【文章內(nèi)容簡介】 動能的轉(zhuǎn)移方式或制動力的形成方式。按照列車動能轉(zhuǎn)移方式的不同，制動方式可分為熱逸散和將動能轉(zhuǎn)換成有用能兩種基本方式。分類如下： 閘瓦制動 固體摩擦制動 盤形制動 摩擦制動 軌道電磁制動 液體摩擦制動熱逸散 電阻制動 動力制動 旋轉(zhuǎn)渦流制動 軌道渦流制動 再生制動能量轉(zhuǎn)換 飛輪儲能制動按照制動力形成方式不同，制動方式又可分為黏著制動和非黏著制動。制動里的形成是通過輪軌間黏著來實現(xiàn)的制動，稱之為黏著制動；反之，不通過輪軌間的黏著來形成制動力的制動，稱之為非黏著制動。制動類型 分類 備注閘瓦制動摩擦制動盤形制動廣泛應用電阻制動 在電力機車上普遍采用再生制動 在電力機車上采用動力制動加饋電阻制動黏著制動慣性制動 飛輪儲能制動 在電力機車上普遍采用5磁軌摩擦制動磁軌渦流制動非黏著制動分阻制動及噴氣制動在高速機車，動車組上采用，目前尚未普及 制動機分類 制動機包括：（1）按作用對象可分為機車制動機和車輛制動機；（2）按控制方式和動力來源可分為空氣制動機、電空制動機和真空制動機等。無論機車制動機采用何種制動機（如空氣制動機、電空制動機等） ，都要可靠的完成以下任務(wù)：（1）對列車制動系統(tǒng)進行靈活、準確的操縱和控制；（2）向整個列車制動系統(tǒng)提供質(zhì)量良好的動力（如壓力空氣） 。 城軌車輛制動系統(tǒng)的要求和組成 城市軌道的交通的特點是安全、快捷、準時、方便。它的站距比較短，行車速度快，乘客上下數(shù)量波動大，發(fā)車頻率高。因此對車輛啟動、加速和制動都是有很高的要求。特別是對制動，出于安全考慮，必須做到萬無一失。 城軌車輛制動系統(tǒng)的的要求綜合起來，城軌車輛制動系統(tǒng)應滿足一下的要求：（1） 制動系統(tǒng)應具有足夠的制動能力，能保證車輛在規(guī)定的制動距離內(nèi)停車。制動系統(tǒng)應操作靈活、反應迅速、停車平穩(wěn)。（2） 制動系統(tǒng)應包括電氣制動和空氣制動兩種制動方式，并且在正常制動過程中，優(yōu)先電氣制動，減少空氣制動對環(huán)境的污染并且降低車輛維修成本。（3） 制動系統(tǒng)應具有可靠的安全系數(shù)，即使個別車輛發(fā)生故障或者在坡道上運行，也應有足夠的制動力，保證列車可靠制動停車。（4） 車輛應具有載荷矯正能力，能更具乘客載荷量自動調(diào)節(jié)制動力，使車輛制動力恒定，保證乘客的舒適性。（5） 制動系統(tǒng)必須具有緊急制動或者快速制動功能。除了由司機操作外，還可由其他工作人員操作。 城軌車輛制動系統(tǒng)的組成根據(jù)城軌車輛的特點，制動系統(tǒng)一般包括下面幾個部分：（1）電氣制動系統(tǒng)。他一般與牽引系統(tǒng)連在一起形成主電路，包括再生反饋電路和制動電阻器，將動力制動產(chǎn)生的電能反饋給供電接觸網(wǎng)或消耗在制動電6阻器上。（2）空氣制動系統(tǒng)。它由供氣部分、控制部分和執(zhí)行部分等組成。供氣部分有空氣壓縮機、空氣干燥機和風缸等；控制部分有電空轉(zhuǎn)換閥、緊急閥、稱重閥和中繼閥等；執(zhí)行部分就是閘瓦制動裝置和盤式制動裝置等。（3）指令和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它既是傳送司機命令的通道，同時也是制動系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換及制動系統(tǒng)與列車控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信的總線。 本章小結(jié)本章主要是簡單的描述了制動系統(tǒng)。通過本章可以了解到制動系統(tǒng)的基本概念，什么是制動，制動機的歷史，國內(nèi)外的制動系統(tǒng)和制動方式及制動機的分類和城市軌道車輛制動系統(tǒng)的主要功能和組成。制動是人為的使列車的減速或阻止其加速的過程。從能量的角度看我們轉(zhuǎn)移來看可以分成熱逸散和將動能轉(zhuǎn)換成有用能兩種。在城軌里采用的熱逸散的制動有閘瓦制動、盤形制動和電阻制動；能量轉(zhuǎn)換的制動就是再生制動。制動機的分類是看動力源和控制方式來分，比如電制動的動力源是電，而空氣制動機的的動力源是空氣，電空制動機的動力源是空氣但是它是通過電信號來觸發(fā)的。制動機從歷史發(fā)展從手制動機發(fā)展到直通空氣制動機，再發(fā)展到自動空氣制動，一直到現(xiàn)在的電空制動機等等。國外的制動機是很多的，德國的 KNORR 制動系統(tǒng)、日本 NABTESCO 制動系統(tǒng)和英國 WESTINGHOUSE 制動系統(tǒng)等等，他們都被上海地鐵、廣州地鐵、北京地鐵等等廣泛應用。城軌的制動系統(tǒng)由電氣制動系統(tǒng)，空氣制動系統(tǒng)，指令和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。它的要求很多有（1）擁有足夠的制動力（2）要擁有電制動和空氣制動（3）車輛要具有載荷矯正能力（4）要擁有可靠的安全保障系數(shù)（5）要具有緊急制動能力。7第 2 章 風源系統(tǒng)及空氣制動機一般情況下，城軌車輛采用電動車組模式，以單元進行編組，所以其風源系統(tǒng)也是以單元來供氣。 空氣壓縮機空氣壓縮機是用來產(chǎn)生壓縮空氣的裝置。城軌用的空氣壓縮機要求具有噪聲低、振動小、結(jié)構(gòu)緊湊、維護方便。環(huán)境實用性強的特點，其直流驅(qū)動電機已逐漸被交流電機驅(qū)動取代。目前，城軌車輛中采用的主要有活塞式空氣壓縮機和螺桿式空氣壓縮機兩種。 活塞式空氣壓縮機活塞式空氣壓縮機由固定機構(gòu)、運動機構(gòu)、進/排氣機構(gòu)、中間冷卻裝置和潤滑裝置等及部分組成。其中固定機構(gòu)包括機體、氣缸、氣缸蓋；運動機構(gòu)包括曲軸、連桿、活塞；進/排氣機構(gòu)包括空氣濾清器、氣閥；中間冷卻裝置包括中間冷卻器、冷卻風扇；潤滑裝置包括潤滑油泵、潤滑油路等，如圖 21 所示。圖 21 活塞式空氣壓縮機作用原理1潤滑油泵；2機體；3 油壓表；4 空氣濾清器；8進氣閥片；6排氣閥片；9低壓活塞；10高壓活塞；11主風缸；12壓力控制器；13 上集氣箱；14 散熱管；15下集氣箱活塞式空氣壓縮機的工作原理：電機通過聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動空壓機曲軸轉(zhuǎn)動，曲軸連桿機構(gòu)帶動高、低壓缸活塞同時在氣缸內(nèi)做上下反復運動。由于曲軸中部的三個軸頸在軸向平面內(nèi)互成 120176。，兩個低壓活塞和一個高壓活塞分別相隔 120176。轉(zhuǎn)角。當?shù)突钊滦袝r，活塞頂面與缸蓋之間形成真空，經(jīng)過空氣濾清器的大氣推開進氣閥片進入低壓缸，此時排氣閥在彈簧和中冷器內(nèi)空氣壓力的作用下關(guān)閉。當?shù)蛪夯钊闲袝r，氣缸內(nèi)的空氣被壓縮，其壓力大于排氣閥片上方壓力與排氣8閥彈簧的彈力之和時，壓縮排氣閥彈簧推開排氣閥片，具有一定壓力的空氣排出缸外，而進氣閥片在氣缸內(nèi)壓力及其彈簧的作用下關(guān)閉。兩個低壓缸送出低壓空氣，都經(jīng)氣缸蓋的同一通道進入中冷器。經(jīng)中冷器冷卻后，在進入高壓缸，進行第二次壓縮，壓縮后的空氣經(jīng)排氣閥口、主風管路送入主風缸中儲存。高壓活塞的進、排氣作用與低壓活塞的進、排氣作用相同。在運行中，主風缸壓力保持在一定的范圍，如 750～900kPa，它是通過空壓機壓力控制器自動控制控制空壓的啟動或停止來實現(xiàn)。當主風缸的壓力逐漸增高，達到規(guī)定壓力上限時，壓力控制器切斷空壓機驅(qū)動電機的電源，使空壓機停止工作；而隨著設(shè)備的用風和管路的泄漏等，使主風缸的壓力逐漸降低，達到規(guī)定壓力下限；壓力控制器接通空壓機驅(qū)動電機的電源，使空壓機開始工作，主風缸壓力回升。這樣主風缸壓力一直被控制在規(guī)定的范圍內(nèi)?；钊娇諝鈮嚎s機的應用廣泛、技術(shù)成熟，可靠性和穩(wěn)定性好，不需要特殊潤滑，性價比具有吸引力。 螺桿式空氣壓縮機螺桿空壓機與活塞空壓機相同，都屬于容積式空壓機。從使用效果來看螺桿空壓機有如下優(yōu)點。(1)可靠性高。螺桿空壓機零部件少，沒有易損件，因而它運轉(zhuǎn)可靠，壽命長，大修間隔期可達 4～8 萬小時。(2)操作維護方便。螺桿空壓機自動化程度高，操作人員不必經(jīng)過長時間的專業(yè)培訓，可實現(xiàn)無人值守運轉(zhuǎn)。(3)動力平衡好。螺桿空壓機沒有不平衡慣性力，機器可平穩(wěn)地高速工作，可實現(xiàn)無基礎(chǔ)運轉(zhuǎn)，特別適合作移動式空壓機，體積小、重量輕、占地面積少。(4)適應性強。螺桿空壓機具有強制輸氣的特點，容積流最幾乎不受排氣壓力的影響，在寬闊的范圍內(nèi)能保持較高效率，在空壓機結(jié)構(gòu)不作任何改變的情況下，適用于多種工況。（5）噪聲低、振動小。螺桿式空氣壓縮機工作時，旋轉(zhuǎn)部件兩個螺桿的運動沒有質(zhì)心位置的變動，所以沒有產(chǎn)生振動的干擾力。陰、陽螺桿和機殼之間相互密貼和嚙合的間隙是通過噴油實現(xiàn)密封和冷卻的，不產(chǎn)生機械接觸和摩擦，因而噪音低。9螺桿式空氣壓縮機的工作原理：該壓縮機的工作過程分為進氣、壓縮、排氣三個階段，如圖 22。圖 22 螺桿式空氣壓縮機系統(tǒng)流1螺桿式空氣壓縮機；2 聯(lián)軸器；3 冷卻風機；4電動機；5空、油冷卻器(機油冷卻單元)；6冷卻器(壓縮空氣后冷單元) ；7壓力開關(guān)；8進氣閥；9真空指示器；10空氣濾清器；11油細分離器；12最小壓力維持閥； 13安全閥；14溫度開關(guān)；15 視油鏡；16泄油閥；17溫度控制閥； 18油氣筒組成；19機油過濾器；20 逆止閥（1）進氣過程。螺桿空壓機的工作過程詳細分析之進氣過程：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，陰陽轉(zhuǎn)子的齒溝空間在轉(zhuǎn)至進氣端壁開口時，其空間最大，此時轉(zhuǎn)子齒溝空間與進氣口的相通，因在排氣時齒溝的氣體被完全排出，排氣完成時，齒溝處于真空狀態(tài)，當轉(zhuǎn)至進氣口時，外界氣體即被吸入，沿軸向進入陰陽轉(zhuǎn)子的齒溝內(nèi)。當氣體充滿了整個齒溝時，轉(zhuǎn)子進氣側(cè)端面轉(zhuǎn)離機殼進氣口，在齒溝的氣體即被封閉。（2）壓縮過程。螺桿空壓機的工作過程詳細分析之壓縮過程：陰陽轉(zhuǎn)子在吸氣結(jié)束時，其陰陽轉(zhuǎn)子齒尖會與機殼封閉，此時氣體在齒溝內(nèi)不再外流。其嚙合面逐漸向排氣端移動。嚙合面與排氣口之間的齒溝空間漸漸件小，齒溝內(nèi)的氣體被壓縮壓力提高。（3）排氣過程。螺桿空壓機的工作過程詳細分析之排氣過程：當轉(zhuǎn)子的嚙合端面轉(zhuǎn)到與機殼排氣口相通時，被壓縮的氣體開始排出，直至齒尖與齒溝的嚙10合面移至排氣端面，此時陰陽轉(zhuǎn)子的嚙合面與機殼排氣口的齒溝空間為 0，即完成排氣過程，在此同時轉(zhuǎn)子的嚙合面與機殼進氣口之間的齒溝長度又達到最長，進氣過程又再進行。 空氣干燥器空氣壓縮機輸出的壓縮空氣中含有較高的水份、油份和機械雜質(zhì)等，必須經(jīng)過空氣干燥器將其中的水份、油份和機械雜質(zhì)除去，才能達到車輛上用風設(shè)備對壓縮空氣的要求。液態(tài)的水、油微粒及機械雜質(zhì)在濾清器中基本被除去，壓縮空氣的相對濕度降低是避免用風過程中出現(xiàn)冷凝水危害的主要方式，它依靠空氣干燥器來完成?？諝飧稍锲鞯幕驹硎牵何竭^程是一個平衡反應。在吸附劑和與其接觸的壓縮空氣之間濕度趨向于平衡，而相對濕度大的壓縮空氣與吸附劑的表面接觸時，由于吸附劑具有大量微孔，與空氣的接觸面積大，吸附劑可以大量、快速地吸附壓縮空氣的水蒸氣分子，達到干燥壓縮空氣的目的。再生過程也是一個平衡反應，用于吸附劑再生的吹掃氣體是由較高壓力的壓縮空氣膨脹而來。膨脹時，空氣體積增大而壓力降低，獲得的吹掃氣體的相對濕度較低。因而易于“奪”走吸附器上已吸附的水蒸氣分子，使吸附劑恢復干燥狀態(tài)，達到再生目的。其特點是“壓力吸附與無熱再生” 。常用的吸附劑有：活性炭、氧化鋁、硅凝膠及分子篩等。空氣干燥器一般都是塔式的，有單塔式和雙塔式兩種。 單塔式空氣干燥器單塔式空氣干燥器是一種無熱再生作用的干燥器，如圖 23 所示。它的特點是吸附劑的吸附作用與再生作用在同一個干燥筒內(nèi)進行。由油水分離器、干燥筒、排水閥、電控閥、再生風缸和消聲器等組成。在油水分離器中有許多網(wǎng)格圈（這是一種用鋁片或銅片做成的有縫的小圓筒） ，干燥器則是一個網(wǎng)形的大圓筒，其中盛滿顆粒狀的吸附劑。11圖 23 單塔式空氣干燥器1干燥筒；2 彈簧；3單向閥； 4帶孔擋板；5干燥筒筒體；6 吸附劑；7油水分離器；8網(wǎng)格圈；9 排泄閥；10 消音器；11彈簧；12活塞；13 電空閥；14線圈；15排氣閥；16銜鐵；17帶排氣的截斷塞門；18再生風缸；19節(jié)流孔單塔式空氣干燥原理：空氣壓縮機工作時，電空閥 13 失電，活塞下方通過排氣閥 15 排向大氣，活塞 12 在彈簧力作用下關(guān)閉排泄閥 9，而空壓機輸出的壓力空氣從干燥塔中部的進口管Ⅰ進入干燥塔，首先到達油水分離器，當含有油分和機械雜質(zhì)的壓縮空氣經(jīng)過網(wǎng)格圈時，油滴吸附在網(wǎng)格圈的縫隙中，機械雜質(zhì)則不能通過網(wǎng)格圈的縫隙，這樣就將壓縮空氣中的油分和機械雜質(zhì)濾去，然后再進入干燥筒內(nèi)與吸附劑相遇，吸附劑大量地吸收水分，使從干燥筒上方輸出的壓縮空氣的相對濕度降低，達到車輛用風系統(tǒng)的要求。如圖所示的干燥筒下方 1/4 高度處為裝有網(wǎng)格圈 8 的油水分離器，而上方 3/4 高度處為裝有吸附劑 6 的空氣干燥筒 1。干燥劑再生原理:經(jīng)過干燥的壓力空氣，一路經(jīng)過接口 Ⅱ及單向閥 3 送往主風缸，單向閥的作用是防止壓力空氣從主風缸逆流；另一路經(jīng)節(jié)流孔 19 充入再生風缸 18。當空氣壓縮機停止工作的同時電空閥 13 得電，再生風缸 18 內(nèi)得壓力空氣經(jīng)過打開的電空閥向活塞 12 下部充氣，活塞上移，打開排泄閥 9，干燥12塔內(nèi)的壓力空氣迅速排出，這時再生風缸內(nèi)的壓力空氣經(jīng)節(jié)流孔回沖至干燥塔內(nèi)，從而沿干燥筒、油水分離器一直沖至干燥塔下部的積水積油腔內(nèi)，在下沖過程中，干燥空氣吸收了干燥劑中水分同時還沖下了網(wǎng)格圈上的油滴和機械雜質(zhì)，這樣干燥劑再生的同時網(wǎng)格圈也得以清洗。但是采用空氣壓縮機的排氣量相對較小時，它的停止工作間隙不能滿足單塔式干燥器再生所需的時間間隙，這時使用雙塔式干燥器就能解決問題。 雙塔式干燥器雙塔式空氣干燥劑的構(gòu)造如圖 24 所示。