機車制動機

機車制動機是裝在機車上的一種制動機，具有製造、貯存壓力空氣的空氣壓縮機、總風缸以及發出、傳遞制動、緩解等指令的制動閥等部件。

基本介紹

• 中文名：機車制動機
• 外文名：Locomotive brake
• 功能：制動
• 相關行業：汽車製造
• 相關學科：機械設計製造
• 分類：空氣制動機等

基本介紹

機車制動機是裝在機車上的制動機。它除了與車輛制動機一樣必須具有列車管、分配閥、基礎制動裝置等一系列屬於制動、緩解指令接收、執行裝置等外，還具有製造、貯存壓力空氣的空氣壓縮機、總風缸以及發出、傳遞制動、緩解等指令的制動閥等部件。由於採用的制動機有空氣制動機、電空制動機等不同型式，故發出的指令可以通過電氣指令線，也可以通過列車管空氣壓力變化來傳遞。

機車制動機

發展簡史

我國機車制動機的發展與牽引動力的變革息息相關。在蒸汽牽引為主的年代裡，僅適應於單端操縱的ET-6型機車空氣制動機成為機車制動機。20世紀60年代初期，由ET-6型演變成適應雙端操縱的EL-14A型機車空氣制動機首先在電力機車上裝用，然後用於內燃機車，從而改變了長期單一使用ET-6型機車空氣制動機的落後面貌。為適應中國鐵路運輸的需求，機車制動技術相應地也取得了突破性發展。在20世紀70年代後期，相繼研製成功了JZ-7型機車空氣制動 機和DK-1型機車電空制動機，並在20世紀80年代初期開始批量裝車使用。在20世紀90年代，制動機的重聯、列車電空制動控制、與列車運行監控記錄裝置的配合、空電聯合制動等新技術也逐步在JZ-7型機車空氣制動機和DK-1型機車電空制動機上得到了廣泛的套用。

隨著我國鐵路牽引動力的發展以及交流傳動為核心的先進技術在機車上的套用，牽引列車朝著重載、高 速方向發展，這就對列車制動系統提出了更新更高的要求：即減少車輛間及列車的制動衝動；縮短制動距離; 充分利用動力制動以減少基礎制動裝置的機械磨耗；提高制動系統的可靠性和安全性；實現制動系統的故障檢測、故障診斷、故障顯示與報警、故障記錄等功能。

基本功能

機車制動機應具備的基本功能有：列車自動制動與機車單獨制動、後 備空氣制動操縱、能操縱現有客貨列車制動機（一次或階段緩解空氣制動機及電空制動機）、空氣制動與動力制動的混合(空電聯合制動)、制動機重聯及遠端重聯控制、斷鉤保護、無動力回送、列車電空制動、與列車速度監控的配合及停放制動控制等。機車制動機還應能實現對機車制動機的監控及故障檢測、診斷、報警、記錄及單機自動測試等功能。

制動模式

在系統上應採用失電制動模式，即一旦電氣線路與微機故障而失電，應能自動轉向制動。自動制動控制器、單獨制動控制器及後備空氣制動閥可按國外現代機車模式，與牽引/制動控制手把相同，全部選擇為推拉式，並按UIC標準，選定手把向後方向轉動為增加機車或列車制動力。自動制動控制器、單獨制動控制器按自動保壓方式，即設定有級或無級常用制動區。設定制動區可以使列車管或制動缸的壓力控制更方便、更準確。這種方式在國外機車上較多 採用。列車管減壓量或制動缸壓力控制指令還應能通 過司機顯示屏顯示。考慮到傳統性，自動制動控制器 與單獨制動控制器均應設定手把取出位，用於換端或重聯運行。

分類

閘瓦制動的制動機

採用壓縮空氣推動的閘瓦制動技術已有一個世紀以上的歷史，在這段時間內，制動技術雖然有了很大的改進和發展，但世界各國鐵路絕大多數仍採用空氣制動。雖然電力、內燃機車等牽引技術全面發展，應 用了動力制動，但列車的制停仍需要用空氣制動來完成。

電控制動的制動機

電空制動技術的發展在國外已有近60年的歷史。20世紀40年代，電空制動技術尚處在萌芽狀態，主要在蒸汽機車上採用，只是在自動制動閥上加裝電聯鎖，車輛上配有帶電磁閥的三通閥。20世紀50年代末期至60年代初期，國外在原機車空氣制動機上進行了大幅度的改進，如法國的PBL2型和德國的GE2型，它們通過電器來控制電磁閥的開閉，達到制動與緩解的目的。我國的DK-1型機車電空制動機就屬於這一類型。隨著電子技術及微機控制技術的廣泛套用，從20世紀80年代起，國外機車制動機在原機車電空制動機基礎上又進行了大幅度的改進，廣泛採用微機控制技術，使之更適應於現代社會的發展。

微機控制的制動機

微機控制的數字式或模擬式電空制動機，如日本一般為數字式直通電空制動機，而歐洲均採用符合UIC標準的模擬式自動電空制動機（城軌車除外）。它們無一例外地採用微機控制電空閥的開閉，並利用對EP閥的控制，使制動機的壓力控制更加精確，並縮短了制動與緩解的反應時間，減少了制動衝動，空走時間的減少也相應地縮短了制動距離。由於微機功能強大，它還能為機車制動機與機車其他系統的配合創造出一個很好的基礎平台，特別是機車、列車的空氣制動與機車動力制動的混合，採用微機就能很方便地實現。採用微機並增設相應的檢測元件，還能實現對機車制動機的監控及機車制動機的故障檢測、診斷、顯示、報警、記錄、單機測試等功能。

系統構成

自動制動閥

自動制動閥由角位移感測器和機械式排風閥組成。設有緩解位、最小減壓位 、最大減壓位(從最小減壓位至最大減壓位之間為常用制動區)、過 量減壓位、手柄取出位和緊急制動位等作用位置。除緊急制動位外，機械式排氣閥始終處於關閉狀態。司機在操作時, 根據需要將自閥手柄置於相應位置，角位移感測器向微機制動控制單元發出相應信號， 再由通過閥控制列車管及機車制動缸的充、排風，實現機車及車輛的制動、保壓和緩解。自閥手柄置於緊急位時，除角位移感測器向發出緊急制動指令外，還以機械方式打開機械式排風閥，快速排放列車管內的壓力空氣。

單獨制動閥

單獨制動閥為純氣動閥，採用位置減壓式結構。電空制動情況下，接收自閥發出的電指令，分別控制列車管和機車制動缸的閥產生相應的動作。同時，還控制與機車動力制動、安全控制裝置及自動駕駛裝置進行協調配合。

模擬式比例電磁閥

電磁閥的主要功能是接收發出的指令，分別控制列車管和機車制動缸的增、減壓。

機車緊急制動作用閥

緊急制動時將總風引入壓力開關，控制微機切斷機車動力及動力制動；同時將總風引入作用閥連線埠，使機車制動缸緊急增壓。

其他部件

除上述部件外，系統內還安裝有中繼閥、總風遮斷閥、作用閥、緊急放風閥、緊急制動閥、電磁閥、手動閥、雙向閥、壓力開關和壓力感測器等部件。

設計原則

機車動力制動，特別是交流傳動機車的再生制動，由於其制動功率高和無磨耗，對高速列車特別合適，其動力制動力可以做到僅與輪軌間粘著因數有關。而空氣制動時的閘瓦或盤形制動作為摩擦制動方式，要受其制動極限功率的限制。

為了不影響車輪或制動盤及制動片的使用壽命，必須降低空氣制動力，延長制動距離。空電聯合制動的採用，可以在執行空氣制動時，充分利用動力制動力來減少基礎制動裝置的機械磨耗，提高制動系統的可靠性和安全性，以達到延長基礎制動裝置的使用壽命及縮短制動距離的目的為了減少空氣制動中的基礎制動裝置的磨耗，機車必須具有高功能的動力制動（應最大限度地發揮其功能），並在施行空氣制動時應首先使用。在高速範圍內一旦動力制動力隨恆功限制而下降，可以由摩擦制動來補償。為補救低速範圍因動力制動力下降的不足及保證列車在停止狀態下的安全，必須加入摩擦制動。

空電聯合制動應考慮機車電制動的形式及混合的可靠性，具體應遵守以下原則:

(1) 動力制動優先，並充分使用動力制動。

(2)機車動力制動應控制成與列車管減壓量成正比的關係。當列車管減壓量小於20kPa時，不應產生動力制動，而當列車管減壓量大於或等於100kPa(此值應可根據牽引列車的種類調整改變)時，動力制動應達到最大。

(3) 緊急制動(除非常制動)時，機車動力制動應自動上升至最大。

(4) 在機車動力制動上升後，應在機車制動缸壓力中相應減除動力制動作用對應壓力值，但機車制動缸壓力應最小維持20～40 kPa，以減少制動方式轉換而引起的制動衝動。

(5) 空氣制動與動力制動混合過程中，動力制動力失去或降低後(含動力制動特性限制)，機車制動缸壓力應自動上升補充或恢復到與列車管減壓量對應的壓力值。

(6)動力制動應可以單獨使用，並不得影響機車制動機的動作。兩種操縱對動力制動的控制，應採取取大原則，即執行要求大的動力制動指令。

(7)空電聯合制動功能，必須不影響機車與列車制動機的正常工作。在停車或運行過程中應能方便地切除，並不得影響機車或列車的運行。