱ采用了集成化、协作式整体设计，它的制动阀分为“Stand-Alone”和“Overlay”两种结构。EP-60Ⅱ设计符合AAR的S4200规范并且可靠性比以前提高了10倍。如图6-30所示的为EP-60ⅡECP电空制动系统配置。图6-30aNYAB公司EP-60ⅡECP电空制动系统配置图6-30bNYAB公司用于重载快速货车的EP60电空制动机6.2制动应解决的主要问题6.2.1列车管减压量与制动缸压力的关系1.制动缸压力计算在常用制动过程中，列车管、副风缸和制动缸之间的压力关系作如下考虑：1）当列车管的减压量和减压速度均非常小，控制阀内作用部的列车管与副风缸的连通通路（充气通路）尚未切断时，列车管与副风缸的压力相等。2）制动时，进入制动缸的空气量等于副风缸排出的空气量（重车位），而副风缸减压后的压力与列车管压力相平衡。3）由于局减作用进入制动缸的列车管压力空气，在计算时忽略不计。如120型制动机采用KZW-A型（TWG-1型）空重车自动调整装置，则在重车位时（降压风缸未充入压力空气）仍可用以上所述公式进行计算。但不是重车位（指降压风缸充入压力空气）时，需根据降压风缸容积、空重车阀内弹簧及活塞面积等参数以及车辆实际载重量和摇枕弹簧参数等进行具体计算，空车位时制动缸最高压力按限压阀（调整阀）关闭压力应为140～160kPa。2.常用制动时列车管有效减压范围从上述计算制动缸压力的公式中可以看出，制动缸压力大小与列车管减压量成正比。但是，使闸瓦压向车轮产生实际制动效果的制动缸压力有一个最小的值，制动缸压力若小于此值，便不能使闸瓦压向车轮，从而就不能产生制动效果。相应于这个制动缸压力的最小值，有一个列车管的最小减压量值，如减压量小于这个值，不产生实际的制动效果，减压成为无效。所以这个最小减压量称为“最小有效减压量”。反之，当增大列车管减压量时，制动缸压力也随之增高，但当副风缸向制动缸充入压力空气到最后该两缸的压力达到平衡时，制动缸将获得常用制动时的最高压力，这时的列车管减压量称为“最大有效减压量”。因为此时列车管如再继续减压，制动缸也不会增高压力，成为无效减压量。6.2.2与制动距离有关的问题速度、密度、重量并重的运输组织模式形成了我国铁路货车速度高、轴重大、编组长、制动距离短的特殊运用条件。在速度提高，轴重增大的同时，减速度明显提高，制动功率明显增大（见表6-4）。表6-4货车提速后的制动减速度制动初速度∕km·h动距离限值∕m80080011001400平均减速度∕m·s-10.3090.3910.5050.397减速度之比1:11.27:11.63:11.28:1制动功率之比1:11.42:12.1:1[1]2.1:1[2][1]轴重按18t计算。[2]轴重按23t计算。制动距离限值的问题是制动系统基础的、核心的问题，既涉及制动控制系统，也涉及基础制动系统。制动距离限值既受既有线路信号距离的制约，又受线路通过能力的限制。既要确定合理的制动距离限值，又要优化制动系统的参数和性能，提高可靠性，满足运用要求。但是，在我国铁路客货需求旺盛、运能运量矛盾突出、线路标准偏低、客货列车混行的特殊国情下，制动距离限值不得不服从于高密度行车组织的要求，致使制动功率接近或达到极限，轮轨粘着利用程度达到或超过允许限度。这种极端的运用条件不仅对制动控制阀和空重车调整装置提出了更高的要求，尤其对闸瓦提出了更严格的要求。6.2.3纵向动力学问题重载列车，特别是长编组重载及组合列车的纵向动力学问题源于列车前后制动力的差，与制动控制系统的性能有关，也与闸瓦的摩擦性能有关，是重载列车，特别是长编组重载及组合列车的关键技术问题。例如，为满足5000t级重载列车运用要求研制的103型制动机，其制动、缓解波速高于GK型制动机，但仍偏低，且紧急制动波速仅有230m/s，不能满足万吨级重载列车的制动和操纵要求。120型制动机具有加速缓解功能，120-1型制动机还具有常用加速制动功能，且这两种制动机均为直接作用式，故其动缓解性能明显优于103型制动机，因此可以满足单编1万吨列车的制动和操纵要求。纯空气制动机操纵的万吨列车是万吨以上等级组合列车的技术基础。采用电控空气制动系统可以实现全列车制动缓解作用的同步，不仅可以降低列车的纵向冲动作用，也可缩短空走距离和空走时间，提高制动能力，还可以降低车轮和闸瓦的磨耗。优化制动缸充气特性，延长制动缸充风、排气时间，有利于降低纯空气操纵时，列车前后部制动力的差，从而减小列车的纵向冲动，但也会延长空走时间和空走距离。以高摩擦系数合成闸瓦替代铸铁闸瓦，在提高制动能力的同时，因低速区的摩擦系数明显降低，可以有效缓解低速制动、缓解时的纵向冲动，扩大列车的可控速度范围。机车同步制动装置可以提高动力分散牵引的长编组组合列车，特别是万吨以上等级组合列车制动缓解作用的同步性。上世纪80年代，我国曾研究、试验过空气同步制动装置和无线遥控制动装置。2004年，大秦铁路引进了Locotrol动力分散无线同步操纵装置，并进行了2万吨组合列车试验。试验结果表明，我国的120-1型空气控制阀与新型高摩合成闸瓦组成的制动系统能完全满足该系统动力分散无线同步操纵的要求。6.2.4长大坡道地区的制动安全可靠性问题长大下坡道地区列车制动的安全可靠性问题是重载列车，尤其是长编组重载及组合列车的又一关键技术问题。这一问题的核心是列车在长大下坡道上持续制动时，保持制动力不衰减。列车在长大坡道地区制动力的衰减与闸瓦的制动功率极限有关，也与制动系统的再充气能力有关。过去列车在下坡道上采用波浪式操纵方式的目的是“晾闸”，避免铸铁闸瓦过热造成的制动力衰减和过度磨耗引起的制动失效。由于受制动功率和制动时间的制约而采用循环制动方式，要求空气制动系统具有较短的再充气时间。采用高摩擦系数合成闸瓦不仅提高了闸瓦的制动功率极限，而且因闸瓦压力降低而采用小直径制动缸和配套的小容积副风缸，使再充气时间明显减少，提高了坡道地区的安全性。长编组列车在长大坡道地区宜采用“一把闸”下坡的操纵方式，不仅可以避免因反复制动缓解、再充气时间不足造成的制动力衰减问题，也避免了反复制动缓解引发的纵向冲动作用，提高长编组重载列车在长大坡道地区的安全性。120及120-1型制动机具有的压力保持功能，可以克服漏泄的不良影响，有利于更准确地控制制动管压力，使全列车制动力分配均匀。120及120-1型制动机与高摩擦系数合成闸瓦组成的制动系统，可以实现列车“一把闸”下坡，满足重载列车在长大坡道地区安全操纵的要求。当然，长大坡道地区的制动功率限度还取决于车轮的直径、磨耗状态和材质。6.2.5制动系统的可靠性问题“速度高、轴重大、编组长、制动距离短”的苛刻运用条件不仅对制动系统的制动性能提出了特殊要求，对制动系统及各关键零部件的可靠性也提出了更高的要求。控制系统的可靠性包括制动、缓解作用的稳定性、制动控制阀结构的合理性和材质的可靠性、橡胶膜板的可靠性、空重车调整装置动态调整的可靠性及安装方式的合理性、空气系统的漏泄及防尘、滤尘性能、各种零部件安装、吊挂的安全可靠性等方面。由于轮轨黏着的可利用空间明显缩小甚至达到限度，制动功率也明显提高甚至达到限度，因此，对于基础制动系统的传动效率、闸瓦压力分布的均匀性、缓解作用的可靠性等问题更为敏感。提高传动效率有利于降低制动倍率，增大闸瓦间隙，提高制动梁缓解的可靠性。闸瓦压力分布不均易造成部分车轮和闸瓦承担过大的制动负荷，既不利于降低车轮和闸瓦的制动热负荷，又不利于改善轮轨黏着，也增加了闸瓦的磨耗和更换量。制动梁缓解不良会造成闸瓦和车轮过热及过度磨耗，甚至产生金属镶嵌等损伤。闸瓦的可靠性要求体现在耐热性、耐磨性、与车轮的匹配性能等方面。约70min6.3制动装置主要性能参数6.3.1主要性能参数1.制动倍率制动倍率是车辆理论闸瓦压力总和与制动缸活塞推力或拉力的比值，一般货车制动倍率以7～9为宜。基础制动装置杠杆尺寸确定后，根据杠杆原理计算制动倍率，典型的制动倍率的计算见下式。n=式中n——制动倍率；——单一车辆按杠杆比理论计算所得的闸瓦总压力(N)；——制动缸活塞推力通常为使车辆1、2位转向架的制动均衡，也就是使转向架各轴闸瓦压力分配均匀。由于转向架各杠杆的对应尺寸设置比例相等，=与1位转向架游动杠杆支点连接的拉杆和与2位转向架游动杠杆支点连接的拉杆所受的拉力应相等，同时结合车辆结构空间和对称布置的因素，制动装置中，相应处的杠杆尺寸大小应相等。图6-32通用敞车、棚车、平车的制动布置简图图6-32通用敞车、棚车、平车的制动布置简图转向架的制动倍率为=2=L1+L2=L7+L8=·=··因为=所以=·得出=；=；所以整车制动倍率n=2·（如图6-32所示）图6-33通用漏斗车的制动布置简图图6-33通用漏斗车的制动布置简图转向架的制动倍率为=2==··=···可得出=推导1+=1+可得出=所以整车制动倍率n=2··（如图6-33所示）2.基础制动装置传动效率在制动过程中，由于基础制动装置中的各杠杆拉杆销接处的摩擦，制动缸缓解弹簧和制动梁缓解弹簧的抵抗作用，制动缸活塞与制动缸壁的摩擦等，使得作用在各闸瓦上的实际压力小于理论计算出来的闸瓦压力值。实际闸瓦压力值与理论的闸瓦压力值的比值称为制动效率，一般用η0表示，即η0=通用型式基础制动装置计算传动效率：装用356mm制动缸的按《牵规》3.5条的规定，取0.9，装用305制动缸的取为0.85，装用254mm制动缸的取为0.8。3.闸瓦压力制动时，闸瓦压紧在车轮踏面（或闸片压紧在制动盘面)上的力最叫做闸瓦压力。它的大小与制动缸直径、、制动缸内空气压力、制动倍率、传动放率及闸瓦块数有关。加装有闸调器的闸瓦总压力：式中K——每块闸瓦压力，kN；dz——制动缸内径，mm；Pz——制动缸空气压力，kPa，见表6-5；η0——基础制功装置传动效率；γz——制动倍率；n——闸瓦块数。表6-5采用120型控制阀紧急制动时制动缸空气压力（kPa）制动缸状况制动缸定压（kPa）500600重车位350410空车位140140FR——闸调器反作用力；ST2-250型：FR=2.43Kn；ST1-600型：FR=2.0kN。γred——闸调器以后的基础制动倍率。对于闸调器安装形式1（见图6-34）：（单侧闸瓦转向架）（双侧闸瓦转向架）图6-34闸调器安装形式1图6-35闸调器安装形式2对于闸调器安装形式2（见图6-35）：（单侧闸瓦转向架）（双侧闸瓦转向架）图6-36中国铁路推荐使用的实测制动粘着系数曲线图6-36中国铁路推荐使用的实测制动粘着系数曲线1—干燥轨面2－轨道轨面nL——一个转向架的制动梁数量5.车辆制动率作用于一辆车的总的闸瓦压力与该车总重的比值叫做车辆制动率。表示设计车辆时，在构造速度情况下施行紧急制动，在规定的距离停车所必须具备的制动能力。式中θz——车辆制动率，%；ΣKz——一辆车的闸瓦压力总和(kN)；Qz——车辆总重(kN)。车辆制动率通用包括空车制动率和重车制动率。空车制动率为空车状态下，车辆闸瓦压力总和与车辆净重的比值；重车制动率为重车状态下，车辆闸瓦压力总和与(车辆净重+载重)的比值。车辆制动率的大小一般经过制动计算后确定，在设计时，要求在满足列车制动距离及不会产生擦伤车轮的条件下尽量增大制动率。6.制动距离及制动时间列车制动距离是指自制动开始到停车，列车所走的距离。其间所经过的全部时间叫做制动时间。《铁路主要技术政策》规定的货物列车紧急制动距离见表6-6表6-6紧急制动距离列车速度(Km/h)9012025t轴重120Km/h货物列车160紧急制动距离(m)≤800≤1100≤1400≤14006.3.2制动计算1.制动能力2.粘着利用校核3.风缸容积匹配关系6.3.3制动系统布置基本设计步骤1.确定制动机的型式根据我国铁路货车设计任务书要求或国内货车采购合同要求，结合铁路当前的技术政策，制定制动机的型式，或者根据类似货车的制动装置选用类似的制功机的型式。目前我国铁路货车全部采用120型（或120-1型）制动机、KZW-A型空重车自动调整装置（(个别空重比小的货车经制动核算不设空重车调整装置）和闸瓦间隙自动调整器，另外根据实际使用状态选用不锈钢管系或非不锈钢管系。对于出口货车，应根据国外货车采购规范中要求的制动机型式及制动缸规格进行确定。2.确定制动缸数量一般通用型的敞车、棚车和平车等采用一个制动缸，每个制功缸通过杠杆传动系统对两个转向架的轮对施加制动力，而专用车如双层集装箱平车、浴盆式敞车及具有中央卸货系统的漏斗式货车等，车辆底架下部不便于安装制动阀及杠杆传动系统，一般采用一个控制阀配置两个制动缸，车辆的1位、2位端各设一个制动缸，每个制动缸对一个转向架的轮对施加制动力。采用两个制动缸时，应根据制功缸平衡压力重新核算副风缸的容积。3.确定制动缸规格根据货车的自重或类似车型确定制动缸的规格。自重较小的车辆采用较小直径的制动缸，自重较大的车辆选用直径较大的制动缸，原则上应选用当时货车最常用的制动缸规格。制动缸规格见表6-2。4.确定空重车自动调整装置我国研制和生产了KZW系列和TWG-1型空重车无级自动调整装置，为了方便检修，从2006年1月起我国全路新造货车统一生产装用KZW-A型空重车自动调整装置。对于出口货车，应根据国外货车采购规范中要求的空重车自动调整装置的型式及规格进行确定。5.制动计算根据车辆已经确定的技术参数如商业运行速度、载重、自重、列车编织辆数(列车重量)、制动缸规格等进行制动计算，制动计算主要目的是确保在紧急情况，由该种车辆编组的列车，由最高运行速度减速到静止状态下，列车的实际制动距离不超过国家铁路所规定的该类型车辆所允许的列车紧急制动距离，井核算列车在空车状态下，不会发生车轮擦伤问题。在进行制动计算时，应首先选择一个具体的制动倍率数值或根据已有类似车型的制动倍率数值进行制动计算，根据计算结果进行调整，直到选定一个合适的制动倍率数值为止。6.制动总体设计根据制动布置总体布置方案进行空气制动装置和人力制动装置的具体设计，设计出总体布置图和零部件图。6.3.4我国货车空气制动装置总体布置原则1.便于检修和运用2.模块化设计及组装根据现有制动设计要求，将制动装置分为四个模块，即120阀模块（含储风缸、调整阀及连接管系）、制动缸模块（含闸调器、制动缸前后杠杆）、脱轨自动制动装置模块和制动主管模块（如图6-37所示），其各模块应尽量一致，不同车辆相同功能配件应尽可能互换。制动装置组装时，各配件须先油漆后组装；运输、转序及存放须采取防护、防尘措施；配件应达到直接组装标准；各厂生产的同一车型制动配件实现互换。图6-37制动原理图的四大模块3.管路布置考虑车体结构主管应沿着中梁设置于车辆底架的中间位置，并固定于中梁侧面；制动管路的接头应尽量减少，管路（主管和支管）长度应尽量缩短，以提高制动波速；制动主管弯曲部分穿越中梁时应尽量选中梁的低应力区或零应力区，降低对底架中梁强度的影响。4.根据车体结构设置制动缸制动缸一般设于底架中央、偏于中梁一侧的位置；对于车体中部为漏斗型式或凹底型式的车辆，制动缸最好设置2个，在车辆两端各设置一个制动缸及杠杆传力机构。对于中梁断面较高的车辆，制动缸一般设于侧梁附近。5.制动缸的悬挂高度确定空车状态时制动缸的悬挂高度（制功缸中心距轨面高度），应按转向架制动杠杆与上拉杆连接点在缓解位时的高度来决定（缓解位置时的高度与制动缸活塞行程有关）；并考虑与其他车型的通用性、与其他部件的位置关系等因素。6.制动部件防止干涉制动装置各固定部件和游动部件在任何位置情况（包括制动、缓解，新车及最大磨耗状态）下，与车体、转向架等部件应有足够的间隙（如制动主管距车轮较近时，应核算最不利状态下的间隙，防止车辆在最小半径曲线上主管与车轮碰磨）。7.各种吊应满足设置梁件的强度和刚度要求制动配件安装座及对应的车体连接部位应具有足够的强度和刚度，以承担制动配件和安装在其上的各管件的重量，并防止在调车作业或发生冲撞时因吊的位移和变形造成的漏泄。制动缸吊于固定支点座的设置，要注意梁件及吊、座本身的刚度，设计时可采取制动缸后盖带支点座的结构。8.考虑防盗防丢失措施车辆在运行过程中因零部件发生故障而影响正常运输的情况也时有发生。制动配件丢失主要表现为控制阀、零部件、空车安全阀、折角塞门手把、制动缸堵、储风缸堵、各风缸吊螺纹联接件、法兰螺栓等件的丢失。如在条件允许下零部件尽可能采用焊接固定、改螺栓紧固专用拉铆钉、零部件材料在保证其功能和安全的前提下由高经济价值改为低经济价值材料。制动零部件在结构上必须考虑防盗设计。9.尽量减小位杆的偏角考虑拉杆的设置，应使拉杆中心线与车体中心线角度不大于3°，要考虑减少制动缸推杆的偏磨，防止杠杆与拉杆间蹩劲。两根拉杆的长度在可能条件下应考虑一致。6.3.5设计制造要点为全面提升铁路货车制动系统设计制造质量，提出制动系统设计标准化、工艺规范化、制造商品化，实现零部件互换，简称“三化一互换”的目标。按照“运用检修方便、结构安全可靠、制造工艺简统”的要求，在设计结构、安全可靠性、制造工艺，对货车空气制动装置进行以下改进完善。1.模块化设计及组装制动装置的四个模块内部统一定位基准，模块间控制相对位置关系。将制动系统内部实现同一作用零部件划分为同一模块，在确定定位基准时，模块内部以主要件为基准，模块之间以相对位置关系确定。120型控制阀、制动缸的纵向定位基准为车体横向中心或枕梁中心，限压阀、储风缸的纵向定位基准为120型控制阀的安装座中心；垂向定位基准为中梁下翼面；横向定位基准为车体纵向中心线。2.制动缸模块的设计及要点1）制动缸安装要求制动缸的安装位置应便于检查活塞行程，并有足够的空间拆装制动缸活塞，活塞应能向活塞推出方向移出350mm，或留有采取倾斜活塞的方法拆装空间。安装制动缸时，前盖上的滤尘孔须向下。2）制动缸模块设计步骤①制动缸的位置确定根据上述，在确定了制动缸的数量后，如果选用一套制动缸的情况下，例如敞车、棚车。在车辆纵向方向，制动缸应尽可能布置靠近车体的中心，在横向方向，偏于中梁一侧的位置，同时，制动缸应安装在有足够刚度的底架主要梁件上，如中梁、侧梁等。空车状态时，制动缸的悬吊高度(制动缸中心距轨面高度)，应与转向架制动杠杆与上拉杆连结点在缓解位置时的高度相同，当达不到高度相同时，二者的高度应尽可能的接近(缓解位置时的高度与制动缸活塞推杆行程大小有关)。②制动杠杆尺寸的确定车体制动杠杆的尺寸以及制动杠杆在闸瓦零磨耗情况下倾斜状态的确定。根据制动计算书，全车制动倍率和车辆所配装的转向架制动倍率已知，一车辆配装2台转向架。所以车体的杠杆倍率=n─全车制动倍率；─一台转向架制动倍率─车体所配制动杠杆的倍率。空车制动位时，上拉杆组成与制动杠杆连接端须偏向车体纵向中心原则，上拉杆组成与制动杠杆的平面夹角α不大于3º，目的是尽量减小车体横向产生的分力。同时，制动杠杆应有足够的长度，以减少制动时作用于活塞杆的横向分力。结合车体底架的空间，在车体横向方向上，制动缸距转向架游动杠杆的上拉杆支点的距离，同时，闸调器筒体与制动缸体间在任何情况下有足够的间隙，闸调器的安装位置应保证在空车制动位时闸调器外体与相邻部件不小于50mm间隙。来确定杠杆的a值，再由车体制动倍率来确定b值（见图6-38）。图6-38ST图6-38ST2－250型闸调器的控制机构在空车制动位时，ST2-250型闸调器的设计长度为1400mm。制动杠杆的布置原则为：在空车制动位、瓦轮间隙由闸调器自动调整的前提下，闸瓦在允许磨耗量一半(高磨合闸瓦推荐值为18mm)时，制动杠杆须与制动缸推杆垂直。例如上风制动布置的一级传动机构，值d＝18×③控制杠杆的尺寸确定图6-40控制杠杆模型尺寸图6-39ST图6-40控制杠杆模型尺寸图6-39ST2－250型闸调器的控制机构1－控制杠杆支点2－控制杠杆由图6-39可知，制动缸杠杆(件号1)与控制杠杆(件号2)间的比例关系：=，其中=-64可确定值。杠杆式闸调器的控制杠杆模型见图6-40，由上所得的尺寸就可以确定控制杠杆的尺寸了。④控制杠杆支点的确定图6-38中，车体横向方向上与制动缸的相对位置已经确定。用图解法求出控制杠杆支点在车体横向方向上的位置。这样确定了控制杠杆支点的x值。结合图6-38，可求出e值，图6-41控制杠杆支点开口尺寸由相似三角形可求出图6-41控制杠杆支点开口尺寸结合控制杠杆支点导槽孔的尺寸得出这样确定了控制杠杆支点的y值。由上图可确定控制杠杆支点的z值。⑤确定制动杠杆导架的长度原则是在闸瓦完全磨耗时的状态，制动位和缓解位，制动杠杆也与杠杆导架不干涉。