单闸瓦式基础制动装置的作用

Ⅰ 列车制动装置的正文

用以实现列车减速或停止运行，保证行车安全的设备。
组成部件及其作用 列车制动装置由装在机车上的供风系统和自动制动阀、分装在机车和车辆上的制动机和基础制动装置，以及贯通全列车的制动管（又称刹车管）组成。整个制动系统中充以压缩空气。供风系统包括空气压缩机和总风缸，其作用是供给整个系统所需的压缩空气。柴油机车和电力机车的空气压缩机是电动的，而在蒸汽机车上则以蒸汽机带动，称为风泵。自动制动阀是机车司机用以操纵列车制动系统的装置。司机扳动自动制动阀手柄，控制制动管的排风或充风，使装在机车和车辆上的制动机动作。
制动机包括空气分配阀、副风缸和制动缸等。当制动管减压时，空气分配阀使副风缸中的压缩空气进入制动缸，推动鞲鞴，通过基础制动装置中杠杆的作用，使闸瓦（或闸片）紧压车轮踏面(或制动盘)，阻滞车轮的转动，在轮轨间粘着力的作用下使列车减速或停止运行；制动管充风升压时，空气分配阀截断副风缸管路而使制动缸内的压缩空气排入大气，此时制动缸内的复原弹簧使鞲鞴恢复原位，闸瓦离开车轮，从而实现缓解（见图）。基础制动装置由一系列传动杠杆、制动梁和闸瓦（或闸瓦和制动盘）组成。传动杠杆起传递制动缸鞲鞴动作和分配鞲鞴推力的作用。
自动制动阀 机车司机用以操纵列车制动机的装置。自动制动阀最早是简单的排风塞门，以后发展成为由给气阀控制规定压力，由均衡风缸间接控制制动管减压的较为完善的结构。20世纪初，北美和欧洲铁路所使用的自动制动阀均采用回转式滑阀结构。50年代以后，改用柱塞阀、橡胶平面阀或弹簧调压均衡结构。当自动制动阀手柄处于制动区的某一位置时，自动制动阀在得到相应的减压量后能自动保压，在制动时能自动补充制动管漏泄的压缩空气，以保持所需要的减压量。欧洲型制动阀为了实现列车加快缓解功能，另设有能够在高压过充位和在转向运转位时能自动消除过充的装置，以避免产生自然再制动。70年代法国和联邦德国铁路还采用了按钮式自动制动阀，用电磁阀控制制动管的压力来实现制动和缓解。
制动机 机车和车辆上实现制动和缓解作用的装置。在早期的蒸汽机车牵引的列车上，机车和车辆的制动是分别进行的。机车使用蒸汽制动机；车辆则用手制动机，由人力操纵手轮或用杠杆拨动，使闸瓦紧压车轮踏面。机力制动机出现后，手制动机经过改进，仍作为辅助制动设备保留在车辆上，主要是在车辆单独停放时作为防止溜逸之用，在调车作业中也有使用。
随着铁路运输的发展，先后出现了多种机力制动机，如真空制动机、直通空气制动机、自动空气制动机、电空制动机等。
真空制动机 真空制动机系统在机车上设有真空泵、制动阀和真空制动缸，在车辆上则仅有真空制动缸。全列车制动部件用公称直径 50毫米(2英寸)以上的制动管连通。司机操纵制动阀，改变制动管中的真空度，真空制动缸中便产生压力差，从而起阶段的制动或缓解作用。这种制动机是英国铁路在1844年首先应用的。它的优点是构造简单，但制动力不大，而且海拔越高制动力越小。它的制动作用由列车头部车辆向后传播的速度（制动波速）低，制动空走时间和缓解时间都较长，列车前后冲动较大。英国铁路企业自1964年起逐步改用自动空气制动机。使用真空制动机的国家日益减少。
直通空气制动机 它的制动作用是：用空气压缩机产生压缩空气贮存在总风缸中，司机操纵制动阀，将总风缸中的压缩空气通过制动管送入机车和车辆上的制动缸实现制动，或将制动缸中的压缩空气排出，实现缓解。这种制动机是美国发明家G.威斯汀豪斯在1869年发明的。由于压缩空气由前向后逐车输送，列车前后车辆制动机动作时间差较大，这种制动机对较长的列车不适用。当列车分离时，制动能力全部丧失，列车运行安全不能保证，因此这种制动机应用不广。
自动空气制动机 在直通空气制动机基础上发展出来的空气制动机，有北美铁路应用的二压力机构（直接一次缓解）自动空气制动机和欧洲铁路应用的三压力机构（阶段缓解）自动空气制动机两个系统。二压力机构自动空气制动机为G.威斯汀豪斯于1872年所发明。这种制动机在车辆上设有副风缸，由制动管充风至规定压力，司机借助自动制动阀降低或恢复制动管压力，在制动管和副风缸间产生压力差（二压力机构因此得名），以控制制动机起制动或缓解作用。这种制动机可以根据制动管减压量的大小实现分阶段制动；但当制动管压力高于副风缸时，即可直接实现一次缓解。由于不能实现分阶段缓解，在坡道地区列车不易操纵，这是它的不足之处。这种制动机由于只用一根公称直径为25毫米（货物列车后来改用32毫米,按旧制分别为1和1.25英寸）的制动管，可以使用压缩空气（压力0.5～0.6兆帕），副风缸和制动缸的尺寸较小，重量较轻，因此于1889年被定为北美铁路联运货车的标准制动机，后来应用到客车上。随着列车长度的增加，这种制动机增加了快动功能、局部减压功能、常用和紧急制动后的加速缓解功能、常用制动的加速功能等。在结构上也有改进，使检修周期大为延长。新型的二压力机构自动空气制动机适用于100～150辆的长大货物列车，为重载列车的开行创造了条件。
三压力机构自动空气制动机是英国人汉弗莱在1892年设计成的。这种制动机是在每一车辆上除副风缸外再设一个工作风缸，以制动管和工作风缸间的压差来控制副风缸向制动缸的充气和排气，并使制动缸的压力参加力的平衡，所以称三压力机构。它可以按照制动管减压量的大小和压力恢复的多少，分阶段地实施制动和缓解，并且具有在制动系统未充满规定压力前制动缸压力不衰竭性能（压缩空气不会全部排尽）。三压力机构自动空气制动机适用于在山区运行的列车和短小列车，但因缓解作用慢，不适宜于长大列车。
电空制动机 以压缩空气为动力，利用电磁阀控制各节车辆上空气制动机的制动和缓解作用的制动系统。按作用原理可分为：①直通式，电磁阀直接控制压缩空气进入或排出制动缸；②自动式，电磁阀控制制动管压力增减，使自动空气制动机起作用。使用电空制动机可使列车前部和后部的车辆动作一致，能有效地减弱列车的纵向冲动，缩短制动距离。因此各国的地下铁道车辆、动车组和高速旅客列车广泛应用这种设备，货物列车采用尚少。
基础制动装置 制动缸鞲鞴杆的推力通过一系列杠杆扩大适当倍数(称为制动倍率)，并分配到各闸瓦（或闸片）上，使其紧压车轮踏面（或制动盘）产生制动力。通常客车采用双侧闸瓦，货车用单侧闸瓦，机车上则两者均有采用。为补偿闸瓦磨耗对鞲鞴行程的影响，有些车辆装有闸瓦间隙自动调整器。为了按车辆载重调整空车或重车时的制动倍率，有些车辆装有两级或多级空重车自动或手动调整装置。欧洲一些高速车辆上还有用一个闸瓦托装两块闸瓦以增加闸瓦作用面积和改善制动性能的。在传统的制动装置结构中，一辆车只有一个制动缸，安装在底架下面。近30年来，美国有些货车把制动缸装在转向架上同制动梁连成一整体，不仅简化了结构，而且传动效率高。在部分客车上也采用安装在转向架上的制动缸以提高传动效率。柴油机车和电力机车上由于存在牵引电动机，在车轮前后的一侧或两侧，单独使用一套由制动缸、传动机构、间隙自动调节器和闸瓦紧凑地组合而成的制动单元。有些液力传动机车上还采用液力制动。
闸瓦 与车轮踏面接触产生摩擦，将列车动能转换为热能散入大气，达到列车减速或停止运行的部件。闸瓦按材质可分为铸铁闸瓦和合成闸瓦两类。
①铸铁闸瓦。已有100多年使用历史,早期是灰铸铁闸瓦,含磷量约0.2%左右，摩擦系数随速度的提高而迅速下降,耐磨性也很差。改用中磷闸瓦(含磷量0.7%～1.0%)可以改善性能，但在制动时容易产生火花引起火灾。高磷闸瓦（含磷量2.5%以上）产生的火花少,比较安全，但质脆容易断裂，浇铸时须添装钢制瓦背。高磷铸铁闸瓦的使用，日益普遍。
②合成闸瓦。又称非金属闸瓦，是用石棉及其他填料以树脂或橡胶作为粘合剂混合后热压而成。合成闸瓦也要用钢背加强。如果闸瓦压制成片状用于盘形制动则称闸片。合成闸瓦于1907年首先在伦敦地铁车辆上使用。50年代以来，应用日益普遍。合成闸瓦重量轻，耐磨，制动时基本上无火花。它与钢轮间的摩擦系数随速度提高的变化小，与轮轨间的制动粘着系数的变化基本一致，从而可以较好地利用粘着作用，改善制动性能和缩短停车制动距离。合成闸瓦有高摩擦系数和低摩擦系数之分。高摩擦系数合成闸瓦的摩擦系数约为铸铁闸瓦的两倍,可使用较小直径的制动缸和副风缸,从而减轻基础制动装置的重量，又能节省压缩空气，优点较多。低摩擦系数合成闸瓦可以直接取代铸铁闸瓦，适合于改造旧车之用。合成闸瓦的缺点是导热性能较差，摩擦所产生的热量使车轮踏面温度升高，甚至使踏面出现局部高温而导致热裂。近年来，为避免对环境的污染，无石棉、无铅等有害物质的合成闸瓦得到越来越多的采用。
盘形制动 用特设的制动盘和闸片作为摩擦副取代传统的车轮踏面和闸瓦摩擦副，将列车动能转换成热能以实现列车制动，多用于时速超过160公里的车辆上,可免制动时产生过高的热负荷而使车轮踏面热裂。自1930年德国在柏林地铁车辆上首次采用这种制动方式以来，对制动盘和闸片的材质、结构形式和安装方法已作了许多改进。制动盘有安装在车轴上的，有安装在车轮辐极上的。铸铁盘和高摩擦系数合成闸片这一对摩擦副有较好的摩擦特性，应用较广。使用盘形制动后，一般仍装有用于清扫踏面的铸铁闸瓦，以免因踏面油污而降低轮轨间粘着系数。在一些高速机车车辆上，踏面清扫闸瓦也承担一部分制动力和盘形制动结合使用，可取得更好的制动效果。

Ⅱ 基础制动工作原理及作用时什么

基础制动装置将制动缸活塞的推动力经杠杆系统增大后传给闸瓦压紧轮箍，通过轨道测粘着力产生作用，实现制动。基础制动装置由制动缸索驱动的杠杆系统和闸瓦组成。制动时基础制动装置传递制动原动力并扩大适当的背书均匀的分配给各闸瓦，是闸瓦压紧车轮发生制动作用。

Ⅲ 车辆的基本构造

车辆的种类虽然多，构造却大同小异。这应该说是标准化的功劳，也是大型生产流水线的需要。随着社会的发展、科技的进步和需求的变化，铁路车辆的外形开始有了改变，尤其是客车车厢不再是清一色的老面孔。但是它们的基本构造并没有重大的改变，只是具体的零部件有了更科学先进的结构设计。
一般来说，车辆的基本构造由车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置五大部分组成。 车体是车辆上供装载货物或乘客的部分，又是安装与连接车辆其他组成部分的基础。早期车辆的车体多以木结构为主，辅以钢板、弓形杆等来加强。近代的车体以钢结构或轻金属结构为主。
货车车体：
主要组成部分包括侧壁（墙）、端壁（墙）、车顶等。车体的钢结构由许多纵向梁和横向梁（柱）组成，车体底架通过心盘或旁承支承在转向架上。车体钢结构承担自重、载重、整备重量及由于轮轨冲击和簧上振动而产生的垂直动载荷；列车起动、变速、上下坡道时，在车辆之间所产生的牵引和压缩冲击力等纵向载荷；以及包括风力、离心力、货物对侧壁的压力等侧向载荷。
客车车体：
为全金属焊接结构，由底架、侧墙、车顶和端墙等四部分焊接而成。在钢骨架外面焊有金属地板。侧墙板、车顶板和端墙板，形成一个上部带圆弧下部为矩形的封闭壳体，俗称薄壁筒形结构车体。壳体内面除用纵向杆件和横向梁、柱加强外，还采用墙板压筋方式来代替部分杆件，以增强结构的强度和刚度，形成整体承载的合埋结构。客车车体必须具有良好的隔热性能。为使旅客上下车方便，客车两端设有通过台，并在通过台的外端设置折棚和渡板，防止风雨及寒气侵入。车体内除设置门窗、座椅及卧铺外，还需装设卫生设备、通风装置、给水设备、车电设备、取暖设备、播音装置及空气调节装置等。 车底架就是由各种纵向和横向钢梁组成的长方形构架。它承托着车体，是车体的基础。车底架承受上部车体及装载物的全部重量，并通过上、下心盘将重量传给走行部。在列车运行时，它还承受机车牵引力和列车运行中所引起的各种冲击力及其他外力。所以，它必须具有足够的强度和刚度，才能坚固耐用。
货车的车底架一般由中梁、侧梁、枕梁、横梁、端梁及地板横梁等组成。中梁位于底架的中央，是整个底架的基础和主要受力杆件。中梁端部是安装车钩缓冲装置的地方，直接承受纵向作用力。枕梁是底架和转向架连接的地方，在枕梁下部设有上旁承和上心盘，分别和转向架摇枕上的下旁承和下心盘相对。它受力较大，负担全车的重量，并通过心盘将重量传给走行部。罐车的底架结构和其他货车有所不同，由于罐体本身具有很大刚度，因此罐内液体的重量主要由罐体来承担，然后通过托架及枕梁传至转向架，故罐车底架主要承受水平的纵向牵引冲击力。罐车的中梁由两根槽钢制成，中央部分盖有上盖板，盖板上焊有罐体下鞍板；枕梁为箱形断面，上面装有罐体托架，通过蹼形板焊在枕梁上，以便支撑罐体。
客车车底架的构造和货车底架相似。但是，由于客车两端必须设置通过台，所以它的小梁伸出端梁之外，和通过台端梁、侧梁组成通过台架。在通过台端梁之前，再装置缓冲梁。 走行部是车辆在牵引动力作用下沿线路运行的部分。走行部的作用是保证车辆灵活、安全平顺地沿钢轨运行和通过曲线；可靠地承受作用于车辆各种力量并传给钢轨；缓和车辆和钢轨的相互冲击，减少车辆振动，保证足够的运行平稳性和良好的运行质量；具有可靠的制动机构，使车辆具有良好的制动效果。
铁路车辆发展的初期，载重量小，容积也不大，走行部很简单，一般采用二轴车的结构形式，车轴直接安装在车体下方，称为无转向架车辆。随着车辆载重量的增大，一般多采用转向架的结构形式。转向架是将两个及其以上轮对通过专门的构件组成的一个整体部件。
由于车辆的用途、运行条件、制造和检修能力等因素的不同，转向架的类型很多，结构各异。一般转向架主要由轮对、侧架和摇枕、轴箱油润装置、弹簧减振装置、基础制动装置所组成。
轮对由一根车轴和两个车轮压装成一体，在车辆运行过程中，车轮和车轴之间不容许有相对位移。轮对承受着车辆的全部重量，且在轨道上高速运行时还承受着从车体、钢轨两方面传来的其他各种作用力。轮对的质量直接影响列车运行安全，因此对它的制造、检修均有严格规定。轮对上的车轴根据所用轴承型式，可分为滑动轴承车轴和滚动轴承车轴。而车轮的结构、形状、尺寸，材质是多种多样的。按其用途可分为客车用、货车用、机车用车轮，按其结构分有整体轮与轮箍轮。轮箍轮又可分为铸钢辐板轮心、辗钢辐板轮心及铸钢辐条轮心的车轮。整体轮按其材质又可分为辗钢轮，铸钢轮等。为降低噪声、减小簧下质量，国外还采用弹性车轮、消音车轮、起皱辐板车轮等新型车轮。无论任何形式车轮，与钢轨直接接触的部分主要是轮缘和踏面。轮缘就是车轮内侧突起的部分，其作用是引导车轮的运行方向，防止车轮脱轨。踏面就是车轮与钢轨头部的接触面。在踏面上设有1：20的斜坡，能使车辆的重心落在线路中心线上，以克服和减轻车辆的蛇行运动，并顺利地通过曲线。
侧架和摇枕是转向架的组成部分，侧架把转向架的各个零部件联系在一起构成一个整体。它的两端有轴箱导框，以便安装轴箱。侧架中部设有弹簧承台，是安装弹簧减振装置的地方。摇枕则连同下心盘，旁承盒铸成一体，它的两端支座在弹簧上。车体的重量和载荷通过下心盘经摇枕传给两侧的枕弹簧，并通过摇枕将两个侧架联系起来。
轴箱油润装置是保证车辆安全运行的重要部件。其作用是将轮对和侧架或构架联系在一起，使轮对沿钢轨的滚动转化为车辆沿线路的平动；承受车辆的重量，传递各方面的作用力，并保证良好的润滑性能，使车轴在高速运转时不致发生热轴现象。轴箱装置按轴承的工作特性分为滚动轴承轴箱装置和滑动轴承轴箱装置。滚动轴承能减少运动阻力，适合高速运行，是铁路车辆技术现代化的重要措施之一。滑动轴承轴箱由于启动阻力大，不适合高速运行，维修费用高，冬、夏季需更换轴油且易发生热轴，故逐渐被滚动轴承釉箱所代替。
弹簧减振装置是车辆减少有害冲动和衰减振动的装置。车辆上采用的弹簧减振装置，按其主要作用的不同大体可分为三类：一类是主要起缓和冲动的弹簧装置，如中央及轴箱的螺旋圆弹簧；二类是主要起衰减振动的减振装置，如垂向、横向减振器；三类是主要起定位（弹性约束）作用的定位装置，如轴箱轮对纵、横方向的弹性定位装置，摇动台的横向缓冲器或纵向牵引拉杆等。
基础制动装置由制动缸活塞推杆以至闸瓦及其间一系列杠杆、拉杆、制动梁等传动部分所组成，其作用是把制动缸活塞上的推力增大若干倍以后平均地传给各个闸瓦，使之压紧车轮而产生制动作用。
为了适应载重的增加和速度的提高，中国铁路一方面通过对引进技术的消化吸收，研制开发了CW系列转向架；一方面通过对国产206型转向架的技术升级，借鉴国外的焊接技术，形成了SW系列转向架。这两种转向架经过运用考核和多次技术改进，现已开始走向成熟，成为我国铁路提速客车的主型转向架。
缓冲装置
车钩缓冲装置是用于使车辆与车辆，机车或动车相互连挂，传递牵引力，制动力并缓和纵向冲击力的车辆部件。它由车钩，缓冲器、钩尾框，从板等组成一个整体，安装于车底架构端的牵引梁内。为了保证车辆连挂安全可靠和车钩缓冲装置安装的互换性，我国铁路机车车辆有关规程规定：车钩缓冲器装车后，其车钩钩舌的水平中心线距钢轨面在空车状态下的高度，客车为880mm（允许+10mm，-5mm误差），货车为880mm（±10mm）。两相邻车辆的车钩水平中心线最大高度差不得大于75mm。 首先说说车钩。车钩是用来实现机车和车辆或车辆和车辆之间的连挂，传递牵引力及冲击力，并使车辆之间保持一定距离的车辆部件。车钩按开启方式分为上作用式及下作用式两种。通过车钩钩头上部的提升机构开启的叫上作用式（一般货车大都采用此式）；借助钩头下部推顶杠杆的动作实现开启的叫下作用式（客车采用）。车钩按其结构类型分为螺旋车钩、密接式自动车钩、自动车钩及旋转车钩等。螺旋车钩使用最早，但因缺点较多已被淘汰，密接式自动车钩多为高速铁路车辆所用。中国除在大秦铁路重载单元列车上使用旋转车钩外，现一律采用自动车钩。所谓自动车钩，就是先将一个车钩的提杆提起后，再用机车拉开车辆或与另一车辆车钩碰撞时，能自动完成摘构或挂钩的动作的车钩。中国铁道部门1956年确定1、2号车钩为标准型车钩。但随着列车速度的提高和牵引吨位的增加，又于1957、1965年先后设计制造了15号车钩和13号车钩。客车使用15号车钩，货车则逐步用13号车钩代替2号车钩。
钩头组成
车钩由钩头，钩身、钩尾三个部分组成、车钩前端粗大的部分称为钩头，在钩头内装有钩舌、钩舌销，锁提销，钩舌推铁和钩锁铁。车钩后部称为钩尾，在钩尾上开有垂直扁锁孔，以便与钩尾框联结。为了实现挂钩或摘钩，使车辆连接或分离，车钩具有以下三种位置，也就是车钩三态：锁闭位置——车钩的钩舌被钩锁铁挡住不能向外转开的位置。两个车辆连挂在一起时车钩就处在这种位置。开锁位置——即钩锁铁被提起，钩舌只要受到拉力就可以向外转开的位置。摘钩时，只要其中一个车钩处在开锁位置，就可以把两辆连挂在一起的车分开。全开位置——即钩舌已经完全向外转开的位置。当两车需要连挂时，只要其中一个车钩处在全开位置，与另一辆车钩碰撞后就可连挂。旋转车钩的构造与普通车钩不同，钩尾开有锁孔，钩尾销与钩尾框的转动套连接。钩尾端面为一球面，顶紧在带有凹球面的前从板上。当钩头受到扭转力矩作用时，钩身连同尾销以及转动套一起转动。旋转车钩只安装在专为大秦铁路运煤单元组合列车设计的车辆上。这种车辆的一端装设旋转车钩，另一端装设固定车钩，整列车上每组连接的两个车钩，两两相互搭配。当满载煤炭的车辆进入卸煤区的翻车机位时，翻车机带动车辆翻转180度，将煤炭倾倒出来。旋转车钩可以使车辆翻转卸货时不摘钩连续作业，缩短了卸货作业时间。 密接式车钩一般在高速铁路和地下铁道的车辆上使用。它的体积小、重量轻、两车钩连挂后各方向的相对移动量很小，可实现真正的“密接”；同时，对提高制动软管、电气接头自动对接的可靠性极为有利。 列车制动就是人为地制止列车的运动，包括使它减速，不加速或停止运行。对已制动的列车或机车解除或减弱其制动作用，则称为“缓解”。为施行制动和缓解而安装在列车上的一整套设备，总称为列车“制动装置”。“制动”和“制动装置”俗称为“闸”。施行制动常简称为“上闸”或“下闸”，施行缓解则简称为“松闸”。
“列车制动装置”包括机车制动装置和车辆制动装置。不同的是，机车除了具有像车辆一样使它自己制动和缓解的设备外，还具有操纵全列车制动作用的设备。
在介绍制动装置前，先谈谈列车制动方式。
列车制动在操纵上按用途可分为“常用制动”和“紧急制动”两种。在正常情况下为调节或控制列车速度包括进站停车所施行的制动，称为“常用制动”，它的特点是作用比较缓和而且制动力可以调节。在紧急情况下为使列车尽快停住所施行的制动，称为“紧急制动”（也称为“非常制动”），它的特点是作用比较迅猛而且要把列车制动能力全部用上。
从施行制动的瞬间起，到列车速度降为零的瞬间止，列车驶过的距离，称为制动距离。这是综合反映列车制动装置性能和效果的主要技术指标。列车重量越大，运行速度越高，就越不容易在短时间、短距离内停下来。那么，列车的运行速度与制动距离之间是什么关系呢？假如一列由15节车厢组成的列车运行时速在50公里时，它实施制动后，可以在130米内停下来；当时速增加到70公里时，它要向前行驶250米才能停下来；当列车速度达到每小时100公里时，它的制动距离要570米；而当列车速度高达120公里时，制动距离就要超过800米。由此可见，列车速度提高一倍，制动距离要增加三倍以上。然而，我国现行的《铁路技术管理规程》规定，“列车在任何铁路坡道上的紧急制动距离，规定为800 m”。这就是说，要想提高列车速度，必须采用更先进的制动装置。
铁路机车车辆采用的制动方式最普遍的是闸瓦制动。用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块，在制动时抱紧车轮踏面，通过摩擦使车轮停止转动。在这一过程中，制动装置要将巨大的动能转变为热能消散于大气之中。而这种制动效果的好坏，却主要取决于摩擦热能的消散能力。使用这种制动方式时，闸瓦摩擦面积小，大部分热负荷由车轮来承担。列车速度越高,制动时车轮的热负荷也越大。如用铸铁闸瓦，温度可使闸瓦熔化；即使采用较先进的合成闸瓦，温度也会高达400~450℃。当车轮踏面温度增高到一定程度时，就会使踏面磨耗、裂纹或剥离，既影响使用寿命也影响行车安全。可见，传统的踏面闸瓦制动适应不了高速列车的需要。于是一种新型的制动装置——盘形制动应运而生。
盘形制动，它是在车轴上或在车轮辐板侧面安装制动盘，用制动夹钳使以合成材料制成的两个闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，使列车停止前进。由于作用力不在车轮踏面上，盘形制动可以大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗。另外制动平稳，几乎没有噪声。盘形制动的摩擦面积大，而且可以根据需要安装若干套，制动效果明显高于铸铁闸瓦，尤其适用于时速120公里以上的高速列车，这正是各国普遍采用盘形制动的原因所在。但不足的是车轮踏面没有闸瓦的磨刮，将使轮轨粘着恶化；制动盘使簧下重量及冲击振动增大，运行中消耗牵引功率。
铁路机车车辆制动机按制动原动力和操纵控制方式的不同，可分为：手制动机、空气制动机、电空制动机、电磁制动机和真空制动机。
手制动机
是以人力为制动原动力，以手轮的转动方向和手力大小来操纵控制。构造简单，费用低廉，是铁路历史上使用最久远，生命力最顽强的制动机。铁路发展初期，机车车辆上只有这种制动机，每车或几个车配备一名制动员，按司机笛声号令协同操纵，由于制动力弱，动作缓慢，不便于司机直接操纵，所以很快就被非人力制动机取而代之，手制动机成为辅助的备用制动机。
空气制动机
是以压力空气作为制动原动力，以改变压力空气的压强来操纵控制。制动力大，操纵控制就灵敏便利。我国铁路习惯把压力空气简称为“风”，把空气制动机简称为“风闸”。空气制动机又分直通式和自动式两大类，直通式空气制动机已不再采用。
自动式
特点是列车管排气（减压）时制动缸充气（增压），发生缓解。优点是，当列车发生分离事故，制动软管被拉断时，列车管风压急剧下降，三通阀活塞自动而迅速地移动到制动位，故列车能自动迅速制动直至停车。这不仅提高了列车运行安全性，而且列车前后部开始制动作用的时间差小，即制动和缓解的—致性较好，适用于编组较长的列车；因此在世界各国铁路上得到最广泛的应用。
电空制动机是电控空气制动机的简称，是在空气制动机的基础上加装电磁阀等电气控制部件而形成的。它的特点是制动作用的操纵控制用“电控”，但制动作用原动力还是压力空气．而且，在制动机的电控因故失灵时，它仍可实行“气控”（空气压强控制），临时变成空气制动机。在列车速度很高或编组很长，空气制动机难以满足要求时，采用电空制动机可以大大改善列车前后部制动和缓解作用的一致性，显著减轻列车纵向冲击，并缩短制动距离，世界上许多高速列车都采用了电空制动机，我国广深线准高速旅客列车和某些干线的提速客车也采用了电空制动机。
真空制动机
还有一种真空制动机，它的特点是以大气为原动力，以改变“真空度”来操纵控制。当制动阀手柄置于缓解位时，真空泵与列车管连通、列车管和制动缸内的空气都被抽走，列车管和制动缸内上下两方都保持高度真空，活塞因自重落下，活塞杆向外伸出。当制动阀手柄置于制动位时，列车管与大气相通，大气进入列车管和制动缸活塞下方。由于抽气完成时球形止回阀已落下处于关闭状态，大气压力只能将它压住而不能使阀口开放，故大气不能进入活塞上方。活塞上下的压差推动活塞上移，活塞杆缩向缸内而发生制动作用。真空制动机在非人力制动机中构造较简单，价格较便宜，维修也较方便。但是，由于大气压强本身有限，“绝对真空”又很难达到，而且，需要较大的制动缸和较粗的列车管，所以，有些釆用真空制动的铁路，随着牵引重量和运行速度的提高，已经或正在向空气制动过渡。

Ⅳ 城轨车辆转向架由哪几部分组成

组成

1、构架

构架是转向架的基础，它把转向架的各个零、部件组成一个整体。它不仅承受、传递各种载荷及作用力，而且它的结构、形状尺寸都应满足各零、部件组装的要求。

2、轮对轴箱装置

轴箱与轴承装置是联系构架和轮对的活动关节，它使轮对的滚动转化为车体沿着轨道的平动。轮对沿钢轨的滚动，除传递车辆的重量外，还传递轮轨之间的各种作用力。

3、弹性悬挂装置

为了保证轮对与构架、转向架与车体之间连接，同时减少线路的不平顺和轮对运动对车体的影响，在轮对与构架、转向架与车体之间装设有弹性悬挂装置。

4、基础制动装置

为使运行中的车辆在规定的距离范围内停车，必须安装制动装置，其作用是传递和扩大制动缸的制动力，使闸瓦与车轮或闸片与制动盘之间的转向架内摩擦力转换为轮轨之间的外摩擦力（即制动力），产生制动效果。

5、牵引装置

动力转向架上设有牵引电动机与齿轮传动装置。它使牵引电机的扭矩转化为轮对或车轮上的转矩，利用轮轨之间的黏着作用，驱动车辆沿着钢轨运行。

(4)单闸瓦式基础制动装置的作用扩展阅读

转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一，其主要作用如下：

1）车辆上采用转向架是为增加车辆的载重、长度与容积、提高列车运行速度，以满足铁路运输发展的需要；

2）保证在正常运行条件下，车体都能可靠地坐落在转向架上，通过轴承装置使车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线路运行的平动；

3）支撑车体，承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配。

4）保证车辆安全运行，能灵活地沿直线线路运行及顺利地通过曲线。

5）转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装，使之具有良好的减振特性，以缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小动应力，提高车辆运行平稳性和安全性。

6）充分利用轮轨之间的粘着，传递牵引力和制动力，放大制动缸所产生的制动力，使车辆具有良好的制动效果，以保证在规定的距离之内停车。

7）转向架是车辆的一个独立部件，在转向架于车体之间尽可能减少联接件。

Ⅳ 基础制动装置的作用

设在转向架上，利用杠杆原理，将空气制动机或手制动机产生的力量扩大，再均衡地向各闸瓦传力的装置。客车多为双瓦式，货车多为单瓦式。

Ⅵ 火车的制动原理

制动装置一般可分为两大组成部分：
（1）“制动机”——产生制动原动力并进行操纵和控制的部分。
（2）“基础制动装置”——传送制动原动力并产生制动力的部分。
列车制动在操纵上按用途可分为两种。
（l）“常用制动”——正常情况下为调节或控制列车速度，包括进站停车所施行的制动。其特点是作用比较缓和而且制动力可以调节，通常只用列车制动能力的20％～80％，多数情况下只用50％左右。
（2）“紧急制动”—一紧急情况下为使列车尽快停住而施行的制动（在我国，也称“非常制动”），其特点是作用比较迅猛，而且要把列车制动能力全部用上。
从司机实施制动（将制动手柄移至制动位）的瞬间起，到列车速度降为零的瞬间止，列车所驶过的距离，称为列车“制动距离”。这是综合反映列车制动装置的性能和实际制动效果的主要技术指标。
闸瓦制动，又称踏面制动，是自有铁路以来使用最广泛的一种制动方式。它用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块（闸瓦）紧压滚动着的车轮踏面，通过闸瓦与车轮踏面的机械摩擦将列车的动能转变为热能，消散于大气，并产生制动力。其他制动方式除闸瓦制动外，铁路机车车辆还有一些其他制动方式。
（一）盘形制动
盘形制动（摩擦式圆盘制动）是在车轴上或在车轮辐板侧面装上制动盘，一般为铸铁圆盘，用制动夹钳使合成材料制成的两个闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，把列车动能转变成热能，消散于大气。参看图4—1－4。
与闸瓦制动相比，盘形制动有下列主要优点：
（1）可以大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗。
（2）可按制动要求选择最佳“摩擦副”（采用闸瓦制动时，作为“摩擦副”一方的车轮的构造和材质不能根据制动的要求来选择），盘形制动的制动盘可以设计成带散热筋的，旋转时它具有半强迫通风的作用，以改善散热性能，为采用摩擦性能较好的合成材料闸片创造了有利的条件，适宜于高速列车。
（3）制动平稳，几乎没有噪声。
但是，盘形制动也有它不足之处：
（1）车轮踏面没有闸瓦的磨刮，轮轨粘着将恶化，所以，还要考虑加装踏面清扫器（或称清扫闸瓦），或采用以盘形为主、盘形加闸瓦的混合制动方式，否则，即使有防滑器，制动距离也比闸瓦制动要长。
（2）制动盘使簧下重量及其引起的冲击振动增大，运行中还要消耗牵引功率。
盘形制动的制动力
（二）磁轨制动
磁轨制动（摩擦式轨道电磁制动）是在转向架的两个侧架下面，在同侧的两个车轮之间，各安置一个制动用的电磁铁（或称电磁靴），制动时将它放下并利用电磁吸力紧压钢轨，通过电磁铁上的磨耗板与钢轨之间的滑动摩擦产生制动力，并把列车动能变为热能，消散于大气。参看图4—1－5。
磁轨制动的制动力

式中K——每个电磁铁的电磁吸力；
φ一一电磁铁与钢轨间的滑动摩擦系数。
与闸瓦和盘形制动相比，磁轨制动的优点是，它的制动力不是通过轮轨粘着产生的，自然也不受该粘着的限制。高速列车加上它，就可以在粘着力以外再获得一份制动力，使制动距离不致于太长。磁轨制动的不足之处是，它是靠滑动摩擦来产生制动力的，电磁铁要磨耗，钢轨的磨耗也要增大，而且，滑动摩擦力无论如何也没有粘着力大。所以，磁轨制动只能作
为紧急制动时的一种辅助的制动方式，用于粘着力不能满足紧急制动距离要求的高速列车上，在施行紧急制动时与闸瓦（或盘形）制动一起发挥作用。
（三）轨道涡流制动
轨道涡流制动又称线性涡流制动或涡流式轨道电磁制动。它与上述磁轨制动（摩擦式轨道电磁制动）很相似，也是把电磁铁悬挂在转向架侧架下面同侧的两个车轮之间。不同的是，轨道涡流制动的电磁铁在制动时只放下到离轨面几毫米处而不与钢轨接触。它是利用电磁铁和钢轨的相对运动使钢轨感应出涡流，产生电磁吸力作为制动力，并把列车动能变为热能消散于大气。
轨道涡流制动既不通过轮轨粘着（不受其限制），也没有磨耗问题。但是，它消耗电能太多，约为磁轨制动的10倍，电磁铁发热也很厉害，所以，它也只是作为高速列车紧急制动时的一种辅助制动方式。
（四）旋转涡流制动
旋转涡流制动（涡流式圆盘制动）是在牵引电动机轴上装金属盘，制动时金属盘在电磁铁形成的磁场中旋转，盘的表面被感应出涡流，产生电磁吸力，并发热消散于大气，从而产生制动作用。
与盘形制动（摩擦式圆盘制动）相比，旋转涡流制动（涡流式圆盘制动）的圆盘虽然没有装在轮对上，但同样要通过轮轨粘着才能产生制动力，也要受粘着限制。而且，与轨道涡流制动相似，旋转涡流制动消耗的电能也太多。
（五）电阻制动
电阻制动广泛用于电力机车、电动车组和电传动内燃机车。它是在制动时将原来驱动轮对的自励的牵引电动机改变为他励发电机，由轮对带动它发电，并将电流通往专门设置的电阻器，采用强迫通风，使电阻发生的热量消散于大气，从而产生制动作用。
（六）再生制动
与电阻制动相似，再生制动也是将牵引电动机变为发电机。不同的是，它将电能反馈回电网，使本来由电能或位能变成的列车动能获得再生，而不是变成热能消散掉。显然，再生制动比电阻制动在经济上合算，但是技术上比较复杂，而且它只能用于由电网供电的电力机车和电动车组，反馈回电网的电能要马上由正在牵引运行的电力机车或电动车组接收和利用。
上述各种制动方式中，除磁轨制动和轨道涡流制动外，都要通过轮轨粘着来产生制动力并受粘着限制，所以习惯上统称为“粘着制动”，并把不通过粘着者统称为“非粘（着）制动”。
制动机种类
按制动原动力和操纵控制方法的不同，机车车辆制动机可分类为：手制动机、空气制动机、真空制动机、电空制动机和电（磁）制动机。
（一）手制动机
手制动机的特点是以人力为原动力，以手轮的转动方向和手力的大小来操纵控制。它构造简单、费用低廉，是铁路上历史最悠久、生命力最顽强的制动机。铁路发展初期，机车车辆上都只有这种制动机，每车或几个车配备一名制动员，按司机的笛声号令协同操纵。由于它制动力弱、动作缓慢、不便于司机直接操纵，所以很快就被非人力的制动机所代替。非人力的制动机成了主要的制动机，手制动机退居次要地位，成了辅助的备用的制动机。但是它的这个“配角”的地位很牢固。在调车作业、车站停放或者主要制动机突然失灵时，手机仍然是一个简单有效的救急的制动手段。
（二）空气制动机
空气制动机的特点是以压力空气（它与大气的压差，即压力空气的相对压强）作为原一以改变空气压强来操纵控制。它的制动力大、操纵控制灵敏便利。
我国铁路上习惯于把压力空气简称为“风”，把空气制动机简称为“风闸”。依此类推风缸、风泵、风管、风压、风表等名称均由此而来。直通式空气制动机的基本特点是：列车管直接通向制动缸（“直通”），列车管充气（增压）时制动缸也充气（增压），发生制动；列车管排气（减压）时制动缸也排气碱压），发生缓解。它的优点是构造简单，并且既有阶段制动，又有阶段缓解，操纵非常灵活方便。缺点是当列车发生分离事故、制动软管被拉断时，将彻底丧失制动能力，而且，列车前后部发生制动作用的时间差太大，不适用于编组较长的列车。因此，列车操纵后来就改用了自动式空气制动机。
2．自动式空气制动机
自动空气制动机包括机车制动机和车辆制动机，分别安装在机车和车辆上，构成制动机的一个整体。自动空气制动机由下列主要部件组成，并分别用管路连接。
(1)空气压缩机——一般称为风泵。利用机车的蒸汽或柴油机、电动机作动力，将空气压缩成压力空气，供制动系统及其他风动装置使用。在制动机中称压力空气为风或气。
(3)总风缸——机车贮存压力空气的容器。因没有压力调整器，能自动控制空气压缩机的运转或停止，使总风缸的空气压力始终保持为8~9kgf／cm2。
(3)给风阀——为调节压力空气的部件，总风缸的高压空气经给风阀调整为规定的风压后，送入制动管。我国规定货物列车制动管风压(简称定压)为5kgf／cm2，旅客列车为6kgf／cm2。
(4)自动制动阀——简称大闸或自阀，是司机操纵列车制动机的部件。机车上还装设单独调动阀(或称小闸、单阀)，单机运行时，司机使用单独制动阀操纵机车制动机。
(5)副风缸——是每个车辆贮存压力空气的容器。机车上因有总风缸，不另设副风缸。
(6)制动缸——是将空气压力转变为制动原动力的部件。利用压力空气推动制动缸活塞，压缩缓解弹簧，使活塞杆推出产生制动作用；如排出制动缸的压力空气则缓解弹簧推回活塞，使制动机缓解。机车车辆都装有制动缸。
(7)三通阀——装设在车辆上，是依靠制动管风压的变化使制动机形成制动或缓解等作用的部件。机车上使用的是分配阀，它控制机车(及深水车)的制动和理解等作用。
与直通式相比，在组成上每辆车多了一个三通阀6和一个副风缸8。“三通”指的是：一通列车管，二通副风缸，三通制动缸。
（四）电空制动机
电空制动机为电控空气制动机的简称。它是在空气制动机的基础上加装电磁阀等电气控制部件而形成的。它的特点是制动作用的操纵控制用电，但制动作用的原动力还是压力空气（它与大气的压差）。在制动机的电控因故失灵时，它仍可以实行空气压强控制（气控），临时变成空气制动机。
（五）电磁制动机
操纵控制和原动力都用电的制动机称为电磁制动机，简称电制动机。例如轨道涡流制动和旋转涡流制动，其操纵控制和原动力都用电，所以，采用这两种制动方式的制动机都属于电磁制动机的范畴（其实，对于这种制动方式，制动机和基础制动已很难截然分开了）。