铁路货车制动技术
铁路车辆制动原理
铁路车辆制动原理铁路车辆制动原理铁路是重要的交通运输方式，而车辆制动则是确保铁路运输安全的重要环节。
在铁路车辆的制动系统中，常见的车辆制动原理可分为机械制动、气压制动和电磁制动三类。
一、机械制动机械制动是铁路车辆制动中最为古老、也是最为基础的一种方式。
在机械制动中，车轮与车轮轴之间通过齿轮、连杆等机械结构连接，当脚踏制动器时，通过机械结构使制动器内部的刹车鼓与车轮连通，使车轮受到制动力矩，达到制动的效果。
机械制动的优点是结构简单，耐用性高，但其制动力度有限，适用于一些速度较低的车辆，如服务于矿山的小型货车。
而在高速铁路运输中，机械制动显然不是理想的选择。
二、气压制动气压制动是铁路车辆制动中常用的一种方式。
所谓气压制动，就是通过高压气体带动制动器，达到制动的效果。
在铁路车辆中，气压制动的操作员称为“管车手”，主要操作一支名为“通风管”，通过控制通风管内的气压，控制列车的制动。
气压制动的优点是制动力度比机械制动大，可以适用于一些较高速的列车。
此外，气压制动的响应速度较快，安全可靠，适用性强。
三、电磁制动电磁制动是近年来铁路车辆制动领域的新技术，其基本原理是通过电磁场产生的吸力来制动列车。
在电磁制动中，通过控制电源的开关，产生电流，使电磁铁吸附在车轮上，达到制动的效果。
电磁制动的优点是制动力度大，响应速度快，制动稳定性好。
其缺点是耗电量大，如果电源失效，制动就会失灵。
因此，在电气化铁路上较为适用。
综上所述，铁路车辆制动原理包括机械制动、气压制动、电磁制动等多种方式，每一种方式都有着其优缺点。
在实际应用中，应根据不同情况选择合理的制动方式，确保铁路运输的安全和顺畅。
铁路货车车辆制动技术
铁路货车车辆制动技术近年来，我国的铁路相关事业得到了快速的发展。
铁路在运力提升的同时，速度上也有了很大的提高。
但是目前铁路货车车辆制动技术存在不完善的地方，其为铁路货车车辆的运输安全埋下了隐患，需要引起我们足够的重视。
本文在对铁路货车车辆制动技术的相关概念、我国铁路货车车辆制动技术的现状、铁路货车车辆制动技术存在问题进行分析研究的基础上，针对相关问题提出了一些提高铁路货车车辆制动技术的措施和建议，希望为铁路安全运输提供一定的帮助。
1 铁路货车车辆制动技术的相关概念1.1 铁路货车车辆制动技术的内容铁路货车车辆制动制动技术对于铁路货车车辆的运输安全具有非常重要的意义。
其主要包括以下几个方面的技术内容：货车控制阀技术、自动随重调整装置技术、机械式防滑器技术、基础动装置技术。
其中货车控制阀具有快普转换、能适应压力保持式的操纵、便于检修维护的特点。
自动随重调整装置又是由随重调整阀、平均阀、称重阀等组成的。
而机械式防滑器的组成包括防滑调节器、排风阀和安全阀。
1.2 铁路货车车辆制动技术的特点随着铁路货车运力和速度要求的不断提高，铁路货车车辆制动技术有了不小新的的特点。
总结起来主要有以下几个方面：1)选用的制动机需要具有较好的制动波速及较好的缓解波速；2）在使得制动波速得到提高同时，制动缸需要使用有快到慢的变速的充气方法，使得制动缸获得需要充气时间；3）选取闸瓦时需要选择摩擦因数较大的，并且制动缸及副风均改用较小型号的设备，从而保证重载货车的初充风时间不会太长；4）为了确保货车空车时不发生滑行，同时重车拥有满足要求的制动力，我们需要选用性能较好的空重车自动调整装置；5）为了减少铁路货车管压力的衰减，我们在选用制动管系列和配件时需要选用内壁有较小的气体流动阻抗的制动管和配件；6）铁路货车的制动机的压力保持性能和制动缸密封性能应满足使用要求。
2 我国铁路货车车辆制动技术的现状我国铁路货车车辆制动技术近年来取得了长足的进步，其现状主要是：我国铁路货车车辆制动系统常用的技术指标已经达到或者接近世界的先进水平；我国铁路货车车辆的运行速度已经达到世界的先进水平；在运力和速度相同的条件下，我国铁路货车车辆的制动距离在世界上是最短的；我国在铁路货车车辆的空重车调整和管系材料方面的技术水平在世界上处于领先地位。
铁路货车车辆制动技术
铁路货车车辆制动技术摘要：随着社会的不断的发展，铁路行业的货物运输任务也越来越重。
铁路货车制动装置的技术状态直接影响着铁路货物运输的安全和运输秩序。
针对铁路货车普遍的闸瓦磨耗不均匀及不易缓解等现象，运用解析法和多体动力学仿真分析法，预测了集成制动系统的制动和缓解性能。
首先，根据其结构组成和工作原理，计算各闸瓦压力和缓解阻力；然后，在RecurDyn软件中建立虚拟样机，针对制动、缓解两种工况分别进行仿真试验，分析各闸瓦的压力分布、缓解时间、缓解阻力、缓解位移，从而预测制动系统的制动和缓解性能。
研究发现集成制动装置制动时，L1位制动力比L2位大8.47%，L1位比R1位大5.51%，可能导致踏面磨耗不均匀；缓解时，各闸瓦缓解时间基本相同，当摩擦系数设为0.15时，可保证缓解时各闸瓦的缓解位移均匀及各轮瓦的间隙相同。
预测结果为铁路货车集成制动系统的运用改善及国产化提供理论参考依据。
本文简单的介绍了铁路货车车辆的基本结构，并对仿真实验方案设计和试验结果进行了研究分析。
关键词：集成制动系统；制动和缓解性能预测；多体动力学分析；RecurDyn引言通过多年研究与发展，我国货车转向架已基本定型，所以改善制动装置成为铁路货车发展的关键。
我国传统的制动装置受结构位置的限制，甚至需要多级杠杆进行传动，制动装置的布局较为复杂，不但降低了传动效率，也降低了制动与缓解的可靠性，不能满足我国货车发展的需求。
集成制动系统是指制动缸集成在转向架上，每个转向架可作为独立的制动单元控制车辆制动与缓解的制动系统，由于省去了大量的杠杆结构，具有结构紧凑、传动效率高、安装方便、质量轻等优点。
1结构与工作原理分析1.1组成结构集成制动装置主要由主制动梁、副制动梁、主制动杠杆、副制动杠杆、制动缸、推杆、闸瓦间隙调节器（闸调器）、闸瓦等部件组成。
制动缸固装在制动梁上，主、副制动杠杆通过制动梁支柱水平安装，缸内推出的制动力通过主制动杠杆、闸调器、副制动杠杆和推杆在同一水平面内传递。
铁路货车制动系统技术结构及常见故障判别方法
2.制动抱闸故障表象及判断方法 2.1车辆制动机处于缓解位时，制动缸活塞杆仍处于 伸出状态，即制动缸未缓解，导致车辆所有闸瓦均紧 贴车轮踏面，造成车轮踏面擦伤产生熔渣、辗堆，并 伴有高温。 2.2 车辆制动机处于缓解位时，制动缸活塞杆缩回， 但手制动装置仍处于制动位，即手制动机闸链未松开， 仍然拉紧前制动杠杆，致使基础制动装置仍处于制动 状态，导致车辆所有闸瓦均紧贴车轮踏面，造成车轮 踏面擦伤产生熔渣、辗堆，并伴有高温。
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图2 转向架基础制动装置
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图3 转向架安装基础制动装置三维图
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二、铁路货车基础制动装置传动原理 1.制动缸输出力传递过程 如图1所示，制动缸的输出力通过推杆4作用
在前制动杠杆3上，前制动杠杆3拉动闸调器5， 在此将制动力转变为两部分，即一位端部分和二 位端部分。以闸调器5为支点，一位端部分制动 力传递到一位拉杆1上，二位端制动力来源是闸 调器的拉力，闸调器拉力拉动后制动杠杆6，后 制动杠杆以支点座为支点，将制动力传递至二位 端拉杆上。两个拉杆再分别拉动1位和2位转向架， 即图2上的F力，将制动力传递到转向架基础制 动装置上，最终作用在制动梁闸瓦上。
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列车运行途中如果出现冒火花的现象，应注意观
察冒火花的部位，如果车辆的4个车轮同时出现冒火花
现象，则可能为抱闸，如果只有个别车轮出现冒火花
现象，是闸瓦在缓解后未离开踏面，在运行途中随着
振动会逐渐离开踏面，不是车辆抱闸造成的。
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铁路货车制动系统技术结构 及常见故障判别方法
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一、铁路货车基础制动装置技术结构 铁路货车基础制动装置主要包括制动缸前、后制动杠杆、 拉杆、闸调器、转向架固定杠杆、移动杠杆、制动梁及推 杆等。具体结构见下图：
关于铁路货车制动系统介绍及发展的思考
关于铁路货车制动系统介绍及发展的思考【摘要】对国内外铁路货车的制动系统技术的发展现状进行了阐述，对比分析了电控空气制动系统（ECP）和机车无线同步操纵技术（LOCOTROL）在铁路重载货车中的应用，并对铁路重载货车制动技术发展进行了一些思考。
【关键词】铁路货车；制动技术；电控空气制动系统（ECP）铁路货车是完成铁路货物运输任务的运载工具，而制动装置是铁路货车的重要组成部分之一，是机车车辆实施减速和停车作用的执行机构，是确保列车运行安全的必备装置。
铁路货车随经济发展而不断向高速、重载发展，列车制动的重要性也不仅仅是安全问题，制动已经成为制约列车速度和牵引质量进一步提高的重要因素。
1 国内外铁路货车制动系统发展1.1北美铁路货车制动系统的发展美国在1933年为了满足铁路货运的需求，开发了AB型制动机取代了K型阀。
1968年将AB型空气控制阀改进为ABD型空气控制。
1975年，为了适应长大货车进一步发展的需要，在ABD型空气控制阀基础上增添了常用制动加速阀（简称“W”阀，也称连续局减阀）而改称ABDW型货车空气控制阀，以改善常用制动距离，并于1977年正式定型，代替ABD型空气控制阀装于新造货车上。
后又在ABDW型空气控制阀基础上做局部改进后定型为ABDX型空气控制阀。
ABDX控制阀属于二压力控制阀，通过列车管与副风缸间压差实现制动、缓解和保压等功能。
该控制阀具有多种适应长大列车的性能，主要有局部减压、紧急放风、紧急增压、常用制动加速和加速缓解等作用，促进了列车的制动、缓解性能，增大了列车的制动、缓解波速，减少列车的纵向冲动。
1.2我国铁路货车制动系统的发展我国货车制动技术经历了从仿制、改造到自主研制的发展历程。
建国初期，由于我国铁路机车车辆来自世界许多国家，制动装置以K型制动机为主。
随着载重50t以上新造货车的投入运用，1956年研制在K型制动机的基础上可以提高重车制动率的GK型制动机。
由于铁路运输的不断发展，车辆的载重和速度都相应提高，于1961年开始研制103型空气制动机，1989年在103型空气制动机基础上进行改进，将其间接作用原理改为直接作用原理，同时增加加速缓解作用，保留103型空气制动机原有优点，借鉴国外制动机的先进经验，全面调整了原有参数。
浅析铁道车辆制动技术的现状及发展
浅析铁道车辆制动技术的现状及发展【摘要】铁道车辆制动技术在铁路运输中具有重要性，本文旨在探讨其现状及发展。
正文部分包括铁道车辆制动技术的分类、目前主流技术、发展趋势、影响因素和技术挑战。
通过对这些内容的研究，我们发现铁道车辆制动技术仍有提升空间，未来的发展方向应当注重技术创新和提高安全性能。
本文旨在为铁道车辆制动技术的进一步发展提供参考和指导。
【关键词】铁道车辆、制动技术、现状、发展、分类、主流技术、发展趋势、技术挑战、提升空间、发展方向1. 引言1.1 铁道车辆制动技术的重要性铁道车辆制动技术的重要性在铁路运输中占据着至关重要的地位。
制动技术的有效性直接关系到列车的安全运行，保障了乘客和货物的安全。
在列车行驶过程中，需要频繁进行制动操作，以确保车辆能够按时停车或减速，避免发生事故。
如果制动技术不够完善，容易导致列车制动不及时或失灵，造成碰撞或脱轨等严重后果。
铁道车辆制动技术的研究和改进显得尤为重要。
随着科技的不断进步和铁路运输的发展，制动技术也在不断创新和完善。
通过不断改进制动系统，提高制动效率，缩短制动距离，可以有效提高列车的安全性和运行效率。
铁道车辆制动技术的重要性不仅仅体现在安全方面，还关系到列车的经济性和环保性。
优秀的制动技术可以降低能耗，延长设备寿命，减少维护成本，同时也能减少环境污染。
铁道车辆制动技术的重要性不可忽视，需要不断加强研究和应用，以确保铁路运输的安全、高效和可持续发展。
1.2 本文研究的背景本文将围绕铁道车辆制动技术展开讨论。
铁道车辆制动技术作为铁路运输系统中的重要组成部分，对列车的安全运行和乘客的乘坐体验至关重要。
随着社会经济的不断发展，铁路运输扮演着越来越重要的角色，因此对铁道车辆制动技术的研究和提升也变得至关重要。
在现代化的铁路系统中，铁道车辆制动技术不断得到改进和创新，以满足不断增长的运输需求和提高运行效率。
本文旨在分析目前铁道车辆制动技术的现状及发展趋势，探讨影响其发展的因素以及所面临的技术挑战。
铁路货车制动技术发展
铁路货车制动技术发展摘要：从货车空气制动装置的基本组成部分，制动机、空中车调整装置、闸瓦间隙制动调整装置等方面，阐述货车制动系统的发展情况及运用现状。
国民经济的发展对铁路运输的需求压力下，铁路货车运输必然朝着快速、重载趋势发展。
阐述快速和重载趋势下铁路货车制动装置所需克服的问题及发展模式，展望了铁路货车高速、重载制动技术的发展前景。
关键词：铁路货车；制动系统；快速；重载1列车制动基础常识1.1常见的制动概念。
人为的使列车减速或使之在规定的距离内停产即为制动，反之对已经行驶的列车解除或减弱其制动作用即为缓解。
为使列车能施行制动和缓解而安装在列车上的一整套零部件组成的装置，称为列车制动装置。
产生制动原动力并进行操纵和控制的部分叫做制动机，传送制动原动力并产生制动力的部分称为基础制动装置。
1.2制动装置的主要指标。
从司机施行制动（将制动阀手柄移至制动位）的瞬间起到列车停止所驶过的距离称为制动距离。
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常用制动，作用比较缓和且制动力可调节，多数情况下只用50%左右。
紧急情况下为使列车尽快停止而施行的制动称紧急制动，作用迅猛且要把列车制动力全部实施。
制动缸达到最大平衡压力瞬间所对应的列车管减压量为列车管最大有效减压量。
1.3列车制动装置的分类。
常见的按动力来源及操作方式划分类别。
电空制动机是重载列车的发展方向，采用电气控制压力空气为动力，缩短长大货物列车制动空走时间和制动距离，极大提高制动、环节波速，减少冲撞。
空气制动以压力空气为动力源及操纵方式，增压环节、减压制动，含直通式、二压力机构、三压力机构及二、三压力混合等。
人力制动用人力转动手轮或用杠杆波动的方式使闸瓦压紧车轮踏面而实现制动。
真空制动利用大气压力为动力，制动时由真空泵抽真空实现制动，较为落后，目前已基本不采用。
2国铁货车制动装置主要部分发展概况2.1制动阀发展过程。
由于我国铁路机车车辆来自世界许多国家，制动装置品种繁多，解放前以K1型三通阀为主与其他阀型并存，且含有未安装空气制动装置车辆存在。
铁道货车制动体系探究
铁道货车制动体系探究本文作者：朱迎春安鸿作者单位：南车眉山车辆有限公司我国既有货车制动系统概况我国铁路货车制动系统经历了仿制、改造、自主研制的发展过程。
从建国初期的K1、K2、GK型三通阀到20世纪70年代研制的103型分配阀，车辆载重也发展到60t左右，运行速度提高到70～80km/h。
20世纪90年代到21世纪初，车辆载重提高到70～80t，运行速度提高到120km/h。
研制了以120型空气控制阀为代表的新一代货车制动系统，经过不断完善，逐步形成了目前我国铁路货车主型制动系统，包括120型空气控制阀、无级空重车自动调整装置、新高摩合成闸瓦、远心集尘器、球芯折角塞门、旋压密封式制动缸、闸瓦间隙自动调整器、新型组合式制动梁、不锈钢管系、嵌入式不锈钢风缸、NSW手制动机等。
我国现有铁路货车制动系统在检修周期、运用可靠性等方面存在较大差距，主要体现在2个方面。
（1）检修周期短、运用可靠性差。
现有货车制动系统制造工艺水平不高、缺乏基础性工艺研究，检修水平参差不齐，橡胶密封件质量不稳定，运用可靠性不高，检修周期较国外先进水平有较大差距。
（2）车轮擦伤较多、热负荷较高。
随着车辆轴重、牵引吨位不断增加，其所需的制动力也不断增加，制动距离、运行速度、牵引吨位与轮瓦关系、纵向冲动的矛盾越来越突出，导致车轮擦伤比例增加和轮瓦热负荷过高。
重载货车制动距离的分析1运用工况制动系统的性能直接影响列车的运行速度、牵引吨位、制动距离，这些指标也直接影响铁路运输效率。
根据铁路主要技术政策，对重载货车的运行速度、牵引吨位、制动距离的要求见表2。
2制动距离的分析制动距离、列车阻力等均按TB/T1407―1998《列车牵引计算规程》之规定进行计算。
考虑6%关门车，计算采取实算法。
80t级通用车、100t级运煤专用车制动计算结果见表3。
从表3可以看出，既有车辆都是按照紧急制动距离1400m设计的（干线车辆速度为120km/h、专线车辆速度为100km/h）。
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1956年~1978年 GK三通阀→载重50T以上
1978年~1993年 103分配阀→载重60T以上
1993年~
120/120-1阀→载重70T以上
直通式制动
1865年
制动时，压力空气从机车的总风缸通过列 车管直接进入制动缸。
缺点： 制动波速、缓解波速极低，列车冲动大 列车分离后制动失效
1915年
列车制动基础知识 有关制动的概念
制动装置的主要指标
制动装置的分类
我国铁路货车制动装 置的发展
直通式 K1、K2阀 GK阀 103、104阀 120、120-1阀
主型制动配件简介 空气制动装置的特点
基础制动装置的特点
典型制动配件简介
其他制动配件简介
新型制动配件介绍 ECP
单元制动缸
压缩式闸调器
一、列车制动基础知识
K1、K2三通阀
1915年
车辆编组20~30辆，总重量500~1000吨
副风缸
操纵阀
1949年
引进日本的KC、KD型三通阀， 即我公司前身30年代生产的K1、K2阀
K1阀+6”/8”制动缸→单车载重30t以下 K2阀+10”/12”制动缸→单车载重50t以下
特点： 司机一人操纵（制动、缓解、保压） 二压力直接作用式，有6个作用位置 具有局部减压作用 具有紧急制动作用
计算公式 S=T/w
t=VQ/gw
S----列车惰性运动的停车距离（米） t----列车惰性运动的停车时间（秒） w----列车所受阻力（公斤） Q----列车重量（公斤） V----列车运行速度（米/秒） g----重力加速度，其值为9.8米/秒2 T----列车动能（公斤*米），其值为T=QV2/2g
的主要技术指标。我国铁路技术管理规程的规定制动距离一般为
800米，个别区段可延长到1100米。
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且制动力可以调节，多数情况下只用50％ 左右。
紧急 制动
• 紧急情况下为使列车尽快停住而施行的制动，其特点是作用比较 迅猛，而且要把列车制动力全部用上。
列车管最 大有效减
压量
• 制动缸达到最大平衡压力瞬间所对应的列车管减压量。
制动波速/ •即列车制动/缓解动作传播的速度。 缓解波速 •列车全长÷首尾两车制动/缓解的时间差。
列车管局 •列车管除机车制动阀造成以外，由其他方式导致的减压借
部减压
以提高制动波速，促使后部车辆产生制动作用的现象。
列车管局 •列车管除机车制动阀造成以外，由其他方式导致的增压借
缺点： 没有空重车调整，重车制动率仅20% 制动力较小，不满足50t以上货车的需要 保压位没有制动补风功能
GK三通阀
1956年
1957年
车辆编组50辆以上，总重量2500吨
副风缸
操纵阀
引进前苏联MT135阀 在K1、K2阀基础上改进为GK型三通阀
三压力作用阀，与 我国当时的两压阀 不能混编
引进失败
空气制动机的分类
直通式
空气制 动机
二压力机构
直接作用式：120、120-1. 间接作用式：103、104、120AK
三压力机构
二、三压力混合
基础制动装置的分类
踏面闸瓦制动
杠杆式 集成制动
基础制动道电磁制动
二、我国铁路货车制动装置的发展
1865年~1915年 直通式制动→载重30T以下 1915年~1956年 K1、K2三通阀→载重30~50T
空车 安全阀
14”制动缸
降压气室
GK阀配套基础制动系统
棘轮链条 手制动机
特点： 无闸调器，人工调节拉杆孔 棘轮链条式手制动机
闸瓦间隙调节孔
GK阀系统的结构和生产工艺 结 金属密封：GK阀涨圈鞲鞴、滑阀，安全阀阀口、折角截断塞门的锥芯等 构 特 灰铸铁阀体阀盖：制动缸缸体、端盖，GK阀体、塞门体等 点 灰铸铁阀体压装铜套：GK阀滑阀套，安全阀阀套
以压力空气为动力，用电气来操纵控制。 其最大优点是全列车前后动作一致
利用大气压力为动力，制动时由真空泵抽真空实现制动。 较为落后，目前已基本不采用。
再生制动
电阻制动
电空制动
• 电空制动机是未来重载列车的发展方向，虽然仍以压力空气为动力，但由于采用电气操控， 在长大货物列车上，可缩短制动空走时间和制动距离，极大提高制动、缓解波速，减少冲 撞。目前较为常见的是有线ECP系统，在国外应用已较为成熟普遍推广，我国的KM98等大 轴重车上也采用电空制动。
GK阀+14”制动缸→单车载重50t
特点： 基本功能和作用位置与K2阀相同 配用14”制动缸，制动力增大 附带两级手动空重车调整装置，重 车制动率提高 非常制动时制动缸压力分三段上升， 适应较长编组列车
以GK阀为核心的空气制动系统
截断塞门 远心集尘器
GK阀
缓解阀
副风缸
空重车 转换塞门
部增压
以提高缓解波速，促使后部车辆迅速缓解的现象。
制动/缓解 •即列车管以一定的减压/增压速度达到一定的减压/增压量，
灵敏度
制动机必须制动/缓解。
列车制动装置的分类
空气制动
以压力空气为动力源及操纵方式：增压缓解、减压制动。
按动 力来 源及 操作 方式
人力制动 电空制动 真空制动 轨道电磁制动
用人力转动手轮或用杠杆拨动的方法使闸瓦压紧车轮踏面 而实现制动。
金属密封件研磨
工 铸铁阀体阀盖的气密性 艺 难 铜套压装部位的气密性 点 性能试验装备
有关制动的概念
• 制动：人为地使列车减速或使在规定的距离内停车即称为“制动”，
反之，对已经施行的列车解除或减弱其制动作用，均称之为“缓解”。
• 制动装置：为使列车能施行制动和缓解而安装于列车上的由一
整套零部件组成的装置，称为“列车制动装置”。产生制动原动力并 进行操纵和控制的部分叫作“制动机”。传送制动原动力并产生制动 力的部分称为“基础制动装置”。
• 例如一列牵引重量4000吨，以时速72公里运行的货物列车如果没有制动机， 仅靠空气的阻力和车辆运行的阻力（在时速72公里时，每吨的阻力约为3公 斤）来停车，则由计算公式得知，需要经过11.3分，运行6803米，才能停车。
制动装置的几个主要指标
制动 距离
• 从司机施行制动(将制动阀手柄移至制动位)的瞬间起到列车停止所 驶过的距离。它是综合反映列车制动装置的性能和实际制动效果