![]() 制动系统作为司机控制机车速度、停车的装置,一直以来都是保障列车安全运行的关键装备。制动系统也从蒸汽机车时代的简易空气制动装置,逐渐发展成为智能化、模块化、标准化的微机控制电空制动装置。今天我们来讲讲铁路机车的停放制动。 停放制动的作用 为了讲解停放制动的作用,先来看一个事故案例。1996年9月2日,北京铁路局大同铁路分局湖东电力机务段的韶山4型0166号机车牵引大同至湖东间2258次货物列车,列车运行至大秦铁路韩家岭站至湖东站间K8+668下坡道处时,司机操纵牵引手柄退级,列车惰性运行。 ![]() 事故现场照片 ![]() 被撞下御河特大桥的SS4-0179B号车 由于机车乘务员超劳工作、3名司机打盹,列车失去控制在K15+408处千分之4的上坡道自然停车,2分钟后列车向后溜逸1665米,在大秦铁路御河大桥上与后续的新湖3856次货物列车相撞。新湖3856次的韶山4型0179号B节机车(操纵端)掉下大桥,前转向架被撞入下行线,导致两名司机死亡,造成韶山4型0179号机车B节报废,货车报废2辆、大破4辆、中破1辆、小破7辆,中断大秦铁路下行线24小时20分、上行线25小时13分,构成行车重大事故。韶山4型0166号机车没有损坏。事故后,机车A节保存于湖东电力机务段内,作为事故警示车使用。 停放制动是机车制动系统主要功能之一,由于制动器内的压缩空气不可避免地存在泄漏,机车因长时间停放,造成空气制动力缓慢降低。当机车在坡道线路上或库内长期停放时,在风力或坡道下滑力等外力作用下,容易导致机车溜车,进而发生机车破损或伤及人员的安全事故。因此,机车上必须安装停放制动装置。 停放制动技术发展 早期的电力机车,例如SS3型和SS4G型,它们用一种手动的方式来停车。这种停车方式操作起来很复杂,不容易控制刹车力度,而且结构也很复杂,这让机务部门感到非常困难。 对于DK-1型制动机,早期的无火操作控制原理为先开通空气管路柜上的无火回送塞门,并关闭制动机中继阀的列车管塞门,再将机车分配阀上的安全阀压力调整为200kPa,总风缸(无火时相当于副风缸)压力低于列车管定压140kPa。 ![]() 采用大功率交流传动技术的机车,弹簧停车装置技术发生了变化。在控制上将原直流机车的电空阀改为双稳态电磁阀;在气路上与空气制动相关联,停放制动隔离时,通过塞门上的触点能将隔离信息反馈到司机室,驾驶员可以通过制动显示屏实时监控。 ![]() 交流机车弹簧停车制动控制原理 交流机车停放制动在操作上也得到了简化,通过控制司机台上的停放施加或缓解按钮,可实现停放制动的施加和缓解;也可通过双稳态电磁阀的手动缓解或施加按钮来实现停放功能。无火回送时,停放塞门打到隔离位或按下双稳态电磁阀停放制动施加按钮,将手动缓解停放拉杆拉到位,手动缓解停放制动器,并检查确认弹簧停放制动器已缓解到位。 单元制动器 下面我们了解一下单元制动器。单元制动器是集制动缸、力的放大机构及间隙调整器为一体的装置,它对减轻车辆重量、均匀分配制动力、改善转向架动力学性能及减少维护量等有明显作用。不同于常见的制动装置,一个单元制动器只控制一片闸瓦。配有单元制动器的机车,通常情况下第一轴、第四轴上的四个轮子上有带有停放制动缸。 ![]() JPS1型单元制动器 ![]() JPS2型单元制动器 相较于JPS1型单元制动器JPS2型单元制动器多了停车制动,当总风缸无风源或整车无电时,停车制动器产生制动作用。 ![]() 内部结构原理图 ![]() 内部结构实物图 以JPS2型单元制动器为例,上层为停放制动,主要有停车制动主弹簧,停车制动勾贝(皮碗)、调整螺母、小调整螺杆、棘轮机构、手动缓解装置组成;下层为常用制动缸,由塔式弹簧、楔角机构、滚动轴承、固定轴承、间隙调整器,两者被中间隔板隔开。 单元制动器工作原理1.行车制动 制动缸压缩空气经P口进入缸体,制动缸皮碗及楔角机构下移,推动滚动轴承向前移动,同时间隙调整器前移,从而推出调整螺杆带动闸瓦托、闸瓦压紧车轮踏面,实现车辆的制动功能。 2.行车制动缓解 制动缸压缩空气从P口排出,制动皮碗及楔角机构在复原弹簧的作用下上移,滚动轴承和间隙调整器后退,带动调整螺杆后退,从而实现了车辆的缓解。 停放制动工作原理 弹簧停车制动装置是利用弹簧力进行制动,用空气压力保持处于缓解状态。当制动系统空气压力减小时,还可作为紧急制动使用。 停车制动有三种状态:缓解状态、制动状态、手动缓解状态。 调整螺母上下各有一个平面推力轴承,它与小调整杆使用螺纹配合,它可以沿小调整杆上下旋转,同时它与棘轮机构使用滑槽配合,可随棘轮装置一起旋转。 ![]() 棘爪向右可以锁住棘轮总成,阻止棘轮单向运动,但不能阻止棘轮反转。 ![]() 缓解状态。当机车车辆在正常运行时,弹簧停车制动器在空气压力作用下处于缓解状态。当储能缸体内充入压缩空气时,空气压力作用在制动皮碗(鞲鞴)上,将制动主弹簧压缩,使小调整螺杆处于储能缸体上部。 ![]() 制动状态。当压缩空气从储能缸体排出时,停车制动主弹簧伸张,弹簧力通过制动贝、轴承、调整螺母作用在小调整螺杆上,小调整螺经过中间隔板的通孔推动制动皮碗及楔角机构下移以带动间隙调整机构从而产生停车制动作用。 手动缓解状态。弹簧停车制动器处于制动时,在没有压缩空气缓解弹簧停车制动器的情况下,可用手缓解钥匙拉动弹簧停车制动器的手缓解拉手,使棘爪与棘轮之间的锁闭脱开。调整螺母和棘轮装置在停车制动主弹簧的作用下快速旋转,迫使停车制动主弹簧和皮碗下移至上缸体的最底端,同时由于调整螺母的快速旋转,小调整螺杆迅速上移至上缸体的顶端,实现了停车制动的缓解。 ![]() 当压缩空气重新充入储能缸体,制动勾贝压缩制动主弹簧,棘轮装置重新啮合,弹簧停车制动装置再次进入作用前的准备状态储能备用。手动缓解只能使用一次,必须等待下次储能后才能再次使用。 |
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