車輛制動裝置BASICTHEORYOFBRAKING課

車輛制動裝置制動基礎理論BASICTHEORYOFBRAKING主講人李西安ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE制動名詞術語目錄CONTENTS制動缸壓力的計算制動倍率制動管最小及最大有效減壓量確定一二三四PART01制動名詞術語BRAKINGTERMS由物理學可知，大氣對地球表面作用著一定壓力，這一壓力稱為大氣壓。人們定義760mm高水銀柱的壓力為一個標準大氣壓，一般以1atm計量，換算成國際單位制為101.3333kPa。工程上為計算方便，一般取100kPa。制動名詞術語一、理論上，壓力與壓強是兩個不同的物理量。壓力是指物體間的相互作用力，其單位為牛頓（N）；而壓強則是指單位面積上所受力的大小，其單位為帕（Pa，N/m2）。（一）壓力與壓強（二）絕對壓力及表壓力為適應鐵路運輸發(fā)展的需要，制動機應具備階段緩解性能與自動補風性能。因此，目前對分配閥進行了改造，即在主活塞上除保留制動管與工作風缸的作用外，另增加制動缸壓力的作用。這種根據(jù)3種壓力之間的變化來控制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，稱為三壓力機構制動機。制動名詞術語一、凡是根據(jù)兩種壓力之間的變化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。GK型三通閥主活塞兩側的壓力空氣分別來自制動管與副風缸。如制動名詞術語一、（三）二壓力機構及三壓力機構制動機制動名詞術語一、當這一壓降由前向后傳播時，制動管前端的空氣壓力繼續(xù)下降，新的壓降也不斷向后傳播。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。1.空氣波通常，以物理量“空氣波速”來衡量空氣波傳播的快慢，所謂空氣波速是指空氣波的傳播速度?？捎孟铝泄接嬎?.空氣波速——空氣波速（m/s）；——空氣波傳播的距離（m）；——空氣波傳播的時間（s）。一般地，空氣波速為330

m/s左右。式中1.制動波制動名詞術語一、（五）制動管減壓量與減壓速度制動管減壓量為列車管減壓前后的壓力差?？諝獠▊鞯搅熊囍腥我环峙溟y后，該閥主活塞外側（制動管一側）即開始減壓。但是，要使主活塞動作，還必須使主活塞兩側形成一定的壓力差，而且壓力差要累積到大于主活塞的移動阻力，主活塞才能移到制動位，才能溝通作為風源的副風缸壓力空氣進入制動缸的通路，從而實現(xiàn)制動作用。（六）制動波和制動波速如前所述，當司機施行制動時，由于空氣波的存在，列車中各制動機的制動作用并不是全列車立即同時、同步地發(fā)生，而是有一個陸續(xù)發(fā)生的過程。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的現(xiàn)象，人們把它叫作“制動波”。2.制動波速制動名詞術語一、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。制動波速Wzb通過試驗由下式求得

制動波速是綜合評定制動機性能的重要指標。制動波速越高，表明列車前、后部制動作用的同時性越好，有利于減輕制動時的縱向動力作用和縮短制動距離；同時制動波速越高，則制動作用的傳播長度可更大些，即能適應長大列車的要求。1.穩(wěn)定性制動名詞術語一、（七）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。（八）制動機的穩(wěn)定性、安定性與靈敏度當制動管減壓速率低于某一數(shù)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。也就是說，要使制動機可靠地產(chǎn)生制動作用，除了要有一定的制動管減壓量外，還需要一定的減壓速率，兩者缺一不可。2.安定性制動名詞術語一、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。即當制動管減壓速率為10～40

kPa/s時，緊急閥不應動作。3.靈敏度當制動管減壓速率達到一定數(shù)值范圍時，制動機必須產(chǎn)生制動作用的性能，稱為制動機的靈敏度。一般地，常用制動靈敏度為10～40

kPa/s；緊急制動靈敏度為70

kPa/s。PART02制動缸壓力的計算CALCULATIONOFBRAKECYLINDERPRESSURE制動缸壓力的計算二、下面，以副風缸內(nèi)的壓力空氣為研究對象，根據(jù)波義耳-馬略特定律列方程式制動缸壓力的計算二、制動缸壓力的計算二、2.104型分配閥104型分配閥屬于二壓力機構分配閥，制動缸的壓力取決于容積室的壓力，而容積室的壓力則與制動管定壓、制動管減壓量、容積室的大小及工作風缸容積等有關。按照其作用原理，根據(jù)波義耳-馬略特定律，經(jīng)必要的參數(shù)修正得到下式制動缸壓力的計算二、2.104型分配閥104型分配閥屬于二壓力機構分配閥，制動缸的壓力取決于容積室的壓力，而容積室的壓力則與制動管定壓、制動管減壓量、容積室的大小及工作風缸容積等有關。按照其作用原理，根據(jù)波義耳-馬略特定律，經(jīng)必要的參數(shù)修正得到下式PART03制動倍率BRAKINGRATIO制動倍率三、所謂制動倍率，是指制動缸活塞推力，經(jīng)杠桿系統(tǒng)轉換為閘瓦壓力時所擴大的倍數(shù)（一）制動倍率制動倍率三、制動倍率三、制動倍率是基礎制動裝置的重要特性全車制動倍率如果不計閘瓦懸掛的影響，則一輛車的制動倍率為制動倍率的大小與制動缸活塞行程及閘瓦與車輪之間的間隙（閘瓦間隙）大小無關，僅與基礎制動裝置各杠桿的孔距尺寸有關。PART04制動管最小及最大有效減壓量確定DETERMINATIONOFMINIMUMANDMAXIMUMEFFECTIVEPRESSUREREDUCTIONOFBRAKEPIPE制動管最小及最大有效減壓量確定四、無論何種類型的機車制動機，都以控制全列車實現(xiàn)制動、緩解與保壓為目的，而只有全列車的閘瓦均壓緊車輪，才有效地產(chǎn)生了制動作用。（一）制動管最小有效減壓量實踐表明，只有制動缸壓力達到35kPa以上時，才足以克服制動缸彈簧對活塞的背壓以及各種摩擦等阻力，產(chǎn)生有效的制動作用。則有制動管最小及最大有效減壓量確定四、以上計算結果說明當制動管減壓量小于41.5

kPa時，GK型車輛制動機不足以產(chǎn)生有效制動。工作實踐中，制動管最小有效減壓量的確定，還要考慮其他因素的影響，例如，制動管減壓值在車列中不是完全一致的，車列越長其尾部制動管減壓值比首部越小，因此要求制動管減壓量不能過低，避免后部車列無制動作用，以影響行車安全。制動管最小及最大有效減壓量確定四、制動缸壓力隨制動管減壓量的增加而正比例增加。但當制動管減壓量增大到（即制動管壓力降到）一定程度時，副風缸與制動缸的壓力將達到平衡狀態(tài)，此時若制動管繼續(xù)減壓，制動缸壓力也不會上升因此，制動缸存在制動缸最大壓力值，而相應于制動缸最大壓力值的制動管減壓量則被稱為制動管最大有效減壓量rmax值。（二）制動管最大有效減壓量制動管最小及最大有效減壓量確定四、以副風缸內(nèi)的壓力空氣為研究對象，根據(jù)波義耳-馬略特定律列方程（1).直接式GK型車輛制動機制動管最大有效減壓量的確定制動管最小及最大有效減壓量確定四、制動管最小及最大有效減壓量確定四、制動管最小及最大有效減壓量確定四、以工作風缸內(nèi)的壓力空氣為研究對象，根據(jù)波義耳-馬略特定律列方程（2).間接式制動管最大有效減壓量的確定制動管最小及最大有效減壓量確定四、制動管的定壓不同，其制動管最大有效減壓量也不同。當制動管壓力為500kPa或600kPa時，則其制動管最大有效減壓量分別為140kPa或170kPa。制