CRH380BL動車組制動夾鉗單元分析

司麗 張冬冬 梁建全 郭小行

(唐山軌道客車有限責任公司,河北唐山 063035)

CRH380BL動車組制動夾鉗單元分析

司麗 張冬冬 梁建全 郭小行

(唐山軌道客車有限責任公司,河北唐山 063035)

制動夾鉗單元是基礎制動裝置的重要部件,通過對CRH380BL動車組制動夾鉗單元的分析,闡述了其結構特點、功能機理以及相關的檢查與維護工作。

CRH380BL動車組 制動夾鉗單元 閘片

1 引言

基礎制動裝置是制動系統的重要組成部分，制動夾鉗單元是制動指令的最終執行部件，在基礎制動裝置中起到重要的作用，直接關系到列車的運行安全，必須保證動作靈活，可靠性高。CRH380BL動車組的制動夾鉗單元采用傳統三點懸掛吊裝方式，具有閘片間隙自動調整功能，閘片的結構能保證與制動盤表面均勻接觸。

2 結構原理

制動夾鉗單元作的主要作用是利用杠桿原理將制動力放大和傳遞，使壓縮空氣的壓力轉化為閘片與制動盤之間的正壓力，通過制動盤和閘片的摩擦力形成制動力[1]。CRH380BL動車組的制動夾鉗單元采用模塊化結構，共有兩種類型，即不帶停放的制動夾鉗單元和帶停放的制動夾鉗單元。其中，不帶停放的制動夾鉗單元分別安裝于所有車軸的兩側(動力軸為輪裝盤，非動力軸為軸裝盤)，不帶停放制動的夾鉗單元安裝于非動力軸的中間位置。

制動夾鉗單元的主要組成部件有制動缸、制動杠桿、杠桿吊座和閘片托，制動夾鉗單元借助三點支承固定在車輛的轉向架上，通過關節軸承與構架相連，見(圖1)。

圖1 制動夾鉗單元

所有制動夾鉗單元都有內置的自動閘片間隙調整器(閘調器)。閘調器有足夠的調整量，以便不需拆卸其它部件就能替換磨損的閘片。制動夾鉗單元能保證運動所需的靈活性，并且通過常用工具就可快速、簡便地更換部件。

制動夾鉗單元的結構和功能，主要考慮了以下設計理念：

不同磨耗下上閘時間一致——間隙調整裝置；

車輛需要長期停放——停放制動；

車輛無風壓時停放制動緊急緩解——手緩解裝置；

閘片快速更換——絲杠復位機構。

2.1 制動缸工作原理

制動時，制動缸充風，將制動閘片托連同制動閘片壓在制動盤上，由此形成制動力。緩解時，制動缸排風，制動缸中的復位彈簧驅使制動夾鉗杠桿進入緩解位置。如(圖2)，上述制動過程可分為以下四個過程：

圖2 制動過程

緩解狀態，間隙S，制動缸初始長度L；

伸長作用行程A，制動力還沒有產生；

隨著制動缸壓力的增加，彈性變形產生，制動缸伸長E，制動力產生；

隨著磨耗的產生，制動缸伸長V。

這四個過程是表象，這樣的表象是隱藏在制動缸內部的結構造成的。制動缸可分為三種功能組件：傳力部件、間隙調整裝置和絲杠復位機構，如(圖3)。制動缸的特點在于它帶有自動的單向間隙調整裝置和徑向絲杠復位機構。

《剡錄》，宋代學者高似孫著，成書于宋嘉定七年(1214)。因高氏為嵊縣本地名士[8]，從今之《真誥》書前有高氏所作的序看來[9]，他對《會稽志》引用《真誥》之說和《真誥》對本地名山所記，不會是人云亦云，如沒調查就難以說出墨池書樓、王右軍宅、丹池等古金庭遺跡的細節來。他的《夜宿金庭洞》詩，即為實地調查的記錄，所以《剡錄》之記是可以采信的。

圖3 制動缸結構

制動缸內部有三個離合器：Z、D、N，它們起到了限制相接觸的零件的相對轉動的作用。調整螺母、引導螺母與絲杠間采用非自鎖螺紋連接，優點是：能傳遞較大的力并把旋轉運動轉化為直線運動。間隙調整裝置通過離合器的切換配合充分發揮了絲杠的特點，即：離合器閉合時候傳遞力，打開時候傳遞運動。通過絲杠直線運動和螺母旋轉的相互轉化進行間隙調整。

制動缸的單動間隙調節器在工作時不受因制動力而異的制動桿彈性延伸量的影響。在制動過程中，間隙調節器可快速自動地修正通過磨損而增大的制動盤和閘片之間的間隙。這樣在整個調節范圍內，制動盤和閘片的間隙不會擴大，使得在制動緩解時，正常運行所必需的間隙幾乎保持恒定。

2.2 停放制動缸工作原理

停放制動夾鉗單元與不帶停放的制動夾鉗單元的顯著區別就是停放制動夾鉗單元有一個彈簧儲能缸，即停放制動缸。停放制動缸有3個位置：緩解位、制動位、輔助緩解位，具有下列功能組：I-常用制動缸，II-彈簧儲能缸，III-手動緩解裝置，如(圖4)

圖4 停放制動缸

在車輛行駛時常用制動缸和彈簧儲能缸處于緩解狀態。壓縮空氣進入停放制動缸并克服壓縮彈簧的力使活塞處于緩解狀態。

在執行停放制動時，彈簧儲能器排風，閘瓦借儲能彈簧的力壓在制動盤上。彈簧儲能器充風(制動緩解壓力)，停放制動器緩解。儲能彈簧張緊時，制動桿被推入緩解位置。

如果沒有緩解壓力，則可以借助機械緩解裝置手動將彈簧儲能制動器緩解。手動緩解后，將喪失停放功能，除非再次充入總風壓力。

2.3 閘片

閘片摩擦塊的形狀、數量和排列方式的設計宗旨是確保制動盤溫度分布均勻。CRH380BL動車組的閘片由多個摩擦塊構成，這些摩擦塊通過靜態的力分布使制動盤上的表面壓力達到均衡，故稱為ISOBAR閘片。ISOBAR閘片相對于其它燒結材料制動閘片來說，表面承壓加以改善，可減小制動盤出現裂紋的情況，使得盤式制動器的能量和功效顯著提高，最大限度的避免了持續工作時閘片上出現凹陷或偏磨現象。閘片采用了鉸接式支座，所以閘片壓力會均勻的分布到制動盤的整個摩擦面上。閘片可以磨耗到5毫米而不影響功能，正常使用條件下，閘片平均使用壽命大于40萬公里。

3 檢查與維護

檢查裝置外觀是否良好及動作是否正確。

定期檢查波紋管是否損壞，以防止污物進入間隙調整裝置內而產生故障。

定期檢查排氣口以保證空氣暢通。

對于閘片要重點檢查其磨耗情況，是否偏磨、裂紋；檢查閘片與制動盤的間隙，要在最小間隙處測量；檢查閘片卡簧磨損情況，是否有斷裂、脫落。如果閘片的缺陷無法修復，則需更換閘片。

4 結語

本文介紹了CRH380BL動車組制動夾鉗單元的特點和工作機理，以及相關檢查與維護工作，對了解動車組制動夾鉗單元的原理與維護具有重要意義，對動車組基礎制動的選型具有指導意義。

[1]韓曉輝,李繼山,李業明,趙春光.和諧號動車組基礎制動裝置.鐵道機車車輛,2011,31(5).

司麗,女,工程師,從事軌道車輛制動系統的研究。