電力機車制動原理,火車的制動原理是什麼?

2021-07-14 14:29:11 字數 5345 閱讀 7143

1樓:新幹線的貓耳朵

機車的制動原理有很多種

最基礎的叫做空氣制動。你在機車上看到一個罐子叫“總風缸”那個就是貯存壓縮空氣用的(鐵路上把壓縮空氣叫做“風”),列車執行時候,需要用壓縮空氣將制動系統鬆開(也就是所謂的“緩解”),這樣列車才能走,一旦制動系統沒有了壓縮空氣的**失去了壓力,彈簧系統就會將制動器緊緊壓在車輪上,將列車停下。這是不管什麼型別的列車都要用的

在電力機車和某些電傳動內燃機車上,可以採用電制動,因為這種機車最後是要依靠牽引電機來驅動車輪的,所以在制動的時候,將電機線反接,牽引電機就會變成發電機,用多餘的動能發出電能,然後這部分電能要麼通過巨大電阻轉換成熱能消耗掉(電阻制動,直流車常用),或經整流以後回饋牽引電網供給同一電網內的其他列車使用,能節省總體的電力消耗(再生制動,一般用在交流車上)

國內一般就是這兩種制動方式

在國外,還有好幾種比較特異的制動方式

例如日本有一個非常難爬的高坡路段叫做“碓氷峠”,那地方就有一種特殊的制動方式叫做電磁吸附制動(日語叫“電磁吸著ブレーキ”),即在軌道上敷設電磁線圈把軌道變成一個巨大的電磁鐵,列車經過時候自動通電,將列車緊緊吸附在軌道上防止列車在陡坡上打滑和溜車

德國的某些城市電氣軌道上還有一種“渦流制動”,其原理也是要在軌道上敷線圈,但是這時候的目的是要在列車經過的時候使列車產生感應渦流,併產生第二個磁場,列車磁場與軌道磁場相排斥從而將列車減速並把多餘的動能轉化為熱能散發掉(原理類似家用電磁爐但不完全一樣)。這種制動方式需要軌道的配合並且對四周的電磁環境特別是訊號系統干擾很大,如果要運用這種系統必須要使用特殊的抗干擾訊號系統和強大的散熱系統。所以運用並不廣泛

2樓:匿名使用者

你可以從網上搜尋沈北運用那**資料挺多的,電力機車是靠氣動的,有制動缸,還有就是電阻制動,是把電動機轉為發電機,然後把動能再轉為熱能,通過電阻散熱

3樓:

電力機車的制動主要是傳統的閘瓦制動和電阻制動,傳統的閘瓦制動就是利用可以調節的壓力使閘瓦壓在車輪踏面,阻礙車輪運動趨勢,使機車減速。電阻制動就是利用列車運動時具有的動能通過能量轉換使機車做減速。

火車的制動原理是什麼?

4樓:

制動裝置一般可分為兩大組成部分:

(1)“制動機”——產生制動原動力並進行操縱和控制的部分。

(2)“基礎制動裝置”——傳送制動原動力併產生制動力的部分。

列車制動在操縱上按用途可分為兩種。

(l)“常用制動”——正常情況下為調節或控制列車速度,包括進站停車所施行的制動。其特點是作用比較緩和而且制動力可以調節,通常只用列車制動能力的20%~80%,多數情況下只用50%左右。

(2)“緊急制動”—一緊急情況下為使列車儘快停住而施行的制動(在我國,也稱“非常制動”),其特點是作用比較迅猛,而且要把列車制動能力全部用上。

從司機實施制動(將制動手柄移至制動位)的瞬間起,到列車速度降為零的瞬間止,列車所駛過的距離,稱為列車“制動距離”。這是綜合反映列車制動裝置的效能和實際制動效果的主要技術指標。

閘瓦制動,又稱踏面制動,是自有鐵路以來使用最廣泛的一種制動方式。它用鑄鐵或其他材料製成的瓦狀制動塊(閘瓦)緊壓滾動著的車輪踏面,通過閘瓦與車輪踏面的機械摩擦將列車的動能轉變為熱能,消散於大氣,併產生制動力。其他制動方式除閘瓦制動外,鐵路機車車輛還有一些其他制動方式。

(一)盤形制動

盤形制動(摩擦式圓盤制動)是在車軸上或在車輪輻板側面裝上制動盤,一般為鑄鐵圓盤,用制動夾鉗使合成材料製成的兩個閘片緊壓制動盤側面,通過摩擦產生制動力,把列車動能轉變成熱能,消散於大氣。參看圖4—1-4。

與閘瓦制動相比,盤形制動有下列主要優點:

(1)可以大大減輕車輪踏面的熱負荷和機械磨耗。

(2)可按制動要求選擇最佳“摩擦副”(採用閘瓦制動時,作為“摩擦副”一方的車輪的構造和材質不能根據制動的要求來選擇),盤形制動的制動盤可以設計成帶散熱筋的,旋轉時它具有半強迫通風的作用,以改善散熱效能,為採用摩擦效能較好的合成材料閘片創造了有利的條件,適宜於高速列車。

(3)制動平穩,幾乎沒有噪聲。

但是,盤形制動也有它不足之處:

(1)車輪踏面沒有閘瓦的磨刮,輪軌粘著將惡化,所以,還要考慮加裝踏面清掃器(或稱清掃閘瓦),或採用以盤形為主、盤形加閘瓦的混合制動方式,否則,即使有防滑器,制動距離也比閘瓦制動要長。

(2)制動盤使簧下重量及其引起的衝擊振動增大,執行中還要消耗牽引功率。

盤形制動的制動力

(二)磁軌制動

磁軌制動(摩擦式軌道電磁製動)是在轉向架的兩個側架下面,在同側的兩個車輪之間,各安置一個制動用的電磁鐵(或稱電磁靴),制動時將它放下並利用電磁吸力緊壓鋼軌,通過電磁鐵上的磨耗板與鋼軌之間的滑動摩擦產生制動力,並把列車動能變為熱能,消散於大氣。參看圖4—1-5。

磁軌制動的制動力

式中k——每個電磁鐵的電磁吸力;

φ一一電磁鐵與鋼軌間的滑動摩擦係數。

與閘瓦和盤形制動相比,磁軌制動的優點是,它的制動力不是通過輪軌粘著產生的,自然也不受該粘著的限制。高速列車加上它,就可以在粘著力以外再獲得一份制動力,使制動距離不致於太長。磁軌制動的不足之處是,它是靠滑動摩擦來產生制動力的,電磁鐵要磨耗,鋼軌的磨耗也要增大,而且,滑動摩擦力無論如何也沒有粘著力大。

所以,磁軌制動只能作

為緊急制動時的一種輔助的制動方式,用於粘著力不能滿足緊急制動距離要求的高速列車上,在施行緊急制動時與閘瓦(或盤形)制動一起發揮作用。

(三)軌道渦流制動

軌道渦流制動又稱線性渦流制動或渦流式軌道電磁製動。它與上述磁軌制動(摩擦式軌道電磁製動)很相似,也是把電磁鐵懸掛在轉向架側架下面同側的兩個車輪之間。不同的是,軌道渦流制動的電磁鐵在制動時只放下到離軌面幾毫米處而不與鋼軌接觸。

它是利用電磁鐵和鋼軌的相對運動使鋼軌感應出渦流,產生電磁吸力作為制動力,並把列車動能變為熱能消散於大氣。

軌道渦流制動既不通過輪軌粘著(不受其限制),也沒有磨耗問題。但是,它消耗電能太多,約為磁軌制動的10倍,電磁鐵發熱也很厲害,所以,它也只是作為高速列車緊急制動時的一種輔助制動方式。

(四)旋轉渦流制動

旋轉渦流制動(渦流式圓盤制動)是在牽引電動機軸上裝金屬盤,制動時金屬盤在電磁鐵形成的磁場中旋轉,盤的表面被感應出渦流,產生電磁吸力,併發熱消散於大氣,從而產生制動作用。

與盤形制動(摩擦式圓盤制動)相比,旋轉渦流制動(渦流式圓盤制動)的圓盤雖然沒有裝在輪對上,但同樣要通過輪軌粘著才能產生制動力,也要受粘著限制。而且,與軌道渦流制動相似,旋轉渦流制動消耗的電能也太多。

(五)電阻制動

電阻制動廣泛用於電力機車、電動車組和電傳動內燃機車。它是在制動時將原來驅動輪對的自勵的牽引電動機改變為他勵發電機,由輪對帶動它發電,並將電流通往專門設定的電阻器,採用強迫通風,使電阻發生的熱量消散於大氣,從而產生制動作用。

(六)再生制動

與電阻制動相似,再生制動也是將牽引電動機變為發電機。不同的是,它將電能反饋回電網,使本來由電能或位能變成的列車動能獲得再生,而不是變成熱能消散掉。顯然,再生制動比電阻制動在經濟上合算,但是技術上比較複雜,而且它只能用於由電網供電的電力機車和電動車組,反饋回電網的電能要馬上由正在牽引執行的電力機車或電動車組接收和利用。

上述各種制動方式中,除磁軌制動和軌道渦流制動外,都要通過輪軌粘著來產生制動力並受粘著限制,所以習慣上統稱為“粘著制動”,並把不通過粘著者統稱為“非粘(著)制動”。

制動機種類

按制動原動力和操縱控制方法的不同,機車車輛制動機可分類為:手制動機、空氣制動機、真空制動機、電空制動機和電(磁)制動機。

(一)手制動機

手制動機的特點是以人力為原動力,以手輪的轉動方向和手力的大小來操縱控制。它構造簡單、費用低廉,是鐵路上歷史最悠久、生命力最頑強的制動機。鐵路發展初期,機車車輛上都只有這種制動機,每車或幾個車配備一名制動員,按司機的笛聲號令協同操縱。

由於它制動力弱、動作緩慢、不便於司機直接操縱,所以很快就被非人力的制動機所代替。非人力的制動機成了主要的制動機,手制動機退居次要地位,成了輔助的備用的制動機。但是它的這個“配角”的地位很牢固。

在調車作業、車站停放或者主要制動機突然失靈時,手機仍然是一個簡單有效的救急的制動手段。

(二)空氣制動機

空氣制動機的特點是以壓力空氣(它與大氣的壓差,即壓力空氣的相對壓強)作為原一以改變空氣壓強來操縱控制。它的制動力大、操縱控制靈敏便利。

我國鐵路上習慣於把壓力空氣簡稱為“風”,把空氣制動機簡稱為“風閘”。依此類推風缸、風泵、風管、風壓、風表等名稱均由此而來。直通式空氣制動機的基本特點是:

列車管直接通向制動缸(“直通”),列車管充氣(增壓)時制動缸也充氣(增壓),發生制動;列車管排氣(減壓)時制動缸也排氣鹼壓),發生緩解。它的優點是構造簡單,並且既有階段制動,又有階段緩解,操縱非常靈活方便。缺點是當列車發生分離事故、制動軟管被拉斷時,將徹底喪失制動能力,而且,列車前後部發生制動作用的時間差太大,不適用於編組較長的列車。

因此,列車操縱後來就改用了自動式空氣制動機。

2.自動式空氣制動機

自動空氣制動機包括機車制動機和車輛制動機,分別安裝在機車和車輛上,構成制動機的一個整體。自動空氣制動機由下列主要部件組成,並分別用管路連線。

(1)空氣壓縮機——一般稱為風泵。利用機車的蒸汽或柴油機、電動機作動力,將空氣壓縮成壓力空氣,供製動系統及其他風動裝置使用。在制動機中稱壓力空氣為風或氣。

(3)總風缸——機車貯存壓力空氣的容器。因沒有壓力調整器,能自動控制空氣壓縮機的運轉或停止,使總風缸的空氣壓力始終保持為8~9kgf/cm2。

(3)給風閥——為調節壓力空氣的部件,總風缸的高壓空氣經給風閥調整為規定的風壓後,送入制動管。我國規定貨物列車制動管風壓(簡稱定壓)為5kgf/cm2,旅客列車為6kgf/cm2。

(4)自動制動閥——簡稱大閘或自閥,是司機操縱列車制動機的部件。機車上還裝設單獨調動閥(或稱小閘、單閥),單機執行時,司機使用單獨制動閥操縱機車制動機。

(5)副風缸——是每個車輛貯存壓力空氣的容器。機車上因有總風缸,不另設副風缸。

(6)制動缸——是將空氣壓力轉變為制動原動力的部件。利用壓力空氣推動制動缸活塞,壓縮緩解彈簧,使活塞桿推出產生制動作用;如排出制動缸的壓力空氣則緩解彈簧推回活塞,使制動機緩解。機車車輛都裝有制動缸。

(7)三通閥——裝設在車輛上,是依靠制動管風壓的變化使制動機形成制動或緩解等作用的部件。機車上使用的是分配閥,它控制機車(及深水車)的制動和理解等作用。

與直通式相比,在組成上每輛車多了一個三通閥6和一個副風缸8。“三通”指的是:一通列車管,二通副風缸,三通制動缸。

(四)電空制動機

電空制動機為電控空氣制動機的簡稱。它是在空氣制動機的基礎上加裝電磁閥等電氣控制部件而形成的。它的特點是制動作用的操縱控制用電,但制動作用的原動力還是壓力空氣(它與大氣的壓差)。

在制動機的電控因故失靈時,它仍可以實行空氣壓強控制(氣控),臨時變成空氣制動機。

(五)電磁製動機

操縱控制和原動力都用電的制動機稱為電磁製動機,簡稱電制動機。例如軌道渦流制動和旋轉渦流制動,其操縱控制和原動力都用電,所以,採用這兩種制動方式的制動機都屬於電磁製動機的範疇(其實,對於這種制動方式,制動機和基礎制動已很難截然分開了)。

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