间接作用式空气制动原理分析

田鹏勇，王泉文，单　凯

天津中车唐车轨道车辆有限公司，天津　300300

间接作用式空气制动原理分析

田鹏勇，王泉文，单凯

天津中车唐车轨道车辆有限公司，天津300300

制动系统的主要作用是控制机车、车辆和列车的运行速度，使它们减速、停车或以限定速度驶下坡道；其次是当列车或车辆在平道或坡道停车时使其保持不动。速度控制是保证列车能够完成运输任务的基本条件，列车与列车之间必须保持一个安全的间隔距离。所以制动装置是保证列车运行安全，提高列车运输能力的重要装置。

制动系统；制造工艺；制动原理

1　系统原理分析

间接作用式空气制动，即当列车管压力降低时，产生制动作用；列车管压力上升时，缓解制动。

列车正常运行时，总风管压力为7.5bar～9bar，当压力低于7.5bar时，由总风管压力传感器传输电流信号至网络，主空压机向总风管供风至9bar；总风管负责向转向架空气弹簧供风，风压由高度阀进行控制；正常运行时列车管压力为5bar，由总风管通过司机室手柄和中继阀控制列车管的冲风排风。正常运行时制动管压力为0bar。

列车管压力信号由列车管传给各车分配阀，产生相应的制动力。制动力以压缩空气的形式通过制动管路传给基础制动单元产生制动力。同时，分配阀还接收空气弹簧反馈的压力信号，调整制动力的大小。防滑阀由列车防滑控制器控制，实现车辆防滑功能。

2　分配阀工作原理

分配阀根据列车管内压力变化控制风缸的充气排气，根据制动级别不同，列车管的压力变化不同，从而使得分配阀的排气压力不同，分配阀排气通过空重阀输出到制动缸，空重阀根据列车承载级别的不同，对分配阀的输出压力进放大，根据列车载客重量大小对制动缸压力进行控制，从而实现制动距离满足要求。分配阀的在整个制动系统中为核心部件，一旦发生故障列车的制动性能将会失效，影响行车安全。

分配阀组合了以下固定功能：把制动管的压降转化为一个相应的预控制或制动缸压力、制动作用开始时加速制动管减压、保持控制压力、快速提供制动作用最小压力、保持制动缸压力、限制制动缸最大压力、过充控制功能。

2.1分配阀构成

2.1.1空气滤尘器

空气滤尘器使来自制动管的灰尘不能进入分配阀因而有助于延长分配阀的使用寿命当分配阀从阀座上拆下时不需对分配阀进行进一步分解就可立即更换空气滤尘器。

2.1.2三压力阀

三压力阀根据制动管压力变化的大小和速度来控制制动缸充A排气对制动管控制压力的改变三压力阀能快速响应此外三压力阀还激活加速器并控制过充保护。

2.1.3加速器

加速器由6个带有加速常用制动室的加速常用制动控制阀、1个控制管接头和1个缩孔开关H组成。

2.1.4控制室的控制阀

经过控制室、控制阀、来自于制动管压力的控制压力，由预控制压力监控。由于缩孔开关与加速器连通可有效地防止控制压力的任何排气。此措施可加速激活加速器在缓解末期的作用。

2.1.5最小压力限制器、最大压力限制器

通过最大压力限制器可设定制动缸压力的最高值该值与副风缸的容积及其压力制动缸的容积无关因而防止了制动力过大及车轮滑行给制动缸供风的管路或制动缸本身的漏泄可通过选择有更大容积余量的副风缸而得到补偿。

2.2首次充气

分配阀切除手柄处于开启状态，列车管空气通过开关阀进入副风缸、三压力阀中间腔室、预控气室A，由于预控气室A的孔径很小，该过程应该至少持续3min，列车管充气压力控制到500±10kPa，当分配阀切除手柄处于关闭状态时，列车管与分配阀气路被截断，分配阀在制动系统中停止工作，该过程为单车试验检测重要相点。

当充气达到稳定状态时，列车管与副风缸的之间的弹簧鞲鞴闭合，列车管与副风缸气压相等，三压力阀的下面两个气室等压。中继阀左侧最大压力控制阀关闭，最小压力控制阀开启状态。

2.3制动阶段

当制动时由司机室制动手柄控制中继阀动作，使得列车管排气，根据制动的级别不同，列车管的气压数值不同，由于列车管漏气，使得分配阀中三压力阀的中间气室压力下降，而预控气室A的压力视为不变，从而使得三压力阀的顶杆向上移动，此时三压力阀的上端开关打开，副风缸与右侧中继阀的预设压力室为通路，预设压力室的气压升高，当三压力阀的上面两个气室压力与预控气室A达到平衡状态时，中继阀的预设压力停止增加，同时，右侧中继阀的与制动管的开关打开，副风缸向制动管充气，当制动管压力与中继阀的预设压力达到平衡时，副风缸与制动管通路截断，从而达到稳定的制动力和制动级别。

2.4缓解阶段

制动的缓解和制动在分配阀实际为一个逆过程，制动缓解的时候，通过司机室手柄控制中继阀动作使得总风管向列车管充气，根据缓解的级别不同，列车管的气压数值不同，一下过程与上述制动过程相反，不再赘述。

3　中继阀工作原理

司机室中继阀为控制整个制动系统的控制中枢，司机通过司机室手柄控制中继阀的输入压力，从而控制整个列车制动过程，采用克诺尔公司的RH3型中继阀，内部结构及其工作原理较为复杂，有些功能在车辆中并没有应用，例如快速缓解功能。下面对工艺组装以及调试技术对中继阀的工作原理做介绍。

3.1首次充气

A气缸为与压力控制气缸，由总风管通过司机室手柄阀向A气缸充气；Z气缸为过充气缸，可以实现列车管的快速充气和过充功能；AB孔为制动控制开关孔，当AB孔没有气压时，总风管与列车管为截断状态，互不通气，司机室手柄动作对制动状态不会产生影响。

首次充气时，司机室制动开关关闭，A气缸与HB总风管存在气压，当司机室制动开关开启时，K3阀向左移动A室与A1室压力此时相等，K1鞲鞴向左移动，V1处孔打开，总风管向列车管充气，当列车管气压达到500kpa时，达到平衡状态。

3.2制动过程

制动时，有司机室手柄控制A室压力下降，K1向右移动，V2打开，列车管通过01口排气压力下降，下降的数值与制动级别成对应关系。

3.3缓解过程

缓解过程与制动过程为逆过程，在制动缓解时，A室压力上升从而导致A1室压力上升，V1处孔打开，总风管向列车管充气，列车管压力与制动级别成对应关系的数值。

4　结论

本文介绍分析了间接作用式空气制动原理，对生产实践有指导意义。

［1］姜葛，何明洋，张斌.出口泰国SDA4型机车空气制动系统设计［J］.铁道机车车辆，2016（2）.

［2］魏伟.空气制动系统模拟研究的发展（上）［J］.铁道车辆，1995（4）：30-31.

U22

A

1674-6708（2016）166-0172-02

田鹏勇，天津北车轨道装备有限公司，研究方向为城市轨道组装工艺。