CCBⅡ制动机系统与DK1制动系统比较.doc
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1、山东职业学院 毕业设计(论文)题 目:CCB制动机系统与DK-1制动系统比较系 别:轨道交通系专 业:铁道机车车辆 班 级:学生姓名: 指导老师: 完成日期: 山东职业学院毕业设计任务书班 级学生姓名指导教师设计题目CCB制动机系统与DK-1制动系统比较主要研究内容(1) 分析Dk-1制动机作用原理;(2) 分析CCB制动机系统作用原理;(3) 分析比较CCB制动机系统与DK-1制动系统主要技术指标或研究目标(1) 通过本课题的分析比较,巩固和加强课本上所学到的机车制动、机车电气制动等方面的知识;(2) 熟悉Dk-1制动系统工作原理,掌握Dk-1制动机的操纵方法;(3) 熟悉CCB制动系统工作
2、原理,掌握CCB制动机的操纵方法;(4) 培养学生运用所学习专业知识进行拓展知识学习的能力,为今后工作打好基础。基本要求所提交的设计分析方案能基本达到要求;能分析比较CCB制动机系统与DK-1制动系统的作用原理的异同。主要参考资料及文献电力机车制动机 李益民 主编电力电子技术 徐立娟 主编HXD3电力机车机车操作规程、机车运用规程、铁路技术管理规程等技术标准资料毕 业 设 计 报 告 摘 要本课题主要针对CCB制动机系统与DK-1制动系统的比较展开论述的。对于制动系统和机车制动机的发展做了简要的介绍。首先讲述了DK-1制动机的优点、组成、控制关系、操纵方法,以 SS9型电力机车DK-1型电空制
3、动机为例讲述了“电空位”和“空气位”下的综合作用。然后讲述了CCB制动机的组成、控制关系、操纵方法。CCB制动机的综合作用,按自动制动作用、单独制动作用、空气备份状态以及无火回送状态等方面逐一介绍。最后从机车风源系统和制动机的改造、制动机单台优缺点以及制动系统的作用原理等方面对二者的异同点进行分析比较。在介绍各制动机的工作原理时都附有各个位置下的原理图,以便讲述的更清楚。关键词 DK-1制动机 CCB制动机 作用原理 异同点目录1绪论52 Dk-1制动机 7 2.1 概述 72.2 DK-1电空制动机的组成 82.3 DK-1型电空制动机的控制关系112.4 DK-1电空制动机的综合作用122
4、.4.1 “电空位”操纵 122.4.2 “空气位”操纵 282.5 DK-1型电空制动机的操作规程 313 CCB制动机 35 3.1 CCB电空制动机概述353.2 CCB电空制动机的构造及作用363.3 CCB电空制动机的控制关系 553.4 CCB气路的综合作用553.5 CCB型电空制动机的操作规程594 CCB制动机系统与DK-1制动系统的比较 62 4.1机车风源系统的比较 62 4.2 机车制动机的比较 64总结 67致谢 68参考文献 Y图1 DK-1电空制动机综合作用图 Y图2 CCBII本机-运转位气路图 Y图3 CCBII 本机-制动位气路图 Y图4 CCBII 本机-
5、紧急位气路图Y图5 CCBII 本机-单缓位气路图图6 CCBII 补机-运转位气路图图7 CCBII 补机-制动位气路图图8 CCBII 本机-运转位气路图(单独作用)图9 CCBII 本机-制动位气路图(单独作用)图10 CCBII 补机-制动、缓解位气路图(单独作用)图11 CCBII 空气备份状态-缓解位气路图图12 CCBII空气备份状态-制动位气路图图13 CCBII 无力回送气路图1绪论有效的制动装置,又称制动系统(简称制动机),是铁道机车车辆的重要组成部分。本章简单介绍制动的基本概念,对于制动系统的组成和作用,机车制动机的发展史也做了简单的讲述。 一、 制动系统所谓制动,是指能
6、够人为地产生列车减速力并控制这个力的大小,从而控制列车减速或阻止它加速运行的过程。制动过程必须具备两个基本条件:(1) 实现能量转换;(2) 控制能量转换。制动力是指制动过程中所形成的可以人为控制的列车减速力。制动系统是指能够可控制的列车减速力,以实现和控制能量转换的装置或系统。制动系统由制动机、手制动机和基础制动装置三大部分组成。其控制关系(即工作流程)如下: 图1-1 制动系统控制关系图无论是机车,还是车辆,都具有各自的制动系统,个各自的制动机、手制动机和基础制动装置。当机车、车辆组成列车后,其各自的制动系统相互联系而构成一个统一的制动系统列车制动系统。因此,制动系统有机车制动系统、车辆制
7、动系统和列车制动系统之分。由于制动系统设置的目的是实现列车能够按照人的意志减速或准确停车,所以,制动系统性能的好坏,不仅影响列车制动效果,而且影响铁路运输生产。衡量制动系统性能的优劣,主要是衡量制动机性能的好坏。性能良好的制动机对铁路运输有以下几方面的促进作用:(1) 保证行车安全;(2) 充分发挥牵引力,增大列车牵引重量,提高列车运行速度;(3) 提高列车的区间通过能力。 二、制动机的发展史(1)1825年9月27日,英国斯多克顿至达林顿之间建成了世界上第一条铁路,第一列由蒸汽机车牵引的列车开始运营。当时所使用的制动机是人力制动机,即手制动机。若干名制动员操纵。缺点:劳动强度增大、降低列车中
8、各车辆制动的同时性、制动冲击严重,影响列车制动效果。(2)1869年,美国工程师乔治韦斯汀豪斯发明了世界上第一台空气制动机直通式空气制动机。优点:大大提高了列车制动的同时性,减小了制动冲击,改善了列车的制动效果。 缺点:当列车分离时,列车将失去制动作用。(3)1872年,乔治韦斯汀豪斯在直通式空气制动机的基础上,研制出了一种新型的空气制动机 自动空气制动机。克服了直通式空气制动机的致命弱点。2 Dk-1制动机电空制动机是指以电信号作为控制指令、压力空气作为动力源的制动机。DK-1型电空制动机广泛应用于国产SS系列电力机车上,其工作过程为自动空气制动机的基本作用原理,即“制动管充风制动机缓解,制
9、动管排风制动机制动”。DK-1型电空制动机性能稳定、工作可靠,而且可以方便地与列车安全运行监控记录装置的自动停车功能及机车动力制动系统等配合,为列车的自动控制创造了条件。2.1 概述DK-1型电空制动机采用电信号传递控制指令和积木式结构,具有以下特点:1.双端(或单端)操纵。在双端操纵的六轴SS3、SS7E、SS9型电机车上设置一套完整的的双端操纵或制动机系统;而在八轴两节式SS4改型电力机车上设置两套完整的单端操纵制动机系统,每节机车可以单独使用,并且通过重连装置使两节机车或多节机车重连运行。2. DK-1型电空制动机减压准确、充风快、操纵手柄轻巧灵活、司机室内噪音小及结构简单、便于维修。3
10、. 非自动保压式。DK-1型电空制动机制动减压量随着操纵手柄停留在“制动位”时间的增长而增加,直到最大减压量。4.失电制动。当电气线路或电器因故障而失电时,DK-1型电空制动机将立即进入常用制动状态而实施制动,以保证列车运行安全。5.与机车其他系统配合。目前,DK-1型电空制动机能够与列车安全运行监控记录装置、动力制动系统等进行配合,以适应高速、重载列车的运行需要。6.控制列车电空制动机。随着列车电空制动机的装车使用,DK-1型电空制动机可以较方便的对列车电空制动机实施有效控制。7.采用制动逻辑控制装置,实现了机车制动控制电路的简统化。8.兼有电空制动机和空气制动机两种功能。正常工作时,作为电
11、空制动机使用;当电气线路发生故障时,由故障转换装置可将其转换成空气制动机使用,以维持机车故障运行。2.2 DK-1型电空制动机的组成DK-1型电空制动机由电气线路和空气管路两部分组成。根据DK-1型电空制动机的安装情况,可将其分为操作台部分、电空制动屏柜部分及空气管路部分。(一)操纵台操纵台部分主要包括司机操纵台和学习司机操纵台。1.司机操纵台在司机操纵台上设有电空制动控制器、空气制动阀、压力表、充气及消除按钮。(1)电空制动控制器(俗称大闸):操纵部件,用来控制全列车的制动与缓解。(2)空气制动阀(俗称小闸):操纵部件,电空位操作时,用来单独控制机车的制动与缓解,与列车的制动缓解无关。通过其
12、上的电-空转换拨杆转换后,可以操纵全列车的制动与缓解。另外手把下压可单独缓解机车的制动压力。(3)压力表:设置两块双针压力表,其一显示总风缸、均衡风缸压力,其二显示制动管和制动缸的压力。SS9型电力机车司机台上还设有“停放制动”按钮开关,用于控制级车停放控制器,防止机车溜行。 2.学习司机操纵台学习司机操纵台设有紧急停车按钮和紧急放风阀(手动放风塞门)。(1)紧急停车按钮:设在学习司机操纵台仪表架上,当学习司机发现有危及行车安全和人身安全的情况,又来不及通告司机时,可以直接按下紧急停车按钮,全列车紧急制动停车。(2)紧急放风阀(121或122):设在司机室右侧壁附近的制动管支架上。当制动机失效
13、时,可以手动紧急放风阀直接排放制动管内的压力空气,使列车紧急制动停车。SS7E、SS9型电力机车紧急放风阀设在司机室后墙上(二)电空制动屏柜电空制动屏柜又称制动屏柜、气阀柜,主要安装有下列部件(见图2-2):1.电空阀:中间控制部件,它接受电空制动控制器的电信号指令,用以连通或切断相应气路,实现DK-1型电空制动机电气线路与空气管路的连锁作用。2.调压阀:用来调整来自总风缸的压力空气,并稳定供给气动部件用风。3.双阀口式中继阀:根据均衡风缸的压力变化来控制列车制动管的压力变化,从而完成列车的制动、缓解与保压作用。4.总风遮断阀:用来控制双阀口式中继阀的充风风源,以适应不同运行工况的要求。因此,
14、也可以将双阀口式中继阀和总风遮断阀统称中继阀。5.分配阀:根据制动管压力变化而动作,并接受空气制动阀的控制,向机车制动缸充气或排气,使机车得到制动、缓解与保压作用。6.电动放风阀:它主要接受电空制动控制器和自停装置的控制,直接将列车制动管的压力空气快速排入大气,使列车产生紧急制动作用力。7.紧急阀:在列车制动管压力快速下降时动作,加速列车制动管的排风,同时接通保护电路动作,起断钩保护作用。8.压力开关:气动电器。它在均衡风缸压力变化时进行电路的转换。9.转换阀:它是一种手动操纵阀,通过它进行空气管路转换。10.电子时间继电器及中间继电器:用于实现电路的相关连锁和自动控制。除此之外,制动屏柜内还
15、设有初制风缸、工作风缸、均衡/过冲风缸、限制风堵、压力表和各种塞门等。SS7E、SS9型电力机车制动屏柜中另外增设了列车平稳操纵装置和平稳风缸(SS7E电力机车为严控风缸),用于提高列车平稳操纵性能。(三) 空气管路空气管路性能的好坏决定着制动机能否正常、可靠的工作。空气管路主要包括:管道滤尘器、截断塞门、管路及管路连接件等。图2-3 空气管路柜2.3 DK-1型电空制动机的控制关系DK-1型电空制动机的工作分为两种工况:电空位(既正常位)工作时,通过操纵电空制动控制器(或空气制动阀)可以控制、实施全列车(或机车)的制动与缓解;空气位(既故障位)工作时,通过操纵空气制动阀可以控制、实施全列车的
16、制动与缓解。其各主要部件的控制关系如下:(一) 电 空 位1. 控制全列车 车辆制动机电空制动控制器电空阀均衡风缸中继阀制动管 机车分配阀机车制动缸2. 控制机车空气制动阀作用管机车分配阀机车制动缸。(二) 空 气 位1.控制全列车 机车制动机。空气制动阀 均衡风缸 中继阀 制动管 机车分配阀机车制缸。2 .控制机车空气制动阀(下压手柄)作用管机车分配阀机车制动缸。(三) 重联机车本务机车制动缸本务机车重联阀平均管重联机车重联阀重联机车作用管重联机车分配阀重联机车制动缸。2.4 DK-1电空制动机的综合作用通常,DK-1型电空制动机的作用原理是针对电空制动控制器(大闸)、空气制动阀(小闸)手柄
17、置于不同位置(由操纵列车或司机的实际运行情况而定)的操纵,来确定对机车、车辆实施制动、缓解与保压的时候制动机所属各主要部件的关系和作用规律。本章就电空制动控制器、空气制动阀各手柄位置下,SS9型电力机车DK-1型电空制动机的工作过程进行分析。需要注意的是,SS9型电力机车是单节双端操纵的电力机车,其不同操纵端的操纵方法完全一致,只以端为例进行分析。其作用过程参见图1。2.4.1 “电空位”的操纵“电空位”的操纵分为自动制动作用和单独制动作用两种。将电空转换扳钮扳至“电空位”,则有:(1)气路作用管经转换柱塞上凹槽与作用柱塞处管路连通。(2)电路导线809(电源)经空气制动阀上微动开关3SA1使
18、导线801有电,为电空制动控制器送电。(一) 空气制动阀手柄在“运转位”,电空制动控制器手柄在各位的作用该工况一般称为自动制动作用工况,既通过电空制动控制器来操纵全列车的制动、缓解与保压。当空气制动阀手柄在“运转位”时,则有:(1) 气路 切断所有的气路。(2) 电路微动开关3SA2闭合电路809-818。1. 运转位该位置是列车正常运行或制动后需缓解机车和车辆所放置的位置。(1) 电路 导线803电控制动控制器 空气制动阀3SA(2)导线818制动逻辑控制装置 导线813 缓解电空阀258YV得电。 排2电空阀256YV得电。 排1电空阀254YV得电。其余电空阀均失电。(2) 气路总风塞门
19、157调压阀55(制动管定压)缓解电空阀258YV下阀口转换阀153均衡风缸56。作用管(包括分配阀容积室)排1电空阀254YV下阀口大气。初制风缸58制动电空阀257YV上阀口大气。总风遮断阀左侧压力空气中立电空阀253YV上阀口大气。(3) 中继阀总风遮断阀中立电空阀253YV失电,开通总风向中继阀供气室的充风气路。中继阀处于缓解充风状态。随着均衡风缸压力升高,活塞膜板带动顶杆右移而顶开供气阀口,连通总风经总风遮断阀向制动管及活塞膜板右侧充风的气路,制动管压力升高;当活塞膜板右侧及制动管压力升高至与均衡风缸压力相等时,在供气阀弹簧作用下,关闭供气阀口,且不打开排气阀口,中继阀处于保压状态。
20、(4) 分配阀主阀部处于充风缓解状态。随着均衡风缸压力升高主活塞通过主活塞杆带动滑阀、节制阀下移,连通制动管向工作风缸充风的气路;同时,由于156塞门的关断(电空位下关断),故156塞门不开通作用管排大气的气路。紧急增压阀增压阀柱塞保持在下端,切断总风向作用管充风的气路。均衡部随着排风1电空阀254YV得电,作用管向大气排风,容积室、均衡活塞下方压力下降,均衡活塞带动空心阀杆下移,打开排气阀口,连通机车制动缸及均衡活塞上侧向大气排风的气路,机车制动缸缓解。可见,随着制动管压力升高,机车制动机实现缓解,同时,车辆制动机也实现缓解。由于我国车辆制动机通常采用一次缓解性能的分配阀或三通阀,故车辆制动
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