制動(dòng)理論知識(shí)

關(guān)于制動(dòng)理論知識(shí)1第1頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動(dòng)倍率、傳動(dòng)效率和制動(dòng)率一、制動(dòng)倍率制動(dòng)缸活塞作用，經(jīng)過杠桿機(jī)構(gòu)傳到閘瓦時(shí)，由于杠桿擴(kuò)大的理想倍數(shù)，稱為“制動(dòng)倍率”，用n表示。（1—15）按杠桿比算得的閘瓦理想壓力總和。制動(dòng)缸活塞桿的作用力書中第一章第七節(jié)內(nèi)容2第2頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動(dòng)倍率、傳動(dòng)效率和制動(dòng)率∴∵P·a=P1·b3第3頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動(dòng)倍率、傳動(dòng)效率和制動(dòng)率∵P1·(c+d)=P2·d∴（1—16）4第4頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、制動(dòng)倍率用m表示制動(dòng)梁是數(shù)四軸車單側(cè)制動(dòng)m=4；雙側(cè)制動(dòng)m=8。則6.1制動(dòng)倍率、傳動(dòng)效率和制動(dòng)率（1—17）制動(dòng)缸杠桿倍率轉(zhuǎn)向架杠桿倍率單側(cè)制動(dòng)時(shí)為軸制動(dòng)倍率5第5頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在確定了閘瓦壓力后，可求得制動(dòng)倍率：

6.1制動(dòng)倍率、傳動(dòng)效率和制動(dòng)率

B=∑K﹒φK

ΣK理=P·n在確定了所需制動(dòng)力的值之后，可求得閘瓦壓力：

∑K

=B

/φK

在已知制動(dòng)倍率時(shí)可求得理想的閘瓦壓力6第6頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動(dòng)倍率、傳動(dòng)效率和制動(dòng)率二、傳動(dòng)效率在制動(dòng)過程中，閘瓦壓力的實(shí)際值與理想值之比為基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的傳動(dòng)效率。以η表示。即（1—23）7第7頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

∵∴ΣK實(shí)=η·ΣK理

∵ΣK理=P·n(1—19)∴ΣK實(shí)=P·n·η6.1制動(dòng)倍率、傳動(dòng)效率和制動(dòng)率8第8頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動(dòng)倍率、傳動(dòng)效率和制動(dòng)率ΣK實(shí)=P·n·η∵∴（1—24）9第9頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動(dòng)倍率、傳動(dòng)效率和制動(dòng)率三、制動(dòng)率

Bμ=∑N﹒μB=∑K﹒φK∑N：一個(gè)輪對(duì)法向反作用力

N的總和，等于軸載荷∑K：一個(gè)輪對(duì)上閘瓦壓力的總和10第10頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動(dòng)倍率、傳動(dòng)效率和制動(dòng)率Bμ=∑N﹒μB=∑K﹒φK∵B≤Bμ

（粘著限制）

∴∑K﹒φK≤∑N﹒μ則∑K/∑N≤μ/φK11第11頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動(dòng)倍率、傳動(dòng)效率和制動(dòng)率B≤Bμ

（粘著限制）∑K/∑N≤μ/φK令δ0=∑K/∑Nδ0—軸制動(dòng)率

δ0≤μ/φKδ=∑K/Q﹒gδ—整車制動(dòng)率θ=∑K/（G+∑P）﹒gθ—列車制動(dòng)率12第12頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系一、制動(dòng)缸壓力計(jì)算波義耳—馬略特定律：

p·V=Cp—空氣的絕對(duì)壓強(qiáng)（kPa）

V—空氣的容積（L）

C—常數(shù)氣體容積的變化絕熱變化等溫變化13第13頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系兩個(gè)忽略:1.忽略副風(fēng)缸的逆流

2.忽略局減兩個(gè)假定：1.pf′=p0′2.pf=p0′－rpf′—副風(fēng)缸額定的絕對(duì)壓強(qiáng)（kPa）Pf—副風(fēng)缸減壓后的絕對(duì)壓強(qiáng)（kPa）p0′—列車管額定的絕對(duì)壓強(qiáng)（kPa）r—列車管減壓量（kPa）14第14頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系pf′·Vf=pf·Vf

＋pz′·Vzp0′·Vf=(p0′－r)·Vf

＋pz′·Vz

p0′·Vf=p0′·Vf

－r·Vf+pz′·Vz

r·Vf=pz′·Vz

Vf—副風(fēng)缸容積(L)r—列車管減壓量（kPa）pz′—制動(dòng)缸的絕對(duì)壓強(qiáng)（kPa）Vz—制動(dòng)后的制動(dòng)缸容積(L)15第15頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系一個(gè)絕對(duì)大氣壓約等于100kPa絕對(duì)壓強(qiáng)=表壓強(qiáng)+100（kPa）pz—制動(dòng)缸空氣壓強(qiáng)，既表壓強(qiáng)（kPa）（kPa）(2—3)

Vf：Vz=3.25：1pz=3.25·r－100（kPa）(2—4)16第16頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系pz=3.25·r－100（kPa）(2—4)二、列車管最小有效減壓量rmin（kPa）能使制動(dòng)缸的空氣壓強(qiáng)剛好使閘瓦壓緊車輪的列車管減壓量即為列車管最小有效減壓量rmin17第17頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系制動(dòng)缸緩解彈簧一般按制動(dòng)缸活塞的“背壓”為35kPa設(shè)計(jì)。則pz=3.25·r－100=35（kPa）

r=135/3.25=42（kPa）單車試驗(yàn)時(shí)的列車管最小有效減壓量rmin規(guī)定為40kPa，列車試驗(yàn)時(shí)和列車運(yùn)行中規(guī)定為50kPa，編組60輛以上的為70kPa。pz=3.25·r－100（kPa）(2—4)18第18頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系三、列車管最大有效減壓量rmax（kPa）剛好能使制動(dòng)缸獲得最大壓力的制動(dòng)管減壓量為列車管最大有效減壓量rmax

。既pf=pz′

則pf′·Vf=Pf·Vf

＋pz′·Vz19第19頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系

pf′·Vf=Pf·Vf

＋pz′·Vzp0′·Vf=pz′·Vf

＋pz′·Vz

p0′·Vf=pz′·（Vf

＋Vz）(2—5)

制動(dòng)缸最大絕對(duì)壓強(qiáng)

(2—6)20第20頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系制動(dòng)缸最大相對(duì)壓強(qiáng)(表壓強(qiáng))帶入容積比

Vf

：Vz=3.25：1(2—7)(2—8)(2—6)21第21頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系(2—8)當(dāng)列車管定壓為500kPa時(shí)：最大有效減壓量：

rmax=500－360=140（kPa）22第22頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速空氣波：空氣壓強(qiáng)變化沿列車管由前向后逐層傳播的現(xiàn)象稱為空氣波。

列車管減壓制動(dòng)時(shí)空氣波是一種減壓波；列車管增壓緩解時(shí)空氣波是一種增壓波?？諝獠ㄋ伲嚎諝獠▎挝粫r(shí)間傳播的距離。23第23頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速t—壓降通過長(zhǎng)度b所需的時(shí)間P1—過渡段前方空氣壓強(qiáng)ρ1—過渡段前方空氣密度P0—過渡段后方空氣壓強(qiáng)ρ0—過渡段后方空氣密度A—列車管斷面積q—?dú)怏w流動(dòng)速度WKB—空氣波速

24第24頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速

t=b/WKB（2-15）根據(jù)氣體連續(xù)流動(dòng)原理，單位時(shí)間內(nèi)從這個(gè)過渡段流出的質(zhì)量等于其減少的質(zhì)量。25第25頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速根據(jù)牛頓定律，作用于過渡段的合力應(yīng)等于被加速的質(zhì)量乘其加速度。氣體加速度：過渡段的合力：被加速的質(zhì)量：

t=b/WKB26第26頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月過渡段的合力：被加速的質(zhì)量：6.3空氣波和空氣波速根據(jù)牛頓定律，作用于過渡段的合力應(yīng)等于被加速的質(zhì)量乘其加速度。氣體加速度：

t=b/WKB27第27頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速根據(jù)牛頓定律，作用于過渡段的合力應(yīng)等于被加速的質(zhì)量乘其加速度。

t=b/WKB

P0－P1=ρm.q.WKB

（2-16）28第28頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速

P0－P1=ρm.q.WKB

(2—16)

當(dāng)過渡段取得極短時(shí)ρm≈ρ1上式可簡(jiǎn)化為

P0－P1=ρ1.q.wKB

(2—16)29第29頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月式（2—15）乘式（2—16）可得

(ρ1.q).(P0－P1)=(ρ0－ρ1）wKB.ρ1.q.wKB

=（ρ0－ρ1）(ρ1.q)

wKB2P0－P1=（ρ0－ρ1）wKB26.3空氣波和空氣波速P0－P1=ρ1.q.WKB(2—16)30第30頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速當(dāng)Δρ→0時(shí)31第31頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速p—?dú)怏w的絕對(duì)壓強(qiáng)（Pa）C—常數(shù)n—絕對(duì)曲線指數(shù)對(duì)于空氣而言n=1.4根據(jù)氣體的絕熱定律

p=C·ρn將上式求導(dǎo)數(shù)可得32第32頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速p—?dú)怏w的絕對(duì)壓強(qiáng)（Pa）C—常數(shù)n—絕對(duì)曲線指數(shù)對(duì)于空氣而言n=1.4根據(jù)氣體的絕熱定律

p=C·ρn將上式求導(dǎo)數(shù)可得33第33頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月令γ代表空氣比重（N/m3）則可得密度ρ=γ/g(kg/m3)將其代入（2—18）可得6.3空氣波和空氣波速34第34頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速將式（2—19）代入式（2—17）可得令γ0代表標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)的空氣比重（N/m3）可得35第35頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速將式（2—21）代入式（2—20）可得36第36頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速當(dāng)空氣溫度為0℃時(shí)，γ0=12.25（N/m3）代入（2—22）

WKB≈331（m/s）37第37頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)得

LKB—空氣波傳播距離（m），既從機(jī)車制動(dòng)閥口至列車管尾端的列車管長(zhǎng)；tKB—空氣波傳播時(shí)間（s），從機(jī)車制動(dòng)閥開始排氣至列車管尾端開始排氣為止。38第38頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速在制動(dòng)時(shí)，影響空氣波速的主要因素：1.制動(dòng)支管的容積；↓2.副風(fēng)缸或工作風(fēng)缸等沿充氣通路的“逆流”；↓3.三通閥或分配閥的主活塞被推向列車管一側(cè)時(shí)；↓4.三通閥或分配閥的局部減壓。↑39第39頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.4制動(dòng)波和制動(dòng)波速制動(dòng)波：列車制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)作用沿列車長(zhǎng)度由前向后的傳遞現(xiàn)象稱為制動(dòng)波。制動(dòng)波速：制動(dòng)波在單位時(shí)間內(nèi)傳遞的距離叫制動(dòng)波速。wZB—制動(dòng)波速(m/s)LZB—制動(dòng)波傳播距離(m)tZB—制動(dòng)傳播時(shí)間(s)tD—三通閥動(dòng)作時(shí)間(s)40第40頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.4制動(dòng)波和制動(dòng)波速∵LZB=LKBtZB=tKB+tD∴WZB＜WKB說明：制動(dòng)波要受三通閥、控制閥、分配閥的動(dòng)作時(shí)間的影響。41第41頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.4制動(dòng)波和制動(dòng)波速三通閥、分配閥的動(dòng)作條件是：（ηL－ηH）·tD·FZ=WD（2—25）可導(dǎo)出ηL—主活塞列車管一側(cè)的減壓速度；ηH—主活塞滑閥室一側(cè)的減壓速度；FZ—主活塞作用面