出口尼日利亞客車真空與空氣雙用制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)

賁曉東,姜艷林,李 康

（中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司 設(shè)計(jì)開發(fā)部,南京 210031）

1 概述

尼日利亞項(xiàng)目客車制動系統(tǒng)采用真空制動與空氣制動雙系統(tǒng)，其中空氣制動系統(tǒng)采用F8G型空氣制動機(jī)，真空制動系統(tǒng)采用印度GREYSHAM公司產(chǎn)品，兩套制動系統(tǒng)共用一套基礎(chǔ)制動裝置，基礎(chǔ)制動采用踏面制動。全車貫穿3條主管，其中列車管為制動提供用風(fēng)，總風(fēng)管為輔助用風(fēng)設(shè)備提供用風(fēng)，真空管為真空制動系統(tǒng)提供真空度。

2 制動系統(tǒng)原理

2.1 空氣制動系統(tǒng)

空氣制動系統(tǒng)采用雙管供風(fēng)，其中列車管定壓500kPa、總風(fēng)管定壓900kPa，列車管用于制動控制。制動系統(tǒng)主要由主要由F8G型空氣分配閥、副風(fēng)缸、總風(fēng)缸、組合式集塵器、緩解閥、14寸制動缸等組成。F8G型空氣分配閥是空氣制動系統(tǒng)的核心部件，工作壓力為500kPa，緊急制動壓力為380kPa，具備階段緩解的功能，是在國內(nèi)成熟F8型空氣分配閥（使用壓力：600kPa）基礎(chǔ)上改型設(shè)計(jì)的成熟穩(wěn)定的三壓力分配閥，具有廣泛的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)。

空氣制動系統(tǒng)原理簡要介紹如下：

當(dāng)制動主管充風(fēng)至定壓時(shí)，F(xiàn)8G分配閥的三個(gè)輸入壓力（制動主管、工作風(fēng)缸、副風(fēng)缸）達(dá)到平衡，分配閥內(nèi)部制動缸接口與外部連通，不輸出制動壓力；當(dāng)制動主管施行制動減壓時(shí)，F(xiàn)8G空氣分配閥內(nèi)部平衡打破，制動缸接口與外界切斷，同時(shí)副風(fēng)缸中壓力空氣經(jīng)制動缸管輸出，生成制動原動力，制動力通過制動杠桿施加于基礎(chǔ)制動。

圖1 空氣制動原理

2.2 真空制動系統(tǒng)

真空制動系統(tǒng)采用印度GREYSHAM公司產(chǎn)品，主要包括真空制動缸、真空制動風(fēng)缸、真空緩解閥、真空制動加速器等，真空制動主管定壓為真空度68kPa，主管規(guī)格為2.5英寸。

真空緩解閥與真空制動缸是真空制動系統(tǒng)的主要執(zhí)行部件，真空緩解閥安裝于真空制動缸上，真空緩解閥兩條通路分別將真空制動缸活塞下部空間連接至真空主管、真空制動缸活塞上部空間連接至真空風(fēng)缸。

真空制動加速器安裝于真空主管與緩解閥之間，真空主管真空度的下降速度超過一定限值時(shí)，加速器打開真空主管與大氣的通路，加快制動速率。

真空制動系統(tǒng)由于產(chǎn)生的初始制動力較小，為了滿足制動需求，設(shè)置了2套真空制動裝置和一套同步制動力傳遞裝置，真空制動力通過傳遞裝置傳遞至制動杠桿并施加于基礎(chǔ)制動。

圖2 真空制動原理

2.2.1 真空制動系統(tǒng)原理（見圖2）

（1）真空緩解：當(dāng)真空主管的真空度上升時(shí)，真空度從真空緩解閥傳遞至真空缸下部，重力球在真空壓力作用下打開上下部通路，真空度傳遞至真空風(fēng)缸，同時(shí)真空制動缸活塞上下部真空度等同，活塞在自重作用下至最低位，真空制動缸處于緩解位。

圖3 真空緩解

（2）真空制動：當(dāng)真空主管的真空度下降時(shí)，經(jīng)緩解閥傳遞至真空制動缸活塞下部，活塞下部真空度小于上部真空度，此時(shí)真空制動缸活塞上下部被重力球所隔斷，活塞上下部產(chǎn)生壓差，真空制動缸活塞在壓差作用下上升，真空制動缸處于制動位。

圖4 真空制動

（3）同步制動傳遞裝置原理：真空管真空度下降時(shí)，兩個(gè)制動缸同步制動，當(dāng)真空制動缸處于制動位時(shí)，制動缸活塞處于最高位，活塞帶動傳動軸轉(zhuǎn)動并施加向上的拉力，傳動軸通過轉(zhuǎn)向，將制動力傳遞至基礎(chǔ)制動裝置，真空制動缸及傳動軸動作見圖x；當(dāng)真空制動缸處于緩解位時(shí)，制動缸活塞處于最低位，制動缸拉力消失，傳動軸復(fù)位。

圖5 同步制動傳遞裝置

圖6 緩解狀態(tài)

圖7 制動狀態(tài)

2.3 基礎(chǔ)制動傳遞裝置

基礎(chǔ)傳遞裝置是一套純機(jī)械裝置，包括制動杠桿、均衡杠桿、拉桿、閘調(diào)器，可通過在制動杠桿上設(shè)置杠桿比，根據(jù)車重來設(shè)置車輛的制動力。

基礎(chǔ)制動傳遞裝置結(jié)構(gòu)原理如下：

旋壓式制動缸或兩個(gè)制動缸將制動原動力施加于傳動軸上，傳動軸通過轉(zhuǎn)動，將制動力傳遞至杠桿，將力傳遞至制動杠桿上，最終同樣使1、2位轉(zhuǎn)向架上所有閘瓦壓緊車輪踏面。

圖8 基礎(chǔ)制動原理

3 結(jié)束語

真空與空氣雙用制動系統(tǒng)可以分別適應(yīng)采用真空制動和空氣制動的機(jī)車，兩種制動控制方式互不干擾，可分別實(shí)現(xiàn)列車的制動功能。經(jīng)調(diào)研，在非洲許多國家目前面臨機(jī)車車輛換代，裝有真空與空氣雙用制動系統(tǒng)的車輛可以更好的適應(yīng)非洲各國的特殊國情，有一定的推廣使用意義。