单元制动器
制动单元的作用
制动单元的作用制动单元是现代机动车辆的重要组成部分，主要作用是使车辆在行驶过程中能够准确停止，保证行车安全。
本文将详细介绍制动单元的作用、原理和分类。
制动单元的作用制动单元是汽车制动系统的核心部件，它能在行车过程中产生制动力，将车辆停止或减速。
在行车过程中，司机通过踩刹车踏板来控制制动单元的工作，从而让车辆停下或减速。
制动单元的作用是将车辆的动能转化为热能，使车辆减速或停下，从而保证行车安全。
制动单元的原理制动单元的工作原理是利用摩擦或转动阻力减速或停止车辆。
通常情况下，汽车制动系统主要使用摩擦制动原理实现制动，即通过制动盘和制动片之间的摩擦力来产生制动力。
当司机踩下刹车踏板时，制动液经过刹车系统传导到制动单元上，制动单元内部的制动活塞受到压力，将制动盘和制动片压在一起，产生摩擦力，从而减速或停止车辆。
另外，电动汽车和混合动力汽车中也有一些制动单元利用电动发电机等设备产生转动阻力，实现能量转化。
制动单元的分类根据制动单元的工作原理和结构，可以将其分为以下几类：1. 摩擦制动器摩擦制动器主要应用于传统的燃油汽车，它通过制动盘和制动片的摩擦力来产生制动力，从而减速或停止车辆。
摩擦制动器分为盘式制动器和鼓式制动器两种。
盘式制动器由制动盘和制动片组成，制动盘固定在车轮上，制动片与制动盘接触时摩擦，从而产生制动力。
鼓式制动器则是将制动片设在鼓形制动器的外部，当司机踩下刹车时，制动片通过摩擦阻止鼓形制动器的转动，产生制动力。
2. 电动制动器电动制动器是利用电动发电机或电磁力制动器产生制动力的设备，主要应用于电动汽车和混合动力汽车中。
电动制动器通过向驱动电机提供反向电流或向电机施加电磁力，使车辆产生制动效果，从而减速或停止车辆。
3. 液压制动器液压制动器是利用液体的压力将制动片向制动盘施加力的设备，主要应用于大型车辆，如卡车、货车等。
液压制动器的工作原理是，当司机踩下刹车踏板时，制动液经过刹车系统进入制动单元，通过液压作用压缩制动活塞，将制动片压在制动盘上，产生制动力。
制动单元工作原理
制动单元工作原理
制动单元是一种用于减速和停车的机械装置，常见于各类车辆中的制动系统中。
它由制动器、制动片、制动盘（或制动鼓）组成，通过摩擦力将运动的车辆减速或停止。
制动单元的工作原理如下：
1. 传动力：当驾驶员踩下制动踏板时，通过踏板机构和传动杆将压力转化为力，传递给制动器。
2. 制动器：制动器通常由两个制动单元组成，每个单元内包含一对制动片。
制动器分为湿式制动器和干式制动器两种类型。
湿式制动器通过液压或气压作用，将制动片压紧在制动盘或制动鼓上，产生摩擦力。
干式制动器则通过弹簧力将制动片压紧。
3. 摩擦力：制动片与制动盘（或制动鼓）接触后，由于两者之间的摩擦力，制动盘（或制动鼓）的转动速度减慢。
4. 减速和停车：制动器产生的摩擦力将运动的车辆逐渐减速，直到停车。
5. 散热：在制动的过程中，制动盘会因为摩擦而产生热量。
制动单元通常会设计散热装置，如散热鳍片，以散发热量，保持制动效能。
总结来说，制动单元的工作原理是通过制动器产生的摩擦力，
将车辆减速或停止。
通过踏板机构和力传递装置，驾驶员的制动动作被传递到制动器上，从而实现车辆的制动。
机车单元制动器
2.1
2.1.1
当前使用的机车单元制动器的缸径规格主要有7寸，7．5寸8寸，其中以7寸缸使用最为广泛，也有采用6．5寸和8寸以上的。缸体直径的规格越少，互换性和简统化程度越高。缸体直径过小将影响制动缸的缓解和常用制动性能，而直径过大，则活塞杆过重，造成动作困难，易使皮碗变形和拉伤缸表面。因此建议制动缸的内径定为6．5寸，7寸，7．5寸，8寸等4个等级。
2.2
2.2.1
考虑机车使用中的不可预期的调拨，单元制动器应能适应中国大陆的一般地理和气候条件。根据实际情况，对机车单元制动器的使用环境条件建议为：海拔
不高于l200m，温度范围为—4o一50℃，在最高月平均气温≤25℃情况下湿度不超过90％。
2.2.2
据《铁路技术管理规程》的规定，机车闸瓦间隙为4~8mm，故单元制动器的设计闸瓦间隙应按此取值。
2.3.3
性能试验主要是验证单元制动器的性能指标是否符合设计的要求。由于每个制动器的性能指标受制造的影响较大，因此对制动器的性能试验应作为例行试
验的一部分。性能试验必须在试验台上进行，建议按以下几个参数分别测试：闸瓦间隙、一次间隙调整量、最大丝杆调节量、闸瓦最大行程、最小动作压力、传动效率，每一个指标的测试次数不少于3次，并应按规定的表格记录。试验压力分别按10okPa，450kPa，60okPa进行。
皮碗的结构种类较多，目前使用的L形皮碗运动阻力大，安装复杂，此结构原套用化工部标准，并不适合于单元制动器使用。国外制动器的皮碗基本上都采用钢骨架结构，其优点是安装、拆卸简便，定位精度高运动阻力小，国产JDYZ-4型制动器亦采用了这种结构，运用效果较好。建议新造制动器皮碗采用钢骨架式结构。
2
间隙调整器分为棘轮棘勾式和非自锁螺纹式两种
机车单元制动器
制动器的零部件在温度较低的条件下可能会发生性能上的改变，从而影响制动器的整机性能，因此对制动器须进行低温试验。为了模拟低温环境，制动器和风源系统均应在-40℃下保持一段时间，一般在48h以上。在低温环境下应对制动器进行所有性能试验和气密性试验。
2.3.6
型式试验是针对新研制的制动器，因此以上提到的所有试验均应涵盖在型式试验之中，同时建议型式试验还必须对关键零件的关键质量特性进行专项检
2技术标准探讨
2.1
2.1.1
当前使用的机车单元制动器的缸径规格主要有7寸，7．5寸8寸，其中以7寸缸使用最为广泛，也有采用6．5寸和8寸以上的。缸体直径的规格越少，互换性和简统化程度越高。缸体直径过小将影响制动缸的缓解和常用制动性能，而直径过大，则活塞杆过重，造成动作困难，易使皮碗变形和拉伤缸表面。因此建议制动缸的内径定为6．5寸，7寸，7．5寸，8寸等4个等级。
皮碗的结构种类较多，目前使用的L形皮碗运动阻力大，安装复杂，此结构原套用化工部标准，并不适合于单元制动器使用。国外制动器的皮碗基本上都采用钢骨架结构，其优点是安装、拆卸简便，定位精度高运动阻力小，国产JDYZ-4型制动器亦采用了这种结构，运用效果较好。建议新造制动器皮碗采用钢骨架式结构。
2
间隙调整器分为棘轮棘勾式和非自锁螺纹式两种
的安装一定要牢固、密贴，与闸瓦托的局部间隙不大于lmIn，另外还要保证在闸瓦磨耗到限后容易拆卸旧瓦和安装新瓦。由于理论上制动时闸瓦上下端存在不均匀的磨耗，必须时时保证闸瓦上下端与车轮的间隙均匀，则闸瓦托的定位应能调整闸瓦托的倾斜角度。闸瓦托安装后，与制动器箱体必须容许有少量的横动，以适应轮对与转向架构架的横动，一般情况下此值不小于2mIn。在用于三轴转向架中间轴的制动器应允许有更大的横动量，单侧制动时不小于4—5mIn，双侧制动时必须大于轮对与构架的横动量。国内就出现过因制动器横动量不足造成丝杆弯曲变形的现象，建议在技术标准中予以规定。
某型机车单元制动器C5修故障研究及改进措施
在机车运行过程中，停放制动缸的压力腔（见图终充有压力在500kPa以上的压缩空气，压缩空气推动活塞使停放制动缸内的大弹簧被压缩，实现弹簧停车功能的气动自动缓解。
如停放制动缸发生漏风，将造成弹簧停车在泄漏缓慢发生，程度尚不严重，且机车总风缸的压力充足的情况下，机车总风缸可以源源不断地向停放制动缸补风，使停放制动缸内的大弹簧仍可以保持在压缩状态，但泄漏仍会造成一定程度的压力降低。
这会致使进行停放制动缸气动复位时，停放制动缸内大弹簧的被压缩幅度不足，进而导致施加弹簧停车功能时的制动力下降。
发生严重泄漏时，即使机车总风缸的压力充足，补充的风压也不足以抵偿泄漏造成的影响。
这时停放制动缸将出现显著的压降，其残余风压将不足以使停放制动缸内的大弹簧保持在压缩状态，可能会在机车运行过程中出现弹簧停车功能意外施加，造成机车在闸瓦长时间抱轮的情况下运行，导致车轮被闸瓦擦伤，酿成事故。
1.3故障现象及原因分析有的故障单元制动器在机车上并无功能上的异常，只在呼吸器位置发现缓慢漏风；有的则不但在呼吸器位置发现较严重的漏风，而且同时出现弹簧停车功能意外施加现象。
图2单元制动器内部结构————————————————:王国明（1979-），男，吉林舒兰人，中车大连机车车辆有限公司机械装备分厂，高级工程师，工程硕士，方向为机械设计及制造。
图1单元制动器图5唇形密封圈安装方式改进如前所述，唇形密封圈采用手工压装，要求通过按压唇形密封圈骨架的上端面（图4，A 1-A 2所示环形端面）将唇形密封圈装入活塞的沉台内。
而组装时操作人员手上沾有油脂，极个别情况下可能会手滑按到主唇上（图4，B 1-B 2改进措施针对唇形密封圈安装不正和开裂破损的改进措施设计唇形密封圈专用压装工装，保证在唇形密封圈压装过程中主唇位置得到可靠保护，压装力完全施加在骨架的上端面。
通过压装工装的导向定位功能，控制压装力均确保安装到位，不发生偏斜。
同时加强压装后质量的检查确认。
单元制动器
单元制动器一、概述为了适应列车速度、载重的需要，提高机车车辆技术装备水平，目前城市轨道车辆和大型养路机械的基础制动装置普遍采用了单元制动器。
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。
目前应用于城市轨道车辆和大型养路机械中的单元制动器主要有三种，分别是四川江山铁路配件公司的JSP 型、株洲九方制动设备公司的JDYZ型和铁科院机车车辆研究所的XFD型。
三种单元制动器的生产厂家不同，但其结构原理、操作方法和维护保养基本一致，本课件以JSP 型为例对单元制动器进行介绍。
二、单元制动器的结构组成及工作原理（一）单元制动器的外型JSP-1型单元制动器JSP-2型单元制动器1-缸体；2-制动皮碗及楔角机构；3-塔式复原弹簧; 7-调整螺杆；8-小调整螺杆；9-停车制动主弹簧;4-固定轴承；5-滚动轴承；6-间隙调整器；10-停车制动皮碗；11-调整螺母；12-于动缓解（二）单元制动器的内部结构3压编空气t55 6*图1 JSP-1型单元制动器9 8图2 JSP-2型单元制动器•••装置; 13-中间隔板; 14-棘轮机构；15-调整六方o固定轴承I-皮碗（三）单元制动器的工作原理1、行车制动;;;;1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，如图1所示。
2、行车制动缓解I I I I 1 I I強蠢制动缸压缩空气从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。
3、停车制动停车制动皮碗下方的压缩空气排出，停车制动皮碗在主弹簧作用力下迅速下移，同时带动小调整螺杆下移，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，从而产生停车制动作用，如图3所示。
变频器制动单元的作用及选型
变频器制动单元的作用及选型首先，变频器制动单元的作用是实现对电机的快速停止。
在工业生产过程中，由于各种原因(如急停、紧急故障等)，需要在短时间内迅速停止电机的旋转。
传统的方式是通过机械制动器来实现电机停止，但这种方式不够灵活且对电机造成不必要的损伤。
而变频器制动单元可以通过调节变频器的输出频率和电压来实现对电机的快速停止，实现对电机的精确控制。
其次，变频器制动单元具有对电机的保护功能。
当电机运行过程中出现故障或过载现象时，变频器制动单元可以检测到并及时停止电机，以防止电机因故障或过载而受损。
同时，变频器制动单元还可以通过调节制动力矩的大小来实现对电机的保护，防止出现电机停止不稳定等情况。
此外，变频器制动单元还可以实现能量回馈。
在电机减速或停止的过程中，电机会产生回馈能量，而传统的方法是通过制动电阻来消耗这部分能量。
但是，制动电阻会产生大量的热量，耗电量也较高。
而变频器制动单元可以将这部分回馈能量转换为电能，并回馈到电网中，从而实现能量的再利用，节约能源，提高能效。
在选择变频器制动单元时，需要考虑以下几个因素：首先，需要考虑电机的功率。
不同的电机功率对应着不同的制动单元型号和容量，因此需要根据实际情况选择合适的制动单元。
其次，需要考虑制动时长及频率。
不同的工业应用对于电机的制动要求会有所不同，有些需要短时间内完成制动，有些需要频繁进行制动操作，因此需要选择具有短时间快速响应能力的制动单元。
另外，还需要考虑制动效果的稳定性。
制动单元的稳定性越好，对电机的控制就越精确，对电机的保护效果也会更好，因此在选择制动单元时需要选择具有较好稳定性的型号。
此外，还需要考虑制动单元的接口和控制方式。
不同的制动单元有不同的通讯接口和控制方式，需要根据实际应用需求选择具备适配能力的制动单元。
总之，变频器制动单元在变频器及其附属设备中具有非常重要的作用。
它能够实现对电机的快速停止，并能对电机进行保护，实现能量回馈，节约能源。
电力机车构造之制动机系统
制动杠杆用于传递、放大制动缸产生的制动原力。制动杠杆为两片，用销子吊装在箱体内上方的支点座上。杠杆中部有孔吊装闸瓦间隙自动调整器。在外片制动杠杆上端侧面焊装一个关节肘销，吊装棘钩。在外片制动杠杆上卡着的条簧将棘钩紧压在闸瓦间隙自动调整器的棘轮朝内，次条簧为∟型。
4、闸瓦装置
闸瓦装置是基础制动装置中的最后一部分，它主要由闸瓦、闸瓦托、闸瓦托杆等组成。闸瓦托杆下端以销装在箱体下方的支点座上，上端安装闸瓦与托，并于传动螺杆相连接。闸瓦托上装有两块闸瓦，以闸瓦签串定防止脱落。
4、闸瓦间隙的人工调整
在需要手动调整闸瓦间隙或更换闸瓦时，可拧动手轮。右旋为调小闸瓦间隙，不需脱钩手续；而左旋为调大闸瓦间隙，必须拉动[或推动]设置在 箱体上的脱钩杠杆，使棘钩离开棘轮后方能转动手轮。
更换闸瓦时，应先使闸瓦最大间隙的位置。更换闸瓦后，顺时针方向转动手轮，使闸瓦秘贴在车轮踏面上，然后再向相反的方向旋转手轮一周，次时闸瓦间隙正好为要求的正常间隙6mm。
一、ss4改形电力机车单元制动器的构造
ss4改形电力车单元制动器的结构。主要由箱体、制动缸、制动杠杆、闸瓦间隙调整器合闸瓦装置等组成。
1、 箱体
箱体为钢板焊接结构，将制动各单元件分别安装于箱体的内外。箱体内安装制动杠杆和闸瓦间隙调整器；箱体外侧安装制动缸、闸瓦托及闸瓦。
2，制动缸
制动缸为产生制动原力的部分，它采用活塞式结构，其上安装有制动缸管，作为压力空气进出制动缸的管路。缸内装有带橡皮碗的活塞及活塞杆，活塞与箱体之间装有圆椎缓解弹簧活塞杆的一端连在制动杠杆的下端。
三、闸瓦间隙的自动调整
在运行过程中，由于闸瓦麽秏等原因，闸瓦与车轮踏面之间的间隙越来越大。为了消除增大的间隙，保证制动力的正常发挥，在基础制动装置中设置了闸瓦间隙自动调整器。当闸瓦间隙过大时，闸瓦间隙调整器将自动减小过大的闸瓦间隙。
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JDYZ-5型踏面制动单元的主要技术参数：
制动缸直径 最大制动闸瓦行程 最大闸瓦间隙调整能力 闸瓦一次调整量 制动缸鞲鞴最大行程 闸瓦与车轮踏面正常间隙 踏面制动单元的制动倍率 停车制动缓解工作压力 177.8mm 18mm 125mm 10mm 72mm 6～8mm 3.6 450kPa
XFD型踏面制动单元的主要技术参数：
结构原理图如图所示：
工作原理如下图：
制动时，压力空气P进入制动缸，克服鞲鞴复原弹簧4的作用力，推动倍 率鞲鞴3向下移动，并推动轴承托架6及间隙调整器8向前移动，推动闸瓦托1 使闸瓦与车轮踏面接触，从而达到制动效果。
踏面制动单元力的放大倍率仅与楔角角度有关， 制动倍率的计算如下： k=p1· 1/tgα=p1· n
故
式中
n=kቤተ መጻሕፍቲ ባይዱp1=1/tgα
n-----制动倍率
p1---------制动鞲鞴作用力
k-----制动单元输出力
α-----楔角角度
带停车弹簧的单元制动器如下图所示：
缓解位
正常制动位
停车制动位
手动缓解位
闸瓦更换方法：
更换闸瓦时需手动调整闸瓦托的进退。用扳手逆时针转动位于 箱体后部的调整套筒六方，即可使闸瓦托后退，实现更换闸瓦的操 作。更换完毕后，顺时针调整套六方，使闸瓦间隙恢复到无磨损时 的正常值范围6～8mm，机车即可投入运行。
的上部活动轴及下部齿合轴的紧固螺栓是否松动或脱落。
3、经常检查闸瓦与车轮踏面之间的间隙是否正常。
4、机车运行前，应将小闸置于制动或缓解位，检查制动单
元应能正常制动与缓解。
5、辅修时，检查制动单元间隙调整器的动作是否正常。
6、辅修时，检查弹簧停车制动器动作是否正常。
单元制动器的使用注意事项： 1、因总风缸无风源时，弹簧停车制动器产生制动作用， 所以动车前一定要先缓解弹簧停车制动器，方可动车， 即弹簧停车制动器未缓解前，严禁动车，否则会产生抱 闸运行现象。 2、机车和车辆在无动力回送调车或与其他车辆混编时， 可根据需要接上列车管，通过列车管向回送机车总风缸 充气，使回送机车弹簧停车制动器缓解，当列车管压力 达到450kPa以上时，方可动车。 3、总风缸无风源时，此弹簧停车制动器只能实现一次手 动缓解，手动缓解后不能再次制动。若需再次制动，必 须再次向总风缸充风，待风压达到450kPa以上时，方可 实施二次制动。 4、分解和组装弹簧停车制动器时，必须在专业人员指导 下或经正式培训后，方可进行。
制动缸直径
制动倍率 紧急制动时制动缸的压力 闸瓦与车轮踏面正常间隙 闸瓦间隙一次调整量约 最大闸瓦间隙调整能力
177.8mm
3.01 400～420kPa 6～8mm 10mm 125mm
单元制动器在转向架上的布置如下图所示：
1.带弹簧停车制动的单元制动器
2.不带停车弹簧的单元制动器
3.安装座
单元制动器主要由制动缸、楔角放大机构、间隙调整器及活 动闸瓦托组成。其外形如下图所示：
踏面制动单元基本结构特性：
1、力的放大机构采用楔角放大原理，使制动单元重量轻、体积小、 输出力大且范围广。
2、单向间隙调整器对弹性变形的不调整性，确保闸瓦与车轮踏面 的有效间隙。 3、弧形滑块式和支点移动式径向活动闸瓦托结构，能自动保持均 匀闸瓦间隙，防止闸瓦偏磨。 4、弹簧停车制动单元具有快速缓解特性。 5、可装用带左、右手制动的制动单元，满足不同机车车辆的运用 要求。 6、采用全密封结构。制动缸鞲鞴皮碗采用Y型骨架自封结构，安装 方便，可延长检修周期。
单元制动器是集制动缸、力的放大机构和间隙调整 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。 机车车辆的基础制动装置采用传统的机械杠杆传递 作用力有以下缺点： 1、机械杠杆放大制动缸输出力，使制动作用能量分 配不均匀。 2、易于产生销轴及连杆磨耗，从而增大维护量。 3、基础制动装置重量大，机械杠杆结构复杂，使制 动效率降低。 4、随着速度的提高，基础制动产生较高的噪音，以 至于污染环境。 5、动力转向架，由于电机及较多设备的安装，使转 向架设计、制动装置的布置较为困难，并影响转向架力 学性能。
倾角调整机构：
在制动力作用下，闸瓦托的圆柱型曲 面绕球向块转动以适应闸瓦与踏面的吻合， 同时在压簧作用下保持顶角的锁定。 此外，这种结构还有避免偏载、弯曲 和冲击载荷的传递，防止调整螺杆弯曲变 形的特点。
单元制动器的日常检查与维护：
1、经常检查制动单元与车体的联结螺栓是否松动或脱落。
2、经常检查踏面制动单元本身活动连接部件，如瓦托拐架