任務(wù)二認(rèn)知制動(dòng)管最小有效減壓量及最大有效減壓量的確定列車管

任務(wù)二：認(rèn)知制動(dòng)管最小有效減壓量及最大有效減壓量的確定

-列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系了解列車分離保護(hù)作用【知識(shí)準(zhǔn)備】克拉貝隆理想氣體狀態(tài)方程：ＰＶ=ＧＲＴＰＶ＝ＧＲＴＰＶ＝常數(shù)根據(jù)波義耳一馬略特定律，等溫過程中空氣壓強(qiáng)與容積之間的關(guān)系為Ｐ?Ｖ=Ｃ式中Ｐ——空氣的(絕對(duì))壓強(qiáng)；Ｖ——空氣的容積；Ｃ—常數(shù)。

認(rèn)知列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)的工作過程中，壓力空氣的壓強(qiáng)和容積不斷在變化。例如：副風(fēng)缸向制動(dòng)缸供風(fēng)前，副風(fēng)缸內(nèi)有定壓（達(dá)到規(guī)定壓力）的壓縮（力）空氣，制動(dòng)缸內(nèi)沒有(即相對(duì)壓強(qiáng)為零)壓力空氣；供風(fēng)后，副風(fēng)缸內(nèi)壓強(qiáng)下降，制動(dòng)缸內(nèi)壓強(qiáng)上升。

——這就相當(dāng)于擴(kuò)大了副風(fēng)缸容積，原來的定壓空氣因膨脹而減壓。壓強(qiáng)與容積的變化是有一定的關(guān)系的。根據(jù)熱工學(xué)的推論：克拉貝隆理想氣體狀態(tài)方程ＰＶ=ＧＲＴ同樣適用于實(shí)際氣體；氣體的變化過程又有絕熱、等溫、等壓和多變之分。認(rèn)知列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系在空氣制動(dòng)機(jī)的工作過程中，空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓力空氣本來具有一定的溫度，但壓力空氣是經(jīng)過散熱以后才進(jìn)入總風(fēng)缸的，總風(fēng)缸處于大氣之中，也在不斷散熱。當(dāng)總風(fēng)缸向列車管及與之相連的各個(gè)風(fēng)缸充氣時(shí)，充入的是經(jīng)過了充分冷卻的壓力空氣，其溫度與外界氣溫幾乎相等。

認(rèn)知列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系如果制動(dòng)前的制動(dòng)缸余隙容積（包括制動(dòng)缸管的容積）忽略不計(jì)，則對(duì)于三通閥制動(dòng)前后的壓容關(guān)系可列式如下：Ｐ0·Ｖf＝（Ｐ0－r）?Ｖf＋Ｐz?Ｖz式中

Ｐ0——列車管額定的絕對(duì)壓強(qiáng)（kPa）；

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），按活塞行程為200mm時(shí)的名義容積計(jì)算。認(rèn)知列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系根據(jù)是制動(dòng)時(shí)進(jìn)入制動(dòng)缸的空氣量等于副風(fēng)缸排出的空氣量，而且制動(dòng)前副風(fēng)缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)等于列車管內(nèi)空氣壓強(qiáng)。這是因?yàn)橛肿髁讼铝袃蓚€(gè)近似的假定：主活塞從充氣緩解位移動(dòng)到常用制動(dòng)位之前，列車管減壓量還比較小，副風(fēng)缸壓力空氣的逆流可以忽略不計(jì)；列車管壓力空氣從緊急部旁道孔進(jìn)入制動(dòng)缸的輕微局減（常用急制動(dòng)作用），由于旁道孔很小，局減時(shí)間很短，故進(jìn)入制動(dòng)缸的空氣量也很小，也可忽略不計(jì)?？傻脛t制動(dòng)缸空氣壓強(qiáng)：（考慮了各空氣通路所占有的容積和漏泄量等因素之后，副風(fēng)缸與制動(dòng)缸的等效容積比）Pz=3.25?r-100（kPa）

從數(shù)學(xué)上來說，r只要大于約30.8kPa，Pz即可大于零，公式即可以用。認(rèn)知列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系實(shí)際上，制動(dòng)缸內(nèi)的空氣壓強(qiáng)必須增大到能克服制動(dòng)缸活塞背后的緩解彈簧的彈力以及基礎(chǔ)制動(dòng)裝置備部分的摩擦阻力等等，才能產(chǎn)生實(shí)際制動(dòng)效果。因此要求列車管要達(dá)到一定的減壓量，否則是無效減壓。制動(dòng)缸緩解彈簧一般按制動(dòng)缸活塞的。背壓約為35kPa來設(shè)計(jì)的。所以，為克服緩解彈簧的背壓，將制動(dòng)活塞桿推出，制動(dòng)缸空氣壓強(qiáng)也必須不小于35kPa，即

相應(yīng)的列車管減壓量：r＝42(kPa)制動(dòng)缸活塞行程為零時(shí)，制動(dòng)缸緩解彈簧彈力很小，可忽略；制動(dòng)缸活塞行程為200mm時(shí)，制動(dòng)缸緩解彈簧彈力作用在活塞上的背壓才相當(dāng)于35kPa。緩解彈簧的阻力隨其壓縮量而增大。Pz=3.25?r－100＝35(kPa)認(rèn)知列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系在實(shí)際試驗(yàn)中，列車管減壓量約為20kPa時(shí)即能將制動(dòng)缸活塞推動(dòng)。這是因?yàn)椋壕徑鈴椈傻淖枇﹄S其壓縮量而增大，初壓縮時(shí)是達(dá)不到35kPa的；通常制動(dòng)缸活塞最大行程也不到200mm；急制動(dòng)作用進(jìn)入制動(dòng)缸的小量列車管壓力空氣沒有考慮在內(nèi)。制動(dòng)缸活塞僅是能被推動(dòng)還不行，必須保證在閘瓦磨耗與制動(dòng)缸行程均為最大值時(shí)也能產(chǎn)生實(shí)際制動(dòng)效果。單車試驗(yàn)時(shí)的最小(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；超過60輛的長(zhǎng)大列車規(guī)定為70kPa。認(rèn)知列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系隨著列車管減壓量的增大，制動(dòng)缸壓強(qiáng)也可不斷增大，當(dāng)副風(fēng)缸向制動(dòng)缸充風(fēng)充到兩者壓強(qiáng)相等（即達(dá)到平衡壓強(qiáng)）時(shí)，對(duì)應(yīng)的列車管減壓量稱為最大有效減壓量rmax，制動(dòng)缸壓強(qiáng)是常用制動(dòng)時(shí)的最大壓強(qiáng)。認(rèn)知列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系在此之后，列車管如再繼續(xù)減壓制動(dòng)缸壓強(qiáng)也不會(huì)再增加，所以，在最大有效減壓量以上所增的減壓量是無效減壓量。按波義耳一馬略特定律，此時(shí)P0′?Vf＝PZ′(Vf＋VZ)即原來副風(fēng)缸的定壓空氣由于容積擴(kuò)大為Vf＋VZ，壓強(qiáng)降低，完全變成了絕對(duì)壓強(qiáng)為PZ′的壓力空氣。制動(dòng)缸最大(絕對(duì))壓強(qiáng)PZ′＝[Vf/(Vf＋VZ)]?P0′

（kPa）最大(相對(duì))壓強(qiáng) PZ＝[Vf/(Vf＋VZ)]?(P0+100)－100（kPa）認(rèn)知列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系代入容積比的數(shù)值后PZ＝[3.25/(3.25＋1)]?(P0+100)－100當(dāng)列車管定壓為500kPa時(shí)，制動(dòng)缸最大(相對(duì))壓強(qiáng) PZ＝[3.25/(3.25＋1)]?(500+100)－100≈360kPa相應(yīng)的列車管最大有效減壓量

rmax＝500－360

＝140(kPa)當(dāng)列車管定壓為600kPa時(shí)，制動(dòng)缸最大(相對(duì))壓強(qiáng) PZ＝[3.25/(3.25＋1)]?(600+100)－100≈435kPa相應(yīng)的列車管最大有效減壓量

rmax＝600－435

＝165(kPa)實(shí)際應(yīng)用中，將rmax取整為170kPa，所以也把最大制動(dòng)缸壓強(qiáng)相應(yīng)地改成為430kPa?；顒?dòng)二：認(rèn)知二壓力機(jī)構(gòu)分配閥制動(dòng)缸壓力計(jì)算方法對(duì)于二壓力間接作用的車輛空氣分配閥，由于制動(dòng)后保壓時(shí)列車管與工作風(fēng)缸的空氣壓強(qiáng)接近于相等，制動(dòng)缸與容積室的空氣壓強(qiáng)也接近于相等，所以求解列車管減壓量與制動(dòng)缸空氣壓強(qiáng)的關(guān)系就轉(zhuǎn)換為求解工作風(fēng)缸的減壓量與容積室空氣壓強(qiáng)的關(guān)系。按波義耳-馬略特定律，可列出二壓力間接作用的車輛空氣分配閥制動(dòng)前后的壓容關(guān)系式如下：

Pg′?Vg+100×Vrh＝（Pg′－rg）?Vg＋Pr′?Vrz

式中Pg′——工作風(fēng)缸絕對(duì)壓強(qiáng)(kPa)；

Vg——工作風(fēng)缸容積(L)；

100——由1atm(相當(dāng)于10