交流電力機車制動系統(tǒng)項目一課件

1、制動系統(tǒng)概述 項目一任務一 制動系統(tǒng)的重要意義 人為地使運動物體減速或阻止其加速稱為制動。對已經實施了制動的列車，解除或減弱其制動作用，這種做法稱為緩解。一、概 述 為了能實施制動或緩解制動，需要在列車上安裝由一整套零部件組成的一個完整的制動裝置，該裝置總稱為“列車制動裝置”。它可以分為動力集中型列車制動裝置和動力分散型列車制動裝置。 由制動裝置產生的、與列車運行方向相反的外力，稱為“制動力”。 一套列車制動裝置至少包括兩個部分，即制動控制部分和制動執(zhí)行部分。 任務一 制動系統(tǒng)的重要意義二、制動作用的種類 1動力分散型列車 動力分散型列車包含動車組和城市軌道交通車輛，其制動在操縱上按用途可分為

2、五種，即常用制動、緊急制動、快速制動、停放制動和保持制動。2動力集中型列車三、制動能力 列車的制動能力是指該列車的制動系統(tǒng)能使其在規(guī)定的安全范圍內或規(guī)定的安全制動距離內可靠地把車停下來的能力。任務一 制動系統(tǒng)的重要意義四、制動系統(tǒng)在列車運行中的重要意義 制動過程必須具備兩個基本條件： （1）實現(xiàn)能量轉換； （2）控制能量轉換。制動機對鐵路運輸有以下幾方面的促進作用： （1）保證行車安全；（2）充分發(fā)揮牽引力，增大列車牽引重量，提高列車運行速度； （3）提高列車的區(qū)間通過能力。 任務二 制動機的發(fā)展簡史 1825年9月27日，在英國的斯托克頓至達靈頓之間建成了世界上第一條鐵路，當時所使用的制動機

3、是人力制動機，即手制動機。1869年，美國工程師喬治韋斯汀豪斯發(fā)明了世界上第一臺空氣制動機直通式空氣制動機。 1872年，喬治韋斯汀豪斯在直通式空氣制動機的基礎上，研制出了一種新型的空氣制動機自動式空氣制動機。20世紀60年代，產生了電空制動機， 目前，在我國電力機車上使用的電空制動機有DK-1型電空制動機、DK-2型電空制動機、CCB-II型電空制動機（微機控制制動系統(tǒng)）和法維萊Eurotrol電空制動機。 任務三 制動方式的分類和制動機的分類 一、制動方式的分類 （一）按列車動能轉移方式分類 1摩擦制動 摩擦制動是指列車的動能通過摩擦轉變?yōu)闊崮?。常用的摩擦制動方式主要有閘瓦制動和盤形制動，

4、在高速列車的制動系統(tǒng)中還有軌道電磁制動等方式。 任務三 制動方式的分類和制動機的分類（1）閘瓦制動。 任務三 制動方式的分類和制動機的分類（2）盤形制動。 任務三 制動方式的分類和制動機的分類任務三 制動方式的分類和制動機的分類（3）軌道電磁制動（又稱為磁軌制動）。 任務三 制動方式的分類和制動機的分類2動力制動 動力制動在制動時，將牽引電機由電動機變?yōu)榘l(fā)電機，使列車動能轉化為電能。（1）電阻制動。將發(fā)電機發(fā)出的電能加于電阻器中，使電阻器發(fā)熱，即電能轉變?yōu)闊崮堋?（2）加饋電阻制動。加饋電阻制動又稱為“補足”電阻制動。加饋電阻制動為提高機車在低速運行時的輪周制動力，從電網中吸收電能，補足到電機

5、的電樞電流中去，以獲得理想的輪周制動力。任務三 制動方式的分類和制動機的分類（3）再生制動。是把列車的動能通過電機轉化為電能后，再使電能反饋回電網，提供給其他列車使用。 （4）電磁渦流制動。電磁渦流制動是利用電磁渦流在磁場中產生洛倫茲力，而洛倫茲力方向與物體運動方向相反的物理原理創(chuàng)造的一種電磁制動方式。（二）按制動力形成方式分類 1黏著制動 制動時，車輪與鋼軌之間有三種可能的狀態(tài)： （1）純滾動狀態(tài)。 （2）滑行狀態(tài)。 （3）黏著狀態(tài)。 2非黏著制動（黏著外制動） 制動時，制動力大小不受黏著力限制的制動方式稱為非黏著制動。 任務三 制動方式的分類和制動機的分類（三）按制動源動力分類 以壓縮空氣

6、為源動力的制動方式稱為空氣制動方式，如閘瓦制動、盤形制動等都為空氣制動方式；以電為源動力的制動方式稱為電氣制動方式。動力制動及軌道電磁制動等均為電氣制動方式。 二、制動機分類 制動機按其用途可分為機車制動機、客車制動機、貨車制動機、城市軌道（交通）車輛制動機和高速列車制動機。 制動機按作用對象可以分為機車制動機和車輛制動機。 按制動機的操縱方法和動力來源可分為手制動機、空氣制動機、真空制動機和電空制動機等。 任務四 空氣制動機的基本作用原理一、直通式空氣制動機的基本構成和作用原理1基本構成 2基本作用原理 制動系統(tǒng)的工作過程主要包括制動、緩解與保壓3個基本狀態(tài)。任務四 空氣制動機的基本作用原理

7、二、自動式空氣制動機的基本構成和作用原理1基本構成 任務四 空氣制動機的基本作用原理2基本作用原理 （1）緩解狀態(tài)：任務四 空氣制動機的基本作用原理（2）制動狀態(tài)： （3）保壓狀態(tài)：任務五 常用名詞術語 一、壓力與壓強在空氣管路系統(tǒng)中，人們習慣將“壓強”稱為“壓力”，但其含義不變，只是名稱的更換。二、絕對壓力及表壓力絕對壓力是指壓力空氣的實際壓力。 表壓力是指壓力表指示的壓力值。 三、二壓力機構及三壓力機構制動機凡是根據兩種壓力之間的壓力差來控制三通閥或分配閥的主活塞動作，以實現(xiàn)制動、緩解與保壓作用的制動機，稱為二壓力機構制動機。 任務五 常用名詞術語這種根據三種壓力之間的變化來控制分配閥的主

8、活塞動作，以實現(xiàn)制動、緩解與保壓作用的制動機，稱為三壓力機構制動機。 任務五 常用名詞術語 任務六 制動缸壓力的計算以及制動管最小有效減壓量、最大有效減壓量的確定 一、空氣制動機的工作過程空氣制動機的工作過程是利用壓力空氣的壓力與容積的變化關系來實現(xiàn)的。如果空氣制動機的型號一定，那么空氣的壓力與容積之間就保持著一定的關系。二、制動缸壓力的計算 任務六 制動缸壓力的計算以及制動管最小有效減壓量、最大有效減壓量的確定當副風缸與制動缸的容積比值一定時，制動缸的壓力正比于制動管的減壓量r值。所以司機操縱列車時，通常是通過控制制動管減壓量r值來控制列車制動力的大小。 1GK型車輛制動機2機車109型分配

9、閥三、制動管最小有效減壓量實際工作表明，制動缸充風后將制動缸活塞推出使閘瓦壓緊車輪的過程中，需要克服制動缸緩解彈簧對活塞的背壓及相關的摩擦阻力，因此制動缸存在最小有效制動缸壓力，那么相對應的存在一個制動管最小有效減壓量rmin（簡稱制動管最小有效減壓量）值。任務六 制動缸壓力的計算以及制動管最小有效減壓量、最大有效減壓量的確定四、制動管最大有效減壓量 1GK型車輛制動機制動管最大有效減壓量的確定2機車制動管最大有效減壓量的確定任務七 空氣波、制動波以及列車制動時的縱向動力作用 一、空氣波和空氣波速1空氣波 這種空氣的壓力波動沿制動管長度方向由前向后傳播所形成的波，稱為空氣波。2空氣波速 所謂空

10、氣波速是指空氣波的傳播速度。任務七 空氣波、制動波以及列車制動時的縱向動力作用 二、制動管減壓速度 要使主活塞動作，還必須使主活塞兩側形成一定的壓力差，此壓力差的建立取決于制動管的減壓速度。減壓速度大，壓力差建立就快，反之就慢。 三、制動波和制動波速 （一）制動波在理想情況下，制動作用沿列車長度方向由前向后逐次發(fā)生，這種制動作用沿列車長度方向由前向后逐次傳播現(xiàn)象，人們把它叫做“制動波”。 任務七 空氣波、制動波以及列車制動時的縱向動力作用 （二）制動波速 衡量制動波傳播速度的物理量，稱為制動波速。一般以“m/s”為計量單位。 四、緩解波和緩解波速與制動波和制動波速相似，當司機操縱制動機進行緩解

11、時，緩解作用沿制動管長度方向由前向后逐次傳播的現(xiàn)象，稱為緩解波。其傳播的速度稱為緩解波速。任務七 空氣波、制動波以及列車制動時的縱向動力作用 五、制動機的穩(wěn)定性、安定性與靈敏度 1穩(wěn)定性 當制動管減壓速率低于某一數值范圍時，制動機將不發(fā)生制動作用的性能，稱為制動機的穩(wěn)定性。 2安定性 常用制動時不發(fā)生緊急制動作用的性能，稱為制動機的安定性。 3靈敏度當制動管減壓速率達到一定數值范圍時，制動機必須產生制動作用的性能，稱為制動機的靈敏度。 任務七 空氣波、制動波以及列車制動時的縱向動力作用 六、列車制動時的縱向動力作用 （一）制動階段的劃分及其性質 根據列車制動過程中各車輛制動缸壓力的變化及分布情

12、況，整個制動過程可劃分為四個階段。 任務七 空氣波、制動波以及列車制動時的縱向動力作用 第一制動階段由司機扳動制動閥手柄至制動位時開始，到最后一輛車制動缸壓力開始上升的瞬間為止。第二制動階段由最后一輛車制動缸壓力開始上升起，到第一輛車制動缸壓力上升到最大值為止。 第三制動階段由第一輛車制動缸壓力上升到最大值的瞬間起，到最后一輛車的制動缸壓力上升到最大值為止。 第四制動階段由最后一輛車的制動缸壓力上升到最大值時起，到列車完全停車或緩解為止。（二）產生動力作用的原因及減小列車制動時的縱向動力作用的方法 任務七 空氣波、制動波以及列車制動時的縱向動力作用 列車制動時產生縱向動力作用的主要原因有三個：1. 制動作用沿列車長度方向的不同時性，即列車前部制動力形成得早，上升得快，后部則晚而慢。2. 全列車制動缸的壓力都達到指定值以后，單位制動力（列車每噸重量的制動力）沿列車長度方向的不均勻分布。這是由于列車中車輛類型和裝載狀態(tài)不同而造成的。3. 各車輛之間的非剛性連接（緩沖器可壓