第3章-列车制动力.ppt

1、1、制动力，定义：制动装置产生的与列车运行方向相反的外力。它比火车的行驶阻力大得多。在列车制动和减速过程中，列车制动力起着主要作用。2，本章内容，制动力的分类、产生和限制，制动蹄压力的计算，列车制动力的计算，实算法，第二算法，动态制动，3，1，制动力分类，1)按制动方式：(1)摩擦制动，盘式制动，(2)动态制动，阻力，再生，(3)电磁制动，磁迹，涡流，1)制动力分类2-拉环；3-水平杆；4-缓解；5-制动片；6-制动盘；7-中间拉杆；8-水平拉杆；9-旋转臂，5。盘式制动器的特点和优点：它可以大大降低车轮踏面的热负荷和机械磨损。制动盘和刹车片可根据制动要求选择，制动盘旋转时可具有半强制通风功能

2、，提高散热性能，适用于高速列车。制动平稳，噪音低。缺点：车轮踏面没有被闸瓦划伤，会使车轮与钢轨的附着力变差；制动盘增加了簧下重量和冲击振动，并在运行中消耗牵引力。6、动态制动、阻力制动。制动时，牵引电机变成发电机发电，电流被引导到一个特殊设置的电阻。采用强制通风，使电阻器产生的热量消失在大气中，从而产生制动效果。再生制动。它还把牵引电机变成了发电机。不同的是，它将电能回馈给电网使用，这在技术上既经济又复杂。此外，它只能用于由电网供电的电力机车和电动车组。7、电磁制动，磁轨制动(摩擦轨道电磁制动)，优点：制动力不受附着力的限制。缺点：轨道磨损过多，滑动摩擦小。电磁制动、涡流制动(1)轨道涡流制动

3、(也称为线性涡流制动或涡流轨道磁制动)。电磁铁悬挂在转向架侧架下同一侧的两个车轮之间。在制动过程中，电磁铁与钢轨之间的相对运动使钢轨感应出涡流，并产生电磁引力作为制动力，将列车的动能转化为热能并消散在大气中。优点：不受附着力限制，无磨损问题。缺点：它消耗大量电能，约为磁轨制动的10倍，电磁铁产生大量热量，因此只能作为高速列车紧急制动的辅助制动方式。(2)旋转涡流制动器(也称为涡流盘式制动器)。牵引电机的轴上装有一个金属盘。制动时，金属盘在电磁铁形成的磁场中旋转，盘的表面感应出涡流，产生电磁引力，将热量散发到大气中，起到制动作用。特点：受附着力限制；它消耗大量电能。9.1制动力的分类、产生和限制

4、1。制动力的分类2)根据用途可分为两种类型：(1)行车制动：在正常情况下用于调节或控制列车速度的制动，包括在车站停车。制动力：20% (2)紧急制动：在紧急情况下，为尽快停止列车而施加的制动。制动力：100%，10，空气制动示意图，1-空气压缩机2-主气缸3-主气缸管4-制动阀5-列车管6-三通阀7-制动缸8-辅助气缸9-紧急制动阀，11，2，制动力的产生，12，以轮对为隔离器建立的力矩平衡方程M0得到：KKR，即BL Kk(kN)；2.制动力的产生；13.制动力受车轮和钢轨之间附着条件的限制，即Bmax=(k K)最大Q (kN)。分析了几种情况：1 .当轨道表面状况不佳时，附着系数下降，容

5、易滑动。2紧急制动时，闸瓦压力K较大，容易打滑。3当速度V较低时，附着系数稍大，而K随着速度V的降低而急剧增加，因此当速度V/K比值降低时，容易发生滑动1)闸瓦材料：高磷高系数铸铁闸瓦；2)列车运行速度：高速低系数；3)闸瓦压力：压力大，系数低；4)制动时的初速度：初速度高，系数低，11 1)增加铸铁闸瓦中的磷含量2)采用双面制动3)采用合成闸瓦：重量轻，耐磨，车轮磨损小；2)改善(增强)制动蹄摩擦性能的措施；16)中磷闸瓦；3)闸瓦实际摩擦系数的计算公式；高摩擦合成闸瓦和盘式制动片；17)高磷闸瓦闸瓦，车轮，18，1。闸瓦压力计算公式。机车车辆各闸瓦实际闸瓦压力k的计算公式为：说明：基础制动

6、装置的传动效率Z和制动缸的气压Pz。zks/KL: z与机车和车辆的状态(静止和运行)以及基础制动装置的复杂性和维护状态有关。根据规定；机车和客车的闸瓦制动：z=0.85客车盘式制动器及其踏面制动装置、卡车闸瓦制动器：z=0.90。基础制动装置的传动效率z，20，制动缸气压主要与制动类型和列车管减压量r有关，制动缸气压：1)机车制动缸气压：pz=2.5r (kPa) 2)客车和货车制动缸气压：L3、GL3、Kl和K2制动器的重车位pz=3.25r-100 (kpa)，GK制动器的空车位pz=1.78r-50 (kPa)重车位pz=2。3.普通制动时制动缸的气压P z，21。在单车试验中，当rm

7、in 50kPa制动器的辅助气缸压力等于rmin 40kPa列车条件下的制动缸压力时，当列车管压力为500kPa时，rmax=140kPa，当列车管压力为600kPa时，rmax=170kPa。说明：列车管有效减压范围，22，4，紧急制动时制动缸气压，23，例：闸瓦压力计算，有一辆四轴单侧闸瓦的C50敞车，制动器为GK型，有一个直径为356毫米的制动缸，制动比为8.35，列车管气压为500千帕，以此计算紧急制动时空和重型停车位的闸瓦压力。24，4列车制动力计算，列车中每个制动轴产生的制动力之和称为列车制动力B，B(Kk) (kN)。列车制动力通常按单位制动力计算，用B表示列车制动力B或单位制动

8、力B。计算列车制动力B的方法有三种：实数算法、替换算法和二次替换算法。同样，列车单位制动力B1000(K1K2K 2 KKN)/(PG)G)(N/KN)，1。列车制动力的真实算法，26，示例：制动力的真实算法，SS7电力机车牵引由30辆C50敞车和20辆G60A罐车组成的重型货物列车。刹车是GK型的，G 3500 t。司机使用紧急刹车。列车的初始制动速度为V0=60公里/小时，当速度降至V=40公里/小时时，获得列车制动力B和单位制动力B.(列车管气压为500千帕，中磷闸瓦)，27，紧急制动时制动缸的气压，28，原理：假设闸瓦摩擦系数与闸瓦压力无关，则使用不随闸瓦压力变化的换算摩擦系数h代替实

9、际计算的摩擦系数k，并将实际计算的闸瓦压力k修正为换算的闸瓦压力Kh，即Khh=Kk so b(KK)KHHKH()。卡车重型停车位平均为33.5千平方公里；卡车平均空车位为19.5千牛顿；卡车空车位和重车位的平均k值为K26.5kN.考虑到我国客车各闸瓦的实际闸瓦压力平均为20kN，换算摩擦系数k值按25kN计算，k为：30，高磷铸铁闸瓦，高摩擦复合闸瓦，盘式制动器复合闸瓦，1)换算摩擦系数，31，中磷铸铁闸瓦换算摩擦系数表，32，高摩擦复合闸瓦换算摩擦系数表， 2)换算闸瓦压力，简化初速度：中磷闸瓦：计算公式：高磷闸瓦：34，各机车车辆在用换算闸瓦压力(kN)，35，各机车车辆在用换算闸瓦

10、压力(kN)，36，列车单位制动力：(kN)，3。 列车单位制动力和列车转换制动率，37。考虑两点：(1)对于任何列车管减压量的普通制动，列车换算制动率的计算公式为hc=h c c=1(普通制动系数)，38，普通制动系数表c，39，(2)列车换算制动率的规定，1)每100吨列车重量换算制动蹄压力：100h g 2)运行列车换算制动率的一般值：a .货车：500kPa和600kPa:分别为0.28和0.30 B。普通客车(闸瓦):h=0.58c。快速客车(盘式制动器):h=0.32 3)紧急制动：全值进站制动：0.5h信号距离：0.8小时，40，例：制动力交换算法，DF11内燃机车牵引15路公交

11、车，牵引重量800吨，车辆制动为L3型，按中磷闸瓦计算，管道恒压为600千帕。寻求：(1)每100吨列车重量转换后的制动蹄压力。(2)当v0=110km公里/小时时的紧急制动，当速度降至35公里/小时时的列车制动力和单位制动力。(3)当公共制动管的压力降低为120千帕时的列车单位制动力。41，每辆机车和在用车辆的换算制动蹄压力(kN)，42，每辆机车和在用车辆的换算制动蹄压力(kN)，43，常用制动系数表c，44，示例：制动力变化算法，DF4内燃机车运输40辆卡车，拖运重量为3000吨，其中使用重型卡车当列车紧急制动时，以V0=70km公里/小时速度降低到30公里/小时获得单位制动力.45，多

12、种摩擦材料共存时列车制动力的计算，公式：BH1KH 1 H2kh 2 H3KH 3(HIKH)(KN)B=900吨(HIHIH)(N/KN)，46，例33，360多种摩擦材料共存时列车制动力的计算，SS8型电力机车牵引15辆双层快速客车，牵引重量为99。客车的基础制动装置是盘式制动器，采用高摩擦复合制动块和磷闸瓦作为踏面制动。列车管的恒压为600千帕。单位制动力是在速度V0=110km公里/小时用于紧急制动，压力降低为80千帕，速度降低到90公里/小时时计算的(其中：SS8型电力机车的换算摩擦系数取高摩擦复合闸瓦的80)，47。原理：在假设它与k无关的基础上，再次假设它与物质无关，即h被b取代

13、，Kh被Kb取代。因此：Kbb=Khh，即kb=khh/b=xh/b，在khx公式中：各种制动蹄(或制动片)列车制动力：BbKbb (Kh x) (kN)单位制动力： b=1000bb，(N/kN)；四.计算不同材料混合闸瓦列车制动力的等效方法(二次转换算法):48.不同基本类型的各种闸瓦(或刹车片)等效二次转换系数的表达式；49.不同基本类型实例：制动力二次变换算法，SS8型电力机车牵引15辆双层快速客车，牵引重量为900吨，客车基础制动装置为盘式制动器高摩擦复合制动片加脚踏制动器中磷闸瓦，列车管压力为600千帕，单位制动力分别计算速度V0=110km公里/小时紧急制动和80千帕减压时， 当

14、车速降至90公里/小时时(其中：SS8型电力机车换算摩擦系数取高摩擦复合闸瓦的80)，51。 三种制动力计算方法的比较。5动态制动，动态制动性能为：在高速时，制动力随着速度的降低而增加，而在低速时，制动力随着速度的降低而降低。特点：在长坡道和下坡道上，采用动态制动可以使列车以较高的速度安全行驶，提高线路通过能力；使用动态制动减速可以节省车轮和制动蹄之间的磨损。电力机车和内燃机车的电阻制动原理采用DC电机的可逆原理。在制动条件下，牵引电机被转化为由轮对驱动的发电机，该发电机将列车的动能转化为电能，然后电能通过制动阻力转化为热能并消散。54、电阻制动的工作范围，1)最大励磁电流极限，2)附着极限，3)最大制动电流极限，4)最大整流极限，5)机车最大速度极限，55、电阻制动特性曲线，DF4内燃机车电阻制动的调节和特性曲线，56、电阻制动的特性曲线，SSL电机车电阻制动的调节和特性曲线，57 2)低速区的大制动力特性。机车装有1/2 Rz(半制动电阻