列车制及动总论.ppt

制动技术 第一章 列车制动总论 学习内容：制动的基本概念、制动方式 学习难点：粘着的概念及应用 第一节 列车制动的几个基本概念 制动：人为的制止物体的运动，包括使其减速、阻止其运动或加速运动。 缓解：对已经实行制动的物体，解除或减弱其制动作用。 列车制动装置：为了使列车能够施行制动或缓解而安装于列车上的一整套设备 。 制动机是产生制动原动力并进行操纵和控制的部分 。 基础制动装置是指传送制动原动力并产生制动力的部分。 机车制动装置能够操纵机车本身和全列车的制动作用 。 车辆制动装置只能控制车辆本身的制动作用。 制动力：由制动装置产生的与列车运行方向相反的外力。 常用制动：正常情况下为调速或进站停车所施行的制动。特点是作用缓和，制动力可调，只用到列车制动能力的20％～80％，一般只用50％。 紧急制动：紧急情况下，为了尽快停车而施行的制动，也称非常制动。作用迅猛，用尽所有的制动能力。 制动距离：从司机施行制动的瞬间起，到列车速度降为零的瞬间止，列车所驶过的距离。是一个综合反映列车制动装置的性能和实际制动效果的主要技术指标。 计算制动距离：各个国家根据自己的铁路情况制定的紧急制动的最大允许值。我国《技规》规定：列车在任何线路坡道上的紧急制动距离为800m。 紧急制动限速：为保证紧急制动距离而对列车在坡道上运行速度的限制。 常用制动限速：由常用制动时力的平衡关系而决定的另一种制动限速。 第二节 闸瓦制动与粘着 一、闸瓦制动 制动的实质： （能量的观点）将列车的动能变成别的能量或转移走。 （作用力的观点）制动装置产生与列车运行方向相反的力，是列车尽快减速或停车。 闸瓦制动： 用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块(闸瓦)紧压滚动着的车轮踏面，通过闸瓦与车轮踏面的机械摩擦将列车的动能转变为热能，消散于大气，并产生制动力。 原理：力矩平衡 在轮轨间保持静摩擦和忽略车轮回转惯性的情况下，制动力在数值上等于闸瓦与车轮的摩擦力。 二、粘着 粘着状态： 轮轨间实际并非点接触，而是椭圆形面接触； 列车运行中不可避免地要发生各种冲击和振动； 车轮踏面是圆锥形的，车轮在钢轨上滚动的同时，必然伴随着微量的轮轨间的纵向和横向滑动。 结论： 轮轨接触面不是纯粹的静摩擦状态，而是“静中有微动”或“滚中有微滑”的状态。轮轨间的这种接触状态称为粘着状态。在分析轮轨间切向作用力的问题时，不用静摩擦这个名词，而以粘着来代替它。只要轮轨间静摩擦不被破坏，制动力将随闸瓦压力的增大而增大。 粘着力 粘着状态下轮轨间切向摩擦力最大值。 比物理学上的最大静摩擦力要小，而且与列车运动状态有关、随列车速度的升高而降低。 粘着系数 粘着力与车轮与钢轨间的垂直载荷之比称为“粘着系数”。 计算粘着系数 制动力和惯性力不是作用在同一水平面内，造成各个车轮对钢轨的法向反力并不相等，粘着力的计算不方便。 假定垂直载荷固定不变，认为粘着力的变化仅仅由于粘着系数的变化引起的。粘着系数为假定值，称为计算粘着系数。 计算粘着系数与假定不变的垂直载荷的乘积等于实际的粘着力，所以这个假定用于粘着力计算是可行的。 第三节 粘着系数的影响因素和计算公式 一、粘着系数的影响因素： 主要有两个：列车运行速度和车轮、钢轨的表面状况。 轮轨间表面状态包括：干湿情况、脏污程度、是否有锈、是否撒砂以及砂的数量和品质等等。这些因素的影响是非常复杂的，不可能用公式来表达。 列车运行速度 ： 列车运行速度 粘着系数 随着制动过程中列车速度的降低，冲击振动以及伴随而来的纵向和横向的少量滑动都逐渐减弱，因而粘着力和粘着系数也逐渐增大，其增大的程度与机车车辆动力性能、轨道的情况等有关。 制动粘着系数是制动装置设计中首先需要选定的最基本的参数之一。粘着系数影响因素复杂多变，故粘着系数的变化范围很大，通常给出两条曲线，即给出一个范围。 二、 粘着系数的计算公式 干燥轨面： 潮湿轨面：  教材上还列出了美国西屋空气制动机公司、日本、前苏联以及欧洲其他一些国家的制动粘着系数或其计算公式，纵观这些计算公式我国对粘着系数的取值不大不小，介于中间，应该说比较合理。 第四节 粘着限制、制动率和闸瓦摩擦系数 一、粘着限制 滑行的产生机理： 粘着状态下，制动力近似的等于闸瓦与车轮的摩擦力，摩擦力越大，制动力就越大。 当闸瓦与车轮的摩擦力矩大于粘着力对于车轮中心力矩时，车轮就会被闸瓦抱死，使车轮在钢轨上滑行，粘着状态被破坏，而此时的制动力就变成了车轮与钢轨的滑动摩擦力。