列車制動方式課件

1、1.早期制動技術(shù)早期制動技術(shù) （1）1848年，沙米爾黎司達(dá)發(fā)明了利用車輪回轉(zhuǎn)力帶動空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生制動力，這種制動方式的原理與現(xiàn)今機(jī)車應(yīng)用的液力制動近似。 （2）1853年，庫雷瑪發(fā)明了彈簧式制動機(jī)，列車運轉(zhuǎn)時利用拉桿把螺旋彈簧壓縮，當(dāng)需要制動時，司機(jī)在司機(jī)室通過傳動杠桿把彈簧松開，并壓在閘瓦上產(chǎn)生翩動作用。它與理今機(jī)車使用的彈簧儲能制動原理相近。 制動及其意義制動及其意義（3）1855年，洛立吉發(fā)明了索鏈制動機(jī)，通過索鏈控制 閘瓦產(chǎn)生制動力，它相當(dāng)于當(dāng)今車輛上的手制動機(jī)。 （4）1869年，美國的喬治韋斯汀豪斯從空氣鉆巖機(jī)得到 啟發(fā)，研究出了首臺鐵道車輛使用的空氣制動機(jī)。（5）1872年又發(fā)

2、明了自動空氣制動機(jī)。從此世界各國一 直沿用到現(xiàn)在。 隨著鐵路機(jī)車車輛工業(yè)的發(fā)展，我國鐵路制動工業(yè) 不但先后研究出一些適合我國鐵路使用的各種制動裝置及其先進(jìn)工藝和新材料。2.2.制動一般概念及其在鐵路運輸中的意義制動一般概念及其在鐵路運輸中的意義 2.1 制動的一般概念（1）“制動”：人為地施加于運動物體，使其減速(含防止其加速)或停止運動或施加于靜止物體，保持其靜止?fàn)顟B(tài)。這種作用被稱為制動作用。簡稱“制動”。（2）“緩解”： 對已經(jīng)施行的列車，解除或減弱其制動作用，均可稱之為“緩解”。（3）“制動裝置”： 為使列車能施行制動和緩解而安裝于列車上的由一整套零部件組成的裝置，稱為制動裝置。 由制動

3、裝置產(chǎn)生的與列車運行方向相反的外力，稱為“制動力”。 制動裝置一般可分三大組成部分：1）制動機(jī)：產(chǎn)生制動原動力并受司機(jī)進(jìn)行操縱和控制的部分。通常包括從制動軟管連接器至制動缸的一整套機(jī)構(gòu)。2）基礎(chǔ)制動裝置：即制動裝置中用于傳遞、擴(kuò)大制動力的一整套桿件連接裝置。3）手制動機(jī)：即制動裝置中以人力作為產(chǎn)生制動力的原動力部分。列車制動裝置見圖片（4）“制動距離”：從司機(jī)施行制動(將制動閥手柄移至制動位)的瞬間 起，到列車速度降為零的瞬間止，列車所駛過的距離。它是綜合反映 列車制動裝置的性能和實際制動效果的主要技術(shù)指標(biāo)。 根據(jù)我國原技規(guī)“列車在任何線路坡道上的緊急制動距離， 規(guī)定為800米”。但是，在設(shè)計

4、機(jī)車車輛時要求的只是在空曠的平直道 (即無隧道、無坡道、無彎道)以“構(gòu)造速度”運行時，其緊急制動距離 不超過800米。 計算制動距離的規(guī)定，應(yīng)該與列車運行速度和機(jī)車車輛制動機(jī)的發(fā)展水平相適應(yīng)。為適應(yīng)提速列車的需要，1999年新技規(guī)規(guī)定：列車在任何線路坡道上的緊急制動距離限值： 旅客列車： 120km/h800m； 140km/h1100m； 160km/h1400m； 200km/h2000m； 250km/h2700m； 300km/h3700m； 普通貨物列車： 90km/h800m； 快運貨物列車： 120km/h1100m。 列車制動在操縱上按用途可分為兩種：（5）“常用制動”：正常情

5、況下為調(diào)節(jié)或控制列車速度，包括進(jìn)站停車所施行的制動。其特點是作用比較緩和且制動力可以調(diào)節(jié)，多數(shù)情況下只用50左右。（6）“緊急制動”：緊急情況下為使列車盡快停住而施行的制動，其特點是作用比較迅猛，而且要把列車制動力全部用上。（7）“最大有效減壓量(列車管）”：制動缸達(dá)到最大平衡壓力瞬間所對應(yīng)的列車管減壓量。（8）“局部減壓量（列車管）”：列車管除機(jī)車制動閥造成以外，由其他方式導(dǎo)致的減壓借以提高減壓速度，促使后部車輛產(chǎn)生制動作用的現(xiàn)象。（9）“局部增壓（列車管）”：列車管除機(jī)車制動閥造成以外，由其他方式導(dǎo)致的增壓借以提高緩解速度，促使后部車輛迅速緩解的現(xiàn)象。（10）“緊急制動限速”：為保證緊急制

6、動距離而對列車在坡道上運行速度的限制。 （11）“常用制動限速”：由常用制動時力的平衡關(guān)系而決定的另一種制動限速。（12）“制動方式”：將列車動能轉(zhuǎn)移的方式或制動力獲取的方式。2.2 制動在鐵路運輸中的意義 鐵路是國民經(jīng)濟(jì)的大動脈，是我國主要的現(xiàn)代化交通工具，對經(jīng)濟(jì)、社會和科技發(fā)展，滿足人民物質(zhì)和文化生活需要起著非常重要的作用。它具有高度集中、各工作環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系的特點。假如在某一個點上出現(xiàn)問題，就有可能影響到全線，甚至更大范圍的堵塞和癱瘓，真是牽一發(fā)而動全身。所以暢通是鐵路運輸?shù)幕疽?，安全是鐵路運輸?shù)挠篮阒黝}。 現(xiàn)代交通運輸在運送旅客方面必須提高和改善快速、舒適、安全、準(zhǔn)確、方便、經(jīng)濟(jì)等指

7、標(biāo)。我們知道：“時間就是生命，時間就是效益”。因此，提高列車運行速度和牽引重量是提高鐵路運輸能力、實現(xiàn)鐵路運輸現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，但是，安全是第一位。列車制動技術(shù)是鐵路運輸“重載、高速”這一發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)實現(xiàn)的關(guān)鍵性前提條件之一，是鐵路運輸安全的重要保證。如果沒有性能良好的機(jī)車車輛制動裝置，要提高列車速度和牽引重量以及保證列車運輸安全都是不可能的。綜上所述：制動在鐵路運輸中的意義可概括如下： （1）確保鐵路運輸?shù)陌踩?（2）提高列車的技術(shù)速度； （3）提高鐵路的運輸能力； 制動方式是指制動時列車動能的轉(zhuǎn)移方式或制動力獲取的方式。 從作用力與列車的關(guān)系來看，驅(qū)動或制動都需要列車作用以外力。從能量的

8、觀點看，驅(qū)動是機(jī)車將燃料所具有的能量或電廠所發(fā)出的電能轉(zhuǎn)變成列車的動能；制動就是設(shè)法將此動能從列車上轉(zhuǎn)移出去，使列車減速或停止。采取什么制動方式使列車的動能轉(zhuǎn)移出去，采取什么制動方式獲取這種外力制動力，是制動的基本問題。因此，制動方式的研究是制動研究的基礎(chǔ)。制動方式制動方式一列車動能轉(zhuǎn)移方式一列車動能轉(zhuǎn)移方式分兩類：“熱逸散”和可用能。（一）熱逸散 動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽缓笙⒂诖髿庵小?、摩擦制動：把列車動能轉(zhuǎn)變?yōu)槟Σ翢崮堋?1.1 固體摩擦制動；1.2 液體摩擦制動；2、動力制動：制動時將牽引電動機(jī)變成發(fā)電機(jī)，通過它將 列車動能轉(zhuǎn)化為電能。 （1）電阻制動； （2）旋轉(zhuǎn)渦流制動； （3）軌道渦

9、流(線性渦流)制動： 1.1 固體摩擦制動：1）閘瓦制動(踏面制動)：用鑄鐵或合成材料制成的閘瓦壓緊滾動的車輪，使輪瓦間發(fā)生摩擦，列車動能極大部分變成熱能，最終消散于大氣中。是目前鐵路使用最廣泛的一種制動方式。（見右圖） 2）盤型制動： 用制動夾鉗使閘片(一般用合成材料制成)夾緊裝固在車軸或車輪輻板上的制動圓盤(一般為鑄鐵盤)，上閘片與制動圓盤間產(chǎn)生摩擦，把動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，消散于大氣中?3）軌道電磁制動(磁軌制動)： 制動時，安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁下的下方，電磁鐵勵磁，與鋼軌產(chǎn)生吸力。列車的動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。 1.2 液體摩擦制動(液

10、力制動) 液力傳動的機(jī)車可采用液力制動。目前，已有在車輛上采用液力制動的試驗方案?？恳后w間和液體與固體（工作液體與偶合器）之間的摩擦，變列車動能為工作液體的熱量，并使發(fā)熱的工作液體進(jìn)行循環(huán)冷卻，經(jīng)由散熱器消散于大氣中。2. 動力制動 依靠機(jī)車或動車的動力機(jī)械通過傳動裝置產(chǎn)生的制動力。2.1 電阻制動 制動時，變牽引電動機(jī)為發(fā)電機(jī)，將所發(fā)電能加于電阻器中，使它發(fā)熱，靠風(fēng)扇給電阻器強(qiáng)迫通風(fēng)而將熱量消散于大氣中。電力機(jī)車、電傳動內(nèi)燃機(jī)車和電動車組等，即凡用牽引電動機(jī)驅(qū)動的動力車都有可能實現(xiàn)電阻制動。但車輛底架下需要安裝體積和重量都較大的電阻箱和散熱風(fēng)機(jī)。 2.2 旋轉(zhuǎn)渦流制動： 制動時，讓電磁鐵導(dǎo)通

11、勵磁，安裝在輪軸上的金屬渦流盤在磁場中旋轉(zhuǎn)，盤的內(nèi)部感應(yīng)出渦流，使渦流盤發(fā)熱，列車動能轉(zhuǎn)化為熱能，最終消散于大氣。與軸盤式盤形制動裝置類似，只是安裝在制動盤兩側(cè)的不是閘片，而是電磁鐵。 2.3軌道渦流(線性渦流)制動： 制動時，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，并通電勵磁，利用它和軌道的相對運動，在鋼軌內(nèi)部感應(yīng)出渦流，使鋼軌發(fā)熱，列車動能轉(zhuǎn)化為熱能，最終消散于大氣中。（二）列車動能轉(zhuǎn)變成可用能1再生制動： 與電阻制動相似，也是將牽引電動機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)。不同的是將電能反饋回電網(wǎng)，而不是變成熱能消散掉。很明顯，再生制動方式既節(jié)約能源又減少制動時對環(huán)境的污染，并且基本上無磨耗，因此是一種非常理想的動力制動方式。但只能用于由電網(wǎng)供電的電力機(jī)車和電動車組，反饋回電網(wǎng)的電能要馬上由正在牽引運行的電力機(jī)車或電動車組接受和利用。 在各種制動方式中，唯有再生制動方