第一章绪论解析Word格式文档下载.docx
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高磷铸铁闸瓦
合成闸瓦
高摩合成闸瓦
低摩合成闸瓦
粉末冶金闸瓦
(2)盘型制动
轴盘式
轮盘式
优点:
对踏面有利
可双向选择摩擦副
制动功率较大
缺点:
粘着系数下降
制动盘在运行时消耗功率
簧下重量增加
风缸多,检修复杂
(3)轨道电磁制动(磁轨制动)
(4)液体摩擦制动
2.动力制动
(1)电阻制动
(2)再生制动
(3)涡流制动
圆盘涡流制动
线性涡流制动
3.其它制动
(1)飞轮储能制动
(2)风阻制动
二.按制动力获取方式分类
(1)粘着制动
车轮与钢轨间的状态:
纯滚动Bmax≤N•μj
滑行Bmax≤N•μd
粘着Bmax≤K•μ
影响粘着系数的主要因素:
车轮和钢轨表面状态
列车运行速度
粘着系数公式:
粘着限制:
制动率——单位车重的闸瓦压力。
(2)非粘制动(粘着外制动)
三.按制动源动力的不同分类
空气制动方式(真空制动方式)
电气制动方式
第三节制动控制系统分类
空气制动控制系统(空气制动机)——以压力空气作为制动信号传递和制动力控制介质;
电气指令制动控制系统——以电气信号来传递制动信号。
一.空气制动机
1.直通空气制动机
(1)结构
(2)原理
直通
阶段制动——制动时在司机控制
下制动缸压力分阶段增大。
阶段缓解——缓解时在司机控制
下制动缸压力分阶段减小。
(3)特点
a.列车管增压,制动;
列车管减压,缓解。
列车管断裂(列车分离)失去制动力。
b.制动力控制不够精确。
c.可实现阶段制动和阶段缓解。
d.同时性差,纵向冲动大。
2.自动空气制动机
给气阀
副风缸
三通阀
列车管定压——为施行制动而认规定的列车管的最高压力。
(3)三通阀原理
(4)特点
a.列车管减压,制动;
列车管增
压,缓解。
列车分离自动制动。
b.制动与缓解一致性较好。
c.有阶段制动和一次缓解。
3.直通自动空气制动机
制动力不衰减性——制动时制动缸压力不因其
泄漏而下降。
a.具有阶段制动和阶段缓解,列车管充至定压
制动缸才能完全缓解。
b.具有制动力不衰减性。
4.二、三压力机构
二压力机构阀——阀的主控机构是依靠两种压力的差别或平衡而发生动作
特点:
a.具有一定的稳定性≤5kPa/sec
b.具有一定的灵敏度≥10kPa/sec
c.适用于不同的列车管定压
d.轻易缓解缓解灵敏度10~20kPa/sec
阀的软性——a.、c.、d.
三压力机构阀——阀的主控机构是依靠三种压力的差别或平衡而发生动作
a.具有制动力不衰减性
b.具有阶段缓解,列车管充至定压才能完全缓解。
阀的硬性:
列车管充至定压才能完全缓解
5.空气制动机的发展
•制动控制系统发展初期
1834年斯蒂文森在蒸汽机车上装设蒸汽制动机,车辆手制动机;
1869GeorgeWestinghouse研究了直通空气制动机;
1872GeorgeWestinghouse又研究了自动空气制动机;
1892亨姆弗莱研究了半硬性直通自动空气制动机。
空气制动机条件:
1.司机一人操纵;
2.制动能力的不衰减性;
3.列车分离时,能自动制动;
4.车长阀停车。
•空气制动机二压力机构阀制动力不衰减性问题的解决
放扬——列车速度超过限速,成失控状态。
保持阀
排气角
局部减压与制动波速
制动波速——制动作用由前向后的传递速度。
提高制动波速的优点:
1.减少纵向冲动;
2.缩短制动距离;
3.增加列车编组。
提高制动波速的方法:
局部减压
局部减压——制动时,列车管压力空气除经机车制动阀排气口排向大气的方式外,还通过其它方式导致列车管减压,借以提高列车管的减压速度,促进后部列车的制动波速。
特征
常用制动波速
紧急制动波速
适用编组
第一代三通阀
带节制阀
30辆车后不起作用
73~76m/s
10辆
紧急制动有局减
有常用和紧急位
38.6~45.8m/s
188m/s
50辆
常用和紧急均有局减
有急制动位
91.1~117m/s
80辆
常用和紧急分部管理
局减性能更加完善
AB150m/s
103180m/s
275m/s
241m/s
150辆
72辆
二.电气指令式制动控制系统
1.分类
传递方式分:
数字指令式
模拟指令式
控制方式分:
电磁空气制动
气压控制型
电气控制型
空气制动控制方式分:
自动式
直通式
2.电磁空气制动机
(1)自动式
(2)直通式
3.气压控制型电气指令式
制动控制系统
(1)拖车制动控制系统
(2)切换型制动控制系统
(3)气压计算型
4.电气控制型电气指令式制动控制系统
(1)数字指令式
(2)模拟指令式
第二章客货车辆空气制动机
第一节GK型制动机
二.GK型三通阀的组成
1.作用部:
主控机构
2.递动部:
控制主鞲鞴左移距离,
形成不同的制动位。
3.减速部:
控制主鞲鞴右移距离,
形成不同的缓解位。
4.紧急部:
起局部减压作用。
三.GK型三通阀的作用原理
1.减速充气缓解位
⑴L→i→限制充气沟→R→F充气
⑵Z→r→n→p’→Ex缓解
⑶L→顶开止回阀→Y
2.充气缓解位
⑴L→{i、i’→限制充气沟→R→F充气
⑵Z→r→n→p、p’→Ex缓解
3.常用全制动位
⑴F→z→r→Z制动
4.常用急制动位
⑴F→z→r(半对准)→Z制动
⑵Y→y→o→v→q→t→紧急鞲鞴四周→Z
⑶L→⑵局减
5.制动中立位
全制动中立:
F→z→r(全对准)→Z
急制动中立:
⑵L→Y→y→o→v→q→t→紧急鞲鞴四周→Z
6.紧急制动位
第一阶段
⑴F→s→r→Z
⑵F→E→t→压下紧急鞲鞴
⑶Y→打开的紧急阀→Z
⑷L→顶开止回阀→⑶局减
第二阶段
第二节GL型制动机
一.GL型制动机组成
二.GL型三通阀组成
三.GL型三通阀原理
1.充气缓解位
⑴L→i→R→F
⑵L→顶开止回阀→Y→y→j→R→F
⑶R→k→旁通阀外侧→Fj
⑷R→E→c→C’
⑸R→c1→R’、R”
⑹L→顶开紧急鞲鞴→i’→S
⑺Z→r→n→w→m→p→Ex
2.常用全制动位
⑴F→R→z→r→Z、安
3.常用急制动位
⑴F→R→z→r(半开)→Z
⑵Y→y→o→v→q→r’→r→Z、安
⑵L→顶开止回阀→⑵
4.制动中立位
常用全制动位
常用急制动中立位
5.缓解中立位
⑶R←k←旁通阀外侧←Fj
⑷Z→n→w→m→p→Ex
⑴F→R→s→r→Z
⑵F→缺口→t→压下紧急鞲鞴
⑶S→打开的紧急阀→Z
列车管压力顶上放风鞲鞴,同时将放风阀打开
⑷L→打开的放风阀→Ex强力局减
⑸C’→c→d→n→r’→r→Z
旁通鞲鞴动作,打开旁通阀。
⑹Fj→打开的旁通阀→R”→c1→R→⑴
第三节104型空气制动机
一.104型空气制动机组成
二.104型分配阀的组成
1.中间体
管座、阀座、代风缸
容积室3.8升;
局减室0.6升;
紧急室1.5升。
2.主阀
⑴作用部主控机构
⑵均衡部执行机构
Ⅱ—¢0.8保证制动缸压力稳定上升
⑶充气部由工作风缸压力控制列车管向副风缸充风
⑷局减部用于控制第二阶段局减
⑸增压部用于提供紧急制动增压
⑹主阀安装面
Ⅰ—¢0.8控制局减室排风速度
3.紧急阀
Ⅲ—¢1.6控制紧急室逆流速度;
Ⅳ—¢0.5控制紧急室充风速度;
Ⅴ—¢1.2紧急制动后控制紧急室排风速度。
二.104型分配阀的作用原理
①L→l12→l2→l5→g1→G、充气膜板下方;
②L→l11→顶开止回阀→打开的充气阀→F、均衡鞲鞴上侧、增压阀四周;
③L→紧急鞲鞴下侧→Ⅲ→Ⅳ→紧急室
④L→紧急鞲鞴下侧→放风阀导向套下方
⑤R→r→r3→r2→d1→d2→d3→Ex
⑥均衡鞲鞴下方→r4→r5→R→⑤
⑦Z→z→z3→d5→d6→EX
⑧L→l12→l3→l6
⑨l7→ju1→Ju、Ⅰ
2.常用制动位
⑴第一阶段局减
①L→l12→l3→l6→l10→l7→ju1→Ju、Ⅰ
⑵第二阶段局减
①L→l12→l3→l8→l9→z1→z2→局减阀套四周8个径向小孔→局减杆上两个径向孔→局减阀中心孔→制动缸;
②G→r1→r2→r3→R→r5→r4→均衡鞲鞴下方;
③F→打开的均衡阀→z3→Z、z4、Ⅱ→均衡鞲鞴上侧
④紧急室→Ⅲ→L
3.制动中立位
制动缸压力≥70kPa。
4.紧急制动位
④F→增压阀→r3→r→R→r5→均衡鞲鞴下方
⑤紧急室→Ⅲ→Ⅴ→打开的放风阀→大气
第四节103型空气制动机
一.103型分配阀的组成
1.减速部
2.空重车调整部
3.紧急二段阀
二.103型分配阀的作用原理
①L→l12→l2→l4→g1→G、充气膜板下方;
⑤R→r→紧急二段阀→r2→d1→Ф1.0→d4→d2→d3→Ex
⑤R→r→紧急二段阀→r2→d1→d2→d3→Ex
3.常用制动位两级手动中继阀式空重车调整装置
②G→r1→r2→紧急二段阀→r→R→r5→r4→均衡鞲鞴下方;
5.紧急制动位
④紧急室→Ⅲ→Ⅴ→打开的放风阀→大气
⑶紧急二段
②G→r1→r2→紧急二段阀→r6→r→R→r5→r4→均衡鞲鞴下方;
第五节F8型空气制动机
1.F8型制动机的组成
二.F8型分配阀的组成
三.F8型分配阀的工作原理
3.常用制动保压位
4.阶段缓解保压位
第六节120型空气制动机
1.120型制动机的组成
二.120型分配阀的组成
①作用部
②局减阀
③加速缓解阀
④紧急二段阀
⑤主阀体
3.缓解阀
4.紧急阀
三.120型分配阀的工作原理
1.充气缓解位
①L→L10→Ⅶ→l1→l3→f1→F1→f5→F、f6→F6
②L→L10→Ⅶ→l1→l4→f1→F1→f2→h1→H、h2→顶开止回阀→H3、h4→H4
③L→L10→l11→L11
④L→L12→Ⅲ→Ⅳ→紧急室
⑤L→L12→l12→Ⅵ→L13
⑥Z→z6→Z6→Z5→Z1→z1→z2→z3→Z3→Ⅱ→d1→D1
⑦L→L10→l2→l5
⑧ju1→ju2→Ju、Ⅰ
2.减速充气及缓解位
3.常用制动位
5.半自动缓解阀作用
第七节制动缸压力计算
一.制动缸压力计算原理
VP=constant
以GK型制动机为例:
Vf•Po=Vf•P1+Vz•Pz
Pz=(Po-P1)•Vf/Vz=r•Vf/Vz=3.25r
pz=3.25r-100(kPa)
二.列车管最小减压量rmin
列车管最小减压量——使制动缸鞲鞴推出所需的最小的列车管减压量
pz=3.25rmin-100=35
rmin=41.54≈40(kPa)
三.列车管最大有效减压量rmax
Vf•Po=(Vf+Vz)Pzmax
pmax=Vf•Po/(Vf+Vz)-100(kPa)
列车管最大有效减压量——当副风缸与制动缸压力平衡时所对应的列车管减压量
pmax=Vf•Po/(Vf+Vz)-100
=3.25•Po/(3.25+1)-100=13•Po/17-100(kPa)
rmax=(pmax+100)/3.25(kPa)
列车管定压(kPa)
500
600
pmax(kPa)
358.82≈360
435.29≈430
rmax(kPa)
141.18≈140
164.71≈170
第五章机车空气制动机
第一节Jz-7型空气制动机
1.Jz-7型制动机的组成
1.自动制动阀(大闸)控制列车制动或缓解
2.单独制动阀(小闸)单独控制机车制动或缓解
3.中继阀用均衡风缸压力控制列车管压力
4.分配阀根据列车管的压力变化控制作用风缸压力
5.作用阀根据作用风缸或作用管的压力控制机车制动缸的压力
6.变向阀选择控制端
7.无火回送装置
无火机车——没有动力的机车
二.Jz-7型制动机工作原理
第六章制动时列车纵向动力作用
一、空气波与空气波速
空气波——列车管减压作用沿列车由前向后的传播
空气波速——空气波的传播速度称为空气波速。
其数
值等于将制动阀手柄移放到制动位的瞬时开始到列车最后一辆车的列车管尾部发生减压作用为止所经过的时间(s)去除列车管的全长(m),也即单位时间内的传播长度。
空气波速可由理论推导或用实验的方法来求得,两种方法所得的数值相差不大,为330m/s左右。
显然,空气波速实际上是自动制动机的指令传递速度。
空气波速越高,则列车中各车辆制动作用的一致性(同步性)越好。
二、列车管减压速度
在列车中各车辆的分配阀处的减压速度,由于受到距排气口的远近、列车管长度、车辆制动支管的长度及主活塞外侧容积、制动阀排气方式和列车管定压等许多因素的影响,所以列车中各分配阀并非同时达到分配阀动作的临界减压速度。
这就造成列车中各个分配阀各自的列车管开始减压的时间(称为“阀的动作时间”)上的差异。
三、制动波与制动波速
车辆产生制动作用,是以该车制动缸开始增压来表征的,
制动波——制动作用沿着列车长度方向由前向后逐辆地发生的,这种制动作用的传播称为“制动波”。
制动波速——制动波的传播速度称为“制动波速”,单位是
m/s,其数值等于将制动阀手柄移放到制动位的瞬
时开始到列车最后一辆车发生制动作用为止所经过的时间(s)去除列车管全长(m)。
制动波速也有常用制动波速和紧急制动波速两种。
制动波速是综合评定制动机性能的重要指标。
制动波速越高,表明列车前、后部制动作用的一致性越好,有利于减小制动时纵向动作用力和缩短制动距离。
四、缓解波与缓解波速
缓解波——缓解作用沿列车的传播称为缓解波
缓解波速——缓解波传播速度称为缓解波速,单位是m/s。
其数值等于将制动阀手柄移放到
缓解位(运转位)的瞬时开始到列车最后一辆车发生缓解作用为止所经过的时间(s)去除列车管全长(m)。
五、列车制动时的纵向动作用力
列车制动时产生纵向动作用力的主要原因是:
1.列车中各车辆的制动作用的不一致性,也即列车前部车辆的制动力产生得早,上升得快,列车后部车辆的制动力产生得晚,上升得慢。
2.全列车各车辆的制动缸压力都达到与制动阀手柄所在位置对应的值以后,各车辆的单位制动力不相等。
这主要是由于车辆未设有随车辆重量变化而调整制动缸压力大小的装置而造成的。
3.各车辆之间的非刚性连结(缓冲器可压缩,车钩与车钩之间有自由间隙),使由于上述两种原因产生的纵向动作用力更加剧烈。
根据前苏联勃·
勒·
卡洛瓦茨基和沃·
莫·
卡赞林诺夫的理论研究,列车制动时产生
的最大压缩动作用力R位于列车中部,可按下列公式计算:
式中A—反映施行制动时的车钩状态和制动缸充气特性的系数,制动时车钩在压缩状态下A≈0.42,车钩在拉伸状态、制动缸变速充气时A为0.75(无变速充气时为1.5);
K—一辆车的闸瓦压力和(kN);
φk—闸瓦摩擦系数,是(Kφk)max是指取Kφk中的最大值;
l—一辆车的长度(m);
n—列车的编组车辆数,一台机车用3辆车辆来代替;
tzc—制动缸充气时间,即制动缸从充气开始至充至最高压力的时间(s);
wzB—制动波速(m/s)。
(1)列车制动时的纵向冲击力或总压缩力R均与制动波速wzB和制动缸充气时间tzc成反比。
所以,提高制动波速和延长制动缸充气时间都可以减轻列车制动时的纵向冲动。
提高制动波速还可以缩短制动距离,而延长制动缸充气时间却会导致制动距离延长。
采用制动缸变速充气可在不过分的延长制动距离的条件下,减轻纵向冲动。
(2)纵向力R与编组辆数n的平方及一辆车的长度/成正比。
所以,发展大吨位车辆比增加编组辆数对减轻制动冲击较为有利。
(3)纵向力R与(Kφk)max成正比。
由于闸瓦摩擦系数随列车速度的降低而增大,所以在闸瓦压力相同的条件下,低速时的制动冲击更大。
但是,如果列车速度很低,例如制动初速低于30km/h时,也可能在冲击力尚未达到最大值以前就停了车。
这时,冲击力也可能反而比制动初速高时更小。
(4)列车在拉伸状态下制动,其纵向冲击力比在压缩状态下大得很多。
第七章准高速列车电空制动机
第一节Jz-7型电空制动机
一、基本组成
JZ—7型机车电空制动机是在JZ—7型空气制动机的基础上加装电控器件而成的。
电控器件有:
电源开关,空电转换阀,压力开关,继电器控制箱,电磁阀,指示灯,电空插座,连接电缆等。
JZ—7型电空制动机为五线制,1~5号分别为制动导线、缓解导线、保压导线、紧急制动导线及电源负线。
1.空电转换阀
空电转换阀的膜板一侧通均衡风缸(1号管),另一侧通列车管(2号管)。
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