郑铁院车辆制动装置教案15 120型控制阀构造和作用性能

郑州铁路职业技术学院教师教案序号：15授课班级授课日期出勤情况课程名称车辆制动装置教学类型理论讲授复习旧课要点120型控制阀的结构组成新课内容及要点120型控制阀第二节120型控制阀构造和作用性能授课目的掌握120型控制阀的作用原理重点与难点重点：120型控制阀的各作用难点：120型控制阀作用气路课后作业课后15、16、20、21、23题二、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，则制动管充入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Ⅱ和主阀排气口D1排向大气。由于缩孔Ⅱ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充入制动管，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(四)常用制动位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→L2→L5→L6→ju1→ju2→ju→JU→Ⅰ→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L2→L5→L7→l8→L8→z4→Z送入制动缸，形成了制动管的第二阶段局部减压。与副风缸送入制动缸的压缩空气一起使得制动缸压力达50～70kPa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)制动缸充气副风缸F的压缩空气经滑阀室Fl→f3→z1→Z1→Z5→Z6→z→Z3．安定性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J1→Ⅳ→Ⅲ→L12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→Ⅲ→L12向制动管逆流。限制J逆流速度的限孔Ⅲ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：①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。②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。(六)紧急制动位制动管紧急减压，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2．常用制动转紧急制动作用(七)半自动缓解阀的作用原理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D4排向大气实现缓解。缓解活塞必须待主活塞移到充气缓解位才能解锁恢复非工作状态。制动管减压量不超过最大有减压量时，拉动缓解阀手柄排出部分副风缸压缩空气。主活塞下移到充气缓解位，制动缸压缩空气经缓解气路及主阀排气口D1排出实现制动机缓解。缓解活塞不能“锁”在上方缓解位而迅速恢复非工作状态。如果要排掉整个系统的压缩空气，须一直拉足缓解阀手柄，使副风缸、加速缓解风缸的压缩空气经手柄座套间隙排向大气，制动管的压缩空气也会经充气气路经副风缸、加速缓解风缸沿上述气路全部排出的。三、120型控制阀的性能及优缺点主要优点适于长大重载列车运行。（1）灵敏度较高。（2）稳定性好。设有稳定装置，可防止自然制动。（3）120型控制阀设有与103型分配阀相同的紧急二段阀，紧急制动时制动缸压力分快、慢两段上升，有效地缓和长大列车紧急制动时的纵向冲击作用。(4)120型控制阀在紧急阀部设有先导阀，使得紧急制动作用更加灵敏可靠，显著提高列车的紧急制动波速，缩短紧急制动距离，确保长大(重载)列车的运行安全。(5)120型控制阀设有加速缓解阀，使得缓解波速显著提高，可有效的缓和长大(重载)列车低速缓解时的纵向冲动。2．适应于较高速度运行。(1)常用制动与紧急制动分开，专设紧急阀部，紧急制动时有强烈的紧急排气(放风)作用(紧急局部减压作用)，确保全列车紧急制动作用的迅速产生。(2)有常用制动后转紧急制动作用的性能，常用制动后转紧急制动，缩短制动距离，确保行车安全。3．能与分配阀和旧型三通阀混编。4．120型控制阀设有半自动缓解阀，作用可靠，操作方便。5．便于检修和延长检修期。(二)主要缺点120型控制阀是我国自行设计、制造的车辆制