铁道机车车辆液压制动机及其国内外发展
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铁道车辆制动技术是铁路运输中至关重要的一环，它直接关系到列车的安全和运行效率。
随着科技的不断进步和铁路运输行业的发展，铁道车辆制动技术也在不断更新和完善。
本文将对铁道车辆制动技术的现状及发展进行浅析，以期更好地了解这一重要领域的变化和未来发展趋势。
一、铁道车辆制动技术的现状1. 传统制动技术传统的铁道车辆制动技术主要分为手动制动和空气制动两种。
手动制动是通过司机手动操作制动杆来控制列车制动，这种方式操作简单，但容易造成司机疲劳和制动不及时。
空气制动是通过空气压缩机产生气压，通过管道传输气压信号，从而控制制动。
这种方式可以实现列车的快速制动和释放，但对空气管路的维护要求较高，且存在气压信号传输延迟的问题。
2. 现代制动技术随着科技的发展，现代铁道车辆制动技术不断更新，主要体现在以下几个方面：(1) 电气制动：电磁制动和电阻制动是现代列车常用的电气制动技术，它们可以实现快速制动和稳定的制动效果，同时减少对空气管路的依赖，提高了列车的制动可靠性。
(2) 自动制动：自动制动系统可以根据列车的运行状态和载重情况自动调整制动力度，使列车的制动更加智能化和高效化。
(3) 制动辅助系统：制动辅助系统如防抱死制动系统（ABS）和牵引力控制系统（TCS）等，可以提高列车在不良天气和复杂路况下的行车稳定性，降低事故风险。
1. 智能化未来铁道车辆制动技术的发展将更加智能化，通过搭载传感器和控制系统，实现实时监测列车的运行状态和环境参数，从而自动调整制动力度，提高列车的稳定性和运行效率。
2. 综合化未来铁道车辆制动技术将趋向于综合化，通过整合各种制动技术和辅助系统，实现制动系统与列车其他部件（如牵引系统、车辆控制系统等）的无缝协调，提高列车整体性能。
3. 环保化未来铁道车辆制动技术的发展将更加注重环保性能，通过提高能量回收利用率，减少能源消耗和污染排放，实现列车制动系统的绿色化和可持续发展。
国内外高速铁路机车的现状、特点与发展趋势(doc 10页)
国内外高速铁路机车的现状、特点与发展趋势(doc 10页)在CRH系列动车组中，动车组成零部件大约有12000件，拖车组成零部件也在8000件左右，大概可以分为145个子系统，涉及到电子、微电子、计算机技术、网络技术、通讯技术，以及机械加工、非金属材料、电器制造等等，直接参与设计制造的企业达100多家。
经过工程技术人员的艰辛努力，掌握了在车辆的系统集成技术、轻量化技术、高速转向架技术、交流传动技术、高速受流技术、高速制动技术、网络控制技术、人机工程技术、节能环保技术等方面的关键技术。
近几年来，高速铁路越来越被我国整个交通界所关注，CRH动车组凭借其诸多优点，已得到了世界高速铁路界的认可，有些国家已准备引入我国CRH动车组的技术。
CRH动车组虽代表了我国高速列车制造的最高水平，但其发展也存在着一些阻碍。
接下来，我们将对CRH动车组的优点，及其在我国的发展受限方面进行介绍。
CRH动车组的优点主要表现为：技术先进，安全可靠，乘坐舒适，卫生环保，低噪音。
我们将对这些优点进行一一介绍。
1.1 技术先进——采用标准先进模块化设计采用国际通用和先进的标准设计制造。
CRH系列动车组流线型车头和圆滑鼓形断面车体、高速无摇枕转向架等，使它具有优良的高速运行品质；轻量化设计的铝合金或不锈钢车体，大大降低了车体的重量，节能效果显著。
成熟的大功率交流传动技术和国际上最先进的元器件，使它具有了高可靠性；先进的计算机网络控制技术，能够实现对动车组各个系统的控制，同时对系统进行监视和故障诊断，并与地面进行通信，实现地面对动车组的监视；动车组设备均采用模块化的结构，大部分故障只需要更换部件或局部维修。
动车组所选用的非金属材料均严格按照国际的防火标准执行，重要设施都具有防火措施。
设置的防火报警系统可确保发生火灾时，动车组能够驶离不宜停车的地段。
车厢两端的防火设计，确保在l5分钟内火灾不会蔓延到邻车。
1.2 安全可靠——信息化管理自诊断功能CRH 系列动车组所具有的高强度铝合金和不锈钢车体，确保了整车的安全性。
铁道机车车辆液压制动机及其国内外发展
Ｃｏ ｔ ｏ ｌ ｄ ＰＩ ｕ ａ ｉ ａ ｅ Ｓ ｓｅ ｎ ｒ ｌｅ ｌ ｍ ｔ Ｂｒ ｋ ｙ ｔ ｍ ｅ ｃ
ｚＨＵ ｕ ｎ — ｃ ａ ． ｚＨＡＯ ｎ — ｗｅ Ｇ ａｇ ｈｏ Ｈｏ ｇ ｉ， Ｗ ＡＮＧ ｗｅｔ ｚＨＥＮＧ ｅ 一 ） ｎ ， ＨＵＡＮＧ ｉ— ｐｎ Ｌ— ｆ， Ｘｕ ｒ ｇ ａ Ｚｈ ｉｇ
体技术的发展 ， 世界上许 多国家都对液压制动方式进 行 了研 究 ，成 为铁路 机 车 车辆 制 动 技 术发 展 的趋 势之
。 。
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目前 ，随着计算机技术 、机 电和 自动控制技术、 现代制造技术及新材料 、新工艺等一系列高新技术的 蓬 勃发 展 ，液压 技术 有 了很 大 的发 展 。密封 材 料性 能 的提高、 液压件微型化以及 高可靠性和适用性 等 ， 都
我们设计 的网络 系统体 现 了 Ｅ Ｐ制 动技 术 的所 有 优点 Ｃ
和满足 主要 功能 的要 求 。下一 步 的工 作是 针 对 系 统部
件 进行 工程 化设 计和 改进 ，并 同时考 虑试 制 ６ 车份 ０辆
系统制动的所有车辆完全可以看作是同步的 ，而传统
空气 制动 的前 后 车 制 动 、缓 解 时 间差 较 大 ，并且 制动
缸 的升压 Biblioteka 线 的同步性很 差 。 ６ 结论
或 ２０ ０ 辆车份 的 Ｅ Ｐ Ｃ 装置以及完善机车 Ｈ Ｕ设计 ， Ｅ 对
列 车 Ｅ Ｐ制 动进行 进一 步 试 验 的基 础 上 ，尽 快 实 现装 Ｃ 车 目标 。 参考 文献
［ ］刘转华 ，王 俊勇 ，王其 伟 ，等 ． １ 大秦 线 ２ ０ ０ 货 物列 车 ００ ｔ Ｅ Ｐ制动 系统 方 案 探 讨 ［］ ． 道 车 辆 ，２０ ，４ ９ ： Ｃ Ｊ 铁 ０３ １（ ）
最新液压传动技术发展现状与前景展望
液压传动技术发展现状与前景展望摘要：对液压传动技术及其优缺点进行描述；将其发展现状、工业应用情况作了一个简要的总结归纳；并根据其自身的特点对其发展趋势在液压现场总线技术、自动化控制软件技术、纯水液压传动、电液集成块等四方面做了合理的展望。
关键词：液压传动；工业应用；发展趋势1 液压传动的定义及其地位液压传动是以流体(液压油液)为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。
它们通过各种元件组成不同功能的基本回路，再由若干基本回路有机地组合成具有一定控制功能的传动系统[1]。
液压传动，是机械设备中发展速度最快的技术之一，特别是近年来，随着机电一体化技术的发展，与微电子、计算机技术相结合，液压传动进入了一个新的发展阶段[2]。
2 液压传动的发展简史液压传动是根据17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795 年英国约瑟夫•布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。
1905 年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。
第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用，特别是1920 年以后，发展更为迅速。
1925 液压元件大约在19 世纪末20 世纪初的20 年间，才开始进入正规的工业生产阶段[2]。
年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。
20 世纪初康斯坦丁•尼斯克(G•Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910 年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展[3]。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。
应该指出，日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20 多年。
在1955 年前后, 日本迅速发展液压传动，1956 年成立了“液压工业会”。
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。
国内外铁路货车制动技术发展
㊀㊀收稿日期:２０２０－０９－１１基金项目:辽宁省教育厅科学研究经费项目(L J K Y ２０２０１１２).作者简介:衣美玲(１９８７ ),辽宁丹东人,硕士研究生,辽宁铁道职业技术学院讲师,研究方向:轨道车辆设计㊁运用维护与检修.国内外铁路货车制动技术发展衣美玲(辽宁铁道职业技术学院,辽宁锦州㊀１２１０００)㊀㊀摘㊀要:总结了国内外铁路货车制动系统技术,以北美A A R 标准体系下的货车制动系统为对象,从国外典型的控制阀㊁空重车调整装置及基础制动装置的介绍入手,对比总结了我国货车制动系统的技术现状,并提出了铁路货车技术发展建议.关键词:铁路货车;制动技术;制动配件㊀㊀中图分类号:U ２７０ ３５㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:１００７ ６９２１(２０２１)０４ ００９２ ０２㊀㊀铁路货车随经济发展而不断向高速㊁重载发展,制动系统已经成为运行速度和装载能力进一步提高的关键制约因素.目前,国外货车制动系统主要有适应重载运输的A A R 体系,代表国家有美国㊁加拿大和澳大利亚等;适应快捷运输的U I C 体系,相比A A R 体系,我国货车制动系统有诸多相似之处.１㊀符合A A R 标准的货车制动系统北美货车制动系统经历了由K 型阀ңA B 阀ңA B D 阀ңA B DW 阀ңA B D X 阀数代的变迁,最终形成了以A B 系列控制阀为基本平台,以A B D X 型控制阀为代表的北美货车制动系统,其主要特点如下.１ １㊀控制阀具有多种适应长大列车的性能A B D X 控制阀属于二压力控制阀,具备制动㊁缓解和保压等功能,通过列车管与副风缸间压差实现.该控制阀具有多种适应长大列车的性能,主要有局部减压㊁紧急放风㊁紧急增压㊁常用制动加速和加速缓解等作用,促进了列车的制动㊁缓解性能,增大了列车的制动㊁缓解波速,减少列车的纵向冲动.从目前发展来看,就以压缩空气作为制动信号传递介质的自动空气制动机而言,受其本身物理特性限制,以美国为代表的现代货车空气制动机的性能已达到很高的技术水平,进一步提高性能的可能性不大.因此,自２０世纪９０年代以来,美国致力于开发电控空气制动机(E C P ),经过二十年的发展,E C P 技术已在美国㊁加拿大㊁南非和澳大利亚等国重载运输列车上广泛应用,特别是近年来在澳大利亚矿石车上大量应用.E C P 制动机具备列车操纵性能好,列车纵向冲动小,制动距离短,节能环保等优点.１ ２㊀自动调整的空重车调整装置A A R 体系的空重车调整装置大部分为两级自动调整,代表产品有E L X －B 和E L －６０等,该类空重车调整装置测重调压功能集成,通过检测车辆枕簧挠度变化,作为判定车辆装载状态的依据.在空车位时,空重车调整装置通过对制动缸限压并将制动缸压缩空气分流,来降低空车位的压力.１ ３㊀单元制动装置常规铁路货车将制动缸安装在车体上,而２０世纪５０年代曾出现制动缸固定在转向架上基础制动装置上的结构.近年来,又出现了最新型的T M X (见图１)和T M B ６０单元制动装置.制动缸直接安装在转向架制动梁上的结构中,车体与转向架间仅通过一根风管相连,结构简单,提升了传动效率和可靠性.更能适应例如关节车㊁漏斗车等专用车辆的特殊结构技术条件.图１㊀TM X 单元制动装置２㊀我国铁路货车制动系统我国货车制动技术同样经历了从仿制㊁改造到自主研制的发展历程.建国初期以K １㊁K ２㊁G K 型制动机为代表,到２０世纪７０年代研制出１０３型分配阀.到了２０世纪９０年代,新一代１２０型空气控制阀成功研制,能够适应重载运输的发展需求,经过不断运用改善,成为主型制动系统.２ １㊀１２０型㊁１２０－１型空气控制阀２９ ２０２１年２月内蒙古科技与经济F e b r u a r y ２０２１４４７０I n n e rM o n g o l i aS c i e n c eT e c h n o l o g y &E c o n o m yN o ．４T o t a lN o ．４７０１２０型空气制动机１以１０３型空气制动机为基础研制,能够适应万吨列车的技术要求,特别是增加了快速缓解作用和压力保持操纵的功能.与美国A B系列阀均属于有金属滑阀的二压力直接作用式阀,目前,该阀性能指标达到国外先进水平.为实现单独抑或与E C P㊁L o c o t r o l配套使用均能适应重载运输要求,１２０阀改进设计增添一些常用加速制动功能,定型为１２０－１型空气控制阀,显著降低了纵向冲动载荷,常用制动距离明显缩短.２ ２㊀空重车自动调整装置空重车自动调整装置可根据车辆装载重量的变化动态地调整闸瓦(闸片)压力,以合理调控空重车制动率.使重车工况制动力足够,制动距离满足要求;空车工况制动力不会过大而导致车轮抱死,引起车轮踏面擦伤故障.国内空重车调整装置最早是与G K型三通阀配套的手动两级空重车调整装置,主要由安全阀和降压风缸组成,之后演变为集成在１０３阀均衡部之上的手动两级空重车调整装置.然而手动调整空重车调整装置易漏调㊁误调,导致制动力空车高或重车不足的现象.手动调整空重车调整装置显著缺点难以克服.经过改进设计,４００B型无级空重车调整装置面世,可实现无级自动调整,之后发展到现阶段的K Z W 系列.K Z W系列由X－A限压阀１与C－A传感阀１两部分组成,也采用降压缸分流分压的方法调整空重车压力,分流方式为下游分流,配１７L降压风缸,传感阀行程有２１m m和２７m m两种,以适应不同挠度差的转向架.２ ３㊀闸调器闸瓦间隙自动调整器可自动调整车轮和闸瓦两者之间的间隙大小,确保制动缸活塞推出行程在合适范围,实现制动缸压力不会因为轮瓦磨耗后间隙变化而显著改变.制动缸活塞行程过短则制动缸压力太高,抱死车轮引起擦伤;行程过长则制动缸压力过低,制动距离过长而不能保证安全运行.过去,闸瓦间隙通过人工调整,成本高.原J型单向闸调器仅能在轮瓦间隙过大,制动缸活塞行程过长时自动调整.因此,２０世纪７０年代后期展开了双向闸瓦间隙自动调整器的研制开发.１９８０年成功研制货车新式闸调器,定型为S T１ ６００型.初期采用推杆式的安装方式,但使用过程中发现,当传动比超过１时推杆弯曲变形大,后改为杠杆式.之后闸调器安装在制动梁中拉杆处,经改进设计,减轻了重量,缩小调整量为２５０m m,１９８８年批量装车运用,改型为S T２ ２５０型,已成为主型闸调器.２ ４㊀制动缸的应用与发展制动缸从普通制动缸发展到密封式制动缸,之后又演变为旋压密封制动缸.原有的普通制动缸其前端没有防尘装置,容易吸入灰尘,易磨损制动缸的内侧壁和皮碗,造成制动缸的漏泄而不能保压,缩短了制动缸和皮碗的寿命.其后经过改进,在制动缸前端加装防尘装置,有效地防止灰尘㊁杂物的进入,大幅度提高了制动缸的密封性能和使用寿命.２００２年９月,新型旋压密封制动缸通过评审,其后盖与缸体碾制成一体,前盖用钢板压制,提高了气密性,在前盖处设滤尘套,使吸入的压缩空气保持清洁.相比铸铁活塞,其互换性好㊁重量更轻㊁气密性好㊁皮碗使用寿命长.现阶段,新造车已全部采用旋压密封制动缸.２ ５㊀脱轨自动制动阀的应用２００５年,脱轨自动制动阀通过审查,其主要作用是保证在车辆发生脱轨时,脱轨制动阀的阀杆被拉断,迅速排出列车管内压力空气,使整个制动系统发生紧急制动作用,迅速停车,减小脱轨车辆对线路的破坏等.现已批量应用,保障了运输安全.２ ６㊀人力制动机的应用与发展人力制动机以人力为原动力,通过手轮转向和旋转力大小来控制,然而限于制动力小㊁动作不及时㊁不能司机操纵等缺点,很快被非人力的制动机取代.但在调车作业㊁车站停放或主要制动机出现故障时,人力制动机仍然是一个简单有效的救急制动手段.货车人力制动机主要有手制动机和脚制动机,但手制动机为主流.手制动机主要有链条式手制动机,多在老式货车上装用.另外一种是折叠式链条手制动机,多用于平车㊁砂石车装用,但动作太慢.此外是棘轮式的手制动机,以F S W型和N S W型手制动机为典型,具有阶段缓解和快速缓解作用,制动力大,作用性能好,结构合理,因是卧式手轮,不易碰弯,目前新造货车广泛装用N S W型.３㊀结论与展望近年来,我国货车装备技术不断提升.空气控制阀㊁空重车自动调整装置㊁闸调器的性能已达到国际先进水平,完全可以满足高速㊁重载的需要.但仍存在明显不足,如１２０阀的橡胶件㊁润滑油脂㊁零部件防腐等方面的不足,缩短了检修周期,难以保证可靠性.因此,需要继续利用新技术㊁新材料㊁新工艺㊁新装备来保证和提高我国制动技术的发展.着眼铁路货车未来的发展,E C P技术是主要方向,通过计算机网络控制,通信等先进技术的创新设计为操控平台,可实现目前空气制动系统难以实现的工作状态信息监控和实时反馈.[参考文献][１]㊀李和平,严霄蕙 ７０年来我国铁路机车车辆制动技术的发展历程(续)[J] 铁道机车车辆,２０１９,３９(６):１６~３１[２]㊀王俊龙 １６０k m/h快速铁路货车制动系统关键技术研究[D] 大连:大连交通大学,２００８ [３]㊀王文涛 铁路重载货车制动系统研究[D] 成都:西南交通大学,２００６３９衣美玲 国内外铁路货车制动技术发展２０２１年第４期。
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。
70年来我国铁路机车车辆制动技术的发展历程
第39卷第5期2019年10月铁道机车车辆RAILWAY LOCOMOTIVE I CARVol.39No.5Oct.2019f专题研究I文章编号=1008-7842(2019)05—0025—1170年来我国铁路机车车辆制动技术的发展历程李和平】，严霄蕙2（1中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所，北京100081；2北京电子科技职业学院经济管理学院，北京100176）摘要回顾分析了新中国成立以来我国铁路机车车辆制动技术的发展变化,重点介绍了货运列车、提速旅客客车、重载货运列车、高速列车、复兴号动车组制动技术的自主研发情况及关键技术、性能参数，分析了制动技术在我国铁路发展过程中所起到的重要作用。
最后介绍了我国铁路参与国际铁路机车车辆标准制订情况及对铁路走出去的影响。
关键词铁路；机车车辆；高速列车；制动；发展中图分类号：U260.35文献标志码：A doi：10.3969力.issn.1008—7842.2019.05.06（一）自1876年中国大地上出现第1条营业铁路$$吴淞铁路建成通车之日起，到1949年解放前夕，旧中国在70余年仅仅修建了2.7万余公里铁路，其中能够维持通车的只有2.2万公里#新中国建立后，作为国民经济的大动脉，铁路得到快速发展，截止2018年底，我国铁路总里程已达到13.1万公里，其中高速铁路2.9万公里，占全世界总里程的2/3。
2017年6月26日代表着世界先进水平、被命名为复兴号的两列中国标准动车组在京沪高铁亮相，开启了中国铁路技术装备新时代#回眸70年来我国铁路机车车辆制动技术的发展和变化，每一步都印证着我国铁路的发展和技术进步#1制动机简统化及仿制阶段新中国刚刚成立时，所有的铁路运输设备均为国外生产。
机车车辆制动装置型号也十分繁杂，蒸汽机车大多装备ET—6型制动机。
客车大多为PM型和LN型制动机和少量的AV型制动机#货车则以K1、K2型制 动机为主，其他则为QA、Q SL P、H、Q SHU等杂型阀#这些制动阀基本上是20世纪20年代之前的国外产品。
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铁道机车车辆液压制动机及其国内外发展摘要介绍了应用于铁道机车车辆上的液压制动机的原理、特点和关键技术,对国内外铁道机车车辆采用液压制动机的应用进行了分析,并阐述了液压制动机的发展趋势。
关键词液压制动;铁道车辆;发展列车运行速度越高,对车辆设备小型化、轻量化及制动系统的性能及可靠性要求越高。
采用液压制动机来代替传统的空气制动机,可以在确保具有与空气制动装置相同可靠性的条件下实现小型化、轻型化,同时由于液压系统具有快速响应的特点,可取消防滑器,并比空气制动系统具有更好的防滑性能。
为了适应高速机车车辆以及城市轨道交通车辆整体技术的发展,世界上许多国家都对液压制动方式进行了研究,成为铁路机车车辆制动技术发展的趋势之一。
目前,随着计算机技术、机电和自动控制技术、现代制造技术及新材料、新工艺等一系列高新技术的蓬勃发展,液压技术有了很大的发展。
密封材料性能的提高、液压件微型化以及高可靠性和适用性等,都给机车车辆制动系统采用液压技术创造了条件。
1液压制动的组成及基本原理液压制动系统一般是由油泵,蓄能器,电磁控制阀以及基础制动装置等部件组成。
液压系统原理图一般如图1所示。
由液压系统原理图可以看出,整个液压制动系统按照功能来分,可以分为微机制动控制器(MBCU)、电液制动装置及基础制动装置。
微机制动控制器(MBCU)的工作原理与空气制动机基本相似,以接收常用制动指令、紧急制动指令、电气制动反馈、A TC信号等输入,经过计算机处理,输出常用制动指令、紧急制动指令来控制相应电磁阀,完成制动力的控制。
除此之外,它还要控制液压系统的驱动和控制,如油泵的起停控制,以及整个液压系统的状态检测等,如液压系统的各种传感器反馈信息。
电液制动装置由电机、油泵、蓄能器、常用制动压力控制、紧急制动压力控制和油箱组成。
各部分工作原理如下。
(1)电机、油泵及蓄能器电机、油泵将电能转变为液压能源,给整个制动系统提供制动能量。
由于机车车辆的制动系统是间隙性工作的,因此采用了蓄能器装置,可有效减少电机功率,降低系统能耗。
同时,为了确保制动系统的安全性,在系统中设置了两个蓄能器,使液压动力源具有双重系统。
这两个蓄能器中的一个在常用制动时使用,另外一个在紧急制动时被使用。
两个蓄能器可同时给紧急制动供油。
即使在发生油泵停止工作等非正常状态下,蓄能器仍然具有供3次紧急制动所需能量的能力。
电机和油泵在达到系统压力的下限值或者在发生制动作用时接通,在达到系统压力的上限值关闭。
液压泵采用间歇运转可靠的活塞式油泵,为了减轻质量和防止漏油,一般采用无管的管座安装方式。
(2)常用制动压力控制压力控制采用尘粒无法混入工作油的闭环方式,完成机车车辆常用制动压力的控制。
一种方法使用可实现高速动作的平衡型提动阀(高速电磁阀)通过传感器反馈而进行以车轴为单位的数字压力控制。
另外一种方法采用电液比例压力阀完成对制动缸压力的控制,其可实现制动缸压力无级控制,以方便与A TO等系统配合使用。
由于液压油的可压缩性很小,压力控制响应迅速,因此采用液压控制方式具有消除滑行状态的压力控制功能。
(3)紧急制动压力控制在制动控制器的电源断开或者控制油压不足时,紧急控制使蓄能器内的压力油流入基础制动装置内, 对每个转向架进行紧急制动压力控制,使其产生紧急制动作用。
另外,在制动不缓解和压力不足时,通过液压传感器的检测,可使其对整个机车车辆产生紧急制动作用。
(4)油箱油液回到油箱,实现油液的回收。
同时完成系统散热。
基础制动装置包括夹钳和制动盘。
由于采用了液压油缸,整个制动夹钳体积小,可以安装在安装空间极小的走行装置或转向架上。
2国内外液压系统现状2·1液压制动的产生20世纪60年代,第1台液压制动机装置应用于有轨电车上〔2〕。
它除了作为动力制动机的补充外,首先是完成列车的停车制动功能。
20世纪80年代中期开发出了用于快速交通工具(people mover Fahrzeuge)的复合液压制动系统〔2〕。
此外,利用当时开发出的制动液压无级调节装置满足了能精确调节制动力,以确保列车停车位置准确性的要求。
从1990年前后开始,随着低地板有轨电车的迅速发展,促使转向架和走行装置对安装紧凑性要求进一步提高,这种发展对高压液压部件也产生影响。
低地板技术推动了液压悬挂和水平调节系统的发展。
利用这种系统可以简单的方法达到与采用空气弹簧的车辆同样的乘坐舒适性。
液压系统通常既向制动机又向水平调节系统提供液压能源。
目前,液压设备不仅用于有轨电车,也用于快速交通工具、单轨铁路车辆、地铁列车和城市快速铁路列车,在有轨电车线路和干线铁路上运行的首批双流制列车上也装备了这类系统。
对于标准的铁路机车车辆,如果其走行装置或转向架的空间很狭小,则可安装液压制动装置,这些液压制动装置可以利用专门的液压缸驱动,而这些液压缸用于转换执行从常规空气制动控制系统接受到的“指令”。
例如日本的新干线高速列车和西班牙的Talgo高速列车。
目前在国内外应用的液压制动机主要有以下几种:(1)日本的高速动车组液压制动机;(2)德国的克诺尔液压制动机;(3)磁浮列车采用的液压制动机。
2·2日本高速动车组采用的液压制动机日本高速动车组制动装置的发展经由了气液制动、液压制动阶段。
(1)气液制动方式采用气液制动方式,需要使用增压缸将空气压力转换为一定倍率的较高的液压。
增压缸的设置是因为受转向架安装空间的限制,为了得到必要的闸片压力, 需要使用体积小的采用较高压力的液压制动缸。
另外增压缸上还安装有防滑阀及为解决由于防滑阀连续动作而发生不能制动问题的给排截断阀。
图2为气液制动原理示意图〔1〕。
压缩空气由压缩机产生,经过由贯通全列车的总风管送到各车的总风缸,再经过两个单向阀分别送到控制风缸和制动风缸,控制风缸是为空气弹簧等制动以外的系统供应压缩空气的风缸。
制动风缸是制动专用的储存压缩空气的风缸,各车制动风缸中的压缩空气供给中继阀、紧急电磁阀和电空转换阀使用。
电空转换阀将送来的压缩空气,调整到与制动指令相对应的空气压力,并作为指令压力送给中继阀。
中继阀将电空转换阀的输出作为控制压力,输出与其相应的压缩空气送到增压缸。
另外当车辆设备发生故障时,经过由紧急电磁阀的压缩空气作为指令压力被送到中继阀,此时中继阀与常用制动一样,将具有相应压力的压缩空气送到增压缸。
(2)液压制动方式随着日本新干线高速动车组的发展,液压制动装置得到了广泛应用。
液压制动装置最早是在20世纪60 年代开发的,并安装在新干线上的951型动车组上进行了试验〔4〕。
但是由于存在回油内部漏油,液压维护等问题而未被采用。
因此,开发了新一代液压制动装置,在电液制动装置的控制阀上采用了开关阀,并简化了结构,应用了传感器反馈等方法,使装置的可靠性得到了大幅度提高。
新开发的液压制动装置在试制的500系新干线(WIN350:西日本客运铁路公司制造) 2号车的前转向架上安装,并进行了性能确认试验,都取得了良好结果〔4〕。
日本的TRY-Z型动车组也应用了液压制动系统〔6〕。
该制动系统由液压控制单元,直通式预备制动控制单元和轨道制动液压单元三大部分组成,采用由一个共同的液压源向各单元中的蓄能器中储压的工作方式。
另外在轮轴上有液压制动钳。
液压制动控制单元是通过设在每根轴上的能控制制动缸压力的常用控制阀和紧急控制阀,经在高压优先原则下动作的梭阀控制制动钳动作的。
无论是常用控制阀还是紧急控制阀,都能在制动指令下,根据滑行检测来调节制动缸压力。
直通式预备制动控制单元是将在专用的蓄能器中所储的压力,通过位于液压制动控制单元之间的梭阀去控制制动钳动作的。
2·3德国的克诺尔制动机德国的克诺尔制动机公司生产的液压系统已运用于欧洲轻轨车辆〔2〕。
图3为用于低地板车辆制动机和水平调节系统联合控制的电动液压供给和控制单元,其安装在车体上。
它将电机、油泵、蓄能器以及控制计算机(MBCU)集成在一起,与基础制动装置通过油管连接。
液压浮动夹钳(图4)在液压制动缸的作用下夹紧轮盘或者轴盘,产生制动力。
2·4磁浮列车液压制动机西南交通大学研制的青城山旅游磁浮列车,其制动系统也采用液压制动机。
根据EMS磁浮列车的结构量减轻了约三分之二。
由于省略了配管,以及设备的简化,使零件数量大幅度减少。
据文献〔5〕介绍,液压制动所需装置比气液制动所需装置减小了很多,质量由原来的790 kg变为280 kg,只约为原来质量的35%。
(7)维修方便。
液压装置装在转向架上,在进行维修时易于拆卸,仅仅需要进行油泄漏检查和油路空气的排放。
(8)液压源的蓄压特性好。
比空气制动方式下的蓄压时间快,具有极为良好的蓄压特性。
4结论当前在铁路机车车辆牵引传动和制动系统中采用了机械、电气、空气和液压等技术来传递各种作用力和能量。
这些技术各有所长,尤其是在大功率执行部件的安装空间受很大限制的车辆上,液压技术作为理想的选择从而脱颖而出。
铁路车辆上不可或缺的制动子系统采用液压技术符合这种发展趋势。
随着我国高速动车组以及城市轨道交通的不断发展,各种新型转向架对轻量化、小型化的要求越来越高,液压制动系统必将在此方向发挥其优势。
参考文献〔1〕内田清五·日本新干线列车制动系统[M]·陈贺,李毅,杨弘,译·北京:中国铁道出版社, 2004·〔2〕Jens galander, Reinhard loebner·铁路机车车辆的液压制动机[J]·铁路技术评论, 2005, 11 (1): 19-24·〔3〕李和平·磁浮车制动系统的研究[J]·铁道机车车辆,1995 (3): 49-52·〔4〕内田清五等·机车车辆用液压制动系统的开发[J]·国外内燃机车, 1999 (4): 9-15·〔5〕铁道车辆用液压制动器[J]·国外机车车辆工艺, 1998 (6): 24·〔6〕佐佐木浩一·TRY-Z试验性动车所采用的新技术[J]·国外内燃机车, 1996 (3): 19-23·〔7〕熊谷则道·高速列车制动系统的开发[J]·国外内燃机车, 1994 (9): 27-33·〔8〕高尾忠明等·高速铁路制动系统控制技术[J]·国外铁道车辆, 1997 (2): 50-54·。