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列车空气制动原理一、前言列车空气制动是现代铁路运输中的重要组成部分，其作用是通过控制列车空气压力的变化，来实现对列车的刹车和释放。
本文将详细介绍列车空气制动的原理和实现方式。
二、列车空气制动系统组成1. 制动机构：包括制动鞋、制动盘等。
2. 空气压缩机：用于为整个系统提供压缩空气。
3. 空气管路：将压缩空气传输到各个部位。
4. 制动阀组：用于控制压缩空气的流向和压力大小。
5. 操作装置：包括司机室内的手柄、踏板等，用于控制整个系统的工作。
三、列车空气制动原理1. 原理概述列车空气制动利用了压缩空气在管路中传递时产生的能量变化来实现对列车的刹车和释放。
具体来说，当司机需要刹车时，他会操作手柄或踏板，使得压缩空气进入管路中，并通过阀门逐渐进入各个部位。
当这些部位接收到足够多的空气后，它们会对列车制动机构施加压力，从而实现刹车。
反之，当司机需要释放刹车时，他会将手柄或踏板推回原位，使得空气从各个部位中排出，从而使制动机构失去压力，列车得以运动。
2. 制动阀组的工作原理制动阀组是整个系统中最关键的部分之一。
它由多个阀门组成，并通过管路连接各个部位。
其中最重要的是主风管和制动缸。
主风管是整个系统中最重要的管路之一。
它连接了司机室内的手柄和踏板等操作装置与各个部位，并负责传递压缩空气。
当司机需要刹车时，他会操作手柄或踏板，使得主风管中的空气进入各个部位，从而实现刹车。
制动缸是另一个非常重要的部分。
它由多个活塞组成，并与制动鞋等制动机构相连。
当主风管中的空气进入制动缸时，活塞就会向外移动，并对制动鞋施加压力，从而实现刹车。
3. 制动机构的工作原理制动机构由多个制动鞋和制动盘等组成。
当制动缸施加压力时，制动鞋就会向内移动，并与制动盘接触，从而实现刹车。
反之，当主风管中的空气被排出时，制动机构失去压力，从而使列车得以运动。
四、总结列车空气制动是现代铁路运输中必不可少的部分。
它利用了压缩空气在管路中传递时产生的能量变化来实现对列车的刹车和释放。
⽓动部分习题答案第⼗章⽓源装置、⽓动辅件及执⾏元件⼀、填空题1．⽓动系统对压缩空⽓的主要要求有：具有⼀定压⼒和流量，并具有⼀定的净化程度。
2．⽓源装置⼀般由⽓压发⽣装置、净化及贮存压缩空⽓的装置和设备、传输压缩空⽓的管道系统和⽓动三⼤件四部分组成。
3．空⽓压缩机简称空压机，是⽓源装置的核⼼，⽤以将原动机输出的机械能转化为⽓体的压⼒能空⽓压缩机的种类很多，但按⼯作原理主要可分为容积式和速度式（叶⽚式）两类。
4．空⽓过滤器、减压阀和油雾器⼀起称为⽓动三⼤件是多数⽓动设备必不可少的⽓源装置。
⼤多数情况下，三⼤件组合使⽤，三⼤件应安装在⽤⽓设备的近处。
5．⽓动执⾏元件是将压缩空⽓的压⼒能转换为机械能的装置，包括⽓缸和⽓马达。
⼆、判断题（√）1. ⽓源管道的管径⼤⼩是根据压缩空⽓的最⼤流量和允许的最⼤压⼒损失决定的。
（×）2. ⼤多数情况下，⽓动三⼤件组合使⽤，其安装次序依进⽓⽅向为空⽓过滤器、后冷却器和油雾器。
（√）3. 空⽓过滤器⼜名分⽔滤⽓器、空⽓滤清器，它的作⽤是滤除压缩空⽓中的⽔分、油滴及杂质，以达到⽓动系统所要求的净化程度, 它属于⼆次过滤器。
（√）4. ⽓动马达的突出特点是具有防爆、⾼速、输出功率⼤、耗⽓量⼩等优点，但也有噪声⼤和易产⽣振动等缺点。
( ×) 5. ⽓动马达是将压缩空⽓的压⼒能转换成直线运动的机械能的装置。
( ×) 6. ⽓压传动系统中所使⽤的压缩空⽓直接由空⽓压缩机供给。
三、选择题1. 以下不是贮⽓罐的作⽤是（ C ）。
A. 减少⽓源输出⽓流脉动B. 进⼀步分离压缩空⽓中的⽔分和油分C. 冷却压缩空⽓2. 利⽤压缩空⽓使膜⽚变形，从⽽推动活塞杆作直线运动的⽓缸是（C ）。
A. ⽓－液阻尼缸B. 冲击⽓缸C. 薄膜式⽓缸3. ⽓源装置的核⼼元件是（ B ）。
A. ⽓马达B. 空⽓压缩机C. 油⽔分离器4. 低压空压机的输出压⼒为（B ）A. ⼩于0.2MPaB. 0.2～1MPaC. 1～10MPa5. 油⽔分离器安装在（A ）后的管道上。
空气制动的原理一、引言空气制动是一种常见的制动方式，广泛应用于大型商用车辆和铁路列车中。
空气制动的原理是利用压缩空气作为能量传递介质，通过控制空气流动来实现制动效果。
本文将详细介绍空气制动的原理。
二、压缩空气系统1. 压缩机压缩机是将自然界中的空气经过压缩后储存到储气罐中的设备。
常见的压缩机有活塞式压缩机和螺杆式压缩机两种类型。
活塞式压缩机采用活塞往复运动将空气压缩，而螺杆式压缩机则是利用两个旋转螺杆之间的间隙将空气不断挤压和排出，使其达到高压状态。
2. 储气罐储气罐是存放被压缩过的空气的设备。
由于储气罐内部具有一定容积，可以在车辆行驶过程中提供稳定的供应能力。
同时，储气罐还可以起到滤水器和调节器等功能。
3. 管路系统管路系统是压缩空气传递的通道。
常见的管路材料有钢管、铜管和塑料管等。
管路系统需要具备耐高压、耐腐蚀、耐磨损等特性。
三、制动器1. 制动鼓制动鼓是一种圆形的金属部件，通常由铸铁或钢材制成。
它位于车轮内部，旋转时与车轮同步运动。
当制动器施加力量时，制动鼓会受到阻力，从而减速或停止旋转。
2. 制动皮带制动皮带是一种由摩擦材料制成的带状零件，通常由复合纤维和树脂组成。
它与制动鼓接触，并在施加力量时产生摩擦，从而减速或停止车轮旋转。
3. 制动缸制动缸是一种用于控制空气流量的设备。
它位于车辆底盘上，并与储气罐相连。
当司机踩下刹车踏板时，空气会被释放到制动缸中，并推动活塞向外移动，从而使皮带与鼓接触。
4. 制动阀制动阀是一种用于控制空气流量的设备。
它通常位于车辆底盘上，并与储气罐相连。
当司机踩下刹车踏板时，制动阀会打开，并释放压缩空气到制动缸中，从而使皮带与鼓接触。
四、操作原理1. 制动器的施加当司机踩下刹车踏板时，制动阀会打开，并释放压缩空气到制动缸中。
此时，活塞向外移动，使皮带与鼓接触。
由于皮带和鼓之间的摩擦力较大，车轮会减速或停止旋转。
2. 制动器的释放当司机松开刹车踏板时，制动阀会关闭，并将压缩空气排出。
气顶液制动系统工作原理
气顶液制动系统是一种常用于大型货车、客车和重型机械设备上的制动系统。
其工作原理如下：
1. 压缩空气供给：气顶液制动系统通过压缩空气供给系统，使用气压储存罐储存压缩空气。
空气压缩机会将空气压缩到储气罐内，以供后续使用。
2. 制动踏板操作：当驾驶员按下制动踏板时，空气压力感应器会检测到踏板的压力变化，并通过压力调节器向制动阀发送信号。
3. 控制阀调节：制动阀接收到信号后，会将压缩空气释放到气顶液制动器控制模块中的阀门中。
通过不同的控制模式和阀门的开启与关闭，可以控制不同车轮的制动力。
4. 制动器工作：制动器由行动器和制动垫组成。
当控制模块接收到制动信号时，会向制动器发送液压信号，使制动器施加力量于刹车盘或刹车鼓上。
制动器的压力会将刹车盘或刹车鼓与车轮轮毂接触，从而制动车辆。
5. 制动力分配：根据车辆的需要，气顶液制动系统可以根据不同车轮的转速、牵引力和负载情况等因素来分配制动力，确保车辆的制动效果稳定和均衡。
总结来说，气顶液制动系统通过将压缩空气转化为液压能量，通过控制阀门和制动器来实现制动功能。
该系统具有灵敏、可
靠的制动效果，并适用于大型车辆和工程机械等需要较大制动力的场景。
空气制动，又称为机械制动或摩擦制动。
城市轨道交通车辆常用的空气制动方式有闸瓦制动和盘形制动。
空气制动主要以压缩空气为动力，压缩空气由车辆的供气系统供给。
一空气制动系统的组成城市轨道交通车辆的空气制动系统由供气系统、基础制动装置（常见的有闸瓦制动系统与盘形制动装置）、防滑装置和制动控制单元组成。
供气系统主要由空气压缩机、空气干燥剂、压力控制装置和管路组成，供气系统除了给车辆制动系统供气外，还向车辆的空气悬架设备，车门控制装置（气动门），气动喇叭，刮水器及车钩操作气动控制设备等需要压缩空气的设备供气。
防滑装置适用于车轮与钢轨黏着不良时，对制动力进行控制的装置。
它的作用是：防止车轮即将抱死；避免滑动并最佳地利用粘着力，以获取最短的制动距离。
制动控制单元是空气制动的核心部件，它接受微机制动控制单元（EBCU)的指令，然后再指示制动执行部件动作。
其组成部分有：模拟转换阀、紧急阀、称重阀和均匀阀等。
这些部件都安装在一块铝合金的气路板上，实现了集成化。
这样避免用管道连接而造成容易泄露和占用空间大等问题。
二、空气制动系统的控制方式空气制动系统按其作用原理的不同，可以分为直通式空气制动机，自动式空气制动机和直通自动式空气制动机。
1.直通式空气制动机直通式空气制动机的机构如图所示空气压缩机将压缩空气储入总风缸内，经总风缸管至制动阀。
制动阀有缓解位、保压位和制动位3个不同位置。
在缓解位时，制动管内的压缩空气经制动阀Ex (Exhaust) 口排向大气；在保压位时，制动阀保持总风缸、制动管和Ex口各不相通；在制动位时，总风缸管压缩空气经制动阀流向制动管。
（1）制动位驾驶员要实施制动时，首先把操纵手柄放在制动位，总风缸的压缩空气经制动阀进入制动管。
制动管是一根贯穿整个列车，两端封闭的管路。
压缩空气由制动管进入各个车辆的制动缸，压缩空气推动制动缸活塞移动，并通过活塞杆带动基础制动装置，使闸瓦压紧车轮，产生制动作用。
制动力的大小，取决于制动缸内压缩空气的压力，由驾驶员操纵手柄在制动位放置时间长短而定。
第10章目录第10章压缩空气供给与空气制动 (4)10.1 CRH2型动车组制动系统的组成及特点 (4)型动车组制动系统的组成 (4)10.1.1 CRH210.1.2 制动系统原理 (6)型动车组制动系统的特点 (7)10.1.3 CRH210.2 制动功能 (8)10.3 电气指令及制动控制电路 (9)10.3.1 司机制动控制器电气指令电路 (9)10.3.2 常用制动指令电气电路 (12)10.3.3 快速制动指令电气电路 (13)10.3.4 紧急制动指令电气电路 (14)10.3.5 辅助制动指令电气电路 (18)10.3.6 耐雪制动指令电气电路 (18)10.4 制动控制装置 (19)10.4.1 组成 (19)10.4.2 气路原理 (21)10.4.3 制动控制功能 (25)10.4.4 防滑控制 (29)10.4.5 故障诊断及信息 (36)10.5 辅助制动 (39)10.5.1概要 (39)10.5.2 辅助制动的控制 (40)10.6 安全制动 (42)10.6.1 电空制动安全环控制 (42)10.6.2 旅客报警控制 (43)10.6.3 紧急按钮控制 (43)10.6.4 与ATP控制的接口 (43)10.6.5 与LKJ2000控制的接口 (44)10.7 供风设备系统 (44)10.7.1主空气压缩机 (44)10.7.2辅助空气压缩机 (50)10.7.3 升弓装置气路原理 (52)10.7.4 自动降弓装置的工作原理 (53)10.7.5 司机室控制空气管连接说明 (54)10.8 联挂、回送气路连接 (56)10.8.1列车重联（两列重联） (56)10.8.2 回送 (57)10.8.3救援时贯穿线的连接 (63)10.9 制动距离计算 (63)10.9.1 概述 (63)10.9.2 CRH2型动车组减速度与粘着 (65)10.9.3制动距离计算范例 (65)10.10 空气消耗量的计算 (67)10.10.1 初充气时间 (67)10.10.2 空气压缩机的运转率 (68)第10章压缩空气供给与空气制动制动是人为地利用制动力使列车减速、停车、阻止其运动或加速的统称。
正常运行状况下，CRH2型动车组采用常用制动、快速制动使运行中的动车组能迅速地减速或停车、防止动车组在下坡道上增速或超速；停放制动采用铁靴方式(在坡道最上方位置的头车的前3轴中设置6个铁靴)来防止停放的动车组因重力或风力作用而溜逸。
从系统组成和类型来说，CRH2型动车组制动系统采用复合制动模式，即再生制动＋电气指令式空气制动。
电气指令式空气制动采用微机控制的直通式电空制动。
本章将对微机控制的直通电空制动及其供风作如下详细说明。
10.1 CRH2型动车组制动系统的组成及特点10.1.1 CRH型动车组制动系统的组成2CRH2型动车组制动系统由制动控制系统、基础制动系统及空气供给系统三大部分组成。
制动控制系统包括：制动信号发生装置、制动信号传输装置、制动控制装置。
制动信号发生装置即司机制动控制器，位于1、8号（T1c、T2c）车司机室操纵控制台。
制动信号传输装置借助于列车信息控制系统，包括中央装置、车辆终端装置，采集与传输制动指令，同时接收制动状态指令。
制动控制装置接受制动指令、实施制动力的控制，并以整体集成方式将其吊装在每辆车的地板下。
其内部集成了电子控制单元和由各风动阀（电空转换阀、紧急阀、中继阀、调压阀等）组成的制动控制单元（BCU）、空气制动管路上所需的各种阀门及风缸等。
基础制动装置位于转向架上，由带防滑阀的增压气缸及油压盘式制动装置等组成。
空气供给系统由位于3、5、7号车地板下的3台空气压缩机、干燥器，及用于每辆车的总风缸、制动供给风缸，以及贯穿全车的总风管等组成。
制动设备主要构成及分布情况参见图10-1、表10-1。
表10-1 列车M 、T 编组情况与制动设备布置对照表注：1、“√”表示该车布置有此设备。
2、制动指令传输装置是制动系统关联设备，属于列车信息控制网络。
图10-1 制动系统列车布置图CRH 2型动车组制动系统采用复合制动模式，即再生制动＋电气指令式空气制动。
M 车（M 指动车）采用再生制动及空气制动方式，T 车（T 指拖车）仅采用空气制动。
列车分4个制动控制单元，1M1T 构成一个单元。
制动时在单元内再生制动优先，空气制动实行延迟充气控制，以减少闸片的磨损。
仅从对制动力控制的角度上，制动系统由制动控制系统和制动执行系统组成，其中制动执行系统又称为基础制动装置。
制动控制系统包括制动指令信号发生、传输装置和制动控制装置组成。
图10-2以一辆车的制动控制装置为例表示了从制动指令产生到基础制动装置的组成框图。
空气制动指令转换装置电子控制单元制动供给风缸图10-2 制动系统组成框图再生制动与空气制动的混合控制，是由微机来控制的：它优先利用动车的再生制动力，如果再生制动力不足，则由空气制动力来补充。
同时，两个头车司机室内各安装一台空气制动指令转换装置，它可将连挂机车的列车管空气压力信号转换成电信号，用作动车组被救援或附挂回送时实施制动的控制。
10.1.2 制动系统原理制动系统能够实现制动指令的发出及传输、常用制动及快速制动的控制、紧急制动的控制、辅助制动的控制、耐雪制动的控制、空气制动与再生制动的协调控制、防滑控制、增粘器（踏面清扫器）控制、受ATP/LKJ2000监控的速度控制，其中BCU还能进行主空气压缩机起停控制、车门控制、系统状态记录和故障诊断等一系列功能。
动车组的制动指令由司机制动控制器发出电气指令，经列车信息控制系统传送到每辆车的制动控制装置，由BCU的电子控制单元运算，按速度进行减速率的控制，实施再生制动和空气制动。
其中空气制动以控制电空转换阀（EP 阀）的电流，送出与电流相对应的预控压力信号到中继阀，经中继阀送出流量放大的同比率压缩空气，再由增压气缸经空——油变换作用转变成油压，最后经制动盘液压夹钳将制动力作用到制动盘上，完成制动作用。
（1）制动控制系统的类型CRH2型动车组制动控制系统的制动指令发出有两种途径，一种是正常行车时的常用制动的指令由司机制动控制器发出；另一种是由列车ATP （自动列车防护系统）或LKJ2000发出的安全制动指令由通信接口进入制动系统。
由司机制动控制器发出数字式电气指令，经列车信息控制网络的中央装置转变成数字信息，经网络传输到各车辆终端装置，再送到制动控制装置。
BCU是在接受制动指令后，对各种制动方式进行制动力分配、协调控制的部分。
由于采用了电气指令，所以可以很方便地采用微机控制，同时在可靠性、计算精度等方面得到提高。
通过BCU的微机控制，把制动供给风缸的压缩空气直接经各车独立制动缸支管进入制动缸，其压力大小直接反映制动力大小。
（2）制动方式就动车组动能的转移方式来说，CRH2型动车组采用了盘形制动和动力制动两种制动方式吸收或转移动车组的动能：按照动车组所采用的制动源动力来说，制动系统采用的盘形制动属于空气制动，动力制动属于再生制动；按照制动力形成方式，盘形制动、动力制动均属于粘着制动。
型动车组制动系统的特点10.1.3 CRH2概括起来，电气指令微机控制直通式电空制动系统是采用电信号来传递制动和缓解指令，司机通过电气指令经微机控制的电空转换阀（EP阀）和中继阀对各车辆的制动缸的空气压力进行直接控制，具有响应快、一致性好、控制方便的优点。
型动车组制动系统具有如下主要特点：CRH2①适应粘着变化规律的速度-粘着控制模式；②根据载荷变化自动调整制动力；③防滑保护控制；④以1M1T为单元进行制动力的协调配合，充分利用动车再生制动力，减少拖车空气制动力的使用，仅在再生制动力不足时才由空气制动力补充；⑤优先响应车载ATP/LKJ2000接口的指令，可施行安全制动；⑥故障诊断和相关信息保存功能；⑦当安全控制回路分离时产生紧急制动；10.2 制动功能CRH2型动车组制动系统具有常用制动、快速制动、紧急制动、辅助制动及耐雪制动等功能。
（1）常用制动常用制动级位设 1～7 级（标记为1N～7N），以1M1T为单元对动车再生制动力和空气制动力（包括动车和拖车的）进行协调控制，拖车空气制动延迟投入。
CRH2型动车组制动系统采用数字指令式，由61~67号线共7根制动指令线组成，共可形成7级常用制动。
制动系统会自动进行延迟充气控制（考虑在这里交代一下，或见第？节）。
延迟时，将M车上产生的再生制动力多余的部分转移到T车上去，达到编组列车上所需要的总制动力。
常用制动还具有空重车载荷调整功能，按载重来调节制动力，使动车组能够保持一定的减速度。
（2）快速制动快速制动采用与常用制动相同的复合制动模式，但具有最大常用制动（7级）1.5倍的制动力，操作司控器的制动手柄，或当未能减速到在闭塞区间设定的速度而使ATP或LKJ2000响应，均可发出快速制动指令。
（3）紧急制动按安全回路失电而启动的制动模式进行设置，下列任何一种情况均可导致全回路失电而引起紧急制动指令的产生：①总风压力下降到规定值以下；②列车分离；③检测到制动力不足；④操作紧急制动按钮，使紧急电磁阀失电；⑤换端操纵，手柄置于（钥匙）拔取位。
以上的紧急制动使各车按不同速度范围产生纯空气制动作用：在列车速度处于 160～200 km/h 范围内实施相对较低的减速度；在 160 km/h以下速度范围内实施相对较高的减速度，但紧急制动不具有空重车载荷调整功能。
（4）辅助制动在制动装置异常、制动指令线路断线及传输异常时可启用电气指令式的辅助制动，能产生相当于3级、5级、7级常用制动及快速制动的空气制动。
操作司机控制台上的辅助制动模式发生器（SBT）开关和头车配电盘内辅助制动模式发生器（ASBT）开关可以产生辅助制动。
但辅助制动与列车速度的快慢无关，即所发出的制动力的大小也不随列车速度和列车重量的改变而改变，只发出预定的制动力。
这一点与常用制动、快速制动不同。
除此以外应注意，制动控制装置还进行主空气压缩机与开闭车门的速度控制，因此，使用辅助制动时不应断开制动控制装置的电源。
（5）耐雪制动设置耐雪制动的目的是防止降雪时雪块进入制动盘和闸片之间。
耐雪制动动作时，制动油缸会轻轻地推出闸片以消除闸片和制动盘面之间的空隙，防止雪的进入。
耐雪制动于行驶速度110km/h以下，在耐雪制动开关置于作用位并且操纵制动手柄时动作。
耐雪制动对应的制动缸（BC）压力设定值为60±20kPa，这是使制动缸产生有效制动力最小的工作压力，在BCU输出实际空气制动控制信号时，制动缸则依然按照所需的空气制动力的大小充气到相应的压力。
耐雪制动对应的制动缸（BC）压力设定值可通过调整BCU面板上的开关来改变。
