國際隧道協會

[拼音]:lieche zhidong

[英文]:train braking

藉助於摩擦作用或其他方法使列車在執行中減低速度、停止運動或作勻速運動,或在停留中不致溜逸。列車制動是由列車制動裝置發出的內力所產生的外力──制動力來實現的。

分類

列車制動按制動力的來源可分為摩擦制動和非摩擦制動兩類。摩擦制動包括:將閘瓦壓緊車輪踏面進行摩擦的手制動、真空制動、空氣制動和電空制動;將閘瓦壓緊車輪上或車軸上的制動盤進行摩擦的盤形制動;將電磁鐵接通激磁電流吸附在鋼軌上,由磨耗板與鋼軌軌面進行摩擦的磁軌制動。這類制動的特點是通過摩擦使列車動能轉化成熱能散放於大氣,摩擦力通過輪軌相互作用引起制動力。屬於非摩擦制動的有機車動力制動和渦流制動。機車動力制動是由機車原動機或動力機將列車動能轉化成動輪上的反扭矩。渦流制動是由電磁鐵與鋼軌間的相對速度引起渦流作用。反扭矩和渦流作用都會形成制動力。

列車制動按制動力的限制條件可分為粘著制動和非粘著制動兩類。各種閘瓦制動和機車動力制動都屬於粘著制動,這類的制動力均不得大於車輪踏面和鋼軌軌面的粘著力。否則,車輪會在鋼軌上作平移滑行,導致擦傷車輪踏面和鋼軌軌面,並延長制動走行距離。磁軌制動和渦流制動不受輪軌間粘著力的限制,屬於非粘著制動。

列車制動按發展過程可分為人力制動和機力制動。

人力制動

19世紀初鐵路開始興建階段,列車制動靠制動人員操縱手制動機使閘瓦壓緊車輪踏面產生制動力。人力制動效果較差,列車在長大下坡道執行時速度較難控制。但是,為了防止停留中的機車和車輛在下坡道因重力分力作用或風力吹動而溜逸,各國的機車和車輛上至今仍保留著手制動機。

機力制動

1844年英國出現真空制動機。從此,列車制動由人力制動轉入機力制動階段。1869年,美國人G.威斯汀豪斯發明直通空氣制動機,1872年他又發明自動空氣制動機。經過100多年的不斷改進,出現了多種自動空氣制動機,大體可分為兩類:北美系統的二壓力機構和歐洲系統的三壓力機構。前者是利用列車主管和副風缸的空氣壓力差控制向制動缸進風或排風;後者在二壓力機構的基礎上另設一個工作風缸,用列車主管和工作風缸的空氣壓力差控制副風缸向制動缸進風,並使制動缸的空氣壓力參加力的平衡。二壓力機構制動機具有階段制動和直接緩解(解除制動)的作用,在緊急制動時,可使制動缸空氣壓力比在常用制動時提高10%~15%。1883年發明的保持閥解決了二壓力機構制動機在長大下坡道上連續制動時制動力的衰減問題。美國1977年採用的“ABDW”型二壓力機構制動機,進一步提高了制動坡速,能夠適用於200輛車編組的貨物列車。三壓力機構制動機具有階段制動和階段緩解的作用,以及在連續制動條件下制動力不衰減性,適用於山區長大下坡道或短小列車。當前世界各國鐵路的客貨列車普遍採用摩擦制動和機車動力制動相配合的方式。高速列車和高速動車組一般採用綜合制動系統。

操縱方法

列車制動有兩種操縱方法:用於列車執行調速、進站停車等的常用制動和防止意外事故的緊急制動。常用制動是依靠降低列車主管中壓縮空氣壓強來實現的;緊急制動是依靠完全排除列車主管內的壓縮空氣來實現的。

制動計算

列車制動計算中常用的引數是計算制動距離。自機車駕駛員操縱制動機開始到列車停車為止所走行的距離稱為計算制動距離Sb,單位為m,按下式計算:

式中v0為制動開始的列車執行速度,單位為km/h;tK為制動空走時間,單位為s;υ為列車制動率;嗘為閘瓦和車輪踏面間摩擦係數;

為列車惰行單位基本阻力,單位為N/t;i為線路坡度,按‰計。

世界各國根據本國的列車重量、列車執行速度、訊號設定情況和制動技術裝備等條件,規定了各自的允許最長制動距離,以保證行車安全。這個距離就是計算制動距離。中國的計算制動距離按自動空氣制動機的緊急制動操縱方法規定為800米,當列車利用動能闖坡時允許適當延長,但不得超過1000米。