城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)

城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)

緒論第一節(jié)列車制動的幾個基本概念制動：人為的制止物體的運動，包括使其減速、阻止其運動或加速運動。

緩解：對已經(jīng)實行制動的物體，解除或減弱其制動作用。

列車制動裝置：為了使列車能夠施行制動或緩解而安裝于列車上的一整套設(shè)備。制動機(jī)是產(chǎn)生制動原動力并進(jìn)行操縱和控制的部分。基礎(chǔ)制動裝置是指傳送制動原動力并產(chǎn)生制動力的部分。

機(jī)車制動裝置能夠操縱機(jī)車本身和全列車的制動作用。車輛制動裝置只能控制車輛本身的制動作用。

制動力：由制動裝置產(chǎn)生的與列車運行方向相反的外力。

常用制動：正常情況下為調(diào)速或進(jìn)站停車所施行的制動。特點是作用緩和，制動力可調(diào)，只用到列車制動能力的20％～80％，一般只用50％。

緊急制動：緊急情況下，為了盡快停車而施行的制動，也稱非常制動。作用迅猛，用盡所有的制動能力。

制動距離：從司機(jī)施行制動的瞬間起，到列車速度降為零的瞬間止，列車所駛過的距離。是一個綜合反映列車制動裝置的性能和實際制動效果的主要技術(shù)指標(biāo)。計算制動距離：各個國家根據(jù)自己的鐵路情況制定的緊急制動的最大允許值。我國《技規(guī)》規(guī)定：列車在任何線路坡道上的緊急制動距離為800m。

二、列車制動的分類（一）按列車制動方式不同分類

從能量的觀點看，“制動”的實質(zhì)就是將列車動能轉(zhuǎn)變?yōu)閯e的能量或轉(zhuǎn)移走。從作用力的觀點看，“制動”就是讓制動裝置產(chǎn)生與列車運行方向相反的外力，使列車速度控制在允許范圍內(nèi)。

為達(dá)到上述目的，鐵路機(jī)車車輛上采用了不同的制動方式，主要有閘瓦制動、盤形制動、磁軌制動、軌道渦流制動、旋轉(zhuǎn)渦流制功、電阻制動、再生制動、液力制動、逆汽制動等。1、閘瓦制動（踏面制動）

它是自有鐵路以來使用最廣泛的制動方式，用鑄鐵或其他摩擦材料制成的瓦狀制動塊（閘瓦）緊壓滾動著的車輪踏面，通過閘瓦與車輪踏面的機(jī)械摩擦，將列車動能轉(zhuǎn)化為熱消散于大氣并產(chǎn)生制動力。2.盤形制章（摩擦式圓盤制動）

它是在車軸上或在車輪輻板側(cè)面安裝制動盤（一般為鑄鐵圓盤），用制動夾鉗使以合成材料制成的兩個閘片緊壓制動盤側(cè)面，通過摩擦產(chǎn)生制動力，把列車動能轉(zhuǎn)化為熱能，消散于大氣從而實現(xiàn)制動。

3.磁軌制動（又稱摩擦式軌道電磁制動）在轉(zhuǎn)向架側(cè)架下面同側(cè)的兩個車輪之間，各安置一個制動用的電磁鐵（又稱電磁靴），制動時將它放下并利用電磁吸力緊壓鋼軌，通過電磁鐵上磨耗板與鋼軌間的滑動摩擦產(chǎn)生制動力，把列車動能轉(zhuǎn)化為熱能，消散于大氣。4.軌道渦流制動

(又稱線性渦流制動或渦流式軌道磁制動）

也是把電磁鐵懸掛在轉(zhuǎn)向架側(cè)架下面同側(cè)的兩個車輪之間。不同的是，制動時電磁鐵不放在鋼軌上。利用電磁鐵與鋼軌相對運動使鋼軌感應(yīng)出渦流，產(chǎn)生電磁吸力作為制動力，把列車動能轉(zhuǎn)化為熱能，消散于大氣。

5.旋轉(zhuǎn)渦流制動（又稱渦流式圓盤制動）在牽引電動機(jī)軸上裝金屬盤，制動時金屬盤在電磁鐵形成的磁場中旋轉(zhuǎn)，盤的表面被感應(yīng)出渦流，產(chǎn)生電磁吸力并發(fā)熱消散于大氣，從而起制動作用。圓盤雖然沒有裝在輪對上，但同樣要通過輪軌粘著才能產(chǎn)生動力，也要受粘著限制。而且，消耗的電能也很多。6.電阻制動

廣泛用于電力機(jī)車、電動車組和電傳動內(nèi)燃機(jī)車。在制時將原來驅(qū)動輪對的自激牽引電動機(jī)改變?yōu)樗さ陌l(fā)電機(jī)發(fā)電，并將電流通往專門設(shè)置的電阻器，采用強(qiáng)迫通風(fēng)，使電阻器發(fā)生的熱量消于大氣，從而產(chǎn)生制動作用。

7.再生制動

也是將牽引電動機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，不同的是，它將電能反饋回電網(wǎng)使用，在經(jīng)濟(jì)上是合算的，但技術(shù)上比較復(fù)雜，而且它只能用于電網(wǎng)供電的電力機(jī)車和電動車組。

8.液力制動

應(yīng)用于液力傳動內(nèi)燃機(jī)車上，在液力傳動裝置內(nèi)裝液力制動器（液力耦合器），制動時向它充入液體，車輪帶動它旋轉(zhuǎn)時液體與液體之間、液體與耦合器之間摩擦生熱。再經(jīng)由散熱器消散于大氣，從而產(chǎn)生制動作用。9.逆汽制動（反汽制動）它是蒸汽機(jī)車特有的，俗稱“打倒汽”。它是在機(jī)車前進(jìn)中突然把遮斷手把（斷汽手把）從“前進(jìn)位”拉到“逆行位”，將蒸汽發(fā)動機(jī)變?yōu)檎羝麎嚎s機(jī)，從而產(chǎn)生制動作用。逆汽制動容易頂彎機(jī)車搖桿，還會把煙箱燃?xì)狻⒚涸?、灰渣等吸入汽缸，損壞汽缸壁。所以一般情況下禁止使用。只是在主要制動方式失靈而且十分危險時才可以使用逆汽制動，事后還必須及時報告，申明使用理由并對機(jī)車進(jìn)行認(rèn)真的檢查和維修。（二）按制動原動力和控制方式的不同分類按制動原動力和操縱控制方式的不同，鐵路機(jī)車車輛制動機(jī)可分為：手制動機(jī)、空氣制動機(jī)、電空制動機(jī)、電磁制動機(jī)和真空制動機(jī)。1.手制動機(jī)手制動壓機(jī)是以椒人力制軟動原動同力，以值手輪的名轉(zhuǎn)動方肆向和手憑力大小役來操縱肅控制。散構(gòu)造簡匪單,費用低廉蔑，是鐵路戀歷史上使代用最久遠(yuǎn)移、生命力歉最頑強(qiáng)的狹制動機(jī)。災(zāi)鐵路發(fā)展劫初期，機(jī)竊車車輛上志只有這種售制動機(jī)，諸每車或幾扒個車配備裳一名制動幟員，按司杠機(jī)笛聲號蓬令協(xié)同操能縱，由于訊制動力弱書，動作緩圈慢，不便系于司機(jī)直臟接操縱，扒所以很快岸就被非人遷力制動機(jī)兵取而代之均，手制動燦機(jī)成輔助晝的備用制哪動機(jī)。2.空氣制動辜機(jī)空氣制動估機(jī)是壓力空缺氣作為制婆動原動力遺，以改變戚壓力空氣無的壓強(qiáng)來而操縱控制促。制動力移大，操縱每控制就靈小敏便利。悅中國鐵路竭習(xí)慣把壓左力空氣簡哄稱為“風(fēng)櫻”，把空厲氣制動簡和稱為“風(fēng)溝閘”?？蘸箽庵苿訖C(jī)容又分直通飾式和自動顧式兩大類晌：直通式空歇氣制動機(jī)撫已不再采隸用。自動空妥氣制動渠機(jī)（參決看圖4）。與直通換式相比丟，自動亂空氣制挪動機(jī)在顆每輛車呼上多一鎖個三通普閥，一潔個副風(fēng)遣缸。“沈三通”剛者，一籍通列車癢管，二泉通副風(fēng)檢缸，三死通制動經(jīng)缸。當(dāng)制動閥燥手柄置于劣緩解位Ⅲ時，總風(fēng)怕缸的風(fēng)經(jīng)裳制動閥進(jìn)敲到列車管返（充風(fēng)增拆壓），并泄進(jìn)入三通查閥，將其柿中的（主嘉）活塞推云至右極端涼（緩解位陪）并經(jīng)三同通閥活塞宏套上部的搜“充氣溝席”進(jìn)入副渾風(fēng)缸。此盆時，制動名缸經(jīng)三通隱閥（緩解近槽和排氣蔥孔）通大餅氣。如制眾動缸原來左在制動狀遼態(tài)則可得饅到緩解。當(dāng)制動閥延手柄置于邊制動位Ⅰ時，列允車管經(jīng)斬制動閥籃通大氣霞（排風(fēng)揪減壓）錘，副風(fēng)悔缸的風(fēng)欄壓將三斤通閥（伙主）活上塞推向汪左極端其（制動垃位），渣從而打程開了三虧通閥上蛙通往制發(fā)缸的孔悼路，使?fàn)C副風(fēng)缸兄的風(fēng)可住通往制愉動缸，戚產(chǎn)生制克動作用椒。當(dāng)制動姿閥手柄救置于保趟壓位Ⅱ時，列車補(bǔ)管既不通屬總風(fēng)缸也略不通大氣好，列車管柄空氣強(qiáng)保鏟持不變。五此時，副枯風(fēng)缸仍繼斷續(xù)向制動壘缸供風(fēng)，尿副風(fēng)缸空辨氣壓強(qiáng)仍按在下降。當(dāng)副風(fēng)缸煉的空氣壓堵強(qiáng)降至列查車管空氣疊壓強(qiáng)略低念時，列車搏管風(fēng)壓會槽將三通閥放（主）活區(qū)塞向右反斗推至中間藏位置（中材立位或保銳壓位），鉆剛好使三都通閥通制格動缸的孔兵被關(guān)閉（鑰遮斷），瞞副風(fēng)缸停許止向制動濫缸供風(fēng)，督副風(fēng)缸空政氣壓強(qiáng)不義再下降，急處于保壓懲狀態(tài)，制順動缸空氣攪壓強(qiáng)不再燦上升，也燒處于保壓慕狀態(tài)。如共在制動缸段升壓過程商中將手柄筋反復(fù)置于慢制動位和筍保壓位，間則制動缸枯空氣壓強(qiáng)閱變可分階滑段上升，吧即實現(xiàn)階參段制動。但是，丙如果在優(yōu)制動缸海降壓過部程中將段制動閥里手柄由僚緩解位蘿移至保熟壓位，課則列車盆管和副塘風(fēng)缸雖輛能停止暖充風(fēng)增趣壓，三咬通閥（磁主）活玩塞都仍剝停留在飄右極端伶（緩解返位），恰制動缸殃的風(fēng)仍窮繼續(xù)排績向大氣告，直至江完全緩驕解。制器動閥手餅柄反復(fù)唱在緩解雞位和保恥壓位之托間移動箏，只能某使列車走管和副效風(fēng)缸的鄭風(fēng)壓呈演階段式憐上升，襖都不能灰使制動沫缸實現(xiàn)妙階段緩筐解，即殲只能實繼現(xiàn)“一脹次徹底斬緩解”撈，又稱蛙“輕易膀緩解”屑。由此可見能，自動式中空氣制動廚機(jī)的特點飄是列車管育排氣（減色壓）時制寫動缸充氣株（增壓）驕，發(fā)生緩奶解。優(yōu)點泰是，當(dāng)列年車發(fā)生分疑離事故，怎制動軟管天被拉斷時融，列車管互風(fēng)將急劇盛下降，三段通閥（主低）活塞將儉自動而迅己速地左移渴到制動位睛，由于各貫車都有副截風(fēng)缸分別奴向制動缸驅(qū)供風(fēng)，制胖動缸動作放較快，故劇列而且列震車前后部勞開始制動歐作用的時東間表差小幕，即制動輕和緩解的惠一致性較周好，適用孝于編組較戚長的列車亡。因此在挪世界各國蜜（包括中腿國）鐵路掌上得到最蹤蝶廣級最持牙久的應(yīng)用疤。3.電空制動訊機(jī)它是電控已空氣制動張的簡稱，折是在空氣艙制動機(jī)的絡(luò)基礎(chǔ)上加吉裝電磁閥汪等電氣控訪制部件而菜形成的（李參看圖5）。它的暈特點是制淺動作用的者操縱控制皮用“電控闖”，但制光動作用原揮動力還是耽壓力空氣袍。而且，醋在制動機(jī)蠅的電控因賴故失靈時致，它仍可精實行“氣聲控”（空勿氣壓強(qiáng)控寨制），臨搭時變成空就氣制動機(jī)甩。施行電空謎制動時貫繼通全列車岔的制動導(dǎo)限線使各車五的制動電晶磁閥6的排氣濃口同時繳打開，牢將列車烏管1的壓力空潛氣排往大看氣，產(chǎn)生躺制動作用鼓。施行緩蔥解時貫通立全列車的祖緩解導(dǎo)線帳使各車的受緩解電磁匠閥8的通路同邀時打開，晨各車的加調(diào)速緩解風(fēng)伙缸5同時向淹列車管1充風(fēng)（鴉加速緩都解風(fēng)缸年的風(fēng)是奸在初充霞?xì)饣蛏蠐未尉徑飧钑r列車神管1經(jīng)過三通否閥2向副風(fēng)缸3充風(fēng)的同癥時經(jīng)過止愚回閥9充至定壓萍的，由于核止回閥的插作用，制臭動時加速廣緩解風(fēng)缸宜的風(fēng)沒有液使用）。在列車曉施行階挖段緩解垮時，緩嫁解電磁流閥8的通路被巡壽關(guān)閉，列刻車管空氣答壓保捧不核變時，保桌壓電磁閥7將三通閥姜排氣通路傾切斷，所茅以三通閥抓（主）活謎塞雖然仍扣停留在充劍氣緩解位粉，制動缸淡經(jīng)三通閥跟與排氣口傳相通。但難此時不通獎大氣，制相動缸空氣山壓強(qiáng)能保掃持不變，劑即可以實腐現(xiàn)階段緩擠解。在列司車速度很常高或編組能長，空氣幣制動機(jī)難鴿以滿足要毒求時，采鄙用電空制厚動機(jī)可以修大大改善壩列車前后結(jié)部制動和合緩解作用圍的一致性典，顯著減縮慧輕列車縱耕向沖擊，撥并縮短制里動距離。世界上亞許多高盛速列車明（200k愉m/h）以上糟都采用嚴(yán)了電空核制動機(jī)存，中國筑廣深線莊準(zhǔn)高速點（160k沖m/h）旅客列吐車和某些駛干線的提王速客車也繡采用了電淋空制動機(jī)蓋。5.電（磁冶）制動漫機(jī)它的操上縱控制武和原動優(yōu)力都用溜電，例腸如軌道首渦流制掃動和旋偶轉(zhuǎn)渦流謙制動這端兩種制犬動方式蠻，其制扎動機(jī)就著都屬于植電（磁剩）制動焰（機(jī)）趟的范疇色。6.真空制動池機(jī)它的特點伸是以大氣宏（與真空裂的壓差）陷為原動力昂，以改變氧“真空度化”來操縱倉控制。參皺看圖6。機(jī)車上胃裝有直空儀泵（抽氣白機(jī)）1、（真空臥）制動閥2。真空好制動主泊管3貫通全列哲車（又稱燦“真空列包車管”）坐。每車都袖裝有1～2個真空液制動缸4。缸的左膊側(cè)有支管帆與主管相捏連通。孝缸內(nèi)有制急動缸活塞5?；钊笠蹅?cè)裝有球海形止回閥6。當(dāng)制動閥糠手柄置于兆緩解位時管，真空泵畜與列車管苦連通。列秧車管和制幕動缸內(nèi)的裙空氣都被禾抽走，列遣車管和制窮動缸內(nèi)上甚下兩方都誼保持高度極真空（約510銳mmH獨g，相當(dāng)約于絕對伏壓強(qiáng)33k惹Pa），活寒連因自重落疤下（圖中汁右半部的探狀態(tài)），與活塞桿向寄外（圖中波為向下）華伸出，此畫為機(jī)車車齊輛緩解狀歷態(tài)。當(dāng)制動閥敢手柄置于績緩解位時桑，真空泵顫與列車管懷連通。列蘭車管和制棚動缸內(nèi)的出空氣都被紡抽走，列返車管和制品動缸內(nèi)上爬下兩方都嗚保持高度于真空（約510功mmH笛g，相當(dāng)于你絕對壓強(qiáng)33k凱Pa），活疼寒因自倚重落下赴（圖中護(hù)右半部肢的狀態(tài)象），活撫塞桿向遇外（圖徒中為向都下）伸線出，此暈為機(jī)車望車輛緩育解狀態(tài)居。真空制既動機(jī)在芹許多發(fā)傅展中國液家鐵路漸上至今匠仍是主揉要制動么機(jī)，例軍如亞洲剝的巴基俯斯坦、港孟加拉鴉國、斯待里蘭卡越、泰國掩，非洲族的贊比熊亞等。筍中國援?dāng)〗ǖ奶菇再濊F路社所用貨錦車上也銀裝有兩桐個真空油制動缸置的真空佩制動機(jī)需。中國消提供給難坦贊鐵綱路的DFH1和DFH2型液力傳角