《制动理论》PPT课件.ppt

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1、知识点：制动机的稳定性、安定性和灵敏度 空气波和空气波速 制动波和制动波速 列车管局部减压与局部增压 常用全制动与急制动、减速缓解与全缓解 二压力、三压力机构及其性能 制动缸空气压强的直接控制与间接控制 列车管空气压强的直接控制与间接控制 列车管减压量与制动缸压强的关系及列车管的有效减压范围 列车制动、缓解时的纵向动力作用重点：有关概念 列车管的有效减压范围,第二章 制动理论基础知识,知识点：制动机的稳定性、安定性和灵敏度 空气波和空气波速 制动波和制动波速 列车管局部减压与局部增压 常用全制动与急制动、减速缓解与全缓解 二压力、三压力机构及其性能 制动缸空气压强的直接控制与间接控制 列车管空

2、气压强的直接控制与间接控制 列车管减压量与制动缸压强的关系及列车管的有效减压范围 列车制动、缓解时的纵向动力作用重点：有关概念 列车管的有效减压范围,第二章 制动理论基础知识,第一节 制动机的稳定性、安定性和灵敏度,一、缓解稳定性和制动灵敏度 1、缓解稳定性 指列车管的减压速率低于某一数值范围时，制动机不应产生制动作用的性能。（我国规定：当列车管减压速率或漏泄20 kPa/min时，制动机不应产生制动作用。）2、制动灵敏度 指列车管减压速率达到一定数值范围时，制动机必须产生常用制动作用的性能。（常用制动灵敏度为1040 kPa/s。）,第一节 制动机的稳定性、安定性和灵敏度,二、常用安定性和紧

3、急灵敏度 1、常用安定性 指常用制动列车管的减压速率低于某一数值范围时，制动机不产生紧急制动作用的性能。（列车管减压速率在1040 kPa/s时不应产生紧急制动作用。）2、紧急灵敏度 指列车管减压速率达到一定数值范围时，制动机必须产生紧急制动作用的性能。（紧急制动灵敏度为70 kPa/s。）,第二节 空气波和空气波速,一、空气波及空气波速的概念 1、空气波 制动或缓解时，列车管内空气的压力波动沿列车管长度方向由前向后传播所形成的波。2、空气波速 空气波的传播速度。二、空气波速的理论公式 根据流体力学及热力学理论推导出空气波速的计算公式为：当空气温度为00C时,0=12.25（N/m2），则KB

4、331（m/s）,KB=1160,，式中0相对压力为零时的空气比重（N/m2）,空气波速越高，列车前后制动机制动或缓 解的一致性越好，列车的冲动越小。,第二节 空气波和空气波速,三、空气波速的试验结论 1、空气波速的试验公式 式中 LKB空气波传播距离（m），从机车列车管排气口至列车管尾端的列车管长度;tKB空气波传播时间（s），从机车列车管排气口排气至列车管尾端开始减压为止所用的时间。,第二节 空气波和空气波速,2、空气波速的试验结论（1）试验所测空气波速与理论计算空气波速基本一致；（2）列车管支管产生的容积、副风缸压缩空气的逆流以及三通阀或分配阀主活塞向列车管侧的移动等因素会降低空气波速及

5、列车管减压速度；（3）空气波在传播过程中，其强度存在衰减现象（能量损失所致）；（4）列车管局部减压可提高空气波速及列车管减压速度。,第二节 空气波和空气波速,列车管减压速度：列车管某一处压力下降的快慢。列车管减压速度越快，制动机越容易产生动作。,第三节 制动波和制动波速,一、制动波及制动波速的概念 1、制动波 制动机制动时，制动作用沿列车长度方向由前向后逐次传播的现象。2、制动波速 制动波速：制动波的传播速度。制动波速是综合评定制动机性能的重要指标。制动波速越高，列车前后制动作用的同时性越好，既能减小列车纵向冲动，又能缩短制动距离。,第三节 制动波和制动波速,二、制动波速的实验分析 1、制动波

6、速的试验公式 式中 LZB制动波传播距离（m），从机车列车管排气口至最后一辆车三通阀或分配阀处的列车管长度;tZB制动波传播时间（s），从司机操纵制动阀起至最后一辆车三通阀或分配阀产生制动作用为止所用的时间。,第三节 制动波和制动波速,2、制动波速的实验分析 式中 tD三通阀或分配阀动作时间（s），从列车管支管开始减压至三通阀或分配阀产生制动作用为止所用的时间。式中 WD三通阀或分配阀的动作阻抗；L三通阀或分配阀主活塞列车管一侧的减压速度；H三通阀或分配阀主活塞滑阀室一侧的减压速度；FZ三通阀或分配阀主活塞的作用面积。,第三节 制动波和制动波速,影响列车管减压速度的主要因素：（1）与机车列车管

7、排气口距离；（2）列车管总容积；（3）列车管和连接塞门的气体流动阻抗；（4）列车管的附加排气（局部减压）；（5）列车管排气口的面积和压差。,第四节 列车管局部减压与局部增压,一、列车管局部减压 1、列车管局部减压的含义 制动时，当列车管的减压作用传递至三通阀或分配阀并使三通阀或分配阀产生动作后，由三通阀或分配阀将列车管的局部压缩空气排出的作用。2、列车管局部减压的功能 提高空气波速和列车管减压速度，即提高制动波速，缩短列车前后制动机产生动作的时间差，以缓和列车制动时的纵向冲击作用。,3、列车管局部减压的类型（1）常用制动局部减压 在局减过程中，通过三通阀或分配阀将列车管的局部压缩空气排向大气或

8、先排向大气后充入制动缸。（2）紧急制动局部减压 紧急制动时，通过辅助排气装置将列车管的局部压缩空气快速排向大气，以产生强烈的局部减压作用。,辅助排气装置,第四节 列车管局部减压与局部增压,二、列车管局部增压 1、列车管局部增压的含义 缓解时，当列车管的增压作用传递至分配阀并使分配阀产生动作后，由分配阀的加速缓解风缸向列车管充气的作用。2、列车管局部减压的功能 提高空气波速和列车管增压速度，即提高缓解波速，缩短列车前后制动机产生动作的时间差，以缓和列车缓解时的纵向冲击作用。,第四节 列车管局部减压与局部增压,加速缓解风缸,第五节 常用全制动与急制动、减速缓解与加速缓解,一、常用全制动与急制动 1

9、、常用全制动 常用制动时，前部列车管减压速度较快，使三通阀形成常用全制动位，该位置形成副风缸向制动缸充气的一条气路，因而制动缸增压相对较慢。2、常用急制动 常用制动时，后部列车管减压速度较慢，使三通阀形成常用急制动位，该位置形成列车管和副风缸同时向制动缸充气的两条气路，因而制动缸增压相对较快。以上设计的目的：通过列车“前慢后快”的制动作用，提高前后车辆制动机制动作用的一致性，从而缓和制动时的纵向冲击作用。注：目前使用的分配阀，均只设计了“常用急制动”作用。,第五节 常用全制动与急制动、减速缓解与加速缓解,二、减速缓解与全缓解 1、减速充气缓解 列车缓解时，前部列车管增压速度较快，使三通阀或分配

10、阀形成减速充气缓解位，该位置形成的列车管向副风缸充气和制动缸向大气排气的通路较小，因而三通阀或分配阀缓解作用相对较慢。2、全充气缓解 列车缓解时，后部列车管增压速度较慢，使三通阀或分配阀形成全充气缓解位，该位置形成的列车管向副风缸充气和制动缸向大气排气的通路较大，因而三通阀或分配阀缓解作用相对较快。以上设计的目的是：通过列车“前慢后快”的缓解作用，提高前后车辆制动机缓解作用的一致性，从而缓和缓解时的纵向冲击作用。,第六节 二压力、三压力机构及其性能,一、二压力机构 1、概念 采用一个活塞，并通过两个压力变化形成的压差使活塞产生动作，实现缓解、制动和保压作用的机构。2、性能（1）具有一次缓解性能

11、，缓解快（“软”特性），但不能实现阶段缓解；（2）制动缸漏泄、闸瓦磨耗将导致制动力衰减。,第六节 二压力、三压力机构及其性能,二、三压力机构 1、概念 采用两个活塞，并通过三个压力变化形成的压力差使活塞组产生动作，实现缓解、制动和保压作用的机构。2、性能（1）具有阶段缓解性能，但完全缓解作用缓慢（“硬”特性）；（2）具有制动力不衰减性。即闸制动缸漏泄、瓦磨耗不会导致制动力衰减。,三、二三压力混合机构 1、概念 采作两个活塞，通过相应的转换，既可由二个压力，也可由三个压力变化形成的压差使活塞组产生动作，实现缓解、制动和保压作用的机构。2、性能 兼有二、三压力机构的优点，特别是缓解性能，既可实现一

12、次缓解，又可实现阶段缓解。,转换装置,第六节 二压力、三压力机构及其性能,制动缸,列车管,工作风缸,列车管,降压风缸,DK-1型机车电空制动机使用的109型分配阀，属于二压力机构。JZ-7型机车空气制动机使用的JZ-7型分配阀，属于二三压力混合机构。车辆制动机使用的103、104、120型阀，属于二压力机构；F8型分配阀，属于二三压力混合机构。,第六节 二压力、三压力机构及其性能,第七节 制动缸空气压强的直接控制与间接控制,一、制动缸空气压强的直接控制 1、含义：指三通阀或分配阀主阀对制动缸压强的直接控制。2、特点：（1）结构简单，副风缸容积较小，初充气时间较短；（2）对于机车，无法实现机车的

13、单独制动与单独缓解；（3）对于二压力机构，当制动缸漏泄或闸瓦磨耗较大时，将导致制动力衰减。,第七节 制动缸空气压强的直接控制与间接控制,二、制动缸空气压强的间接控制 1、含义：指三通阀或分配阀主阀对制动缸压强的间接控制。2、特点：（1）对于机车，能实现机车的单独制动与单独缓解；（2）制动缸漏泄或闸瓦磨耗较大时，将不会导致制动力衰减。（3）结构较复杂，对于车辆，要求副风缸容积较大，缓解时充气时间较长。,小闸作用管,副风缸,总风缸,容积室,第八节 列车管空气压强的直接控制与间接控制,一、列车管空气压强的直接控制 1、含义：指列车管空气压强的变化由制动阀直接控制。2、特点：控制关系简单，但无法精准控

14、制列车管减压量。,制动阀,列车管,第八节 列车管空气压强的直接控制与间接控制,二、列车管空气压强的间接控制 1、含义：指列车管空气压强的变化由制动阀间接控制。2、特点：能精准控制列车管减压量，但控制关系相对复杂。,制动阀,列车管,均衡风缸,中继阀,第九节 列车管减压量与制动缸压强的关系 及列车管的有效减压范围,一、列车管减压量与制动缸压强的关系 研究方法：1、理论根据 波义耳-马略特定律（等温过程的克拉贝隆理想气体状态方程）。2、为研究方便，对制动过程影响较小的若干因素进行了简化。3、根据制动时进入制动缸的空气量等于副风缸的排出量建立气体状态方程式，然后推导出列车管减压量与制动缸压强的关系式。

15、其表达式一般形式为：考虑各种影响因素，可确定各型制动机的等效容积比，然后得出得出各型制动机列车管减压量与制动缸压强的关系。例如GK型制动机：,pV=C,pz=Ar-100(kPa)；A容积比。,pz=3.25r-100(kPa),第九节 列车管减压量与制动缸压强的关系 及列车管的有效减压范围,二、列车管的有效减压范围 1、列车管最小有效减压量 列车管最小有效减压量是指能使制动机产生有效制动作用的列车管最小减压量。单车试验时，remin=40 kPa；牵引60辆以下时，remin=50 kPa；牵引60辆以上时，remin=70 kPa。2、列车管最大有效减压量 列车管最大有效减压量是指常用制动

16、时，使制动机产生最大制动效果时的列车管最小减压量。列车管定压为500 kPa时，remax=140 kPa；列车管定压为600 kPa时，remax=170 kPa。,第十节 列车制动时的纵向动力作用,一、制动阶段的划分及其性质 第一制动阶段 从施行制动开始，到最后一辆车制动缸压力开始上升的瞬间止。车钩缓冲器弹簧逐步形成静压缩，并达到静平衡位置。第二制动阶段 由最后一辆车制动缸压力开始上升起，到第一辆车制动缸压力上升到最大值的瞬间止。车钩缓冲器弹簧产生动压缩，造成列车的纵向动力振动。此过程为危险阶段。,第三制动阶段 从第一辆车制动缸压力上升到最大值的瞬间起，到最后一辆车制动缸压力上升到最大值止

17、。车钩缓冲器弹簧逐渐伸张。第四制动阶段 从最后一辆制动缸压力上升到最大值时起，到列车完全停车或缓解为止。车钩之间产生最大静拉伸力或最大静压缩力。此过程也是危险阶段。,第十节 列车制动时的纵向动力作用,二、产生动力作用的主要原因 1、制动、缓解作用沿列车长度方向的不同时性。2、单位制动力沿列车长度方向的不均匀分布。3、车辆之间的非刚性连接。三、减小列车制动、缓解时纵向动力作用的措施 1、提高制动、缓解波速。如：使分配阀具有局减功能；设置辅助排气装置（紧急阀）；设置加速缓解功能等。2、使车辆分配阀或三通阀具有变速充气或排气功能。如：“前后变速（减速缓解、全缓解）”、“阶段变速”等。3、发展大吨位车

18、辆（减小牵引辆数）。4、大吨位货车，设置空重车调整装置。5、合理操纵。如：牵引转制动应有惰行过程；初制动及低速制动时，减压量不宜过大等。,第十节 列车制动时的纵向动力作用,本章小结,1、制动机的稳定性、安定性和灵敏度2、空气波和空气波速3、制动波和制动波速4、列车管局部减压与局部增压5、常用全制动与急制动、减速缓解与全缓解6、二压力、三压力机构及其性能7、制动缸空气压强的直接控制与间接控制8、列车管空气压强的直接控制与间接控制9、列车管减压量与制动缸压强的关系及列车管的有效减压范围10、列车制动时的纵向动力作用,制动机作用原理,三通阀常用“全制动”与“急制动”作用,列车前部三通阀,常用全制动,列车后部三通阀,常用急制动,三通阀“减速缓解”与“全缓解”作用,列车前部三通阀,减速缓解,列车后部三通阀,全缓解,