制動理論知識

關(guān)于制動理論知識1第1頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動倍率、傳動效率和制動率一、制動倍率制動缸活塞作用，經(jīng)過杠桿機(jī)構(gòu)傳到閘瓦時，由于杠桿擴(kuò)大的理想倍數(shù)，稱為“制動倍率”，用n表示。（1—15）按杠桿比算得的閘瓦理想壓力總和。制動缸活塞桿的作用力書中第一章第七節(jié)內(nèi)容2第2頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動倍率、傳動效率和制動率∴∵P·a=P1·b3第3頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動倍率、傳動效率和制動率∵P1·(c+d)=P2·d∴（1—16）4第4頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月一、制動倍率用m表示制動梁是數(shù)四軸車單側(cè)制動m=4；雙側(cè)制動m=8。則6.1制動倍率、傳動效率和制動率（1—17）制動缸杠桿倍率轉(zhuǎn)向架杠桿倍率單側(cè)制動時為軸制動倍率5第5頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月在確定了閘瓦壓力后，可求得制動倍率：

6.1制動倍率、傳動效率和制動率

B=∑K﹒φK

ΣK理=P·n在確定了所需制動力的值之后，可求得閘瓦壓力：

∑K

=B

/φK

在已知制動倍率時可求得理想的閘瓦壓力6第6頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動倍率、傳動效率和制動率二、傳動效率在制動過程中，閘瓦壓力的實(shí)際值與理想值之比為基礎(chǔ)制動裝置的傳動效率。以η表示。即（1—23）7第7頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月

∵∴ΣK實(shí)=η·ΣK理

∵ΣK理=P·n(1—19)∴ΣK實(shí)=P·n·η6.1制動倍率、傳動效率和制動率8第8頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動倍率、傳動效率和制動率ΣK實(shí)=P·n·η∵∴（1—24）9第9頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動倍率、傳動效率和制動率三、制動率

Bμ=∑N﹒μB=∑K﹒φK∑N：一個輪對法向反作用力

N的總和，等于軸載荷∑K：一個輪對上閘瓦壓力的總和10第10頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動倍率、傳動效率和制動率Bμ=∑N﹒μB=∑K﹒φK∵B≤Bμ

（粘著限制）

∴∑K﹒φK≤∑N﹒μ則∑K/∑N≤μ/φK11第11頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.1制動倍率、傳動效率和制動率B≤Bμ

（粘著限制）∑K/∑N≤μ/φK令δ0=∑K/∑Nδ0—軸制動率

δ0≤μ/φKδ=∑K/Q﹒gδ—整車制動率θ=∑K/（G+∑P）﹒gθ—列車制動率12第12頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動缸壓強(qiáng)的關(guān)系一、制動缸壓力計算波義耳—馬略特定律：

p·V=Cp—空氣的絕對壓強(qiáng)（kPa）

V—空氣的容積（L）

C—常數(shù)氣體容積的變化絕熱變化等溫變化13第13頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動缸壓強(qiáng)的關(guān)系兩個忽略:1.忽略副風(fēng)缸的逆流

2.忽略局減兩個假定：1.pf′=p0′2.pf=p0′－rpf′—副風(fēng)缸額定的絕對壓強(qiáng)（kPa）Pf—副風(fēng)缸減壓后的絕對壓強(qiáng)（kPa）p0′—列車管額定的絕對壓強(qiáng)（kPa）r—列車管減壓量（kPa）14第14頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動缸壓強(qiáng)的關(guān)系pf′·Vf=pf·Vf

＋pz′·Vzp0′·Vf=(p0′－r)·Vf

＋pz′·Vz

p0′·Vf=p0′·Vf

－r·Vf+pz′·Vz

r·Vf=pz′·Vz

Vf—副風(fēng)缸容積(L)r—列車管減壓量（kPa）pz′—制動缸的絕對壓強(qiáng)（kPa）Vz—制動后的制動缸容積(L)15第15頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動缸壓強(qiáng)的關(guān)系一個絕對大氣壓約等于100kPa絕對壓強(qiáng)=表壓強(qiáng)+100（kPa）pz—制動缸空氣壓強(qiáng)，既表壓強(qiáng)（kPa）（kPa）(2—3)

Vf：Vz=3.25：1pz=3.25·r－100（kPa）(2—4)16第16頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動缸壓強(qiáng)的關(guān)系pz=3.25·r－100（kPa）(2—4)二、列車管最小有效減壓量rmin（kPa）能使制動缸的空氣壓強(qiáng)剛好使閘瓦壓緊車輪的列車管減壓量即為列車管最小有效減壓量rmin17第17頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動缸壓強(qiáng)的關(guān)系制動缸緩解彈簧一般按制動缸活塞的“背壓”為35kPa設(shè)計。則pz=3.25·r－100=35（kPa）

r=135/3.25=42（kPa）單車試驗(yàn)時的列車管最小有效減壓量rmin規(guī)定為40kPa，列車試驗(yàn)時和列車運(yùn)行中規(guī)定為50kPa，編組60輛以上的為70kPa。pz=3.25·r－100（kPa）(2—4)18第18頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動缸壓強(qiáng)的關(guān)系三、列車管最大有效減壓量rmax（kPa）剛好能使制動缸獲得最大壓力的制動管減壓量為列車管最大有效減壓量rmax

。既pf=pz′

則pf′·Vf=Pf·Vf

＋pz′·Vz19第19頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動缸壓強(qiáng)的關(guān)系

pf′·Vf=Pf·Vf

＋pz′·Vzp0′·Vf=pz′·Vf

＋pz′·Vz

p0′·Vf=pz′·（Vf

＋Vz）(2—5)

制動缸最大絕對壓強(qiáng)

(2—6)20第20頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動缸壓強(qiáng)的關(guān)系制動缸最大相對壓強(qiáng)(表壓強(qiáng))帶入容積比

Vf

：Vz=3.25：1(2—7)(2—8)(2—6)21第21頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2列車管減壓量與制動缸壓強(qiáng)的關(guān)系(2—8)當(dāng)列車管定壓為500kPa時：最大有效減壓量：

rmax=500－360=140（kPa）22第22頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速空氣波：空氣壓強(qiáng)變化沿列車管由前向后逐層傳播的現(xiàn)象稱為空氣波。

列車管減壓制動時空氣波是一種減壓波；列車管增壓緩解時空氣波是一種增壓波。空氣波速：空氣波單位時間傳播的距離。23第23頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速t—壓降通過長度b所需的時間P1—過渡段前方空氣壓強(qiáng)ρ1—過渡段前方空氣密度P0—過渡段后方空氣壓強(qiáng)ρ0—過渡段后方空氣密度A—列車管斷面積q—?dú)怏w流動速度WKB—空氣波速

24第24頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速

t=b/WKB（2-15）根據(jù)氣體連續(xù)流動原理，單位時間內(nèi)從這個過渡段流出的質(zhì)量等于其減少的質(zhì)量。25第25頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速根據(jù)牛頓定律，作用于過渡段的合力應(yīng)等于被加速的質(zhì)量乘其加速度。氣體加速度：過渡段的合力：被加速的質(zhì)量：

t=b/WKB26第26頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月過渡段的合力：被加速的質(zhì)量：6.3空氣波和空氣波速根據(jù)牛頓定律，作用于過渡段的合力應(yīng)等于被加速的質(zhì)量乘其加速度。氣體加速度：

t=b/WKB27第27頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速根據(jù)牛頓定律，作用于過渡段的合力應(yīng)等于被加速的質(zhì)量乘其加速度。

t=b/WKB

P0－P1=ρm.q.WKB

（2-16）28第28頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速

P0－P1=ρm.q.WKB

(2—16)

當(dāng)過渡段取得極短時ρm≈ρ1上式可簡化為

P0－P1=ρ1.q.wKB

(2—16)29第29頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月式（2—15）乘式（2—16）可得

(ρ1.q).(P0－P1)=(ρ0－ρ1）wKB.ρ1.q.wKB

=（ρ0－ρ1）(ρ1.q)

wKB2P0－P1=（ρ0－ρ1）wKB26.3空氣波和空氣波速P0－P1=ρ1.q.WKB(2—16)30第30頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速當(dāng)Δρ→0時31第31頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速p—?dú)怏w的絕對壓強(qiáng)（Pa）C—常數(shù)n—絕對曲線指數(shù)對于空氣而言n=1.4根據(jù)氣體的絕熱定律

p=C·ρn將上式求導(dǎo)數(shù)可得32第32頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速p—?dú)怏w的絕對壓強(qiáng)（Pa）C—常數(shù)n—絕對曲線指數(shù)對于空氣而言n=1.4根據(jù)氣體的絕熱定律

p=C·ρn將上式求導(dǎo)數(shù)可得33第33頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月令γ代表空氣比重（N/m3）則可得密度ρ=γ/g(kg/m3)將其代入（2—18）可得6.3空氣波和空氣波速34第34頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速將式（2—19）代入式（2—17）可得令γ0代表標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時的空氣比重（N/m3）可得35第35頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速將式（2—21）代入式（2—20）可得36第36頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速當(dāng)空氣溫度為0℃時，γ0=12.25（N/m3）代入（2—22）

WKB≈331（m/s）37第37頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速用實(shí)驗(yàn)的方法測得

LKB—空氣波傳播距離（m），既從機(jī)車制動閥口至列車管尾端的列車管長；tKB—空氣波傳播時間（s），從機(jī)車制動閥開始排氣至列車管尾端開始排氣為止。38第38頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3空氣波和空氣波速在制動時，影響空氣波速的主要因素：1.制動支管的容積；↓2.副風(fēng)缸或工作風(fēng)缸等沿充氣通路的“逆流”；↓3.三通閥或分配閥的主活塞被推向列車管一側(cè)時；↓4.三通閥或分配閥的局部減壓?！?9第39頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.4制動波和制動波速制動波：列車制動時，制動作用沿列車長度由前向后的傳遞現(xiàn)象稱為制動波。制動波速：制動波在單位時間內(nèi)傳遞的距離叫制動波速。wZB—制動波速(m/s)LZB—制動波傳播距離(m)tZB—制動傳播時間(s)tD—三通閥動作時間(s)40第40頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.4制動波和制動波速∵LZB=LKBtZB=tKB+tD∴WZB＜WKB說明：制動波要受三通閥、控制閥、分配閥的動作時間的影響。41第41頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月6.4制動波和制動波速三通閥、分配閥的動作條件是：（ηL－ηH）·tD·FZ=WD（2—25）可導(dǎo)出ηL—主活塞列車管一側(cè)的減壓速度；ηH—主活塞滑閥室一側(cè)的減壓速度；FZ—主活塞作用面