列車制動(dòng)方式

1、 1.早期制動(dòng)技術(shù)早期制動(dòng)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(dòng) 空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)力，這種制動(dòng)方式的原理與現(xiàn)今機(jī) 車應(yīng)用的液力制動(dòng)近似。 （2）1853年，庫(kù)雷瑪發(fā)明了彈簧式制動(dòng)機(jī)，列車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 利用拉桿把螺旋彈簧壓縮，當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，司機(jī)在司機(jī) 室通過(guò)傳動(dòng)杠桿把彈簧松開(kāi)，并壓在閘瓦上產(chǎn)生翩動(dòng)作 用。它與理今機(jī)車使用的彈簧儲(chǔ)能制動(dòng)原理相近。 制動(dòng)及其意義制動(dòng)及其意義 （3）1855年，洛立吉發(fā)明了索鏈制動(dòng)機(jī)，通過(guò)索鏈控制 閘瓦產(chǎn)生制動(dòng)力，它相當(dāng)于當(dāng)今車輛上的手制動(dòng)機(jī)。 （4）1869年，美國(guó)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(tái)鐵道車輛使用的空氣制動(dòng)機(jī)。 （5

2、）1872年又發(fā)明了自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)。從此世界各國(guó)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(guó)鐵路制動(dòng)工業(yè) 不但先后研究出一些適合我國(guó)鐵路使用的各種制動(dòng)裝置 及其先進(jìn)工藝和新材料。 2.2.制動(dòng)一般概念及其在鐵路運(yùn)輸中的意義制動(dòng)一般概念及其在鐵路運(yùn)輸中的意義 2.1 制動(dòng)的一般概念 （1）“制動(dòng)”：人為地施加于運(yùn)動(dòng)物體，使其減速(含防止其加速)或停 止運(yùn)動(dòng)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(dòng)作 用。簡(jiǎn)稱“制動(dòng)”。 （2）“緩解”： 對(duì)已經(jīng)施行的列車，解除或減弱其制動(dòng)作用，均可稱 之為“緩解”。 （3）“制動(dòng)裝置”： 為使列車能施行制動(dòng)和緩解而安裝于列車上的由 一整套零部件

3、組成的裝置，稱為制動(dòng)裝置。 由制動(dòng)裝置產(chǎn)生的與列車運(yùn)行方向相反的外力，稱為“制動(dòng)力”。 制動(dòng)裝置一般可分三大組成部分： 1）制動(dòng)機(jī)：產(chǎn)生制動(dòng)原動(dòng)力并受司機(jī)進(jìn)行操縱和控制的部分。通常包括 從制動(dòng)軟管連接器至制動(dòng)缸的一整套機(jī)構(gòu)。 2）基礎(chǔ)制動(dòng)裝置：即制動(dòng)裝置中用于傳遞、擴(kuò)大制動(dòng)力的一整套桿件連 接裝置。 3）手制動(dòng)機(jī)：即制動(dòng)裝置中以人力作為產(chǎn)生制動(dòng)力的原動(dòng)力部分。 列車制動(dòng)裝置見(jiàn)圖片 （4）“制動(dòng)距離”：從司機(jī)施行制動(dòng)(將制動(dòng)閥手柄移至制動(dòng)位)的瞬間 起，到列車速度降為零的瞬間止，列車所駛過(guò)的距離。它是綜合反映 列車制動(dòng)裝置的性能和實(shí)際制動(dòng)效果的主要技術(shù)指標(biāo)。 根據(jù)我國(guó)原技規(guī)“列車在任何線路坡道上

4、的緊急制動(dòng)距離， 規(guī)定為800米”。但是，在設(shè)計(jì)機(jī)車車輛時(shí)要求的只是在空曠的平直道 (即無(wú)隧道、無(wú)坡道、無(wú)彎道)以“構(gòu)造速度”運(yùn)行時(shí)，其緊急制動(dòng)距離 不超過(guò)800米。 計(jì)算制動(dòng)距離的規(guī)定，應(yīng)該與列車運(yùn)行速度和機(jī)車車輛制動(dòng)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(dòng)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(yùn)貨物列車： 120km/h1100m。 列車制動(dòng)

5、在操縱上按用途可分為兩種： （5）“常用制動(dòng)”：正常情況下為調(diào)節(jié)或控制列車速度，包 括 進(jìn)站停車所施行的制動(dòng)。其特點(diǎn)是作用比較緩和且制動(dòng)力可 以調(diào)節(jié)，多數(shù)情況下只用50左右。 （6）“緊急制動(dòng)”：緊急情況下為使列車盡快停住而施行的 制 動(dòng)，其特點(diǎn)是作用比較迅猛，而且要把列車制動(dòng)力全部用上。 （7）“最大有效減壓量(列車管）”：制動(dòng)缸達(dá)到最大平衡壓 力瞬間所對(duì)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(dòng)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(dòng)作用的現(xiàn)象。 （9）“局部增壓（列車管）”：列車管除機(jī)車制動(dòng)閥造成以外， 由其他方式導(dǎo)致的增壓借以

6、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(dòng)限速”：為保證緊急制動(dòng)距離而對(duì)列車在 坡道上運(yùn)行速度的限制。 （11）“常用制動(dòng)限速”：由常用制動(dòng)時(shí)力的平衡關(guān)系而決 定的另一種制動(dòng)限速。 （12）“制動(dòng)方式”：將列車動(dòng)能轉(zhuǎn)移的方式或制動(dòng)力獲取 的 方式。 2.2 制動(dòng)在鐵路運(yùn)輸中的意義 鐵路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，是我國(guó)主要的現(xiàn)代化交通工 具，對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)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(diǎn)。假如在某一個(gè)點(diǎn)上出現(xiàn)問(wèn)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(dòng)全身。 所以暢通是鐵路運(yùn)輸?shù)幕疽螅?/p>

7、安全是鐵路運(yùn)輸?shù)挠篮阒?題。 現(xiàn)代交通運(yùn)輸在運(yùn)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)等指標(biāo)。我們知道：“時(shí)間 就 是生命，時(shí)間就是效益”。因此，提高列車運(yùn)行速度和牽引 重 量是提高鐵路運(yùn)輸能力、實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸現(xiàn)代化的重要內(nèi)容， 但是，安全是第一位。列車制動(dòng)技術(shù)是鐵路運(yùn)輸“重載、高 速” 這一發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵性前提條件之一，是鐵路運(yùn)輸 安全的重要保證。如果沒(méi)有性能良好的機(jī)車車輛制動(dòng)裝置， 要提高列車速度和牽引重量以及保證列車運(yùn)輸安全都是不可 能的。 綜上所述：制動(dòng)在鐵路運(yùn)輸中的意義可概括如下： （1）確保鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?（2）提高列車的技術(shù)速度； （3）提高鐵路的運(yùn)輸

8、能力； 制動(dòng)方式是指制動(dòng)時(shí)列車動(dòng)能的轉(zhuǎn)移方式或制動(dòng)力 獲取的方式。 從作用力與列車的關(guān)系來(lái)看，驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)都需要列 車作用以外力。從能量的觀點(diǎn)看，驅(qū)動(dòng)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(dòng)能；制 動(dòng)就是設(shè)法將此動(dòng)能從列車上轉(zhuǎn)移出去，使列車減速或 停止。采取什么制動(dòng)方式使列車的動(dòng)能轉(zhuǎn)移出去，采取 什么制動(dòng)方式獲取這種外力制動(dòng)力，是制動(dòng)的基本問(wèn) 題。因此，制動(dòng)方式的研究是制動(dòng)研究的基礎(chǔ)。 制動(dòng)方式制動(dòng)方式 一列車動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式一列車動(dòng)能轉(zhuǎn)移方式 分兩類：“熱逸散”和可用能。 （一）熱逸散 動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，然后消散于大氣中?1、摩擦制動(dòng)：把列車動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)槟Σ翢崮堋?1.1 固體摩擦

9、制動(dòng)；1.2 液體摩擦制動(dòng)； 2、動(dòng)力制動(dòng)：制動(dòng)時(shí)將牽引電動(dòng)機(jī)變成發(fā)電機(jī)，通過(guò)它將 列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。 （1）電阻制動(dòng)； （2）旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)； （3）軌道渦流(線性渦流)制動(dòng)： 1.1 固體摩擦制動(dòng)： 1）閘瓦制動(dòng)(踏面制動(dòng))：用鑄鐵 或合成材料制成的閘瓦壓緊滾動(dòng) 的車輪，使輪瓦間發(fā)生摩擦，列車 動(dòng)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(dòng)方式。（見(jiàn)右圖） 2）盤型制動(dòng)： 用制動(dòng)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(dòng)圓盤(一般 為鑄鐵盤)，上閘片與制動(dòng)圓盤 間產(chǎn)生摩擦，把動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊?能，消散于大氣中。 3）軌道電磁制動(dòng)(磁軌制動(dòng))

10、： 制動(dòng)時(shí)，安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁下的下方，電磁鐵勵(lì)磁， 與鋼軌產(chǎn)生吸力。列車的動(dòng)能通過(guò)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(dòng)(液力制動(dòng)) 液力傳動(dòng)的機(jī)車可采用液力制動(dòng)。目前，已有在車輛 上采用液力制動(dòng)的試驗(yàn)方案。靠液體間和液體與固體（工 作液體與偶合器）之間的摩擦，變列車動(dòng)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(dòng)力制動(dòng) 依靠機(jī)車或動(dòng)車的動(dòng)力機(jī)械通過(guò)傳動(dòng)裝置產(chǎn)生的制動(dòng)力。 2.1 電阻制動(dòng) 制動(dòng)時(shí)，變牽引電動(dòng)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

11、 大氣中。電力機(jī)車、電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車和電動(dòng)車組等，即凡用 牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力車都有可能實(shí)現(xiàn)電阻制動(dòng)。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(dòng)： 制動(dòng)時(shí)，讓電磁鐵導(dǎo)通勵(lì)磁，安裝在輪軸上的金屬渦流 盤在磁場(chǎng)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(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，最終消散于大氣。與軸盤式盤形制動(dòng)裝 置類似，只是安裝在制動(dòng)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(dòng)： 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，最終消散于大氣中。 （二）列車動(dòng)能轉(zhuǎn)變成可用能 1再生制動(dòng)： 與電阻制動(dòng)相似，也是將牽引電動(dòng)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(dòng)方式既節(jié)約能源又減少制動(dòng)時(shí)對(duì)環(huán)境的污染，并且 基本上無(wú)磨耗，因此是一種非常理想的動(dòng)力制動(dòng)方式。但只 能用于由電網(wǎng)供電的電力機(jī)車和電動(dòng)車組，反饋回電網(wǎng)的電 能要馬上由正在牽引運(yùn)行的電力機(jī)車或電動(dòng)車組接受和利用。 在各種制動(dòng)方式中，唯有再生制動(dòng)方