車輛制動(dòng)裝置課件.ppt

車輛制動(dòng)裝置 第一節(jié)制動(dòng)基本概念及其在鐵路運(yùn)輸中的作用第二節(jié)車輛制動(dòng)機(jī)的種類第三節(jié)自動(dòng)式車輛空氣制動(dòng)裝置作用原理第四節(jié)其他種類制動(dòng)機(jī)基本原理 第一節(jié)制動(dòng)基本概念及其在鐵路運(yùn)輸中的作用 一 制動(dòng)基本概念1制動(dòng)作用人為地施加于物體外力 使其減速 停止或者防止加速 2緩解作用解除制動(dòng)作用的過程 3車輛制動(dòng)裝置制動(dòng)各種部件組成的裝置 4列車制動(dòng)裝置5列車自動(dòng)制動(dòng)機(jī)6制動(dòng)距離從列車制動(dòng)閥置于制動(dòng)位起 到列車停車 列車所走過的距離 列車緊急制動(dòng)距離分別不得超過 旅客列車 120km h 800m 140km h 1100m 160km h 1400m 200km h 2000m 250km h 2700m 300km h 3700m 普通貨物列車 90km h 800m 快運(yùn)貨物列車 120km h 1100m 7 制動(dòng)波和制動(dòng)波速制動(dòng)作用沿車輛長(zhǎng)度方向傳播的現(xiàn)象為制動(dòng)波 制動(dòng)波傳遞的速度為制動(dòng)波速 二 制動(dòng)在鐵路運(yùn)輸中的作用1 在任何情況下 減速 停車或防止加速 確保行車安全 2 提高列車運(yùn)行速度 牽引重量的先決條件及性能先進(jìn)的制動(dòng)裝置是提高鐵路運(yùn)輸能力的前提條件 第二節(jié)車輛制動(dòng)機(jī)的種類 車輛制動(dòng)機(jī)的種類 1 手制動(dòng)機(jī)2 真空制動(dòng)機(jī)3 空氣制動(dòng)機(jī) 直通空氣制動(dòng)機(jī) 自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī) 4 電空制動(dòng)機(jī)5 軌道電磁制動(dòng)機(jī)6 電磁渦流軌道制動(dòng)機(jī) 一 手制動(dòng)機(jī) 一 手 人 制動(dòng)機(jī)用人力來操縱實(shí)現(xiàn)制動(dòng)和緩解的制動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 不受動(dòng)力限制 任何時(shí)候都可以使用 制動(dòng)力小 只作為輔助制動(dòng)裝置 只在原地制動(dòng)或調(diào)車作用中使用 二 真空制動(dòng)機(jī) 二 真空制動(dòng)機(jī)基本原理 以大氣 與真空的壓差 為原動(dòng)力 以改變真空度來操縱控制 機(jī)車上設(shè)有真空泵 制動(dòng)閥 真空制動(dòng)缸 車輛上僅設(shè)有真空制動(dòng)缸 列車管貫通全列車 緩解 真空泵將列車管和制動(dòng)缸內(nèi)的空氣抽走 制動(dòng) 列車管與大氣相通 特點(diǎn) 構(gòu)造簡(jiǎn)單 維修方便 既能夠階段制動(dòng) 也能夠階段緩解 制動(dòng)力不大 而且海拔越高 制動(dòng)力越小 要提高制動(dòng)力則需要較大的制動(dòng)缸和較粗的列車管 列車前后沖動(dòng)較大 這種制動(dòng)機(jī)是英國(guó)鐵路在1844年首先應(yīng)用的 現(xiàn)在 真空制動(dòng)機(jī)主要在一些發(fā)展中國(guó)家應(yīng)用 三空氣制動(dòng)機(jī)是以壓力空氣與大氣的壓差原動(dòng)力 通過改變空氣壓強(qiáng)來操縱控制 1 直通式空氣制動(dòng)機(jī)列車管直通向制動(dòng)管 制動(dòng)管充氣增壓 發(fā)生制動(dòng) 制動(dòng)管排氣時(shí)減壓 優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單 并且既有階段制動(dòng) 又有階段緩解 操作非常靈活方便 1 直通式空氣制動(dòng)機(jī) 其特點(diǎn)是 1 列車管增壓制動(dòng) 減壓緩解 列車分離時(shí)不能制動(dòng) 2 構(gòu)造簡(jiǎn)單 有階段制動(dòng)和階段緩解 對(duì)于很短的列車 操縱靈活 但不適用較長(zhǎng)的列車 若列車較長(zhǎng) 則制動(dòng)或緩解時(shí)列車沖動(dòng)很大 因?yàn)橹苿?dòng)各車輛制動(dòng)缸內(nèi)的壓力空氣都由機(jī)車上的空氣壓縮機(jī)和總風(fēng)缸供給 所以 離機(jī)車越遠(yuǎn)的制動(dòng)缸充氣越晚 充氣的速度亦越慢 造成前后車輛制動(dòng)的不一致性 同樣 緩解時(shí) 所有車輛制動(dòng)缸中的風(fēng)均需經(jīng)機(jī)車上的制動(dòng)閥排氣口排入大氣 所以 各制動(dòng)缸的開始排氣時(shí)間與排氣速度亦極不一致 即緩解的一致性很差 2 自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu) 每輛車多了一個(gè)三通閥 一個(gè)副風(fēng)缸和一個(gè)控制閥 三通 指的是 一通列車管 二通副風(fēng)缸 三通制動(dòng)缸工作原理 列車管的空氣壓力發(fā)生變化引起制動(dòng)控制閥 三通閥或分配閥 動(dòng)作 實(shí)現(xiàn)車輛的制動(dòng)或緩解作用 三通閥主活塞的位置由列車管和副風(fēng)缸左右兩個(gè)空氣壓力決定 列車管增壓 列車管 副風(fēng)缸制動(dòng)缸 大氣列車管減壓 副風(fēng)缸 制動(dòng)缸特點(diǎn) 制動(dòng)主管排氣減壓時(shí)制動(dòng)缸增壓 發(fā)生制動(dòng) 制動(dòng)主管充氣增壓時(shí)制動(dòng)缸減壓 發(fā)生緩解 列車發(fā)生分離事故 列車能夠迅速制動(dòng)停車 2 自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī) 四 電控制動(dòng)機(jī) 4 1電空制動(dòng)機(jī)是在空氣制動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上加裝電磁閥等電氣控制部件而形成的 制動(dòng)作用的操縱控制用電 但制動(dòng)作用的原動(dòng)力還是壓力空氣 它與大氣的壓差 在制動(dòng)機(jī)的電控因故失靈時(shí) 它仍可以實(shí)行空氣壓強(qiáng)控制 氣控 臨時(shí)變成空氣制動(dòng)機(jī) 制動(dòng)特點(diǎn) 制動(dòng)時(shí)各車的制動(dòng)電磁閥的排氣口同時(shí)打開 將列車管的壓力空氣排往大氣 產(chǎn)生制動(dòng)作用 緩解時(shí)各車的緩解電磁閥的通路也同時(shí)打開 使各車的加速緩解風(fēng)缸同時(shí)向列車管充風(fēng) 列車施行階段緩解 緩解電磁閥的通路被關(guān)閉 列車管空氣壓強(qiáng)保持不變時(shí) 保壓電磁閥將三通閥的排氣通路切斷 可以實(shí)現(xiàn)階段緩解 在列車速度很高或列車編組很長(zhǎng) 空氣制動(dòng)機(jī)難以滿足要求時(shí) 采用電空制動(dòng)機(jī)可以大大改善列車前后部制動(dòng)和緩解作用的 致性 我國(guó)廣深線準(zhǔn)高速 160km h 旅客列車部采用了電空制動(dòng)機(jī) 四 電空制動(dòng)機(jī) 五 軌道電磁制動(dòng)軌道電磁制動(dòng)也叫磁軌制動(dòng) 制動(dòng)時(shí) 安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁下的電磁鐵下放 電磁鐵勵(lì)磁 與鋼軌產(chǎn)生吸力 列車的動(dòng)能通過電磁鐵下的磨耗板與鋼軌的摩擦轉(zhuǎn)化為熱能 經(jīng)鋼軌和磨耗板 最終散于大氣 其原理如下圖所示 六 線性渦流制動(dòng)軌道渦流制動(dòng)的工作原理與圓盤渦流制動(dòng)相同 但結(jié)構(gòu)形式類似軌道電磁制動(dòng) 在制動(dòng)時(shí) 將安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁下的電磁鐵放到離軌道表面上方幾毫米的位置 并通電勵(lì)磁 利用它和軌道的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 在鋼軌內(nèi)部感應(yīng)出渦流 使鋼軌發(fā)熱 列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能 最終消散于大氣 第三節(jié)自動(dòng)式車輛空氣制動(dòng)裝置作用原理 1 空氣制動(dòng)裝置一般可分三大組成部分 1 空氣制動(dòng)機(jī) 產(chǎn)生制動(dòng)原動(dòng)力并進(jìn)行操縱和控制的部分 把空氣的壓力能轉(zhuǎn)變成往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能 2 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置 傳送制動(dòng)原動(dòng)力并產(chǎn)生制動(dòng)力的部分 傳遞機(jī)械能 3 手動(dòng)制動(dòng)機(jī) 無動(dòng)力時(shí)利用人工進(jìn)行制動(dòng) 用人力拉動(dòng)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置 一 空氣制動(dòng)機(jī)的設(shè)備組成 1 自動(dòng)式空氣制動(dòng)裝置的組成 1 制動(dòng)管 是貫通全列車的壓縮空氣導(dǎo)管 通過它向列車中各車輛的制動(dòng)裝置輸送壓縮空氣 并通過自動(dòng)制動(dòng)閥控制管內(nèi)壓縮空氣的壓力變化來實(shí)現(xiàn)操縱列車各車輛制動(dòng)機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的作用 2 制動(dòng)軟管連接器 它的用途是連接相鄰各車輛的制動(dòng)主管 能在列車通過曲線或各車輛間距發(fā)生變化時(shí) 不妨礙壓縮空氣暢通 3 折角塞門 是用以開通或關(guān)閉主管與軟管之間的通路 便于關(guān)閉空氣通路和安全摘掛機(jī)車 車輛 4 截?cái)嗳T 關(guān)閉或開通車輛制動(dòng)機(jī)與制動(dòng)主管的壓縮空氣通路 5 控制閥 分配閥或三通閥 三通閥 分配閥或控制閥 是車輛空氣制動(dòng)裝置的主要部件 在機(jī)車上也有分配閥 是控制車輛制動(dòng)機(jī)產(chǎn)生不同作用的部件 它和制動(dòng)管連通 根據(jù)制動(dòng)管空氣壓力的變化情況 產(chǎn)生相應(yīng)的作用位置 從而控制向副風(fēng)缸充人壓縮空氣的同時(shí)把制動(dòng)缸內(nèi)壓縮空氣排向大氣實(shí)現(xiàn)制動(dòng)機(jī)緩解或者將副風(fēng)缸內(nèi)壓縮空氣充人制動(dòng)缸產(chǎn)生制動(dòng)機(jī)的制動(dòng)作用 6 副風(fēng)缸 緩解位儲(chǔ)存壓縮空氣 作為制動(dòng)時(shí)制動(dòng)缸的動(dòng)力源 7 制動(dòng)缸 制動(dòng)時(shí) 用來把副風(fēng)缸送來的空氣壓力變?yōu)闄C(jī)械推力 2 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置 2 1基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的種類 1 單閘瓦式 只在車輪一側(cè)設(shè)有一塊閘瓦的制動(dòng)方式 我國(guó)目前貨車都采用這種方式 2 雙閘瓦式 在車輪兩側(cè)各設(shè)一塊閘瓦的制動(dòng)方式 目前一般客車和特種貨車大多采用這種類型 3 盤形制動(dòng)盤形制動(dòng)裝置是指制動(dòng)時(shí)用閘片壓緊制動(dòng)盤而產(chǎn)生的制動(dòng)作用的制動(dòng)方式 目前我國(guó)快速客車 在120km h以上 大都采用這種制動(dòng)方式 2 2基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的組成 1 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置 參見下圖 制動(dòng)時(shí) 將制動(dòng)缸活塞推力放大若干倍并傳遞到閘瓦 使閘瓦壓緊車輪產(chǎn)生制動(dòng)作用 緩解時(shí) 依靠其自重使閘瓦離開車輪實(shí)現(xiàn)制動(dòng)機(jī)的緩解作用 2 閘瓦 車輪和鋼軌 是制動(dòng)時(shí)的能量轉(zhuǎn)換部分 是實(shí)現(xiàn)制動(dòng)作用的三大要素 制動(dòng)時(shí) 閘瓦壓緊轉(zhuǎn)動(dòng)著的車輪踏面后 閘瓦與車輪間的摩擦力借助鋼軌 鋼軌在與車輪接觸點(diǎn)上產(chǎn)生與列車運(yùn)行方向相反 與鋼軌平行 的反作用力即制動(dòng)力 3 手制動(dòng)裝置 手制動(dòng)裝置的構(gòu)造 NSW型手制動(dòng)裝置 二 自動(dòng)式車輛制動(dòng)裝置作用原理 以三通閥為例 1 特點(diǎn) a 列車管減壓 制動(dòng) 列車管增壓 緩解 列車分離自動(dòng)制動(dòng) b 制動(dòng)與緩解一致性較好 c 有階段制動(dòng)和一次緩解 自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī) 2 車輛制動(dòng)裝置的基本作用原理所謂 三通 是指 一通列車管 二通副風(fēng)缸 三通制動(dòng)缸 基本工作原理 1 充氣緩解位其空氣通路為 列車管 副風(fēng)缸 制動(dòng)缸 大氣 2 排氣制動(dòng)位其空氣通路為 副風(fēng)缸 制動(dòng)缸 3 制動(dòng)中立位 保壓位 1 增壓緩解是指制動(dòng)缸通大氣 充氣是指副風(fēng)缸壓力低于列車管時(shí) 由總風(fēng)缸經(jīng)列車管使它補(bǔ)足壓力空氣至定壓 充氣緩解位其空氣通路為 列車管 副風(fēng)缸 制動(dòng)缸 大氣 減壓制動(dòng)當(dāng)操縱自動(dòng)制動(dòng)閥使制動(dòng)管內(nèi)壓縮空氣排人大氣時(shí) 三通閥主活塞外側(cè)壓力下降 主活塞被副風(fēng)缸壓力推動(dòng) 連同節(jié)制閥 滑閥向外移動(dòng) 移動(dòng)到滑閥與滑閥座上的孔路將副風(fēng)缸和制動(dòng)缸連通時(shí) 副風(fēng)缸內(nèi)壓縮空氣經(jīng)滑閥上的制動(dòng)孔z與滑閥座上制動(dòng)缸孔r進(jìn)入制動(dòng)缸 實(shí)現(xiàn)制動(dòng)機(jī)的制動(dòng)作用 制動(dòng)保壓 特點(diǎn) 1 列車管減壓制動(dòng) 增壓緩解 列車分離時(shí)或拉動(dòng)緊急制動(dòng)閥 車長(zhǎng)閥 時(shí)能自動(dòng)停車 2 適用于較長(zhǎng)大列車 制動(dòng)或緩解時(shí) 列車沖動(dòng)較直通式為小 制動(dòng)時(shí) 各個(gè)制動(dòng)缸內(nèi)的壓力空氣就近取自各車輛本身的副風(fēng)缸 而制動(dòng)閥只需排出列車管少量空氣即可發(fā)生制動(dòng)作用 所以 制動(dòng)一致性要比直通式的好 緩解時(shí) 各制動(dòng)缸中的壓力空氣經(jīng)各自的三通閥排出 不需要像直通式的那樣 統(tǒng)一歸到制動(dòng)閥的排氣口排出 所以 緩解的一致性亦好些 三通閥的 軟性 自動(dòng)制動(dòng)機(jī)所用的三通閥或分配閥 它的主要部分是一個(gè)依靠?jī)煞N壓力的差別或平衡而發(fā)生動(dòng)作的機(jī)構(gòu) 這個(gè)機(jī)構(gòu)被命名為 二壓力機(jī)構(gòu) 例如 上述三通閥靠一個(gè)活塞 鞲鞴 的左右兩側(cè) 列車管側(cè)和副風(fēng)缸側(cè)的壓力差或壓力平衡而發(fā)生動(dòng)作 采用二壓力機(jī)構(gòu)的三通閥或分配閥叫 軟性閥 用它組成的制動(dòng)機(jī)叫 軟性制動(dòng)機(jī) 如GK 120型等制動(dòng)機(jī)就屬于這一類 軟性閥的特征1 緩慢減壓不制動(dòng) 即閥具有一定的穩(wěn)定性 所謂穩(wěn)定性即列車管的減壓速度極為緩慢時(shí) 三通閥不發(fā)生制動(dòng)動(dòng)作的性能 例如 列車管的減壓速度為0 5 1 0kPa s之內(nèi) 三通閥不應(yīng)該發(fā)生動(dòng)作 對(duì)閥提出穩(wěn)定性要求 是運(yùn)用實(shí)際的需要 因?yàn)榱熊嚬懿豢赡苓_(dá)到絕對(duì)嚴(yán)密而沒有任何的泄漏 當(dāng)然 列車管的泄漏可以有總風(fēng)缸經(jīng)給氣閥自動(dòng)地補(bǔ)充 但給氣閥本身也具有一定地不靈敏性 并不是可以隨時(shí)泄漏隨時(shí)補(bǔ)充 所以 在運(yùn)行中 雖然司機(jī)并沒有操縱列車管的減壓 而列車管中的壓力卻一直在波動(dòng)著 如果閥在緩解位不具備一定的穩(wěn)定性 或穩(wěn)定性不夠 實(shí)際應(yīng)用就有困難 所以 要求閥具有一定的靈敏度 同時(shí) 還要求它具有一定的不靈敏性 穩(wěn)定性 第四節(jié)103 104 120空氣制動(dòng)機(jī) 單元一 104 103型空氣制動(dòng)機(jī)隨著車輛向大噸位 高速度方向發(fā)展 三通閥已不能適應(yīng)鐵路運(yùn)輸發(fā)展的需要 從六十年代開始研制104 103型分配閥 在七十年代經(jīng)技術(shù)鑒定已在客貨車上陸續(xù)裝用 當(dāng)時(shí) 新造客車全部安裝104閥 貨車使用103閥 一 104型制動(dòng)機(jī)的組成它由104型空氣分配閥7 工作風(fēng)缸9 副風(fēng)缸8 制動(dòng)缸1 閘瓦間隙調(diào)整器2 制動(dòng)缸排氣塞門4 截?cái)嗳T5 遠(yuǎn)心集塵器6和列車管3等部件組成 見下圖 104型客車空氣制動(dòng)機(jī)組成圖 制動(dòng)缸 閘瓦間隙自動(dòng)調(diào)整器 104分配閥 副風(fēng)缸 工作風(fēng)缸 遠(yuǎn)心集塵器等部件 104分配閥結(jié)構(gòu) 一 構(gòu)造104分配閥由中間體4 主閥8和緊急閥1三部分組成 中間體用螺栓吊裝在車輛底架上 只在廠修和必須更換時(shí)才卸下 主閥和緊急閥分別安裝在中間體兩個(gè)相鄰的垂直面上 檢修時(shí)可分別卸下 1 中間體是鑄鐵件 它的四個(gè)垂直面分別用作主閥 緊急閥和各連接管的安裝面 它體內(nèi)有三個(gè)空腔 容積室 3 5升 緊急室 1 5升 和局減室 0 6升 在中間體內(nèi)主閥安裝面的列車管通路內(nèi)裝有一個(gè)濾塵器 它由尼龍?zhí)?兩端面的金屬網(wǎng) 毛氈墊及馬鬃等制成 用以防止壓力空氣中的水分 塵垢等雜質(zhì)進(jìn)入主閥體內(nèi) 2 主閥由作用部 充氣部 均衡部 局減閥和增壓閥五部分組成 用以控制充氣 緩解 制動(dòng)和保壓等作用 3 緊急閥由上部的緊急活塞部 安定彈簧和下部的放風(fēng)閥部 以及緊急閥上蓋 緊急閥下蓋和緊急閥體組成 二 作用104型制動(dòng)機(jī)有四個(gè)作用位置 充氣緩解作用位 常用制動(dòng)作用位 緊急制動(dòng)作用位 制動(dòng)保壓位 三 104型分配閥的特點(diǎn)1 采用了間接作用的二壓力機(jī)構(gòu) 適用于不同直徑的制動(dòng)缸 并在一定范圍內(nèi)具有制動(dòng)力的不衰減性 2 常用制動(dòng)與緊急制動(dòng)用兩個(gè)活塞分開控制 緊急制動(dòng)更加可靠且具有 常用轉(zhuǎn)緊急 的性能 3 具有一段 二段局減作用 列車常用制動(dòng)波速快 且各制動(dòng)缸壓力具有初次躍升性能 4 分配閥采用了膜板結(jié)構(gòu) 拆裝方便 單元二120空氣制動(dòng)裝置 一 組成與特點(diǎn)1 組成 如圖所示 由120閥 無級(jí)傳感閥 調(diào)整閥 降壓風(fēng)缸 副風(fēng)缸 制動(dòng)缸 加速緩解風(fēng)缸列車管 集塵器截?cái)嗳T等部件組成 其中120型控制閥由中間體 主閥 半自動(dòng)緩解閥和緊急閥等四部分組成 2 特點(diǎn) 與103閥相比有如下特點(diǎn) 1 120閥采用了二壓力直接作用方式 2 緊急閥采用了帶先導(dǎo)閥的二級(jí)控制機(jī)構(gòu) 3 有加速緩解閥和加速緩解風(fēng)缸 4 加裝了BZH型半自動(dòng)緩解閥 5 有呼吸小孔 淚孔 6 防誤裝 防盜竊 120空氣制動(dòng)機(jī)組成 二 作用與原理120型制動(dòng)機(jī)有五個(gè)作用位置 充氣緩解位 減速充氣緩解位 常用制動(dòng)位 制動(dòng)中立位和緊急制動(dòng)位 1 充氣緩解位 1 初充氣時(shí) 列車管壓力 主閥滑閥座 副風(fēng)缸 列車管壓力 主閥 加速緩解風(fēng)缸 列車管壓力 緊急閥 緊急室 2 再充氣時(shí) 列車管向副風(fēng)缸 加速緩解風(fēng)缸及緊急室充氣均與初充氣時(shí)相同 3 其緩解作用如下