160km快速铁路货车制动系统组成及特点文档格式.docx

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　　现有的120型货车控制阀性能参数是按照速度相对较低（≤90km/h）的重载（5000t～10000t）长大货物列车设计的，故采用了较慢的制动、缓解与充气特性。

现有的空重车自动调整装置从工作机理、称重精度及消除货车在高速运行时的振动对空重车调整的影响的能力等方面都与快速货车对制动机的要求不相适应。

因而迫切需要研制适应快速货车需要的控制阀及其配套的随重调整装置，以形成完整的快速货车制动系统。

　　根据2004年铁道部科技研究开发计划项目的安排，眉山车辆厂等单位承担了“160km/h快速货车制动系统的研究”的课题（合同编号为2004J027）。

项目要求：

在现有各种制动系统的基础上，参考国外先进经验与标准，通过分析与计算，确定系统配置。

着重考虑控制阀的形式与性能、车轮防滑、闸瓦的形式与热负荷问题，并考虑与通用货车混编的问题。

（一） 

系统的组成

　　160km/h快速货车制动系统由快速货车控制阀（包括主阀、紧急阀、半自动缓解阀、板式中间体等各1套），自动随重调整装置（包括随重调整阀、平均阀各1套和称重阀2套），每轴2套盘形制动装置（包括φ610mm制动盘、闸片、φ254mm单元制动缸及夹钳），每轴1套机械式防滑器（包括防滑调节器、排风阀、安全阀等），HZQ-C型缓解指示器2套等组成。

参见图10-5“160km/h快速货车制动系统示意图”。

1-制动管 

2-截断塞门及集尘器 

3-快速货车控制阀

4-HZQ-C型缓解指示器 

5-随重调整阀 

6-工作风缸

7-副风缸 

8-盘形制动装置 

9-称重阀 

10-防滑调节器

11-防滑排风阀 

12-折角塞门及软管连接器

图10-5 

160km/h快速货车制动系统示意图

　　1.快速货车控制阀

　　快速货车控制阀是以120阀性能为基础，汲取了国外先进制动机的优点，采用模块化设计的多功能控制阀。

它在保留了120阀众多优点的同时实现了许多功能上的突破，完全能够适应快速货车的需要。

控制阀采用的是二压力间接作用方式，取消传统的滑阀结构，采用膜板、止阀结构。

控制阀由主阀、快普转换阀、半自动缓解阀、紧急阀和板式中间体等部件组成。

控制阀具有如下特点：

（1）具有快普转换功能：

当快速货车以160km/h专列运行时，置于快位，定压600kPa，此时其制动、缓解及充气时间较快，能缩短空走距离并能满足轴重≤18t，牵引总重≤1500t，运行速度160km/h的快速货车紧急制动距离≤1400m的要求。

当快速货车回送或与普通货车混编或附挂时，置于普位，定压500kPa，此时其性能与120阀基本一致。

（2）能与自动随重调整装置适配实现无级空重车自动调整，无需降压气室之类的无效容积，在非全重车位时明显节约压力空气的消耗。

　　（3）能适应直径为6～16英寸制动缸或总容积与之相当的多个制动缸系统而无需更换缩堵，此时其制动、缓解及充气时间仍保持不变。

　　（4）在取消加速缓解风缸的同时仍然具有良好的加速缓解作用。

　　（5）能适应压力保持式的操纵。

　　（6）能用705型试验台进行性能试验，便于检修及推广运用。

　　（7）中间体采用集成板式中间体。

　　（8）各个进出口气路均采用粉末冶金滤尘。

　　（9）预留电空控制接口。

　　2.自动随重调整装置

　　自动随重调整装置包括随重调整阀、平均阀和直接或间接称重阀。

（1）随重调整阀

　　随重阀采用了天平支点式杠杆结构，随重调整阀原理示意图参见图10-6。

1、2-称重阀压力信号 

3-制动缸压力信号

4-副风缸压力信号 

5-容积室压力信号

图10-6 

随重调整阀原理示意图

　　当车辆载重增加时，称重阀输出的信号压力增高，推动支点滚轮上移，当杠杆比为1时，当制动时，副风缸输向制动缸的压力将与来自控制阀的容积室压力相近，此时为重车位。

当车辆载重逐渐减少时，称重阀输出的信号压力逐渐降低，支点滚轮下移，杠杆比逐渐减小，则制动缸压力也将逐渐降低。

因而能使制动缸压力随车辆载重的变化无级、连续地成正比变化，从而获得均匀一致的制动减速度。

　　在随重阀中设立了初跃升弹簧，保证在制动初期，无论是空车位，还是重车位，均具有明显而稳定的制动缸压力初跃升作用。

随重调整阀有较大的连续调整范围以适应空重车压力调整的需要。

根据称重阀传来的载重信号压力，控制制动缸的压力，使之自动跟随当时车辆的载重而成比例变化，减小纵向冲动，提高列车运行安全。

（2） 

平均阀

　　平均阀采用异径活塞压力平衡方式。

　　平均阀为选装件，当每辆车装配两个称重阀时加装；

当只有一个称重阀时，则配以一个上盖，直接将称重阀传过来的信号压力引入调整阀的信号活塞。

该信号压力的大小不受制动机制动、缓解工况的影响，只随车辆载重的变化而变化。

　　（3） 

称重阀

　　称重阀有直接称重阀和间接称重的传感阀两种，具体采用哪一种，需要根据不同的转向架结构形式来确定。

　　①直接称重阀

　　直接称重阀由气动控制机构和机械减力机构组成。

气控机构的基本部件是进气阀及排气阀，减力机构的主要组成是圆板称重簧、弹性环等组成。

直接称重阀结构原理图参见图10-7。

图10-7 

直接称重阀结构原理图

　　直接称重阀的作用为：

将车辆载重直接转换成压力空气信号并传输给随重调整装置。

由于直接称重阀因与枕簧挠度无关，且称重阀设置了减振阻尼滤波作用，能够消除高速运行时车辆振动对输出信号压力的影响，因而信号压力更加准确、稳定。

　　②间接称重的传感阀

来源：

（-160km快速铁路货车制动系统组成及特点_jingse_新浪博客

　　为了适应三大件式转向架安装方式，160km/h快速货车制动系统的自动随重调整装置的称重方式设计了间接称重的传感阀，其作用原理与直接称重的称重阀完全相同，只是容量减小。

该方案的关键是使设计的套筒弹簧传往传感阀的力的大小及变化与车辆载重变化一致。

根据转向架悬挂弹簧参数，使所设计的套筒弹簧参数与转向架弹簧参数匹配，这样套筒弹簧传往传感阀的力的大小及变化才能真正反映车辆载重的大小及变化。

间接称重的传感阀原理示意图参见图10-8。

1-传感阀 

2-外套 

3-弹簧 

4-摩擦垫 

5-导套

图10-8 

间接称重的传感阀原理示意图

　　3.机械式防滑器

　　机械式防滑器的主要部件有防滑调节器、排风阀、安全阀。

　　防滑调节器由测速机构和调节阀构成。

主要作用是检测轮轴的速度变化量（即加速度或减速度），当速度变化量达到规定值时，将速度变化量转换为阻止车轮滑行的控制信号。

　　排风阀是一只二压力作用的给排阀，主要作用是在调节器的控制下，快速地排出或补充制动缸的压力空气，达到控制车辆的制动力，防止车轮持续滑行的目的。

　　安全阀由控制室和安全活塞组成，其基本作用是预防因为连接调节器的软管破裂而造成制动失效。

　　机械式防滑器的主要性能参数：

（1）稳定性

　　稳定性是以防滑器不产生实质性作用时车轮的最大线减速度值来衡量的。

JF-2型机械式防滑器的该值设定在2m/s2～3m/s2之间。

（2）灵敏度

　　灵敏度是以防滑器能准确产生防滑作用时车轮的最小线减速度值来衡量的。

JF-2型机械式防滑器的该值设定在3m/s2～5m/s2之间。

　　（3）作用周期

　　作用周期是指防滑器控制制动缸开始排风至制动力恢复（即一个作用周期）所经历的时间。

作用周期与起控时车轮的滑行程度密切相关，不是一个定值。

为保证机械式防滑器的可靠性，规定机械式防滑器的一个作用周期不大于3s。

　　4.盘形制动装置

　　盘形制动装置包括制动盘、单元制动缸、夹钳和闸片，每轴2套。

（1）制动盘

　　制动盘系蠕墨铸铁盘，尺寸参数为：

　　直径 

610mm

　　摩擦半径 

235mm

　　厚度 

110mm

（2）单元制动缸

　　单元制动缸结构参数为：

　　缸径　　　　　　　　 

254mm

　　最大活塞行程 

30mm

　　最大工作压力 

600kPa

　　闸瓦间隙累计调整量 

≥120mm

　　一次最大调整量　　　 

6mm

　　工作温度范围　　　　 

-50～70℃

　　（3）夹钳

　　夹钳由叉架、杠杆和闸片托组成，杠杆和闸片托分左右。

各零件之间采用轴销连接，并用开口销锁定，以防脱落。

　　（4）闸片

　　闸片采用新高摩合成闸片，闸片摩擦面积为150cm2，厚度为28mm。

　　5.HZQ-C型缓解指示器

　　HZQ-C型缓解指示器联接在制动缸管路上，根据制动缸管路有无风压来判断制动与缓解，可设置为制动时显示为红色，缓解时显示为绿色。

（二）系统的特点

　　1.控制阀采用无滑阀结构，并具有“快、普”转换功能，能适应不同编组数量的列车制动需求。

　　2.采用间接作用方式，能配用真正的无级空重车，且能适应多缸制动系统，即盘形制动。

　　3.空重车自动随重调整装置具有较大的压力调整范围，最大空重比可达1：

4，即能使25t轴重，且自重仅20t的车辆空重车制动率趋于一致。

　　4.增设机械式防滑器，能有效地防止车轮的擦伤，可提高制动率。