間接作用式空氣制動原理分析

田鵬勇，王泉文，單　凱

天津中車唐車軌道車輛有限公司，天津　300300

間接作用式空氣制動原理分析

田鵬勇，王泉文，單凱

天津中車唐車軌道車輛有限公司，天津300300

制動系統的主要作用是控制機車、車輛和列車的運行速度，使它們減速、停車或以限定速度駛下坡道；其次是當列車或車輛在平道或坡道停車時使其保持不動。速度控制是保證列車能夠完成運輸任務的基本條件，列車與列車之間必須保持一個安全的間隔距離。所以制動裝置是保證列車運行安全，提高列車運輸能力的重要裝置。

制動系統；制造工藝；制動原理

1　系統原理分析

間接作用式空氣制動，即當列車管壓力降低時，產生制動作用；列車管壓力上升時，緩解制動。

列車正常運行時，總風管壓力為7.5bar～9bar，當壓力低于7.5bar時，由總風管壓力傳感器傳輸電流信號至網絡，主空壓機向總風管供風至9bar；總風管負責向轉向架空氣彈簧供風，風壓由高度閥進行控制；正常運行時列車管壓力為5bar，由總風管通過司機室手柄和中繼閥控制列車管的沖風排風。正常運行時制動管壓力為0bar。

列車管壓力信號由列車管傳給各車分配閥，產生相應的制動力。制動力以壓縮空氣的形式通過制動管路傳給基礎制動單元產生制動力。同時，分配閥還接收空氣彈簧反饋的壓力信號，調整制動力的大小。防滑閥由列車防滑控制器控制，實現車輛防滑功能。

2　分配閥工作原理

分配閥根據列車管內壓力變化控制風缸的充氣排氣，根據制動級別不同，列車管的壓力變化不同，從而使得分配閥的排氣壓力不同，分配閥排氣通過空重閥輸出到制動缸，空重閥根據列車承載級別的不同，對分配閥的輸出壓力進放大，根據列車載客重量大小對制動缸壓力進行控制，從而實現制動距離滿足要求。分配閥的在整個制動系統中為核心部件，一旦發生故障列車的制動性能將會失效，影響行車安全。

分配閥組合了以下固定功能：把制動管的壓降轉化為一個相應的預控制或制動缸壓力、制動作用開始時加速制動管減壓、保持控制壓力、快速提供制動作用最小壓力、保持制動缸壓力、限制制動缸最大壓力、過充控制功能。

2.1分配閥構成

2.1.1空氣濾塵器

空氣濾塵器使來自制動管的灰塵不能進入分配閥因而有助于延長分配閥的使用壽命當分配閥從閥座上拆下時不需對分配閥進行進一步分解就可立即更換空氣濾塵器。

2.1.2三壓力閥

三壓力閥根據制動管壓力變化的大小和速度來控制制動缸充A排氣對制動管控制壓力的改變三壓力閥能快速響應此外三壓力閥還激活加速器并控制過充保護。

2.1.3加速器

加速器由6個帶有加速常用制動室的加速常用制動控制閥、1個控制管接頭和1個縮孔開關H組成。

2.1.4控制室的控制閥

經過控制室、控制閥、來自于制動管壓力的控制壓力，由預控制壓力監控。由于縮孔開關與加速器連通可有效地防止控制壓力的任何排氣。此措施可加速激活加速器在緩解末期的作用。

2.1.5最小壓力限制器、最大壓力限制器

通過最大壓力限制器可設定制動缸壓力的最高值該值與副風缸的容積及其壓力制動缸的容積無關因而防止了制動力過大及車輪滑行給制動缸供風的管路或制動缸本身的漏泄可通過選擇有更大容積余量的副風缸而得到補償。

2.2首次充氣

分配閥切除手柄處于開啟狀態，列車管空氣通過開關閥進入副風缸、三壓力閥中間腔室、預控氣室A，由于預控氣室A的孔徑很小，該過程應該至少持續3min，列車管充氣壓力控制到500±10kPa，當分配閥切除手柄處于關閉狀態時，列車管與分配閥氣路被截斷，分配閥在制動系統中停止工作，該過程為單車試驗檢測重要相點。

當充氣達到穩定狀態時，列車管與副風缸的之間的彈簧鞲鞴閉合，列車管與副風缸氣壓相等，三壓力閥的下面兩個氣室等壓。中繼閥左側最大壓力控制閥關閉，最小壓力控制閥開啟狀態。

2.3制動階段

當制動時由司機室制動手柄控制中繼閥動作，使得列車管排氣，根據制動的級別不同，列車管的氣壓數值不同，由于列車管漏氣，使得分配閥中三壓力閥的中間氣室壓力下降，而預控氣室A的壓力視為不變，從而使得三壓力閥的頂桿向上移動，此時三壓力閥的上端開關打開，副風缸與右側中繼閥的預設壓力室為通路，預設壓力室的氣壓升高，當三壓力閥的上面兩個氣室壓力與預控氣室A達到平衡狀態時，中繼閥的預設壓力停止增加，同時，右側中繼閥的與制動管的開關打開，副風缸向制動管充氣，當制動管壓力與中繼閥的預設壓力達到平衡時，副風缸與制動管通路截斷，從而達到穩定的制動力和制動級別。

2.4緩解階段

制動的緩解和制動在分配閥實際為一個逆過程，制動緩解的時候，通過司機室手柄控制中繼閥動作使得總風管向列車管充氣，根據緩解的級別不同，列車管的氣壓數值不同，一下過程與上述制動過程相反，不再贅述。

3　中繼閥工作原理

司機室中繼閥為控制整個制動系統的控制中樞，司機通過司機室手柄控制中繼閥的輸入壓力，從而控制整個列車制動過程，采用克諾爾公司的RH3型中繼閥，內部結構及其工作原理較為復雜，有些功能在車輛中并沒有應用，例如快速緩解功能。下面對工藝組裝以及調試技術對中繼閥的工作原理做介紹。

3.1首次充氣

A氣缸為與壓力控制氣缸，由總風管通過司機室手柄閥向A氣缸充氣；Z氣缸為過充氣缸，可以實現列車管的快速充氣和過充功能；AB孔為制動控制開關孔，當AB孔沒有氣壓時，總風管與列車管為截斷狀態，互不通氣，司機室手柄動作對制動狀態不會產生影響。

首次充氣時，司機室制動開關關閉，A氣缸與HB總風管存在氣壓，當司機室制動開關開啟時，K3閥向左移動A室與A1室壓力此時相等，K1鞲鞴向左移動，V1處孔打開，總風管向列車管充氣，當列車管氣壓達到500kpa時，達到平衡狀態。

3.2制動過程

制動時，有司機室手柄控制A室壓力下降，K1向右移動，V2打開，列車管通過01口排氣壓力下降，下降的數值與制動級別成對應關系。

3.3緩解過程

緩解過程與制動過程為逆過程，在制動緩解時，A室壓力上升從而導致A1室壓力上升，V1處孔打開，總風管向列車管充氣，列車管壓力與制動級別成對應關系的數值。

4　結論

本文介紹分析了間接作用式空氣制動原理，對生產實踐有指導意義。

［1］姜葛，何明洋，張斌.出口泰國SDA4型機車空氣制動系統設計［J］.鐵道機車車輛，2016（2）.

［2］魏偉.空氣制動系統模擬研究的發展（上）［J］.鐵道車輛，1995（4）：30-31.

U22

A

1674-6708（2016）166-0172-02

田鵬勇，天津北車軌道裝備有限公司，研究方向為城市軌道組裝工藝。