第3章列车制动力.ppt

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1、1第三章第三章 列车制动力列车制动力 2制动力制动力n定义：由定义：由制动装置制动装置引起的与引起的与列车运列车运行方向相反行方向相反的的外力外力。n比列车运行阻力比列车运行阻力大大的多。的多。n在列车制动减速过程中，起主要作在列车制动减速过程中，起主要作用的是列车制动力。用的是列车制动力。3本章内容本章内容n制动力的分类、产生及限制制动力的分类、产生及限制n闸瓦摩擦系数闸瓦摩擦系数n闸瓦压力的计算闸瓦压力的计算n列车制动力的计算列车制动力的计算n实算法实算法n换算法换算法n二次换算法二次换算法n动力制动动力制动4一、制动力分类一、制动力分类1）按制动方式：）按制动方式：(1)摩擦制动摩擦制动

2、n闸瓦制动闸瓦制动n盘形制动盘形制动(2)动力制动：电阻、再生动力制动：电阻、再生(3)电磁制动：磁轨、涡流电磁制动：磁轨、涡流1 制动力的分类、产生及限制制动力的分类、产生及限制 5摩擦制动摩擦制动闸瓦制动闸瓦制动盘形制动盘形制动 1-制动缸制动缸;2-拉环拉环;3-水平杠杆水平杠杆;4-缓解缓解;5-制动块制动块;6-制动盘制动盘;7-中间拉杆中间拉杆;8-水平杠杆拉杆水平杠杆拉杆;9-转臂转臂6盘形制动的特点：盘形制动的特点：优点：优点：可以大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗。可以大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗。可按制动要求对制动盘和闸片进行选择，制动可按制动要求对制动盘和闸片进行选

3、择，制动盘可以在旋转时具有半强迫通风的作用，以盘可以在旋转时具有半强迫通风的作用，以改善散热性能，适用于高速列车。改善散热性能，适用于高速列车。制动平稳，噪声小。制动平稳，噪声小。不足：不足：车轮踏面没有闸瓦的磨刮，将使轮轨粘着恶化；车轮踏面没有闸瓦的磨刮，将使轮轨粘着恶化；制动盘使簧下重量及冲击振动增大，运行中消制动盘使簧下重量及冲击振动增大，运行中消耗牵引功率。耗牵引功率。7动力制动动力制动n电阻制动。在制动时将牵引电动机改变为发电电阻制动。在制动时将牵引电动机改变为发电机发电，并将电流通往专门设置的电阻器，采机发电，并将电流通往专门设置的电阻器，采用强迫通风，使电阻器发生的热量消于大气，

4、用强迫通风，使电阻器发生的热量消于大气，从而产生制动作用。从而产生制动作用。n再生制动。也是将牵引电动机变为发电机，不再生制动。也是将牵引电动机变为发电机，不同的是，它将电能反馈回电网使用，经济合算，同的是，它将电能反馈回电网使用，经济合算，技术复杂，而且它只能用于电网供电的电力机技术复杂，而且它只能用于电网供电的电力机车和电动车组。车和电动车组。8电磁制动电磁制动n磁轨制动磁轨制动(摩擦式轨道电磁制动摩擦式轨道电磁制动)优点：制动力不受粘着的限制。优点：制动力不受粘着的限制。不足：对钢轨磨损太大，滑动摩擦力小。不足：对钢轨磨损太大，滑动摩擦力小。9电磁制动电磁制动n涡流制动涡流制动n(1)轨

5、道涡流制动轨道涡流制动(又称又称线性涡流制动线性涡流制动或或涡流式轨道磁涡流式轨道磁制动制动）。把电磁铁悬挂在转向架侧架下面同侧的两个）。把电磁铁悬挂在转向架侧架下面同侧的两个车轮之间。制动时利用电磁铁与钢轨相对运动使钢轨车轮之间。制动时利用电磁铁与钢轨相对运动使钢轨感应出涡流，产生电磁吸力作为制动力，把列车动能感应出涡流，产生电磁吸力作为制动力，把列车动能转化为热能，消散于大气。转化为热能，消散于大气。n优点：不受粘着限制优点：不受粘着限制,没有磨耗问题。缺点：消耗电能没有磨耗问题。缺点：消耗电能多，约为磁轨制动的多，约为磁轨制动的10倍，电磁铁发热量大，只能作倍，电磁铁发热量大，只能作为高

6、速列车紧急制动时的一种辅助制动方式。为高速列车紧急制动时的一种辅助制动方式。n(2)旋转涡流制动旋转涡流制动(又称又称涡流式圆盘制动涡流式圆盘制动)。在牵引电动。在牵引电动机轴上装金属盘，制动时金属盘在电磁铁形成的磁场机轴上装金属盘，制动时金属盘在电磁铁形成的磁场中旋转，盘的表面被感应出涡流，产生电磁吸力并发中旋转，盘的表面被感应出涡流，产生电磁吸力并发热消散于大气，从而起制动作用。热消散于大气，从而起制动作用。n特点：受粘着限制；消耗的电能多。特点：受粘着限制；消耗的电能多。101 制动力的分类、产生及限制制动力的分类、产生及限制一、制动力分类一、制动力分类2）按用途可分为两种：按用途可分为

7、两种：(1)常用制动：常用制动：在正常情况下为调节或控制在正常情况下为调节或控制列车速度包括进站停车所施行的制动。列车速度包括进站停车所施行的制动。制动力：制动力：20%80%(2)紧急制动：紧急制动：在紧急情况下为使列车尽快在紧急情况下为使列车尽快停住所施行的制动。停住所施行的制动。制动力：制动力：100%11空气制动原理图空气制动原理图 1-空气压缩机空气压缩机2-总风缸总风缸3-总风缸管总风缸管4-制动阀制动阀5-列车管列车管6-三通阀三通阀7-制动缸制动缸8-副风缸副风缸9-紧急制动阀紧急制动阀12二、制动力的产生二、制动力的产生13n将轮对作为隔离体而建立的力矩平衡方将轮对作为隔离体

8、而建立的力矩平衡方程式程式M0求得：求得：KkR=BLR制动力在数值上等于闸瓦摩擦力，即制动力在数值上等于闸瓦摩擦力，即n BL Kk (kN)二、制动力的产生二、制动力的产生14制动力要受到轮轨间粘着条件的限制，制动力要受到轮轨间粘着条件的限制，即：即：Bmax=(k K)max Q (kN)分析几种情况：分析几种情况：1 当轨面状况不好时，粘着系数下降，易滑行。当轨面状况不好时，粘着系数下降，易滑行。2 紧急制动时，由于闸瓦压力紧急制动时，由于闸瓦压力K值大，易滑行。值大，易滑行。3 当速度当速度v低时，粘着系数低时，粘着系数略大，而略大，而k随随v下降而下降而急剧增加，故比值急剧增加，故

9、比值/k下降易发生滑行，尤其下降易发生滑行，尤其是在将要停车时，更易滑行。是在将要停车时，更易滑行。三、制动力的限制三、制动力的限制152 闸瓦摩擦系数闸瓦摩擦系数一、闸瓦摩擦系数的主要影响因素：一、闸瓦摩擦系数的主要影响因素：1)闸瓦的材质：闸瓦的材质：n铸铁闸瓦：磷升高，系数高铸铁闸瓦：磷升高，系数高n合成闸瓦合成闸瓦2)列车运行速度：速度高，系数低列车运行速度：速度高，系数低3)闸瓦压强：压强大，系数低闸瓦压强：压强大，系数低4)制动时的初速度：初速高，系数低制动时的初速度：初速高，系数低161)提高铸铁闸瓦中的含磷量提高铸铁闸瓦中的含磷量2)采用双侧制动采用双侧制动3)采用合成闸瓦：重

10、量小、耐磨、车轮磨采用合成闸瓦：重量小、耐磨、车轮磨耗小耗小二、改善二、改善(提高提高)闸瓦摩擦性能的措施闸瓦摩擦性能的措施17中磷闸瓦：中磷闸瓦：)110(0007.0100141006.3100510064.00vvvKKk)120(0012.01006010017100710082.00vvvKKk三、闸瓦实算摩擦系数的计算公式三、闸瓦实算摩擦系数的计算公式高摩合成闸瓦和盘形制动闸片：高摩合成闸瓦和盘形制动闸片：1502150200420041.0vvKKK高磷闸瓦：高磷闸瓦：183 闸瓦压力的计算闸瓦压力的计算基础制动装置示意图基础制动装置示意图制动缸制动缸缓解弹簧缓解弹簧活塞活塞制动

11、杠杆制动杠杆闸瓦闸瓦车轮车轮19一、闸瓦压力的计算公式一、闸瓦压力的计算公式机车、车辆每块闸瓦的实算闸瓦压力机车、车辆每块闸瓦的实算闸瓦压力K的的计算公式为：计算公式为：62104kzzzzznnpdKn说明：基础制动装置的传动效率说明：基础制动装置的传动效率z和制动缸空气压强和制动缸空气压强Pz。20zKs/KL：nz与机车、车辆所处状态与机车、车辆所处状态(静止、运行静止、运行)以及以及基础制动装置复杂程度和保养状态有关基础制动装置复杂程度和保养状态有关。n按规定：按规定：n机车、客车闸瓦制动：机车、客车闸瓦制动：z=0.85；n客车盘形制动及其踏面制动单元、货车闸瓦制客车盘形制动及其踏面

12、制动单元、货车闸瓦制动：动：z=0.90。二、基础制动装置的传动效率二、基础制动装置的传动效率z21n 制动缸的空气压强制动缸的空气压强主要与主要与制动机型式制动机型式和和列车管减列车管减压量压量r有关，有关，n 制动缸空气压强：制动缸空气压强：1)机车制动缸中空气压强：机车制动缸中空气压强：pz=2.5r (kPa)2)客车及货车制动缸中的空气压强：客车及货车制动缸中的空气压强：n L3、GL3、Kl、K2型制动机及型制动机及GK型制动机的重型制动机的重车位车位 pz=3.25r-100 (kPa)n GK型制动机的空车位型制动机的空车位 pz=1.78r-50 (kPa)n 104型和型和

13、103型制动机重车位型制动机重车位 pz=2.6r(kPa)n 103型制动机空车位型制动机空车位 pz=1.36r (kPa)三、常用制动时制动缸的空气压强三、常用制动时制动缸的空气压强P z 22n 单车试验时单车试验时rmin 40kPan 列车状态下列车状态下rmin 50kPa n 制动机的副风缸与制动制动机的副风缸与制动缸压强相等时：缸压强相等时：n 列车管定压力列车管定压力500kPa时时rmax=140kPan 列车管定压为列车管定压为600kPa时时rmax=170kPa说明：列车管有效减压范围说明：列车管有效减压范围 23四、紧急制动时制动缸的空气压强四、紧急制动时制动缸的

14、空气压强制动机类型制动机类型列车管空气压力列车管空气压力 p0(kPa)500600K1 及及 K2 型型360420GK型型重车位重车位360420空车位空车位190190120型型重车位重车位350410空车位空车位190190103型型重车位重车位360420空车位空车位190230L3、GL3型关闭附加风缸、型关闭附加风缸、104型型 420机车各型分配阀机车各型分配阀45045024例：闸瓦压力的计算例：闸瓦压力的计算n有一有一C50型敞车，四轴单侧闸瓦制动，制型敞车，四轴单侧闸瓦制动，制动机为动机为GK型，有一个制动缸，直径为型，有一个制动缸，直径为356mm，制动倍率为，制动倍率

15、为8.35，列车的管空，列车的管空气压力为气压力为500kPa，求紧急制动时空、重，求紧急制动时空、重车位的闸瓦压力。车位的闸瓦压力。254 列车制动力的计算列车制动力的计算 n列车中各制动轴产生制动力的总和，称列车中各制动轴产生制动力的总和，称为列车制动力为列车制动力B，B(Kk)(kN)n列车制动力常按单位制动力进行计算，列车制动力常按单位制动力进行计算，并以并以b表示表示n计算列车制动力计算列车制动力B或单位制动力或单位制动力b有三种有三种方法：方法：实算法、换算法和二次换算法实算法、换算法和二次换算法。gGPKgGPBbk)()(1000)(10326nB(Kk)(K1k1+K2k2+

16、Knkn)(kN)n同理，列车单位制动力同理，列车单位制动力nb1000(K1k1+K2k2+Knkn)/(P+G)g)(N/kN)一、列车制动力的实算法一、列车制动力的实算法27例：制动力的实算法例：制动力的实算法nSS7型电力机车牵引一列型电力机车牵引一列30辆的辆的C50型敞型敞车和车和20辆辆G60A型罐车组成的重货物列车，型罐车组成的重货物列车，制动机为制动机为GK型，型，G3500t，司机施行紧，司机施行紧急制动，列车制动初速急制动，列车制动初速V0=60km/h，求，求当速度降至当速度降至V=40km/h时的列车制动力时的列车制动力B和单位制动力和单位制动力b。（列车管空气压力为。（列车管空气压力为500kPa，中磷闸瓦），中磷闸瓦）28紧急制动时制动缸的空气压强紧急制动时制动缸的空气压强制动机类型制动机类型列车管空气压力列车管空气压力 p0(kPa)500600K1 及及 K2 型型360420GK型型重车位重车位360420空车位空车位190190120型型重车位重车位350410空车位空车位190190103型型重车位重车位360420空车位空车位190230L3、