交流电力机车制动系统项目六课件.ppt
基础制动装置与停放制动装置,项目六,任务一 HXD1、HXD2型电力机车基础制动装置与停放制动装置,SS系列电力机车、HXD系列大功率交流电力机车制动装置包括：机车制动机、停放制动装置（老型号韶山电力机车采用传统的手制动机作为停放制动装置）和基础制动装置。 基础制动装置的作用如下： （1）传递制动缸活塞杆的推力（也叫制动原力）至闸瓦；（2）将此力增大适当的倍数；（3）保证各闸瓦（闸片）有较一致的制动力；（4）与手制动机或停放制动装置配合产生停放制动作用。,任务一 HXD1、HXD2型电力机车基础制动装置与停放制动装置,二、HXD1型机车（配备DK-2型制动系统）基础制动装置与停放制动装置 （一）结构,任务一 HXD1、HXD2型电力机车基础制动装置与停放制动装置,（二）闸片间隙调整,任务一 HXD1、HXD2型电力机车基础制动装置与停放制动装置,（三）更换闸片 （四）手动缓解,任务一 HXD1、HXD2型电力机车基础制动装置与停放制动装置,三、HXD1型机车（配备CCB-II型制动系统）基础制动装置与停放制动装置（一）主要参数 紧急制动距离 轴重为23t时 800m 轴重为25t时 900m 制动率 40.5% 制动空走时间 6s 停放制动 30坡道能制停，制动率：16%， 滑移安全系数：1.4,任务一 HXD1、HXD2型电力机车基础制动装置与停放制动装置,制动盘尺寸 7401090mm，厚度24mm， 制动盘最大不平衡量：16gm 制动倍率 2.41 闸片厚度 24mm,任务一 HXD1、HXD2型电力机车基础制动装置与停放制动装置,（二）结 构,四、HXD2型电力机车基础制动装置与停放制动装置 HXD2型电力机车基础制动装置采用单侧踏面制动单元，制动单元用螺栓紧固在转向架构架侧梁上。每个转向架设有4套单元制动器，其中2套为带停放制动功能的踏面制动单元，分别安装在轮对齿轮侧的2个车轮处，如图6-15所示。,任务一 HXD1、HXD2型电力机车基础制动装置与停放制动装置,任务一 HXD1、HXD2型电力机车基础制动装置与停放制动装置,一、结 构 基础制动装置采用轮盘制动方式，每个车轮安装一套独立的制动单元，制动单元采用KNORR三点吊挂式轮盘式制动单元。 轮盘制动装置由单元制动缸（常用单元制动缸如图6-16所示，和带停放制动功能单元制动缸如图6-17所示）、制动盘、闸片及夹钳组成。,任务二 HXD3系列交流电力机车基础制动装置与停车制动装置,盘形单元制动器主要包括制动缸1（带或不带停放制动缸1.2）、制动闸片2、闸片托2.4/2.5、制动杠杆2.3和制动拉杆2.6，其结构如图6-6、图6-7所示。,任务二 HXD3系列交流电力机车基础制动装置与停车制动装置,任务二 HXD3系列交流电力机车基础制动装置与停车制动装置,二、基本工作原理 （一）单元制动器的基本工作原理进行制动时，制动缸1充气，制动缸活塞杆推出，制动杠杆带动闸片托和闸片夹紧制动盘。随着制动缸充气过程的进行，制动力逐渐增加。排空制动缸1中压力空气将缓解制动。制动缸中的缓解弹簧将制动缸活塞推回到缓解位置。 排空停放制动缸1.2中的压力空气将实施停放制动。停放制动缸中弹簧的力使闸片夹紧制动盘。停放制动缸内充满压力空气将缓解停放制动。停放缸内弹簧被压紧时，制动杠杆2.3到达其缓解位置。停放缸内没有压力空气时，可通过手动缓解机构缓解停放制动。,任务二 HXD3系列交流电力机车基础制动装置与停车制动装置,（二）HXD3B型机车停放制动控制关系 （三）制动盘1制动盘设计特点车轮制动盘是环形的铸件，并且带有放射状的散热筋。,任务二 HXD3系列交流电力机车基础制动装置与停车制动装置,根据车轮制动盘的不同用途，可采用灰口铸铁、球墨铸铁、铸钢或者铝制造。HXD3型机车制动盘材料采用高强度合金铸铁。车轮制动盘是制动组件的一部分，它通过与闸片的摩擦将动能转化成热能。,任务二 HXD3系列交流电力机车基础制动装置与停车制动装置,任务二 HXD3系列交流电力机车基础制动装置与停车制动装置,2制动盘结构特点车轮制动盘由两个摩擦盘组成，根据它们与车轮的相对位置确定是在内还是在外。 在这个结构中，其中一个制动盘在安装面设有散热筋。散热筋具有散热和支撑作用。,制动盘的厚度、冷却筋的数量以及形状都是为了在制动时使制动盘的温度能保持在正常温度范围内。结构设计上要尽可能地减小部件的重量。 用螺栓和圆销将制动盘固定在车轮辐板上以传递制动力矩。螺栓的紧固力应保证制动盘受热膨胀时也不会产生位移和松弛。定位销是圆柱型的元件，它的两端被磨成扁平状。定位销的扁平部分插到制动盘的槽内起到定位作用。,任务二 HXD3系列交流电力机车基础制动装置与停车制动装置,轮轨间纵向滑动有两种情况：一种是在牵引状态下发生的，轮周牵引力超过了黏着限制，车轮飞快地转动而车速很慢、甚至根本不动，这叫“空转”或“打飞轮”；另一种情况是在制动状态下发生的，制动力超过了黏着限制，车轮转速急剧下降甚至停转而车速下降得很慢，这叫“滑行”或“抱死轮”。 防滑器应用在高速机车车辆或重载机车上，其作用是防止在车轮滚动过程中轮轨之间纵向发生严重的相对滑动，以免造成车轮踏面严重擦伤。,任务三 防滑器,二、GV12-ESRA型空气制动防滑系统空气制动防滑系统由微机防滑保护单元（见图6-22）、速度传感器、防滑阀（见图6-23）等组成。,任务三 防滑器,三、MGS2型防滑器 （一）构造 HXD3型电力机车采用MGS2型防滑器，属于微处理器控制的防滑器，由防滑处理器ESRA、防滑排风阀GV12-ESRA、速度传感器及感应齿轮等组成。1速度传感器 和感应齿轮,任务三 防滑器,2防滑处理器ESRA,任务三 防滑器,3防滑排风阀GV12-ESRA,任务三 防滑器,任务三 防滑器,（二）作用原理及功能 1作用原理 （1）基本逻辑 速度传感器的脉冲信号传输到防滑处理器ESRA，防滑处理器ESRA对本车或本转向架的速度信号进行处理，当数据判断达到有关标准时，防滑处理器发出防滑控制指令，操纵防滑排风阀GV12-ESRA，控制相应的制动缸进行阶段排风或一次排风，从而达到防止轮对滑行、并根据轮轨黏着系数调节制动力的目的。,任务三 防滑器,任务三 防滑器,（2）减速度判据的控制原理,（3）速度差判据的控制原理 为了按照速度差标准控制防滑器，微处理器按以下步骤工作： 速度比较 将各轮对的真实速度v与vr进行比较，当vr v大于等于v1时（第一个速度差判据），主机控制防滑排风阀动作，实现制动时的充风保压（如果这时正在充风）。 如果黏着条件差，该轮对可能继续减速，当vrv大于等于v2时（第二个速度差判据），主机控制防滑排风阀动作，使制动缸实现阶段排风。减速的轮对将逐渐恢复其转动速度。,任务三 防滑器, 如果黏着条件继续恶化，该轮对可能继续减速，当vrv大于等于v4时（第四个速度差判据），主机控制防滑排风阀动作，使制动缸迅速排风，快速减小制动力，使轮对恢复转动。 逐渐恢复转动的轮对，当vrv小于等于v3时（第三个速度差判据），主机控制防滑排风阀动作，使制动缸实现阶段再充风，以恢复该轮对的制动力。,任务三 防滑器,2功 能 （1）制动时能有效防止轮对因滑行造成的踏面擦伤。 （2）能根据轮轨间的黏着变化调节制动缸压力，从而有效利用轮轨黏着，缩短制动距离。 （3）具有轮径自动修正功能。 （4）具有防滑排风阀自动切换与相邻轴速度部件互补的功能。 （5）具有监视故障存储和显示及诊断功能。,任务三 防滑器,一、制动倍率即全车总闸瓦压力与作用于制动缸活塞上的制动原力之比，叫做制动倍率。,任务四 制动倍率、传动效率和制动率,二、传动效率 1制动传动效率 实际发生作用的闸瓦压力值与理论计算出的闸瓦压力值的比值，称为基础制动装置的传动效率，一般以来表示。,任务四 制动倍率、传动效率和制动率,2闸瓦压力的计算制动时，闸瓦压紧在车轮踏面上的力，叫闸瓦压力。,3换算闸瓦压力 采用换算摩擦系数计算时所使用的闸瓦压力，叫换算闸瓦压力。,任务四 制动倍率、传动效率和制动率,三、制动率制动率是车辆或列车的单位重量所具有的闸瓦压力，它能确切地表示车辆或列车制动能力的大小。,（1）轴制动率 作用在一根制动轴上的全部闸瓦压力与该轴载荷的比值，叫做轴制动率。,（2）车辆制动率 作用于一辆车上的总闸瓦压力与该车的总重之比值，叫做车辆制动率。,任务四 制动倍率、传动效率和制动率,2列车制动率全列车的总闸瓦压力与列车总重力的比值，叫做列车制动率。,任务四 制动倍率、传动效率和制动率,一、制动力的概念 制动力是指作用在运动物体上，与物体运动方向相反的外力。目前，我国轨道机车车辆上使用最广泛的制动形式是闸瓦摩擦制动，通过闸瓦紧压在车轮踏面上的闸瓦压力K引起闸瓦作用于车轮的摩擦力。,任务五 制动力分析,再取转向架构架为自由体，其受力情况如图6-30所示。,任务五 制动力分析,二、制动力的计算车辆的制动力就是闸瓦与车轮间的相对摩擦力。列车制动力就等于列车中所有机车和车辆的闸瓦压力与闸瓦摩擦系数乘积的总和。其计算方法有两种：一种是采用实算摩擦系数和实算闸瓦压力；另一种是采用换算摩擦系数和换算闸瓦压力。,任务五 制动力分析,三、黏着与滑行 1黏 着 轮轨间的静摩擦系数、黏着系数、动摩擦系数的关系是： 。依靠黏着滚动的车轮与钢轨黏着点之间的黏着力来实现机车车辆的制动，叫做黏着制动。黏着制动是目前主要的制动方式，它能实现的最大制动力不会超过黏着力。,影响黏着系数的因素概括起来主要有两个：一个是车轮和钢轨的表面状况，另一个是列车运行速度。,2车轮滑行,任务五 制动力分析,四、闸瓦对制动力的影响 1闸瓦摩擦系数及影响因素 （1）闸瓦材质和制造工艺（2）闸瓦压力 （3）列车运行速度 （4）列车制动初速度 2改善闸瓦摩擦性能的措施 （1）提高铸铁闸瓦中的含磷量 （2）采用双侧制动或复式闸瓦 （3）采用合成闸瓦,任务五 制动力分析,任务五 制动力分析,3闸瓦摩擦系数的经验公式,
