列車制動技術》第三章客貨車輛空氣制動機

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1、第三章 客貨車輛空氣制動機 主要內容：我國各型客貨車輛制動機的特 點、結構組成及工作原理； 學習重點： 104型、 120型和 F 8型制動機； 第一節(jié) GK型制動機（簡介） 一、 概述 ： GK型制動機是 1958年在舊的 K 2型制動機 基礎上改造設計、研制而成是為標記載重 50t及其以上的貨車設計的 。 Kl型和 K2型制動機統(tǒng)稱為 K型制動機、 K型 三通閥。 GK型制動機曾是我國的主型貨車制動機， 現(xiàn)已逐步淘汰。 二、特點： 具有兩級分流式的空重車調整裝置 (原 設計是手動的 )。 GK型三通閥的緊急部增添了幾個零件， 使 GK型制動機在緊急制動時具有 “ 制動 缸分三階段變速充氣

2、” 的功能。 第一階段（制動）： 局減：列車管的壓力空氣 止回閥 緊 急閥口 制動缸； 制動缸壓強在 1 2S內升至 220kPa左右。 第二階段（制動作用不變）： 止回閥關閉，緊急局減停止； 制動缸壓力上升變慢，在 6 7S內升至 350kPa。 第三階段： 副風缸的壓力空氣 緊急制動孔 S 滑 閥座 t孔 制動缸； 緊急閥口關閉：副風缸的壓力空氣 滑閥上 E孔 緊急活塞周圍與活塞套之 間的間隙 制動缸； 制動缸壓力上升又變快，在 1 1.5S內 升至 380 400kPa。 制動缸變速充 氣既有利于減 輕制動沖擊， 又不至于過分 影響制動距離。 第二節(jié) GL型制動機 GL型制動機曾是我國鐵

3、路客車主型制 動機之一，現(xiàn)已淘汰。 在舊的 L型制動機的基礎上改造設計而 成的，只有三通閥有所改進。 第三節(jié) 104、 103型制動機 學習難點：分清滑閥及滑閥座上的孔的 名稱及作用。 知識點： 分配閥的特點及作用原理； 現(xiàn)代制動機在提高制動波速及緩解波速方 面的設計。 一、 研制背景 重載、高速運輸的需要，三通閥已不滿足要 求。 104、 103型制動機是在 20世紀 60年代開始研 制的、具有分配閥結構， 104供客車用， l03 供貨車用，大部分零配件都能通用。 70年代開始在新造車輛上裝用。 二、 104型制動機的組成及特點 組成 特點： 它采用了 104型空氣分配閥。 緊急部獨立設置

4、，它與主閥的主活塞都 是直接由列車管壓力控制 。 主閥和緊急閥安裝在 “ 中間體 ” 上，三 者組成一個整體 。 保留一個滑閥 。 構造 中間體： 鑄鐵件 ， 其四個垂直面用作主閥 、 緊急閥 和各連接管的安裝座面 。 中間體內有三個空腔： 容積室 （ 3.5升 ） 、 緊急室 （ 1.5升 ） 、 局減室 （ 0.6升 ） 。 主閥：由 作用部 、 充氣部 、 均衡閥 、 局減 部 和 增壓閥 五部分組成 ， 用以控制 充氣 、 緩解 、 制動 、 保壓 等作用 。 作用部 : 主活塞 21上方通列車管，下方通工作風缸。 主活塞按上下側壓力差帶動滑閥、節(jié)制閥上下 移動而產生各作用位置。 節(jié)制

5、閥 局減聯(lián)絡溝。 10l 滑閥 l4、 l5 減速充氣孔和充氣孔 （ 104閥 只用 l5 孔 ） 。 l6、 l7 局減孔和局減室入孔 ， 制動時 可通過局減聯(lián)絡溝 l10連通 。 l8、 l9 局減閥孔和局減閥入孔 ， 在滑 閥內部暗道相通 。 g1 充氣限孔 ， 滑閥內部暗道與 l5、 l4相通 。 R1 制動孔 ， 上下貫通 。 d1、 d4 緩解聯(lián)絡溝和減速緩解聯(lián)絡 溝 ， 104閥只用 d1溝 ； 103閥有充氣緩解 位和減速充氣緩解位 ， 分別用到 d1、 d4 溝 。 滑閥座 l2、 l3 列車管充氣用孔和局 減用孔 。 充氣部 工作風缸控制列車管向副風缸的充氣 ; 由充氣閥部

6、和充氣止回閥部組成。 均衡部 均衡活塞上方通制動缸、下方通容積 室，通過作用部的控制，使容積室的 壓力根據需要發(fā)生變化，均衡活塞按 照容積室和制動缸壓差而動作，開放 或關閉均衡閥，從而控制制動缸的壓 力。 局減閥 位于作用部與均衡部之間，局減活塞 65右側通大氣，左側通制動缸； 制動時，由于滑閥的上下移動，使列 車管的壓力空氣經滑閥座 z1孔和局減閥 63而充入制動缸，可產生制動第二階 段的局部減壓作用。 增壓閥 緊急制動時，副風缸的壓力空氣 經 增壓閥進入容積室。 緊急閥： 緊急活塞上方通緊急室，下方通列車 管。 緊急制動時可產生劇烈局減。 三、 l04型客車空氣分配閥的作用 104型客車空

7、氣分配閥有 充氣緩解 位 、 常用制動位 、 制動中立位 和 緊急制動 位 四個作用位置。 充氣緩解位 (參看書末圖 3 16) 列車管充氣增壓，主活塞連同滑閥、節(jié)制 閥下移，形成充氣緩解位 ，充氣通路如下（前 六條為充氣通路，后三條為緩解通路）： 列車管壓力空氣 濾塵器 74 主閥安裝面 l孔 充氣孔 l2 充氣孔 l5 充氣限孔 g1 g孔 工作風缸 ； 滑閥室 g2孔 g3孔 充氣膜板下方 ； 列車管壓力空氣 濾塵器 74 主閥安裝面 l孔 局減孔 l3 滑閥局減孔 l6 節(jié)制閥 23； 列車管壓力空氣 濾塵器 74 主閥安裝面 l孔 主閥體頂面 l1孔 主活塞上方主閥上蓋 l11孔 頂

8、開止回閥 4 止回閥上方 f1空腔 充氣閥 f2 空腔 被工作風缸壓力頂開的充氣閥 8 主閥 頂面 f3孔 安裝面 f孔 副風缸； 增壓閥套 35徑向孔口 f5空腔； 均衡閥 49上方 f4空腔； 增壓閥 38在增壓閥上方壓力空氣和增壓閥 彈簧的作用下處于關閉狀態(tài)； 列車管壓力空氣 緊急閥安裝面孔 濾塵網 89 緊急活塞 79下方空腔 緊 急活塞桿 78中心孔 縮孔（ ） 緊急活 塞桿上部徑向縮孔（ ） 緊急活塞上側 空腔 緊急閥安裝面 孔 緊急室； l 1l 1j j 列車管壓力空氣 緊急閥安裝面 孔 濾塵網 89 放風閥導向桿 91下方空腔 ； 消除放風閥上方背壓，在放風閥彈簧的作 用下，

9、放風閥關閉； 容積室的壓力空氣 主閥安裝面 r孔 增 壓閥下部 r3空腔 容積室孔 r2 緩解聯(lián)絡 溝 d1 大氣孔 d2 作用部排氣孔 d3 大氣； l 2l 均衡活塞下方的壓力空氣 容積室 大氣； 容積室與均衡活塞下方的壓力空氣通大氣， 均衡活塞下移： 制動缸壓力空氣 主閥 安裝面 z孔 主閥暗道 均衡活塞桿 54上 部外圍空腔 z3 均衡活塞桿中心孔 徑向 孔 d5 均衡部排氣口 d6 大氣； 常用制動位 (參看圖 3 17和書末圖 3 18) 常用制動時主活塞動作分為兩步。 主活塞桿帶動節(jié)制閥上移 4mm 隨著壓差增大，滑閥移動 原因：滑閥與閥座的靜摩擦阻力大于壓縮 穩(wěn)定彈簧所需的力，

10、活塞桿尾部與滑閥下 肩之間有 4mm間隙， 第一階段局減：滑閥沒有移動，節(jié)制閥移 動，先期局減作用。 列車管壓力空氣 濾塵器 74 主閥安 裝面 l孔 滑閥座局減孔 l3 滑閥局減孔 l6 局減聯(lián)絡溝 l10 局減入孔 l7 局減 室孔 ju1 主閥體暗道 局減室 縮孔（ ） 大氣； 第二階段局減：主活塞帶動滑閥移動至常 用制動位。同期局減： 列車管壓力空氣 濾塵器 74 主閥安 裝面 l孔 滑閥座局減孔 l3 滑閥局減閥 孔 l8 局減閥入孔 l9 滑閥座局減閥孔 z1 局減閥環(huán)槽 z2 局減閥套 8個徑向小 孔 局減閥兩個 3mm的徑向孔 局減閥 軸向中心孔 主閥暗道 主閥安裝面 z 孔

11、制動缸； 制動缸壓強升到 50 70kpa時，局減結 束。 制動作用： 工作風缸壓力空氣 主閥安裝面 g孔 g2孔 滑閥室 制動孔 r1 主閥安裝 面 r孔 容積室； 容積室壓力空氣 主閥安裝面 r5孔 主 閥體暗道 主閥體底面 r4孔 均衡活塞 下方 ； 均衡活塞在上下壓力差的作用下上移， 頂開均衡閥。 副風缸壓力空氣 主閥安裝面 f孔 主 閥暗道 均衡閥上部 f4空腔 打開的均 衡閥 均衡活塞桿上部外圍空 腔 z3 主閥體暗道 z孔 制動缸； z4孔 均衡閥桿上方； 縮孔（ ） 均衡活塞上方； 增壓閥由于其上方列車管空氣壓力與 其下方容積室空氣壓力之差也不足以 克服增壓閥彈簧的彈力和該閥自

12、重， 所以增壓閥仍處于關閉狀態(tài)； 緊急閥不發(fā)生動作，因為常用制動時 列車管減壓速度并不急劇，緊急室的 壓力空氣還來得及通過縮孔（ ）逆 流至列車管 )，緊急活塞的上下壓差不 足以充分壓縮安定彈簧，放風閥仍處 于關閉狀態(tài)； 制動中立位 (參看書末圖 3 l 9) 作用部： 列車管停止減壓時，工作風缸仍在向 容積室供風而繼續(xù)減壓。 當主活塞上下壓力接近平衡時，穩(wěn)定 彈簧的彈力和主活塞、活塞桿等的自 重會使主活塞帶動節(jié)制閥稍向下回移 4mm(滑閥沒有動 )。 節(jié)制閥將 r1孔關閉，工作風缸停止向容 積室供風形成作用部的制動中立位。 均衡部： 均衡活塞下方空氣壓強不再增大，但 副風缸仍繼續(xù)向制動缸供風

13、，當制動 缸壓強上升到接近容積室壓強時，均 衡閥關閉向制動缸供氣的大閥口，副 風缸停止向制動缸供風，此為均衡部 的制動中立位。 如果制動缸有漏泄，若副風缸壓強比 制動缸高，可自動給制動缸補風。 緊急制動位 (參看書未圖 3 20) 列車管急劇減壓時，其動作過程與常用 制動時一樣可分為兩步，也有兩階段局減 (比常用制動時動作快 )。 增壓閥： 上方列車管急劇減壓，下方容積室迅 速增壓，使增壓閥移到上端位置，副 風缸的壓力空氣可由此通往容積室， 起緊急增壓作用， 直到工作風缸、副風缸與容積室、制 動缸四者的風壓接近平衡為止。 緊急閥 列車管急劇減壓，緊急活塞下移，使 活塞桿中心孔下端孔口因接觸放風

14、閥 而被堵死，緊急室壓力空氣只能通過 剛剛露出的 1.2mm的徑向縮孔 (v)排大 氣，緊急室排風變慢。 緊急活塞及活塞桿繼續(xù)下移，壓開放 風閥，列車管壓力空氣迅速地排入大 氣，產生強烈的局部減壓。 緊急室的排風時間規(guī)定為 15s左右，緊 急制動后的再充氣必須待緊急室的風 基本排凈后方能施行。 具有 “ 常用轉緊急 ” 的性能。 緊急閥是獨立設置 的，常用制動時緊急 室風壓和列車管風壓兩者部下降。 在常用制動后再施行緊急制動時，列車 管風壓突然急劇下降，照樣能形成足夠 的壓差，使緊急活塞下移并壓開緊急閥。 四、 103型制動機的特點 在主閥的均衡活塞的下面裝有二級空重 車 “ 截流 ” 式的調

15、整裝置。 用緊急二段閥替代緊急增壓閥，在緊急 制動時，能使制動缸實現(xiàn) “ 先快后慢 ” 的二段變速充氣。 主閥的主活塞桿尾部設減速部，用以獲 得減速充氣緩解作用。 五、 104c型制動機 適應客車編組輛數不斷增加的需要。 分配閥采用帶先導閥的二級控制的緊急 閥。 加裝了由容積室排氣壓強控制的 “ 加速 緩解閥 ” 和小容量的 “ 加速緩解風缸 ” 。 采用緊急二段閥而不用緊急增壓閥。 第四節(jié) 120型制動機 學習主要內容： 120型制動機適應重載運輸的特點； BZH緩解閥的工作原理； 一、研制情況： 重載貨物列車制動的需要 ； 120是眉山工廠新閥產品圖紙的順序號。 1991年 11月在大秦線

16、進行了萬噸及六千 噸列車靜置試驗和運行制動性能試驗， 取得了圓滿的結果。 1993年 6月部科技 司通過了對 120閥的部級技術鑒定。 二、 120型制動機及控制閥的組成與特點 制動機組成： 特點： 采用直接作用方式， 橡膠膜板加金屬滑閥的結 構 。優(yōu)點：結構簡單；縮短充氣時間。 緊急閥采用了帶先導閥的二級控制機構 ，大大 提高了貨物列車的緊急制動波速。 加裝加速緩解閥和 11升的加速緩解風缸。起 局 部增壓 的作用。 加裝了 BZH型半自動緩解閥 。 在滑閥上增設了一個 在制動保壓位溝通列車管 和副風缸的 的小孔 f4，以適應壓力 保持操縱。 mm2.0 構造： 中間體： 用 HT200鑄鐵

17、鑄成，它有四個垂直面。 其中兩個相鄰的垂直面作為主閥和緊急 閥的安裝座，另兩個垂直面作為管子連 接座。 中間體內鑄有兩個空腔，靠緊急閥安裝 座側的上部為容積 1.5L的緊急室；下部 為容積 0.6L的局減室。 主閥： 是控制閥最主要的部分，控制著充氣、 緩解、制動、保壓等作用。 由 作用部、減速部、局減閥、加速緩解 閥、緊急二段閥 等五個部分組成。 緩解閥： 緩解閥的功用是手動排出制動缸的壓力 空氣，使制動機緩解。 緊急閥： 緊急局減作用 作用原理：教材后彩圖僅有充氣緩解位 的原理圖，簡介如下： 副風缸充氣： 列車管的壓力空氣 l1孔 l4孔 f1孔 滑 閥室 F1 主閥體內通路 f5 主閥安

18、裝面 f孔 中間體通路 副風缸； 緊急室充風：自行分析。 加速緩解風缸充氣： 列車管的壓力空氣 l1孔 l4孔 f1孔 滑 閥室 F1 f2孔 h1孔 主閥體內通路 加 速緩解風缸 ； 局增作用 在再充氣一開始時（制動 緩解）， 加速緩解風缸壓力比列車管壓力高， 且制動缸在排風時打開加速緩解閥。 加速緩解風缸的壓力空氣 中間體內 通路 主閥安裝面 h孔 主閥體內通路 h2 加速緩解閥處被吹開的止回閥 主 閥體內通路 h3 加速緩解閥彈簧室 H3 加速緩解閥夾心閥座右側空腔 L11 主閥體內通路 l11 緊急二段閥上 腔 L10 列車管； 局增后加速緩解風缸充氣： 當充入加速活塞外側 z3腔的制

19、動缸壓力空 氣逐漸降低，加速緩解閥彈簧的彈力終 于使夾心閥關閉，加速活塞也回到原來 位置，局增結束； 此后，列車管壓力繼續(xù)增高，當高于加 速緩解風缸壓力時，通過作用部向加速 緩解風缸充氣； 三、 BZH型半自動緩解閥： 使用特點： 該閥直接排制動缸的風，并具有自鎖功 能。 半自動特性。 結構（參見書末彩圖 3 26）： 緩解閥左半部為活塞部，右半部為手柄 部。 手柄部上方的兩個止回閥被其上方的彈 簧和壓力空氣緊壓在各自的閥座上。 工作原理： 通路： 上游通路：作用部滑閥座 z1孔和局減閥 z4氣 路 氣路 z1 緩解閥活塞部上閥座上方空腔 z1； 下游通路：緩解閥活塞部上閥座下方空腔 z5 緊

20、急二段閥桿的通路 主閥體內的通路 中間體的通路 制動缸 在緩解閥的上閥口處，溝通了制動缸的上、 下游通路。 過量減壓或緊急制動 主活塞一直處于制動位，副風缸和制動 缸一直連通。 拉動緩解閥手柄：止回閥上部 F4空腔及 F6空腔的壓力空氣 （部分排向大氣） 閥體通路 b 活塞部空腔 B 閥套徑向孔 c C室； C室充氣后，推動活塞上移，使排氣閥 離開下閥座而緊貼上閥座，即上閥口 關閉而下閥口開放。 制動缸的壓力空氣 緊急二段閥桿的 通路 緩解閥活塞部上閥座下方空腔 Z5 空腔 D4 大氣； 自鎖作用：副風缸的風可經上游通路 通往 C室，把膜板活塞 “ 鎖閉 ” 在上端 位 (緩解位 )。 當列車

21、管重新充氣、主活塞到緩解位， C室的壓力空氣能從主閥通路經過滑閥 緩解槽、加速緩解閥縮孔堵排出，緩 解閥即恢復初始位，不會妨礙以后的 制動作用。 制動時列車管減壓量低于最大有效值 主活塞處于制動保壓位，平衡狀態(tài) 拉動緩解閥手柄，副風缸壓力空氣排 出，主活塞移至充氣緩解位。 緩解閥不會鎖閉 ” 在緩解位。 第五節(jié) F 8型空氣分配閥 學習內容： F 8型空氣分配閥的工作原理； 學習難點： F 8型空氣分配閥轉換蓋板的作用； 充氣閥的作用； 常用制動局部減壓原理； 一、概述： 需求：旅客列車擴編，現(xiàn)有的三通閥或 分配閥制動靈敏度和操縱靈活性越來越 差，尤其是縱向動力作用更是嚴重惡化。 鐵道部工業(yè)總

22、公司四方車輛研究所和天 津機車車輛機械工廠共同研制了這種供 客車用的 F 8型空氣分配閥。 二、 F 8型分配閥的特點： 主閥是直接作用的三壓力閥?？膳c二壓 力閥混編連掛 (只要把 轉換蓋板 轉到 “ 溝通位 ” ）。 輔助閥既是單獨設置的緊急制動 (二壓 力 )控制機構，又具有能使 (三壓力 )主 閥徹底 緩解加快 的性能。緊急制動作用 可靠，緊急制動波速很高。 制動缸壓強有 “ 限壓閥 ” 控制。 完全采用橡膠膜板、柱塞 O型圈和橡膠 夾心閥等結構。 通用性很好，可混編，改裝方便。 三、 F 8型制動機及分配閥的組成： 制動機組成： 中間體： 鑄鐵制成，作為主閥、輔助閥、各管 路的安裝座；

23、 內有暗道通路和局減室（ 0.8L）和輔 助室（ 3L）兩個空腔； 主閥組成： 其主體是直 接作用的三 壓力結構。 制動缸、列 車管和工作 風缸三個壓 力決定主活 塞的位置 。 供氣閥 緩解閥 制動缸 風壓 列車管 風壓 工作風 缸風壓 主閥桿上部，它可以頂開均衡閥 (供氣 閥 )，使均衡閥上方的副風缸壓力空氣 進到均衡閥下方并經過限壓閥，通往 制動缸； 主閥桿上部不能使制動缸壓力空氣排 往大氣。 主閥桿下端可以壓開緩解閥，使制動 缸的壓力空氣排向大氣。 輔助閥組成： 二壓力結構。輔助閥活塞的下方通 列車管，上方通中間過渡管座內的輔 助室。 輔助閥下部有緊急放風閥，上部有 兩個排風用的縮孔堵：

24、常用排風堵和 緊急排風堵。 四、 F 8分配閥的作用： F 8分配閥有 充氣緩解位 、 常 用制動位 、 制動保壓位 、 緩解保壓位 、 緊急制動位 五個作用位置。 充氣緩解位： 列車管的壓力空氣 中間管座的濾塵 副風缸 網 副風缸充氣止回閥 均衡閥上方 列車管的壓力空氣 中間管座的濾塵網 主活塞上方（將主活塞壓至充氣緩解位） 充氣閥桿溝槽 下閥體通路 緩解柱塞 凹槽 主活塞下方 工作風缸； 只有將主活塞壓至充氣緩解位，緩解 柱塞凹槽才連通，并有緩解柱塞壓開 緩解閥。 轉換蓋板： 一次位： 工作風缸與列車管在轉換 蓋板處一直連通； 隔斷位： 制動時，制動缸的壓力空 氣到充氣閥上側，壓下充氣閥活

25、塞， 工作風缸與列車管在充氣閥桿溝槽處 不連通，轉換蓋板處也不連通。 列車管的壓力空氣 中間管座的濾塵網 輔助閥下方 : 輔助閥活塞上移，輔助閥處 于充氣緩解位， 工作風缸 輔助室 ； 工作風缸 閥桿徑向孔 閥桿中心孔 閥 桿頂部； 制動缸壓力空氣 大氣； 制動缸壓力降至 20kPa以下時，充氣閥活 塞上移：局減室 充氣閥桿尾部 大氣； 常用制動位 輔助閥： 輔助室與工作風缸的通路關閉。 閥桿上端打開了輔助室壓力空氣排大 氣的常用排風堵通路。 輔助閥活塞上下同時減壓，不能形成 更大的壓差，不會發(fā)生緊急局減。 列車管常用減壓，主活塞連同緩解柱塞上 移。 工作風缸逆流通路關閉； 緩解閥在其下方彈簧

26、作用下關閉，切斷了 制動缸排大氣的通路； 局部減壓：緩解柱塞和套的徑向孔對準， 列車管壓力空氣壓開了局減閥，向右通向 局減室，向左通向充氣閥，制動初期，列 車管壓力可由充氣閥排大氣， 制動缸壓力 增加后，充氣閥活塞被壓下，由充氣閥排 大氣的通路關閉。 制動作用：主閥桿上端頂開了均衡閥 (供 氣閥 )，副風缸壓力空氣 制動缸； 制動保壓位 列車管停止減壓，副風缸還在給制動缸 充氣，小膜板活塞上方的向下的壓力仍在 增加，小膜板活塞連同其下方的頂桿、主 活塞和緩解柱塞一起稍稍下移，均衡閥關 閉，但緩解柱塞下端并末接觸到緩解閥。 緩解保壓位 轉換蓋板在一次緩解位 (溝通位 )： 工作風缸的壓力空氣經過

27、緩解柱塞與 套之間的間隙，以及轉換蓋板的聯(lián)絡， 逆流至列車管。 列車管得到局部增壓，緩解得比較快， 而且是一次輕易緩解。 工作風缸 列車管 轉換蓋板在階段緩解位 (隔斷位 )： 列車管增壓，主活塞及緩解柱塞下移， 緩解柱塞與套之間的間隙開通，但轉 換蓋板處被隔斷，故在制動缸壓強下 降到充氣閥規(guī)定值以前 (即充氣閥柱塞 的聯(lián)絡凹槽溝通以前 )，工作風缸與列 車管不能連通。 可實現(xiàn)階段緩解。 F 8閥比一般的三壓力閥徹底緩解得快。 制動后充氣緩解時，工作風缸因為向輔 助室充氣而降低了自己的壓強。 緩解末期主活塞上下的溝通。 緊急制動位 列車管急劇減壓，輔助閥活塞上下形成 較大的壓差， 輔助活塞下移，閥桿壓開緊 急放風閥，發(fā)生緊急局減。 閥桿上端兩個排風縮孔都開放， 輔助室的 壓力空氣也排向大氣。當輔助室的風基本 排凈時（ 10s 15s），緊急放風閥關閉。 當制動缸壓強超過限壓閥彈簧的調整值時， 限壓閥 將上移，切斷副風缸去制動缸的通 路， 保證制動缸壓強不會太高 。 第三章 完