列车制动技术及发展(1)

第五章制动技术

5.1 概述

5.1.1 制动技术的发展概况

制动技术包括制动控制技术和基础制动技术，是重载货车提速的关键技术。制动控制技术是与产生和输出制动动力，控制、调节和保持车辆制动力等有关的技术。基础制动技术是与传递和放大制动动力，实现和保持制动力，转换和消耗车辆动能等有关的技术。我国铁路货车以压缩空气作为制动动力源，控制系统采用空气制动机，包括制动控制阀、空重车调整装置、副风缸等辅助风缸和制动缸等。基础制动系统则由机械传动装置、闸瓦间隙调整器和闸瓦等组成。

我国铁路货车制动技术的进步经历了三个历史阶段。

GK型制动机及其两级手动空重车调整装置、中磷铸铁闸瓦是我国铁路货车最早的重载、提速技术，其影响一直持续了近40年。在K型制动机基础上，按照我国轴重增大，速度提高的要求进行改进的GK制动机不仅可与直径356mm的大制动缸配套，而且实现了空重车调整，因此，提高了重车的制动率；制动缸的三段变速升压特性也有利于缓解较长编组列车的纵向力。我国自主研发的中磷铸铁闸瓦不仅提高了耐磨性，也提高了高速区的摩擦系数。这些技术既提高了制动能力，又改善了制动性能，不仅使货车载重提高到50t级、60t级，也使货车速度提高到了80km/h，基本满足了牵引重量3000t级货物列车的运用要求。

上世纪80年代，407G型高摩擦系数合成闸瓦、高摩擦系数合成闸瓦在重载货车上的应用技术、ST1-600型双向闸瓦间隙调整器等货车制动新技术通过鉴定，103型制动机（含手动两级空重车调整装置）也已运用成熟。103型制动机不仅从根本上解决了紧急制动作用的可靠性问题，而且明显提高了制动波速。高摩合成闸瓦的摩擦系数稳定，耐磨性更好，不仅提高了制动能力，而且明显降低了低速区制动、缓解时的纵向冲动，还缩短了列车的初充气和再充气时间；这些优良的性能不仅改善了重载列车的操纵性能，而且提高了列车在长大坡道地区的安全性。

闸瓦间隙调整器及103阀的间接作用性能解决了因闸瓦磨耗、制动缸活塞行程增加引起的制动力衰减问题，提高了制动作用的可靠性。我国自主研发的这些制动新技术不仅符合《铁路主要技术政策》确定的发展目标：“货物列车的重量，近期在不增加机车车辆轴重的情况下，充分利用850m车站股道有效长度，一般货物列车的最大重量由3500t逐步提高到4000t，固定车底的煤炭、矿石专列可提高到5000t”，也标志着我国第一代，即5000t级重载列车成套制动技术的形成。

进入21世纪，具备压力保持功能的120型空气控制阀和KZW-A型空重车自动调整装置技术上日趋成熟，HGM-A、HGM-B型高摩擦系数合成闸瓦及L-A、L-B型组合式制动梁等新技术全面推广应用，φ305型密封式旋压制动缸研制成功，空气控制阀进一步发展到具备常用加速制动功能的120-1型空气控制阀。我国自主研发的这些制动新技术形成了我国新一代，即万吨级重载列车成套制动技术，不仅满足了货车提速到120km/h的需要，也更好地满足了万吨及以上等级长编组重载列车制动和同步操纵的要求，不仅满足了速度、密度、重量并重的运输组织需要，也符合货运向快捷化、重载化发展的要求。

纵观以上三个历史阶段，我国铁路货车制动技术的进步主要反映在以下4个方面：

（1）制动作用的可靠性不断提高。

从三通阀发展到空气分配阀起，彻底杜绝了货物列车不起紧急的安全隐患。闸瓦间隙自动调整器则克服了铸铁闸瓦磨耗快的不良影响，避免了制动力因闸瓦磨耗、制动缸活塞行程延长而产生的衰减，提高了制动可靠性。

（2）制动能力不断提高。

大容量三通阀和制动控制阀、空重车调整装置和大直径制动缸为提高重车制动率创造了条件，闸瓦摩擦性能的改进则提高了高速区黏着利用的效果。因此，货车的制动能力随着货车速度的提高、载重的增加逐步提高。120-1型制动控制阀、KZW-A型多级空重车自动调整装置、HGM 系列新一代高摩合成闸瓦、直径305mm制动缸等新技术的组合满足了我国铁路货运“速度高、轴重大、编组长、制动距离短”的特殊运用要求，使我国铁路货车以制动减速度表征的制动能力达到了世界领先水平。

（3）长编组列车制动缓解的纵向冲动不断减少，安全性不断提高。

从GK型三通阀，到103型空气分配阀，再到120型制动控制阀，空气制动机制动、缓解波速不断提高，制动充风、排气性能不断改进，有效地提高了列车前后部制动缓解的一致性。而高摩合成闸瓦的推广应用，进一步降低了长编组列车的纵向冲动，改善了操纵性能。制动控制阀与高摩合成闸瓦的组合，不仅使列车缓解的最低允许速度降低，扩大了列车的可控速度范围，而且使重载列车的最大编组达到120辆，牵引重量达到1万吨，成为万吨以上等级组合列车的技术基础。

（4）长大坡道地区列车制动的安全可靠性不断提高。

铸铁闸瓦材质不断改进，耐磨性增加，耐热性提高，制动火花减少，彻底消除了高坡地区磨闸瓦托和制动火灾等事故。高摩合成闸瓦及配套小直径制动缸组合，减少了列车“波浪式”反复制动缓解引起的制动力衰减。制动控制阀的压力保持功能可以避免空气系统漏泄引起的制动力衰减。高摩合成闸瓦具有耐磨性高和耐热性好的特点，长时间持续制动不会造成制动力衰竭，因此，制动控制阀与高摩合成闸瓦组合，既适用于列车“波浪式”反复制动缓解的操纵方式，也可以实现“一把闸”制动下坡，进一步提高坡道地区列车的安全性。

综上所述，货车制动技术以制动控制阀（包括三通阀和分配阀）、空重车调整装置和闸瓦等关键部件的技术进步为发展主线，以提高能力为发展主题，以货车重载、提速为发展动力，坚持自主创新的指导思想，在吸收国外先进经验的基础上，形成了既满足中国铁路近乎苛刻的“速度、密度、重量并重”及网络化运输的特殊要求，又具有国际先进水平，且具有完全自主知识产权的独特的技术体系，为铁路货车向重载、提速方向发展提供了技术基础。

随着铁路货车重载化、快捷化的不断发展以及我国铁路运输组织模式的变化，我国铁路货车制动技术也会随之向大轴重、高速度两个方向发展。制动系统及关键部件应向高可靠性、长检修周期方向发展，制动控制系统向电子化方向发展，基础制动系统向单元化方向发展。还应进一步深入研究制动功率的问题、防滑与黏着利用的问题。

5.1.2重载、提速制动技术应解决的主要问题

2006年，中国铁路的旅客周转量、货物发送量、换算周转量和运输密度等4项指标跃升至世界第一位。旺盛的客货需求、运能与运量的突出矛盾决定了中国铁路必须采用速度、密度、重量并重的运输组织模式，形成了高速度、高密度、客货混行的运输组织特点。在繁忙干线上不仅要开行速度160km/h客运列车，也要开行5000~6000t的重载列车。在客货混行线路上高速度、高密度行车的需求超过了日本及欧洲的发达国家。反映在货运上，就是重载与提速并重。货物列车既有北美铁路轴重大、编组长的类似特点，又有欧洲铁路速度高、制动距离短的要求。因此，中国铁路货车的运用条件比欧美发达国家苛刻得多，重载、提速货车制动系统的技术要求有其特殊性。

5.1.2.1 与制动距离有关的问题

速度、密度、重量并重的运输组织模式形成了我国铁路货车速度高、轴重大、编组长、制动距离短的运用条件。在速度提高，轴重增大的同时，减速度明显提高，制动功率明显增大（表5-1）。

表5-1货车提速后的制动减速度

制动初速度∕km·h-1 80 90 120 120

制动距离限值∕m 800 800 1100 1400

平均减速度∕m·s-1 0.309 0.391 0.505 0.397

减速度之比1:1 1.27:1 1.63:1 1.28:1

制动功率之比1:1 1.42:1 2.1:1[1] 2.1:1[2]

[1] 轴重按18t计算。

[2] 轴重按23t计算。

（1）减速度提高，需进一步提高制动能力

制动能力是指列车在规定的紧急制动距离，即制动距离限值内安全停车的能力，可用列车所能达到的制动减速度表征。制动距离包括空走距离和实制动距离两部分。提高实制动减速度，

缩短实制动距离，是提高制动能力的主要手段。采用高摩擦系数合成闸瓦不仅可以提高闸瓦的耐热性，还可以充分利用高速区的轮轨黏着力，缩短实制动距离，提高制动能力。在这一前提下，提高制动率或者提高闸瓦摩擦系数，均可以进一步提高制动力。提高制动率的手段是增大闸瓦压力，即增大制动倍率，或者增大制动缸直径。制动控制系统容量应能满足制动缸直径增大的要求。美国是采用增大主管定压的方法提高制动能力，目前不适合我国国情。

当黏着利用接近或达到黏着允许限度时，或者当车轮承受的制动热负荷达到极限时，提高制动控制系统的制动波速，缩短空走时间和空走距离可进一步缩短制动距离，特别是长编组重载列车的制动距离。

（2）减速度提高，轮轨黏着的可利用空间缩小

提高制动能力本质上是提高轮轨黏着利用率，故受轮轨黏着允许限度制约。制动减速度与轮轨黏着允许限度的关系可用式（5-1）表示。当货车速度从80km/h 分别提高到90km/h 和120km/h 时，减速度增加了27~63%（表5-1），按式（5-1），轮轨黏着的可利用空间相应缩小。

g μβ≤ （5-1）

式中，β——制动瞬时速度（m/s 2

）。黏着利用是瞬态的，故不能用平均减速度校核黏着利用是否超过限度。

μ——轮轨黏着系数，即轮轨黏着允许限度。 g ——重力加速度，9.81 m/s 2。

（3）货车重空比增大，轮轨黏着的可利用空间进一步缩小

60t 级货车的重空比约为3.5:1，70t 货车的重空比约为4:1，而80t 载重运煤敞车的重空比达到5:1。重空比的增加使得满足制动距离限值要求的重车最小制动率与满足黏着利用不超过允许限度的空车最大制动率之间的可利用空间明显缩小。

重空比增大，要求增加空重车调整装置的作用范围。以转向架弹簧挠度变化量作为测重依据的空重车调整装置尚不能根据载重的变化全程调整，且由于转向架弹簧刚度从单级变成两级或多级，制动率-车重的函数曲线（图5-1）不是直线，也不是单调变化的曲线，因此，进一步缩小了轮轨黏着的可利用空间。车体的振动会使调整区的实际制动率偏离设计值，因此，空重

车调整装置应该具有相对稳定且偏向安全的动态特性。

（4）制动系统应适应两种主管定压的运用条件，也使轮轨黏着的可利用空间缩小

货车制动系统适应两种主管定压的运用条件，在500kPa 定压条件下应满足制动距离的要求，在600kPa 定压条件下应满足黏着利用限度的要求，最小制动率与最大制动率之间的可利用空间明显缩小，甚至出现制动率超过黏着允许限度的情况（图5-1）。

图5-1 制动率-车重函数关系

（5）制动功率的限制

制动停车过程中，货车每轴承担的平均制动功率可按式（5-2）计算。 0)1(21

V q r P β+=

（

5-2） 式中，P ——每轴平均制动功率（kW ）；

q ——轴重（t ）；

r ——回转惯量系数；一般取r=0.06。

β ——制动减速度（m/s 2）； 0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

020406080100120

车重（t）

制动

率定压500kPa

定压600kPa

最大允许制动率

V0——制动初速（m/s ）；

式（5-2）表明，制动功率的增加是货车重载、提速的必然结果。制动能力的提高又进一步增大了制动功率。在规定的制动距离下，车轮和闸瓦承受的制动功率与轮载重及速度的3次方成正比，如式（5-3）所示。

（5-3）

式中，w P ——每轮平均制动功率（kW ）；

q w ——轮载重（t ）；

r ——回转惯量系数，一般取r=0.06；

V0——制动初速（m/s ）；

S ——制动距离（m ）

根据表5-1，当货车速度提高到120km/h 后，快运货车和通用货车的制动功率达到提速前的2.1倍。随着轴重的进一步增加，制动功率还会继续提高。因此，随着货车速度的提高、载重的增加、重空比的扩大、减速度要求的提高，制动功率成为制动系统设计应考虑的又一重要因素。

长大下坡道地区的制动安全可靠性也与车轮和闸瓦的制动功率极限有关。过去，坡道地区的列车限速是从制动能力角度，按制动距离的要求确定的。但是随着列车牵引重量的增加、编组的扩大、速度的提高、操纵方式的变化，应校核制动功率对坡道限速的影响。

坡道上，车轮和闸瓦承受的瞬时制动功率可用式（5-4）表示。

（5-4）

式中，P w ——每轮瞬时制动功率（kW ）；

q w ——轮载重（t ）；

r ——回转惯量系数，一般取r=0.06；

i ——下坡道的千分数； S V q r P w w 4)1(30+=v q w i r P w w ))(1(81.9"

0-+=

w0″——货车单位基本阻力（N/kN）

v ——列车下坡的瞬时速度（m/s）

“一把闸”匀速下坡的制动功率可按式（5-4）计算。

制动距离限值、轮轨黏着利用允许限度、制动功率极限已成为现代货车制动系统设计的三个基本限制条件。应重点研究制动功率限值及制动距离限值问题。同时，应研究、改进车轮和闸瓦的材质和性能，提高耐热性。

综上所述，制动距离的问题既涉及制动控制系统，也涉及基础制动系统。既要确定合理的制动距离限值，又要优化制动系统的参数和性能，提高可靠性，满足运用要求。

重载列车制动中存在的问题及解决措施

毕业论文 论文题目：重载列车制动中存在的问题及解决措施学生姓名： 专业：铁道机车 班级：机车****班 学号： 指导老师： 包头铁道职业技术学院

目录 摘要------------------------------------------------------------------------------------------- （4）关键词-----------------------------------------------------------------------------------------（4）引言--------------------------------------------------------------------------------------------（6）1重载列车制动的现状---------------------------------------------------------------（7）1.1重载列车的发展------------------------------------------------------------------------（7）1.2重载列车制动技术的运用------------------------------------------------------------（7）2初步了解重载列车------------------------------------------------------------------------（7）2.1重载列车的概论-------------------------------------------------------------------------（7）2.2重载列车对生产生活的影响----------------------------------------------------------（7）2.3重载列车存在的不足-------------------------------------------------------------------（8）3初步了解铁路制动技术-------------------------------------------------------------------（8）3.1制动的概论--------------------------------------------------------------------------------（8）3.2制动对铁路的重要性--------------------------------------------------------------------（8）4重载列车制动技术中存在的问题-------------------------------------------------------（8）5重载列车制动技术的改良----------------------------------------------------------------（9）5.1整列式重载列车制动问题的解决方案-----------------------------------------------（9）5.2单元式重载列车制动问题的解决方案-----------------------------------------------（9）5.3组合式重载列车制动问题的解决方案-----------------------------------------------（9）结束语-------------------------------------------------------------------------------------------（10）参考文献----------------------------------------------------------------------------------------（10）

高速列车制动技术综述_彭辉水

高速列车制动技术综述 (1、株洲南车时代电气股份有限公司技术中心，高级工程师，彭辉水，湖南株洲，412001) (2、株洲南车时代电气股份有限公司技术中心，高级工程师，倪大成，湖南株洲，412001) 摘要：本文首先阐述了制动系统与高速列车安全性的关系，然后综述了高速列车的制动方式及其性能，并给出各自在国内外高速列车上的应用情况。同时介绍了高速列车制动力的控制模式，并就各种模式的优缺点进行对比，然后概述了高速列车的防滑再粘着控制技术并给出了其应用实例，最后论述了高速列车制动技术的发展趋势。 关键词：高速列车 制动 控制模式 防滑行再粘着控制 中图分类号：U260.35 文献标志码：A Braking Technology of the High-speed Trains Peng Hui-shui, Ni Da-cheng (Technology Center , Zhuzhou CSR Times Electric Co.,Ltd.,Zhuzhou,Hunan 412001,China) Abstract: This paper firstly presents the strong relationship between the braking system and the security of the high-speed trains, supplies the comparative analysis about the brake modes and the corresponding Braking performance, and reviews their applications in the high-speed trains. Then introduces the control mode of braking force in the high-speed trains and gives out the comparative analysis about their pros and cons. This paper reviews the technologies of Anti-skid re-adhesion control and supplies their application cases. Finally prospects the development trend of the braking technology of the high-speed trains. Keywords: High-speed Trains; Braking; Control Mode; Anti-skid Readhesion Control 高速铁路是新兴产业、战略性产业、带动性产业，是世界轨道交通发展的潮流。我国高速铁路异军突起，迅猛发展，打破了世界高速铁路技术的相对垄断格局，截止2011年1月底，我国高速铁路总里程达8358公里；规划到2012年底，总里程达到13000公里。高速铁路快速发展国人翘首以盼，但其安全性也备受瞩目！高速列车制动技术对于列车安全运行至关重要，在意外情况下，高速列车紧急制动距离越短，高速列车才能越安全，旅客安全系数越高，本文将对当前高速列车制动技术领域的关键技术及其进展进行综合论述。 作者简介：1、彭辉水，男，1979年生，2001年毕业于北方交通大学电气学院，高级工程师．现主要从事机车粘着控制理论研究及应用与高速列车牵引制动系统研究。2、倪大成，男，197年生，2001年毕业于湖南大学电气学院，高级工程师．现主要从事机车整流逆变控制理论研究及应用与高速列车牵引制动系统研究。

城市轨道交通列车制动系统的特点及发展趋势初探

城市轨道交通列车制动系统的特点及发展趋势初探 发表时间：2018-06-07T11:18:32.193Z 来源：《基层建设》2018年第11期作者：刘艳虎 [导读] 摘要：针对城市轨道交通车辆制动系统，对其空气压缩、制动盘和控制系统三个主要部分的特点和技术发展趋势进行深入分析，旨在为以后的技术研究和发展提供可靠参考依据。 苏州市轨道交通集团有限公司运营分公司江苏苏州 215000 摘要：针对城市轨道交通车辆制动系统，对其空气压缩、制动盘和控制系统三个主要部分的特点和技术发展趋势进行深入分析，旨在为以后的技术研究和发展提供可靠参考依据。 关键词：城市轨道交通；车辆制动系统；空气压塑；制动盘；控制系统 城市轨道交通站间距短，列车制动频繁，其制动系统的可靠性决定了车辆运行安全，是现阶段城市轨道交通研究的重要内容这一。在科技快速发展的背景下，轨道交通车辆制动系统技术也得到很大程度的改进，为轨道交通发展奠定了坚实基础。 1空气压缩 1.1技术背景 如今，铁路对用气质量提出越来越高的要求，压缩气体必须达到较高的无水和无油条件，这使无油空压机进入快速发展时期。尽管现阶段铁路领域的无油空压机实际应用仍有限，但依靠其无油这一显著特征，将很快在市场占据主导地位。 若按压缩方式，可对无油空压机做以下分类：回转形式的无油空压机以及循环往复形式的无油空压机。后者与活塞式空压机相对应，前者则与最常用的螺杆形式的空压机相对应。从活塞式空压机的角度讲，主要有两种不同的润滑形式，即干式润滑及水润滑。 活塞与螺杆空压机常用于铁路领域，螺杆适合低压和中小流量，而活塞适合高压与多种压力范围。采用水润滑形式的无油螺杆，不仅结构复杂，而且对环境有严格要求，在铁路这种复杂环境下并不适用；采用干式的无油螺杆，其排量超过3m3/min，但仍未能达到出口压力，同样在铁路中不适用。从目前的铁路行业发展看，其对空压机有下列几项特殊要求：经久耐用；耐冲击、污染和高温；振动与噪声较低；维护难度与成本较低。 1.2技术原理 活塞式空压机进入随曲轴联动旋转状态后，在连杆提供的传动作用下促使活塞进行往复运动，此时活塞的顶部表面、气缸的内部表面和气缸盖三者形成的容积必定产生具有周期性特点的变化。活塞由气缸盖做运动后，容积不断增加，此时气体在进气管中推开进气阀门到达气缸，到容积不再增加为止，阀门关闭；活塞进入反向运动状态后，上述容积开始减少，但压力持续增大，超出排气压力以后，阀门打开，气体开始向外部不断排出，当活塞运动到最大行程后，阀门将自动关闭。活塞再次进入反向运动状态后，重复以上过程。 1.3特殊结构 对全无油形似的活塞空压机，其原理和油润滑形式的活塞空压机大致相同，区别为将油润滑换成自润滑。其中，气缸采用铝合金加工而成，表面做特殊处理，减小摩擦以延长使用寿命；活塞也采用铝合金加工而成，各活塞上设置导向环与密封环，二者都采用自润滑材料，能使摩擦达到最小；连杆和活塞由特殊销进行连接，配有全封闭式轴承，无需维护，并在设计过程中考虑了防超温使用。曲轴和各连杆间同样使用这种轴承；气阀为长寿命阀，能满足特殊的实际使用要求。 1.4优缺点 1.4.1优点 压缩空气输出更为洁净，只有极少量水和污染物，下游净化单元能直接去除，无油蒸汽和油滴，能防止下游管路被污染；压力范围较广，任何一种流量情况下，都能提供所需压力；具有很高的热效率，耗电省；具有较强的适用性，表现为排气范围广，受压力影响小等方面；可大幅降低维护成本，减少工作量；无润滑油方面的输出，过滤部件可长时间使用，负担小；由于不使用润滑油，所以还能解决低温启动方面的问题，而且对运转率也没有太高的要求。 1.4.2缺点 排气的连续性较差，存在一定气流脉动；在运转过程中可能产生较大的振动。 2制动盘 在当前的轨道交通车辆中，铝合金制动盘得到广泛应用，其优点有： 第一，自重轻，密度比铸钢与铸铁都小，能减轻车辆自重，尤其是簧下质量，若能减轻簧下质量，则能减小振动和噪音。此外，车辆自重减轻其能耗必定有所降低，能提高节能减排指标。 第二，有良好的耐磨性及导热性，且摩擦系数保持稳定，将钢铁替换为铝合金，能在减轻质量的同时，延长寿命，降低成本，保证可靠性与安全性。此外，出色的导热性能还能使制动盘适应反复变化的热负荷，降低了热疲劳裂纹产生率。 我国从九十年代起有相关院校开始研究铝基复合材料在列车制动盘中的应用，提出很多方法，如喷溅法和粉末冶金法等。然而，因研制难度相对较大，加之制造工艺十分复杂，所以成果主要为样件，要实现批量化生产的目标，还需要进一步的研究。 近几年，我国很多企业在广泛调研这项技术的前提下，对该行业现有技术能力进行综合，提出一套制造工艺，并通过一段时间的摸索与总结，初步掌握批量生产办法。制动盘摩擦副现已完成各项分析实验，其所有性能指标都达到要求，且优于同类产品。 3基于模块化的新制动系统 3.1系统特点 采用以CAN总线为基础的分布式控制，各控制单元均能在CAN总线的支持下构成整个控制网络。EP09/S能提供防滑控制与电空制动两项功能，仅存在紧急制动对应的输入输出接口，需由总线提供常用指令；对EP09/G而言，不仅具有EP09/S全部功能，而且还有列车总线接口及扩展接口，能起到类似网关的作用，并对制动力进行管理。 3.2性能要求 控制单元可提供的防滑控制与电空制动等功能都相对固定，具有实现模块化与小型化目标的条件。实际应用要求对于系统提出了很高的要求，集中在接口能力方面，如各模拟量实际扩展和不同接口方式等，而且对系统测试、故障诊断与时间存储也有着越来越高的实际要求，因受到架控单元机箱等因素的限制和影响，当前的网关单元在扩展能力上还有待于进一步提高。

高速列车制动方式分类

高速列车制动方式分类 从能量的观点来看，制动的实质就是将列车动能转变成其他能量或转移走；从作用力的观点来看，制动就是让制动装置产生与列车运行方向相反的外力，使列车产生较大的减速度，尽快减速或停车。 （1）根据列车动能转移方式的不同，列车制动可分为如下几种方式： ①盘形制动。 ②电阻制动。 ③再生制动。 ④磁轨制动。 ⑤轨道涡流制动。 ⑥旋转涡流制动。 ⑦风阻制动。 上述制动方式中的盘形制动和磁轨制动也可称为摩擦制动，都是通过机械摩擦来消耗高速列车动能的制动方式。其优点是制动力与列车速度无关。无论列车是高速运行还是低速运行，都有制动能力，特别是在低速运行时能对列车施行制动直至停车。可以说摩擦制动始终是高速列车最基本的制动方式。摩擦制动的缺点是制动力有限，因受散热限制而使制动功率增大。电阻制动、再生制动、轨道涡流制动和旋转涡流制动等也可称为动力制动，都是利用某种能量转换装置将运行中列车的动能转换为其他形式的能量，并予以消耗的制动方式。其特点是制动力与列车速度有很大关系，列车速度越高，制动力越大，随着列车速度的降低，制动力也随之下降。 （2）根据制动力的形成方式不同，制动方式可分为黏着制动和非黏着制动。车轮在钢轨上滚动时，轮轨接触处既非静止，也非滑动，在铁路术语中用“黏着”来说明这种状态。黏着制动是指依靠黏着滚动的车轮与钢轨黏着点之间的黏着力来实现列车制动的方式。黏着制度包括闸瓦制动、盘形制动、电阻制动、再生制动及电磁涡流转子制动等。以闸瓦制动为例，车轮、闸瓦和钢轨三者之间有3种可供分析的状态：第一种是难以实现的理想的纯滚动状态；第二种是应极力避

免的“滑行”状态；第三种是实际运用中的黏着状态。在上述3种情况中，纯滚动状态为最理想的轮轨接触状态，但实际上是不可能实现的；为避免车轮踏面擦伤、制动距离延长，需要防止“滑行”；黏着状态介于两者之间，它可以随气候与速度等条件的不同有相当大的变化。 由于列车的制动能量和速度的平方成正比，因此高速列车的动能很大，需要足够大的制动功率和更灵敏的制动操纵系统。而传统的空气制动装置要受制动热容量和机械制动部件磨耗寿命的限制，以及摩擦材料性能对黏着利用的局限性，因此，高速列车要采用能提供强大制动能力并更好利用黏着的复合制动系统。虽然考虑到乘座舒适度，但是制动距离随列车速度的提高而适当延长是不可避免的。高速列车制动的总目标是控制制动距离，因此制动距离不会随车速的提高而增长太多。复合制动系统通常由制动控制系统、动力制动、摩擦制动（如盘形制动和踏面制动等）系统、微机控制的防滑器和非黏着制动装置等组成。复合制动力的产生分别来自电气（动力制动）、机械（盘形制动或踏面制动）和非黏着力（磁轨制动或涡流制动）。高速列车的复合制动模式包括不同车辆在不同制动作用工况和各种速度下的制动能量分配关系，应根据列车的动力方式和编组条件进行设计并通过微机进行控制。

列车制动系统

自动式空气制动系统的组成及其作用 自动式空气制动系统如下图所示： 各部分作用如下： 1.空气压缩机（1）、总风缸（2）：原动力系统。空气压缩机：制 造压缩空气；总风缸: 储存压缩空气，供全列车系统使用。 2.给风阀（4）：将总风缸的压缩空气调至规定压力，经自动制动阀 （5）充入制动管。 3.自动制动阀（5）：操纵部件。通过它向制动管充入压缩空气/将 制动管压缩空气排向大气。 4.制动管（14）：贯通全列车的压缩空气导管。向列车中各车辆的制

动装置输送压缩空气。通过自动制动阀（5）控制管内压缩空气压力变化实现操纵各列车制动机。 5.三通阀（8）：车辆空气制动装置的主要部件，控制制动机产生不 同作用。和制动管联通，由制动管压力的变化产生作用位置。制动机缓解：制动管连通副风缸，制动缸连通大气。向副风缸充入压缩空气，把制动缸内压缩空气排向大气。制动机制动：制动管通大气，副风缸通制动缸。副风缸内压缩空气充入制动缸，产生制动作用。 6.副风缸（11）：缓解储存的压缩空气，为制动时制动缸的动力源。 7.制动缸（10）：制动时，把从副风缸送来的压缩空气转变为机械推 力。 8.基础制动装置（17）：制动时，将制动缸推力放大若干倍传递到闸 瓦，使闸瓦夹紧车轮产生制动；缓解时，靠闸瓦自重使闸瓦离开车轮实现缓解。 9.闸瓦、车轮和钢轨：实现制动三大要素。制动时，闸瓦压紧转动 的车轮踏面后，闸瓦与车轮间的摩擦力借助钢轨，在与车轮接触点上产生与列车运行方向相反（与钢轨平行）的反作用力，即制动力。（黏着效应） 制动缸压力计算 1空气制动机的工作过程就是利用空气受压缩后体积与压力的自动变化来实现的。

电力机车的制动方式及其原理

电力机车的制动方式及其原理 1、制动技术概念 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机车、车辆、列车上的一整套设备，总称为“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。 2、机车制动方式 1）闸瓦制动：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，需要一种新型的制动装置以满足要求。 2）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或者粉末冶金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，噪声小。盘形制动的摩擦面积大，而且可以根据需要安装若干套，制动效果明显高于踏面制动，尤其适用于时速120公里以上的列车，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。踏面制动和盘形制动都要通过轮轨之间的粘着来实现，因此都属于粘着制动。 3）再生制动：是将牵引电动机变为发电机，将电能反馈回电网使用，从而产生制动作用。用于电网供电的电力机车和电动车组。 4）电阻制动：用于电力机车、电动车组和电传动内燃机车。在制动时将原来驱动轮对的牵引电动机改变为发电机发电，并将电流通往专门设置的电阻器，采用强迫通风，使电阻器发生的热量消于大气，从而产生制动作用。 5）线性涡流制动：是把电磁铁悬挂在转向架侧架下面同侧的两个车轮之间。制动时电磁铁不与钢轨接触。利用电磁铁与钢轨相对运动使钢轨感应出涡流，产生电磁吸力作为制动力，把列车动能转化为热能，消散于大气。线性涡流制动既不受粘着限制,也没有磨耗问题。 6）盘形涡流制动：是在车轴上装金属盘，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，从而起制动作用。盘形涡流制动要通过轮轨粘着才能产生制动力，因此也要受粘着限制。

列车牵引与制动复习题及参考答案

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 列车牵引与制动 一、填空题： 1.列车制动一般分为制动和制动。 2. 制动是把正常情況下为调节或控制列车速度，包括进站停车所施行的制动。 3. 制动是指紧急情况下为使列车尽快停止而施行的制动。 4.按传动机构的配置，基础制动装置可分为和单元式两种。 5.只要轮轨间不被破杯，制动力将随闸瓦压力的增加而增大。 6.轨道制动既不受钢轨黏着限制，也没有磨耗问题。 7.摩擦制动作用产生的要素为、、。 8.摩擦制动方法包括和盘形制动两种。 9.空重车调整装置目前主要是人工调整。 10.我国货车列车管定压一般为 _ kPa，客车一般为 _ _ kPa 11.制动机的灵敏度分为制动灵敏度和灵敏度。 12.列车管减压速度达到指标时必须起紧急制动，而不能是常用制动。 13.常用制动的安定性是常用制动列车管减压速度的。 14.制动作用沿列车长度方向的传播速度称为。 15.制动波速高,说明列车部制动作用的时间差小，既可减轻冲动，又能制动距 离。（前后）（纵向）(缩短 16.ST型闸调安装方式有和两种，分别安装在基础制动装置的和上。 17.具有二压力机构阀的自动制动机，在制动管与制动缸之间安装了三通阀和。 18.具有三压力机构阀的自动制动机，分配阀的动作由制动管、和制动缸三种压力来控制。 19.我国目前铁路客车电空制动机主要型式为_ 型和_ 型。 20.我国目前铁路货车空气制动机型式为型、_ _型和__ 型。 21.为使每个三通阀都能实现紧急局部减压，在阀的下部加了一个。 22.103及104型分配阀中间体上的三个空腔分别是_ _、 _、室。 23.103型分配阀构造上由、、三部分组成。 24.103及104型分配阀结构原理是机构作用式。 25.F8阀转换盖板切断通路时，可形成作用。 26.F8型分配阀在构造上由、、等几部分组成。 27.120型空气控制阀的结构原理是压力机构作用式。 28.120型控制阀半自动缓解阀由_ 和_ _两部分组成。 29.F-8阀转换盖板连通通路时，可实现制动机作用。 30.F8型分配阀的限压阀的作用是限制的最高压力 31.当F-8型制动机与二压力制动机混编时，应将转换盖板转到位。 32.JZ-7型空气制动机自阀手柄的几个不同位置是：过充位、、、、 、。 33.JZ-7型空气制动机单阀阀体上装有三个阀件，分别为单缓柱塞阀、定位柱塞阀和。 34.JZ-7型分配阀副阀膜板左侧通制动管，右侧通风缸。 35.JZ-7型空气制动机自阀手柄在紧急制动位时，自阀的放风阀直接排压力空气。 36. 制动机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。 37.DK-1型电空制动机分配阀安全阀的作用是防止容积室内 而使机车出现滑行现象。 38DK-1型电空制动机分配阀在充气缓解位 向工作风缸充风。 39.DK-1型电空制动机分配阀主阀部的作用是控制机车的充气、制动、保压及 的形成。 40.DK-1型电空制动机制动缸的排风通路由 的均衡阀控制。 41.DK-1型电空制动机空气位操作时应将空气制动阀上的转换键置 。 42.DK-1型电空制动机空气制动阀在正常情况下用来单独控制 的制动或缓解。 43.DK-1型电空制动机空气制动阀缓解位时，定位凸轮未压缩 。

动车组制动技术综述

动车组制动技术综述 列车制动的一般概念是指对行进中的列车施行减速或使在规定的距离内停车。制动的重要性不仅在于它直接关系到运输安全，还在于它是进一步提高列车运行速度的决定因素。列车速度越高，对制动的要求也就越高。因而，动车组的制动技术成为其高速运行的关键技术之一。 一、动车组制动方式分类 1.按动能消耗方式分： （1）摩擦制动：闸瓦制动、盘形制动、磁轨制动等； （2）动力制动：电阻制动、再生制动、轨道涡流制动、旋转涡流制动等。 2.按制动形成方式分： （1）粘着制动：闸瓦制动、盘形制动、电阻制动、再生制动、旋转涡流制动等； （2）非粘着制动：磁轨制动、轨道涡流制动等； 3.按动力的操作控制方式分：空气制动、电空制动、电磁制动。 二、高速动车组制动系统的基本要求 1．制动能力的要求 制动能力表现为停车制动时对制动距离的控制。在同样的制动装置、操纵方式和线路条件下，其制动距离基本上与列车制动初速度的平方成正比关系，所以随着列车速度的提高，必须相应地改进其制动装置和制动控制方式才能满足缩短制动距离的要求。 通过国外主要国家高速列车制动能力比较得知：国外300km/h高速列车的紧急制动距离均在3000～4000m之间。根据制动粘着利用和热负荷等理论计算的结果，我国动车组在初速300km/h条件下的复合紧急制动距离可保证在3700m

以内。 2．舒适性的要求 从列车动力学的观点出发，旅客的乘坐舒适性包括横向、垂向和纵向三方面的指标，高速动车组纵向运动的特点除起动加速度较快以外，主要是制动作用的时间和减速度远大于普通旅客列车，因此必需有相应措施来控制旅客纵向舒适性的指标，包括对制动平均减速度、最大减速度和纵向冲动的要求，均应高于普通旅客列车。 为满足纵向舒适性的高要求，动车组制动系统必须采用下述关键技术：（1）采用微机控制的电气指令制动系统以实现制动过程的优化控制，并在提高平均减速度的同时尽量减少减速度的变化率； （2）对复合制动的模式进行合理设计，使不同型式的制动力达到较佳的组合作用； （3）减少同编组列车中不同车辆制动力的差别，以缓和车辆之间的纵向动力作用； （4）采用摩擦性能良好的盘型制动装置和强有力的动力制动装置，以提供足够的制动力。 3．安全可靠性 制动系统作用的可靠性是列车行车安全的基本保证。特别是高速运行时制动系统失灵的后果将不堪设想。为此，动车组制动系统的安全可靠性设计涉及有下列四个方面： (1) 制动控制方式设计。动车组一般设有空气制动、微机控制的电空制动和计算机网络三种制动控制方式。在正常运行状况下由计算机网络控制并传递全列车各车辆的制动信息。当该控制系统发生故障时能自动转换为电空制动作用。

列车制动装置简介

现代轨道车辆列车制动装置简介

摘要：制动系统是列车的一个重要组成部分，它直接影响列车运行的安全性。本文重点介绍了各种制动装置的原理、结构及其在动车组上的应用情况。 关键词：制动装置电动制动电气制动再生制动动车组 引言：随着铁路现代化运输的发展，列车的运行速度和牵引重量不断提高，我们除了要加大牵引力外还务必要提高机车、车辆的制动性能。支撑着所有铁道车辆安全运行的基本要素就是制动装置，“安全制动停车”是铁道车辆必须具备的功能。制动装置的性能不仅是保障行车安全的必要手段，同时也是提高列车速度和铁路通过能力的重要因素。 一、制动的概论 人为地使列车减速，停车或防止停留的车辆移动所采取的措施，称为制动。在铁路机车、车辆上，产生制动的方法比较多，目前我国主要采用以压缩空气为动力，利用基础制动装置上的闸瓦紧压转动着的车轮踏面，使其相互间产生摩擦力，将机车、车辆动能转变为热能逸散，从而使列车减速或停车的方法。 二、制动装置的组成、分类及比较 （一）制动装置组成 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。（二）制动装置分类 1.按动能的转移方式分 （1）踏面制动 踏面制动，又称闸瓦制动，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。现在的货车采用的是单闸瓦的踏面摩擦制动，而普通客车采用的是双闸瓦的踏面摩擦制动。 （2）盘形制动 盘形制动是在车轴或轮辐板侧面安装的制动盘，一般为铸铁圆盘，制动时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，将动车组动能转变成热能消散于大气。 （3）电阻制动 电阻制动是在制动时将原来驱动轮对的牵引电机转变为发电机，由轮对带动发电，并将电流通过专门设置的电阻器，采用通风散热将热量消散于大气，从而使动轮产生制动作用。电阻制动装置可以取消压缩空气供给源，实现车辆轻量化，简化制动系统 （4）再生制动 再生制动也是将牵引电机转变为发电机运行，不同的是，它是将电能反馈回电网，使本来由电能变成的动车组动能再生为电能，而不是变成热能消散掉。 2.按用途分 (l)常用制动 常用制动是正常条件下为调节、控制列车速度或进站停车施行的制动。特点是作用比较缓和，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。

重载列车制动技术中存在的问题及解决方案

呼和浩特职业学院毕业论文 题目: 重载列车制动技术中存在的问题及 解决方案 专业: 电力机车驾驶 学生姓名: 马耀华 学号： 完成时间：2011年7月14日 指导教师：王宏亮

目录 摘要------------------------------------------------------------------------------------------- （1）关键词-----------------------------------------------------------------------------------------（1）引言--------------------------------------------------------------------------------------------（1）1重载列车制动的现状----------------------------------------------------------------（3）1.1重载列车的发展--------------------------------------------------------------------------（3）1.2重载列车制动技术的运用------------------------------------------------------------（3）2初步了解重载列车-------------------------------------------------------------------------（3）2.1重载列车的概论--------------------------------------------------------------------------（3）2.2重载列车对生产生活的影响-----------------------------------------------------------（3）2.3重载列车存在的不足--------------------------------------------------------------------（3）3初步了解铁路制动技术-------------------------------------------------------------------（3）3.1制动的概论--------------------------------------------------------------------------------（3）3.2制动对铁路的重要性--------------------------------------------------------------------（3）4重载列车制动技术中存在的问题-------------------------------------------------------（3）5重载列车制动技术的改良----------------------------------------------------------------（3）5.1整列式重载列车制动问题的解决方案-----------------------------------------------（3）5.2单元式重载列车制动问题的解决方案-----------------------------------------------（3）5.3组合式重载列车制动问题的解决方案-----------------------------------------------（3）结束语-----------------------------------------------------------------------------------------（5）参考文献--------------------------------------------------------------------------------------（6）

列车空气制动系统故障原因分析及对策(终稿)

列车空气制动系统故障原因分析及对策 列车空气制动系统是确保列车运行安全的重要部件，其技术状态的优劣，性能的稳定与否，直接关系着列车的运行安全。长期以来，列车空气制动系统故障高发，严重困扰全路车辆系统的惯性问题，严重影响着铁路运输的畅通。我们通过对近年来货车运用中产生的空气制动系统故障的深入调查分析。具体情况如下： 一、紧急阀漏泄或排风不止 紧急阀是为了保证列车遇到紧急情况施行紧急制动时确保可靠性的一个重要部件，对于120和103型制动机，它们的紧急阀单独安装在中间体于主阀相邻的立面上。从结构上看，120型控制阀的紧急阀比103型分配阀的紧急阀的稳定性能更好，构造基本相同，作用基本一致。 紧急阀排风不止影响列车运行的问题主要原因有二： 原因一：从技术理论上讲，紧急阀(120或103型)与中间体的紧急室配合使用，在施行制动时，列车管急速减压，紧急阀内紧急活塞下方列车管压力骤降，紧急室风压推紧急活塞下移：开放放风阀(120首先开放先导阀)，开通列车管至紧急阀排风口的通路，列车管风压经排风口排向大气，产生紧急放风作用。紧急放风作用之后，需停15秒之后，紧急室风压经活塞秆下方1mm的限孔才能排尽，消除对紧急活塞

的压力后，放风阀才能关闭，如果放风阀不关闭，则充风无效，产生排风不止的现象。 在高坡地段摘挂补机列车编组事发作业中，处理管系漏泄时如果开启塞门顺序不对或开启动作过猛，均可造成紧急防风作用，一旦形成后，应等待15秒后再行充风，否则充风无效。 原因二：先导阀顶杆发生故障引起的排风不止。首先是摘挂补机作业方式不当，造成全列车形成紧急防风作用，而在紧急放风作用产生的瞬间，紧急阀内的先导阀顶杆实然承受30000余KPa的压力，致使零部件受损，特别是冬季，各金属部件（包括各弹簧）均增加了脆性，使用不当极易受损。其次，紧急阀排风口有轻微漏风，则为紧急放风阀与座不密贴，或先导阀与座不密贴，其原因为阀与座之间夹有杂物。 防止方法： 1、开启折角塞门不要过猛，一旦造成紧急放风作用时，应将折角塞门关闭，待15秒后，轻缓开启塞门，即可避免排风不止的现象。 2、列检作业处理管系漏泄时，也应遵守上述规则， 3、列检进行制动机试验时，发现紧急阀有轻微漏风时，应高度重视，需判明原因，不可掉以轻心，可轻轻敲击外体，即可消除漏泄，如不能消除，则应及早处理。 4、机务系统要了解车辆制动机的性能。

高速列车制动新技术及其发展

高速列车制动技术的最近研究进展 周大海0703010702 摘要：和普通列车相比．高速列车无论是对制动控制系统还是对具的制动方式，都提出了更高的技术要求。本文介绍了高 速列车对制动系统的特殊要求和其解决方法以及国内外 高速列车制动系统的技术现状. 关键词：高速列车制动方式复合制动系统制动基础制动1.高速列车对制动系统的特殊要求 随着列车运行速度的提高，机车车辆对制动系统的要求也越来越高。从能量的角度考虑．由于列车的动能与其运行速度的平方成正比，列车所具备的制动功率也至少应与其最高速度的平方成正比一从粘着利用与防滑的角度考虑．为了在规定的距离内停车．高速列车在制动时必须具有较大的减速度．对粘着的利用率也相应较高，而粘着利用率的提高必须有相应的高性能防滑装置来保障列车运行的安全；为了提高乘坐舒适度，对制动力的控制精度必须也有更高的要求。综合多方面的因素考虑，高速列车制动系统必需具备以下条件： (I)尽可能缩短制动距离以保障行车安全 ①减少列车空走时间

表1为几种制动控制方式的列车空走时间值。从表中可以看出．电气指令式电空制动机的列车空走时间最短 ②采用大功率的盘形制动机，并作为高速列车制动系统的主体 [1]铁系材料 铁系材料经几十年的发展，现已形成了铸铁、铸钢、铸铁一铸钢组合材料和锻钢材料等几个体系。目前使用在高速列车制动盘上的铁系金属材料则主要是铸铁一铸钢组合材料和锻钢材料。铸铁一铸钢组合制动盘是以铸铁作为摩擦材料而以铸钢作为补强材料。2种材料相互组合制成的制动圆盘，从整体上兼顾了铸铁稳定且较高的摩擦性能和铸钢较好的耐热龟裂性，在日本、法国和德国的高速列车上都使用过这种材料,锻钢具有良好的强度和韧性等力学性能，同时还具有较高的抗热龟裂性、良好的耐磨性和耐疲劳性，使用寿命长，目前已广泛应用于日本新干线列车上。法国TGV—A列车上使用的一种Cr-Mo-V低合金锻钢制动盘，在时速300 km停车时每个制动盘可散失约18 MJ的制动能量，显示出锻钢材料的良好制动效果。国内对锻钢材料也进行了大量研究。以中碳、低合金钢为盘体材料，经纯净化处理、优化锻造等制成的制动盘，具有良好的综合性能和优异的抗热疲劳性，并认为其可满足国内时速300 km高速列车的制动要求。从国内外高速列车制

火车的发展历程

火车的发展历程 梁政 我们进行远距离旅行，往往会乘坐火车，车上有座位、床铺、餐桌、洗手间等，简直就是一座流动的旅馆。坐在平稳的车厢里遥望车外的青山绿水、田园景色，令人心旷神怡。除此之外，火车还担负着运送工农业生产和国防建设物资的重任，真不愧为国民经济的大动脉！从火车的发明到现在已走过了207年，这个对推动世界工业化革命发挥了巨大作用的火车是怎样发生、发展、变化的呢？现在就让我们一起去回顾这一段闪烁着人类智慧的光辉历史吧。 火车和所有其他的发明一样，都是为了满足社会需要而问世的。18世纪初，随着社会生产力的发展，人们急需一种比马车装得多、跑得快的新型车辆。在这种情况下，英国人瓦特发明了蒸汽机。这种机器比马的力气可大多了，它一问世就引起了人们的关注。 在那时，一些具有改革创新激情的人萌发了将蒸汽机装在车上，以代替人力或者畜力来拖动车辆。这个设想首先在军事上得到了应用。那时，欧洲各国的军队为了满足作战需要，把大炮的口径和射程做得越来越大。这就导致了炮的重量不断增加，用人推马拉的办法很难保证大炮能及时跟随部队转战。法国一位名叫居尼奥的炮兵军官，针对这一问题研制成了用蒸汽机推动的“蒸汽车”来拉炮，从而开辟了以机器为动力的现代车辆发展的道路，也为火车的诞生打下了基础。

这种将蒸汽机装在车子上的机械车是怎样推动车辆行驶的呢？我们从它的外形上可以看到，蒸汽机有一个大锅炉，装在车架的前端。在锅炉下面烧着煤火，用来将锅炉里面的水加热成蒸汽。由锅炉上的一根管子将蒸汽引入车子前轮上方的汽缸里，蒸汽的力气很大，便推着汽缸里的活塞向前移动，而活塞通过连杆和曲轴与前轮连在一起，于是随着曲轴的转动，车轮就跟着转起来，这就是蒸汽机车行走的基本原理。 此后不久，这种冒着黑烟、喘着粗气的车子先后在英国和德国出现了。英国人于1804年制成了蒸汽机车。不过，它的模样和先前不大一样了：有的将锅炉移到车子的中间，并罩上罩子，两头还装上几排座位；有的把锅炉移到车后部，而在前面坐人的地方装了一个车厢，等等。这种蒸汽车已经颇有点近代车的气派了。但提醒大家注意的是，当时这种蒸汽机车是在公路上行驶的，因为那时世界上还没有铁路。 世界上第一台行驶于轨道上的蒸汽机车是“新城堡号”蒸汽机车。它是由英国一位出身贫寒、到处漂泊的发明家理查德〃特里维西克设计制造的。1804年2月29日，这台机车（自重5吨）首次在南威尔士的麦瑟尔提德维尔到阿巴台之间的轨道上作运行试验，车速为每小时8公里，只能牵引十几吨重，比马车好不了多少。但它却开辟了世界铁路史上第一台蒸汽机车的光辉行程。

城轨车辆制动方式介绍

城轨车辆制动方式 按照制动时列车动能的转移方式不同城轨车辆的制动主要可以分为摩擦制动和电制动。 一，摩擦制动 通过摩擦副的摩擦将列车的运动动能转变为热能，逸散于大气，从而产生制动作用。城轨车辆常用的摩擦制动方式主要有闸瓦制动，盘形制动和轨道电磁制动。 （一）闸瓦制动 闸瓦制动又称为踏面制动，它是最常见的一种制动方式。制动时闸瓦压紧车轮，车轮与闸瓦发生摩擦，将列车的运动动能通过车轮与闸瓦间的摩擦转变为热能，逸散于空气中。 在车轮与闸瓦这一对摩擦副中，由于车轮主要承担着车辆行走功能，因此其他材料不能随便改变。要改善闸瓦制动的性能，只能通过改变闸瓦材料的方法。目前城轨车俩中大多数采用合成闸瓦。但合成闸瓦的导热性较差，因此也有采用导热性能良好，且具有良好的摩擦性能的粉末冶金闸瓦。 在闸瓦制动中，当制动功率较大时，产生的热量来不及逸散到大气，而在闸瓦与车轮踏面上积聚，使他们的温度升高，摩擦力下降，严重时会导致闸瓦熔化和轮毂松弛等，因此，在闸瓦制动时，对制动功率有限制。 （二）盘形制动） 盘形制动有轴盘式和轮盘式之分，一般采用轴盘式，当轮对中间由于牵引电机等设备使制动盘安装发生困难时，可采用轮盘式。制动时，制动缸通过制动夹钳使闸片夹紧制动盘，使闸片与制动盘间产生摩擦，把列车的动能转变为热能，热能通过制动盘与闸片逸散于大气。 （三）轨道电磁制动 轨道电磁制动也叫磁轨制动。是一种传统的制动方式，这种制动方式是在转向架前后两轮之间安装包升降风缸，风缸顶端装有两个电磁铁，电磁铁包括电磁铁靴和摩擦板，电磁铁悬挂安装在距轨道面适当高度处，制动时电磁铁落下，并接通励磁电源使之产生电磁吸力，电磁铁吸附在钢轨上，列车的动能通过磨耗板与钢轨的摩擦转化为热能，逸散于大气。轨道电磁制动可得到较大的制动力，因此常被用作于紧急制动时的一种补充制动，这种制动不受轮轨间黏着系数的限制，能在保证旅客舒适性条件下有效地缩短制动距离。当磨耗板与轨道摩擦产生的热量多，对钢轨的磨损也很严重。但因为其制动距离短，而结构又简单可靠，所以这种装置在有轨电车和轻轨上使用较多。 二，电制动 从能量的观点来看，制动的本质就是将列车的动能转移成别的形式的能量。制动系统转移动能的能力成为制动功率。一般的在一定的安全制动距离下，列车的