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軌道車輛牽引與制動 版權信息
- ISBN：9787030519320
- 條形碼：9787030519320 ; 978-7-03-051932-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
軌道車輛牽引與制動 內容簡介
本書全面介紹軌道車輛（以動車組為主，也涉及鐵路機車車輛以及地鐵、城軌車輛等）的制動系統和牽引計算方法。制動部分主要介紹軌道車輛制動系統的結構、各組成部分的工作原理和特點。牽引計算部分是在系統闡述軌道車輛牽引計算基本知識和基本原理的基礎上，對軌道車輛的牽引計算方法進行介紹（包括運行時分解算、制動距離的計算等）
軌道車輛牽引與制動 目錄
目錄
緒論 1
復習思考題 3
第1章 軌道車輛制動概述 4
1.1 制動的相關概念 4
1.1.1 基本概念 4
1.1.2 制動對軌道車輛的意義 5
1.1.3 軌道車輛的制動方式 5
1.1.4 制動作用的種類 14
1.2 高速和重載軌道車輛制動 15
1.2.1 高速軌道車輛制動 15
1.2.2 重載軌道車輛制動 17
復習思考題 18
第2章 電制動系統 19
2.1 電制動概述 19
2.2 電阻制動 19
2.2.1 系統組成和工作原理 19
2.2.2 制動力的產生原理 21
2.2.3 制動特性 21
2.3 再生制動 22
2.3.1 系統組成和工作過程 22
2.3.2 制動力的產生原理 23
2.3.3 制動特性 23
2.4 直流電機的電制動 24
2.4.1 凸輪變阻調速與斬波調阻調速 24
2.4.2 斬波調壓調速 25
2.4.3 直流牽引電機斬波調壓調速系統 27
2.5 交流電機的電制動 29
2.6 CRH2型動車組的電制動系統 33
2.6.1 組成和工作原理 33
2.6.2 性能 33
2.6.3 電制動在低速下的有效利用 33
復習思考題 34
第3章 空氣制動系統 35
3.1 壓縮空氣供給系統 35
3.1.1 空氣壓縮機 35
3.1.2 干燥裝置 36
3.1.3 風缸 36
3.1.4 安全閥 36
3.1.5 管路和塞門 37
3.2 空氣制動控制部分 37
3.2.1 電空轉換閥 37
3.2.2 中繼閥 38
3.2.3 壓力調整閥 38
3.2.4 電磁閥 39
3.2.5 增壓缸 39
3.2.6 制動缸 40
3.3 基礎制動裝置 40
3.3.1 組成 40
3.3.2 制動倍率 44
3.3.3 傳動效率 44
3.4 CRH2型動車組的空氣制動系統 45
3.4.1 壓縮空氣供給系統 45
3.4.2 空氣制動控制部分 47
3.4.3 基礎制動裝置 52
3.4.4 氣路原理 53
3.5 CRH5型動車組的空氣制動系統 55
3.5.1 直通空氣制動系統 55
3.5.2 自動空氣制動系統 56
復習思考題 57
第4章 防滑裝置 58
4.1 防滑裝置的種類 58
4.1.1 機械式防滑器 58
4.1.2 電子式防滑器 58
4.1.3 微機控制式防滑器 59
4.2 微機控制式防滑器的組成和工作原理 59
4.2.1 組成 59
4.2.2 工作原理 61
4.3 CRH2型動車組的防滑裝置 63
4.3.1 電制動的滑行再黏著控制 63
4.3.2 空氣制動的滑行再黏著控制 64
復習思考題 65
第5章 制動控制系統 66
5.1 制動控制系統的組成 66
5.1.1 制動信號發生裝置 67
5.1.2 制動信號傳輸裝置 67
5.1.3 制動控制單元 67
5.2 制動控制系統的操縱方式 68
5.3 制動控制系統的工作原理 68
5.3.1 制動指令控制 68
5.3.2 各種制動作用的控制 69
5.3.3 速度控制 73
5.3.4 制動系統與動車組其他系統的接口 73
5.4 CRH2型動車組的制動控制系統 74
5.4.1 組成及功能概述 74
5.4.2 常用制動控制 75
5.4.3 非常制動控制 76
5.4.4 緊急制動控制 77
5.4.5 備用制動控制 80
5.4.6 耐雪制動控制 80
5.4.7 其他功能控制 80
復習思考題 81
第6章 鐵路車輛制動機 82
6.1 局減與局增 82
6.1.1 局減 82
6.1.2 局增 82
6.2 二、三壓力制動機 83
6.2.1 直接作用的二壓力制動機 83
6.2.2 直接作用的三壓力制動機 83
6.3 間接作用的制動機 85
6.3.1 間接作用制動機產生的原因 85
6.3.2 鐵道車輛用間接作用制動機 86
6.4 104/103型空氣制動機 86
6.4.1 104型制動機的特點和組成 86
6.4.2 104型制動機的作用 88
6.4.3 104C型制動機 96
6.4.4 104型電空制動機 96
6.4.5 103型制動機 98
復習思考題 100
第7章 鐵路機車制動機 102
7.1 自動制動閥對制動管空氣壓強的間接控制 102
7.1.1 “膜板活塞加雙閥口”的中繼裝置 102
7.1.2 機車電空制動機的控制原理 103
7.2 EUROTROL型電力機車制動機 103
7.2.1 特點和組成 103
7.2.2 BCU控制的作用原理 110
7.2.3 備用模塊控制的作用原理 113
7.2.4 輔助模式、救援模式和重聯模式 114
復習思考題 114
第8章 牽引計算的力學模型 115
8.1 牽引計算概述 115
8.1.1 牽引計算的性質和內容 115
8.1.2 牽引計算的用途 115
8.1.3 《列車牽引計算規程》 116
8.2 牽引力 116
8.2.1 牽引力的產生 116
8.2.2 黏著牽引力與空轉 117
8.2.3 牽引力的計算 118
8.3 運行阻力 120
8.3.1 基本阻力 120
8.3.2 附加阻力 123
8.3.3 運行阻力的計算 126
8.4 制動力 126
8.4.1 制動力的形成和分析 126
8.4.2 制動力的計算 127
復習思考題 128
第9章 合力曲線、運動方程及時分解算 129
9.1 合力曲線圖 129
9.1.1 單位合力曲線圖的繪制 129
9.1.2 單位合力曲線圖的應用 130
9.2 列車運動方程 131
9.3 列車運行時分解算 133
9.3.1 分析法 133
9.3.2 圖解法 139
9.3.3 均衡速度法 139
9.4 線路縱斷面化簡 140
9.4.1 化簡的方法 140
9.4.2 化簡坡段加算坡度的計算 140
9.4.3 實例 141復習思考題 142
第10章 軌道車輛制動問題解算 143
10.1 制動距離及其計算 143
10.1.1 空走時間與空走距離的計算 144
10.1.2 有效制動距離的計算 146
10.2 緊急制動限速和列車必需制動能力的計算 147
10.2.1 緊急制動限速的解算 147
10.2.2 列車必需制動能力的解算 147
10.2.3 各種列車在不同制動條件下的制動限速表 147
復習思考題 155
第11章 牽引質量和牽引定數 156
11.1 牽引質量的計算 156
11.1.1 按限制坡度計算 156
11.1.2 按平直道昀高運行速度下的保有加速度計算 157
11.1.3 按起動地段的坡度計算 157
11.1.4 按車站到發線有效長計算 158
11.1.5 按小半徑曲線“黏降”計算 159
11.2 牽引質量的驗算 159
11.2.1 按“動能闖坡”驗算 159
11.2.2 按長大下坡道緩解充風時間及制動空定時間驗算 160
11.2.3 按內燃機車隧道昀低限速驗算 161
11.3 牽引定數的確定 161
11.3.1 分析線路縱斷面 161
11.3.2 繪制噸-公里圖 163
11.3.3 統一牽引質量的措施 163
11.3.4 制定牽引定數的原則 164
復習思考題 164
第12章 軌道車輛牽引電算 165
12.1 牽引計算算法與模型概述 165
12.2 牽引計算的單質點模型 165
12.2.1 列車的單質點模型 165
12.2.2 牽引策略 166
12.2.3 基于昀快速牽引策略的牽引計算模型 167
12.3 牽引計算的多質點模型 170
12.3.1 列車的多質點模型 170
12.3.2 基于多質點的牽引計算混合優化模型 172
12.4 制動電算軟件簡介 176
12.4.1 緊急制動距離的計算 176
12.4.2 列車制動限速表的編制 180
復習思考題 181
參考文獻 182
緒論 1
復習思考題 3
第1章 軌道車輛制動概述 4
1.1 制動的相關概念 4
1.1.1 基本概念 4
1.1.2 制動對軌道車輛的意義 5
1.1.3 軌道車輛的制動方式 5
1.1.4 制動作用的種類 14
1.2 高速和重載軌道車輛制動 15
1.2.1 高速軌道車輛制動 15
1.2.2 重載軌道車輛制動 17
復習思考題 18
第2章 電制動系統 19
2.1 電制動概述 19
2.2 電阻制動 19
2.2.1 系統組成和工作原理 19
2.2.2 制動力的產生原理 21
2.2.3 制動特性 21
2.3 再生制動 22
2.3.1 系統組成和工作過程 22
2.3.2 制動力的產生原理 23
2.3.3 制動特性 23
2.4 直流電機的電制動 24
2.4.1 凸輪變阻調速與斬波調阻調速 24
2.4.2 斬波調壓調速 25
2.4.3 直流牽引電機斬波調壓調速系統 27
2.5 交流電機的電制動 29
2.6 CRH2型動車組的電制動系統 33
2.6.1 組成和工作原理 33
2.6.2 性能 33
2.6.3 電制動在低速下的有效利用 33
復習思考題 34
第3章 空氣制動系統 35
3.1 壓縮空氣供給系統 35
3.1.1 空氣壓縮機 35
3.1.2 干燥裝置 36
3.1.3 風缸 36
3.1.4 安全閥 36
3.1.5 管路和塞門 37
3.2 空氣制動控制部分 37
3.2.1 電空轉換閥 37
3.2.2 中繼閥 38
3.2.3 壓力調整閥 38
3.2.4 電磁閥 39
3.2.5 增壓缸 39
3.2.6 制動缸 40
3.3 基礎制動裝置 40
3.3.1 組成 40
3.3.2 制動倍率 44
3.3.3 傳動效率 44
3.4 CRH2型動車組的空氣制動系統 45
3.4.1 壓縮空氣供給系統 45
3.4.2 空氣制動控制部分 47
3.4.3 基礎制動裝置 52
3.4.4 氣路原理 53
3.5 CRH5型動車組的空氣制動系統 55
3.5.1 直通空氣制動系統 55
3.5.2 自動空氣制動系統 56
復習思考題 57
第4章 防滑裝置 58
4.1 防滑裝置的種類 58
4.1.1 機械式防滑器 58
4.1.2 電子式防滑器 58
4.1.3 微機控制式防滑器 59
4.2 微機控制式防滑器的組成和工作原理 59
4.2.1 組成 59
4.2.2 工作原理 61
4.3 CRH2型動車組的防滑裝置 63
4.3.1 電制動的滑行再黏著控制 63
4.3.2 空氣制動的滑行再黏著控制 64
復習思考題 65
第5章 制動控制系統 66
5.1 制動控制系統的組成 66
5.1.1 制動信號發生裝置 67
5.1.2 制動信號傳輸裝置 67
5.1.3 制動控制單元 67
5.2 制動控制系統的操縱方式 68
5.3 制動控制系統的工作原理 68
5.3.1 制動指令控制 68
5.3.2 各種制動作用的控制 69
5.3.3 速度控制 73
5.3.4 制動系統與動車組其他系統的接口 73
5.4 CRH2型動車組的制動控制系統 74
5.4.1 組成及功能概述 74
5.4.2 常用制動控制 75
5.4.3 非常制動控制 76
5.4.4 緊急制動控制 77
5.4.5 備用制動控制 80
5.4.6 耐雪制動控制 80
5.4.7 其他功能控制 80
復習思考題 81
第6章 鐵路車輛制動機 82
6.1 局減與局增 82
6.1.1 局減 82
6.1.2 局增 82
6.2 二、三壓力制動機 83
6.2.1 直接作用的二壓力制動機 83
6.2.2 直接作用的三壓力制動機 83
6.3 間接作用的制動機 85
6.3.1 間接作用制動機產生的原因 85
6.3.2 鐵道車輛用間接作用制動機 86
6.4 104/103型空氣制動機 86
6.4.1 104型制動機的特點和組成 86
6.4.2 104型制動機的作用 88
6.4.3 104C型制動機 96
6.4.4 104型電空制動機 96
6.4.5 103型制動機 98
復習思考題 100
第7章 鐵路機車制動機 102
7.1 自動制動閥對制動管空氣壓強的間接控制 102
7.1.1 “膜板活塞加雙閥口”的中繼裝置 102
7.1.2 機車電空制動機的控制原理 103
7.2 EUROTROL型電力機車制動機 103
7.2.1 特點和組成 103
7.2.2 BCU控制的作用原理 110
7.2.3 備用模塊控制的作用原理 113
7.2.4 輔助模式、救援模式和重聯模式 114
復習思考題 114
第8章 牽引計算的力學模型 115
8.1 牽引計算概述 115
8.1.1 牽引計算的性質和內容 115
8.1.2 牽引計算的用途 115
8.1.3 《列車牽引計算規程》 116
8.2 牽引力 116
8.2.1 牽引力的產生 116
8.2.2 黏著牽引力與空轉 117
8.2.3 牽引力的計算 118
8.3 運行阻力 120
8.3.1 基本阻力 120
8.3.2 附加阻力 123
8.3.3 運行阻力的計算 126
8.4 制動力 126
8.4.1 制動力的形成和分析 126
8.4.2 制動力的計算 127
復習思考題 128
第9章 合力曲線、運動方程及時分解算 129
9.1 合力曲線圖 129
9.1.1 單位合力曲線圖的繪制 129
9.1.2 單位合力曲線圖的應用 130
9.2 列車運動方程 131
9.3 列車運行時分解算 133
9.3.1 分析法 133
9.3.2 圖解法 139
9.3.3 均衡速度法 139
9.4 線路縱斷面化簡 140
9.4.1 化簡的方法 140
9.4.2 化簡坡段加算坡度的計算 140
9.4.3 實例 141復習思考題 142
第10章 軌道車輛制動問題解算 143
10.1 制動距離及其計算 143
10.1.1 空走時間與空走距離的計算 144
10.1.2 有效制動距離的計算 146
10.2 緊急制動限速和列車必需制動能力的計算 147
10.2.1 緊急制動限速的解算 147
10.2.2 列車必需制動能力的解算 147
10.2.3 各種列車在不同制動條件下的制動限速表 147
復習思考題 155
第11章 牽引質量和牽引定數 156
11.1 牽引質量的計算 156
11.1.1 按限制坡度計算 156
11.1.2 按平直道昀高運行速度下的保有加速度計算 157
11.1.3 按起動地段的坡度計算 157
11.1.4 按車站到發線有效長計算 158
11.1.5 按小半徑曲線“黏降”計算 159
11.2 牽引質量的驗算 159
11.2.1 按“動能闖坡”驗算 159
11.2.2 按長大下坡道緩解充風時間及制動空定時間驗算 160
11.2.3 按內燃機車隧道昀低限速驗算 161
11.3 牽引定數的確定 161
11.3.1 分析線路縱斷面 161
11.3.2 繪制噸-公里圖 163
11.3.3 統一牽引質量的措施 163
11.3.4 制定牽引定數的原則 164
復習思考題 164
第12章 軌道車輛牽引電算 165
12.1 牽引計算算法與模型概述 165
12.2 牽引計算的單質點模型 165
12.2.1 列車的單質點模型 165
12.2.2 牽引策略 166
12.2.3 基于昀快速牽引策略的牽引計算模型 167
12.3 牽引計算的多質點模型 170
12.3.1 列車的多質點模型 170
12.3.2 基于多質點的牽引計算混合優化模型 172
12.4 制動電算軟件簡介 176
12.4.1 緊急制動距離的計算 176
12.4.2 列車制動限速表的編制 180
復習思考題 181
參考文獻 182
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軌道車輛牽引與制動 節選
緒論 1. 軌道車輛牽引與制動概述 軌道車輛是一種統稱，泛指在專用軌道上運行的各種交通運輸工具，包括傳統的鐵路機車車輛、動車組、城市地鐵及輕軌車輛；磁懸浮車輛也屬于軌道車輛的范疇。有時為方便起見，往往也將軌道車輛簡稱為列車。 按動力的配置方式，軌道車輛所采用的牽引方式分為動力集中和動力分散兩種。傳統鐵路列車的牽引動力是集中配置的：有牽引動力裝置并只承擔牽引任務的稱為機車，它與無牽引動力并只載客或裝貨的客貨車輛不是長期固定連掛的，機車與其后的車輛在列車運行之前才連掛在一起組成列車。 動車組是城際和市郊鐵路實現小編組、大密度高效運輸的工具，以編組靈活、方便、快捷、安全、可靠、舒適為特點，備受世界各國鐵路運輸和城市軌道交通運輸的青睞(現代化的城市輕軌及地鐵車輛根據其結構特點，也可歸為動車組一類)。動車組中有牽引動力裝置的車輛稱為動車(用M表示)，無動力的稱為拖車(用T表示)。動車組可以由動車與拖車組成，也可以全部由動車組成，而且長期固定編組運營，運營時不解編；但同型號的動車組可以重聯運行。動車組的牽引動力配置有動力集中式或動力分散式兩種。動力集中式的動車組有兩種模式：一種是兩端都為帶司機室的動車Mc，中間為無動力、只載客的拖車T；另一種是只一端為帶司機室的動車Mc，另一端為帶控制的拖車Tc。動力集中式的典型代表為德國的ICE1、ICE2和法國的TGV。動力分散式的動車組把牽引動力裝置分散在列車的不同位置，其動力配置也有兩種：一種是完全分散，即動車組中的車輛全部為動車，如日本的0系高速列車，16輛編組中全部是動車；另一種是相對分散，即列車編組中不全是動車，也有一些無動力、只載客的拖車，如日本的100系、700系高速列車(由12輛動車、4輛拖車組成，即所謂的12動＋4拖)。 按動力來源的類型，現代軌道車輛所采用的牽引方式分為內燃和電動(蒸汽動力的軌道車輛早已于20世紀末停產)。內燃動車組按傳動方式有電傳動和液力傳動兩種，電動車組按電流制式有直流和交流兩種，當今世界上運營的動車組大多為交流電動車組。2006年以前，我國自主研發、先后投入運營的內燃動車組和電動車組有：新曙光號(NZJ1型)、神州號(NZJ2型)、金輪號、九江號和北亞號液力傳動內燃動車組、普天號擺式內燃動車組；春城號、大白鯊號、藍箭號、先鋒號、中原之星號、中華之星號電動車組，多數為動力集中式。2006年以來，通過引進、消化吸收、逐步國產化的方式，我國已陸續生產200km/h、300km/h以及380km/h速度級別的CRH系列電動車組。 與牽引配置方式不同的是，在軌道車輛中，不管是具有牽引動力裝置的機車(或動車)，還是被牽引的貨車、客車(或拖車)，都具有各自的制動裝置。但機車(或動車組中的頭車)除了像車輛一樣具有使它自己制動和緩解的設備外，還具有操縱全列車(包括機車或頭車自身，以及其他各車)制動作用的設備。 牽引(或驅動)和制動是列車運行中矛盾而又統一的兩個方面。從作用力的觀點來看：牽引是將燃料的化學能或電廠提供的電能轉變為列車動能，使列車得以起動、運行或加速；制動則反其道而行之，將列車動能從列車轉移走，使列車減速或停止。 提高列車的牽引質量和運行速度，保證列車運行安全和盡量節省能耗，是擴大鐵路運能、實現鐵路運輸現代化和提高鐵路經濟效益的重要內容。為此，必須研制和裝備性能良好的牽引動力和制動裝置，必須提高操縱水平，講究經濟操縱。換句話說，既要有牽引和制動兩方面的良好“硬件”，也要改進這兩方面的“軟件”，使好“硬件”能發揮出更好的作用。這就需要既研究列車的牽引計算問題(牽引質量、運行速度和能耗與哪些因素有關；如何跑得更快、拉得更多并且更加節能)，也研究制動的問題(如何更好地保證列車運行安全，不讓它成為進一步提高牽引質量和運行速度的嚴重障礙)。 2. 對軌道車輛運行有直接影響的力 由動力學的原理可知，軌道車輛運行中所受外力直接決定了軌道車輛的運動狀態(如運行時分、制動距離和牽引質量等)的關系；因此，要了解軌道車輛的運動狀態，首先要研究對其運行有直接影響的各種外力，這些外力共有如下三種。 1) 牽引力F。 牽引力F指由動力傳動裝置引起的與軌道車輛運行方向相同的外力，這是司機可以控制的使軌道車輛發生運動或加速的力。 2) 運行阻力W 運行阻力W是軌道車輛運行中由于各種原因自然發生的與軌道車輛運行方向相反的外力，它的大小是司機無法控制的，其作用是阻止軌道車輛發生運動或使軌道車輛自然減速。 3) 制動力B 制動力B是由制動裝置引起的與軌道車輛運行方向相反的外力。制動力是人為的阻力，其大小是司機可以控制的，作用是使軌道車輛產生較大的減速度或者在長大下坡道防止軌道車輛超速，以及防止軌道車輛在停放時由于坡度或大風而溜逸。 根據線路情況和運行要求，軌道車輛可以有三種運行工況，每種情況下作用于軌道車輛上的合力由不同的力組合而成。 (1) 牽引運行。 作用于軌道車輛上的力有牽引力F和運行阻力W，其合力C=F-W。 (2) 惰行。 作用于軌道車輛上的力只有運行阻力W，故合力C=-W。 (3) 制動運行。 作用于軌道車輛上的力有制動力B和運行阻力W，其合力C=-(B+W)。 當合力C>0，即合力方向與軌道車輛運行方向相同時，它是加速力，軌道車輛將加速運行；當合力C<0，即合力方向與軌道車輛運行方向相反時，它是減速力，軌道車輛將減速運行；當合力C=0時，軌道車輛將刀速運行。 作用于軌道車輛上的合力取決于組成該合力的牽引力、阻力和制動力的情況以及它們與線路條件、軌道車輛情況和運行速度之間的關系。 3. 課程的主要內容 “軌道車輛牽引與制動”課程把牽引計算與制動結合在一起講授，本書的目的是給讀者提供軌道車輛制動技術與牽引計算方面的基本知識，主要內容包括：動車組(含輕軌及地鐵車輛)制動裝置的組成和工作原理，包括電制動系統、空氣制動系統、防滑裝置和制動控制系統；鐵路機車車輛制動裝置的組成和工作原理；軌道車輛的牽引計算方法，包括牽引計算的力學模型、軌道車輛的運動學方程及運行時分解算、軌道車輛制動問題解算、牽引質量計算和牽引電算；等等。 復習思考題 1. 軌道車輛的牽引有哪些分類方式？每種分類方式下分別具有哪些種類？ 2. 與軌道車輛運行直接相關的有哪幾種力？它們的定義及在不同工況下的組合如何？ 第1章 軌道車輛制動概述 1.1 制動的相關概念 1.1.1 基本概念 人為地制止列車運動，包括使其減速、阻止其運動或加速運動，均可稱為制動。反之，對已施行制動的列車，解除或減弱其制動作用，均稱為緩解。為使列車能施行制動和緩解而安裝在列車上的一整套設備，總稱為制動裝置。 我國鐵路廣泛使用的空氣制動裝置從結構上可分為制動機和基礎制動裝置兩個組成部分。制動機是產生制動原動力并進行操縱和控制的部分，包括制動裝置中的司機制動控制器、制動缸和分配閥等；基礎制動裝置是傳送制動原動力并產生制動力的部分，如制動裝置中的制動夾鉗。在軌道車輛所使用的制動裝置中，有的已不存在制動機和基礎制動裝置的區分(如電制動的情形)。 由制動裝置產生的與列車運行方向相反的外力稱為制動力，它是人為的阻力，比列車運行中由于各種原因自然產生的阻力要大得多。所以，盡管在制動過程中列車運行阻力也起作用，但起主要作用的還是列車制動力。 從列車施行制動作用開始，到其完全停止所駛過的距離稱為制動距離。它是綜合反映列車制動裝置性能和實際制動效果的主要技術指標。有時也采用制動(平均)減速度作為評價指標，兩者的實質是一樣的。但制動距離比較具體，制動減速度則較為抽象。兩者的關系可用式(1-1)表示： (1-1) (1-2) 或 (1-3) 式中，v為施行制動時的列車初速度，簡稱“制動初速”，km/h；S為制動距離，m；a為列車在制動距離內的平均減速度，m/s2。 為確保行車安全，世界各國都要根據本國鐵路情況(主要是列車速度、信號和制動技術等)制定出自己的制動距離標準——緊急情況下制動距離的昀大允許值，又稱計算制動距離。有時也給出減速度標準。我國《鐵路技術管理規程》(簡稱《技規》)原來規定的緊急制動距離為800m，但隨著列車速度的提高，制動距離的標準也要相應加長(否則會使制動過程的減速度過大)。如對于國產CRH系列的動車組，當制動初速度為160km/h時，規定緊急制動距離為1400m；當制動初速度為200km/h時，緊急制動距離為2000m；對于昀高速度為380km/h的CRH380系列的動車組，其緊急制動距離超過7000m。 1.1.2 制動對軌道車輛的意義 對于軌道車輛來說，制動的重要性不僅僅是安全問題，它還是限制軌道車輛運輸現代化目標——“高速重載”的重要因素。即要想做到列車速度和牽引質量的進一步提高，除了要有大的牽引功率之外，還必須有足夠強的制動能力。因為從能量的角度來看，制動的本質就是要消耗列車具有的動能，設一列列車的質量為m，制動初速度為v，其制動系統需要承擔的是約12mv2的能量轉移任務；顯然，m和v越高，列車制動系統的性能就應越強。而且，由動能的表達式可看出，速度v的提高對列車制動能力提出了尤其高的要求。從運動學的角度也可分析出制動對“高速重載”的重要意義，以提速這一目標為例：圖1-1表示列車從甲站出發，經起動、刀速運行和制動工況在乙站停車的過程。在一定制動能力的保證下，列車從圖中A點開始減速進站。若制動能力不足，則必須從A′點就開始制動，從而延長了制動距離，影響了行車效率；若想在原有的減速距離內停車，則列車運行的速度在起動階段只能提升至A″點的水平。列車的制動能量和速度呈平方關系，時速200～300km軌道車輛的制動能量是普通列車的4～9倍，可見，能力強大的制動裝置對于保證軌道車輛的高速、安全運行有著至關重要的意義。 圖1-1 列車制動能力對速度的影響 城市輕軌車輛和地鐵車輛雖然運行速度不高(一般不超過100km/h)，但由于其運營線路的站間距短(普遍在1～2km)，因此，其緊急制動距離比鐵路列車要短得多，一般在200m左右。所以，它們對制動減速度的要求也較高：一般常用制動需0.8～1m/s2，緊急制動減速度在1.2～3.3m/s2，其制動能力也較強。 1.1.3 軌道車輛的制動方式 制動方式有多種分類標準，本書主要介紹如下三種。 1. 按動能的轉移方式 軌道車輛制動過程中動能的轉移方式包含兩層含義：一是“轉”的方式，即將軌道車輛動能轉化為何種其他形式的能量；二是“移”，即如何將轉化出的其他形式的能量消耗掉。以閘瓦制動為例，“轉”就是將軌道車輛動能通過閘瓦與車輪踏面的摩擦轉化為熱能，“移”就是將由動能轉化出的熱能耗散于大氣。按動能的轉移方式，軌道車輛所采用的制動方式主要有以下幾種。 1) 閘瓦制動 閘瓦制動是在制動時使閘瓦與車輪踏面接觸，利用閘瓦與車輪踏面的摩擦，將列車的動能轉化為熱能，昀終散逸在大氣中。其制動力的大小可以通過閘瓦與車輪踏面間的壓力進行調節。這種制動方式結構比較簡單、制動效果較好，在鐵路機車車輛上獲得了廣泛的應用。但閘瓦制動增加了車輪踏面的機械磨耗及熱負荷，越來越不適應列車運行速度逐漸提高的要求。 2) 盤形制動 盤形制動是在車軸上或車輪輻板側面安裝制動盤，制動時用制動夾鉗使兩個閘片緊壓制動盤側面，通過摩擦產生制動力，將軌道車輛動能轉變成熱能耗散于大氣，如圖1-2所示。 圖1-2 盤形制動裝置 1-制動缸；2-拉桿；3-水平杠桿；4-緩沖彈簧；5-制動閘片；6-制
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