機車列車制動?基本概念（匯編）
（?）、列車制動?的定義
由制動裝置引起的、與列車運??向相反的、司機可根據需要控制其??的外?，稱為制動?，?字母B表?。
列車制動?與機車牽引??樣，同樣是鋼軌作?于車輪的外?，所不同的是機車牽引?僅發?在機車的動輪與鋼軌間，?列車制動?則發?在全列車具有制動裝置的機車、車輛的輪軌之間。
在操縱?式上，列車制動作?按?途可分為兩種：常?制動和緊急制動。常?制動是正常情況下調控列車速度或停車所施?的制動，其作?較緩和，?且制動?可以調節，通常只?列車制動能?的20%?80%，多數情況下，只?50%左右。緊急制動是緊急情況下為使列車盡快停住?施?的制動，它不僅?上了全部的制動能?，?且作??較迅猛。
（?）、制動?產?的?法
產?列車制動?的?法很多，主要可分為三類：
1．摩擦制動
傳統的摩擦制動指的是將空?壓?通過機械傳動裝置傳到閘?或閘?上，利?閘?與車輪踏?或閘?與制動盤的摩擦?產?制動?，分為閘?制動和盤形兩種。電磁軌道制動是另外?種摩擦制動。
（1）閘?制動：以壓縮空?為動?，通過空?制動機將閘?壓緊車輪踏?由摩擦產?制動?。是常速機車車輛采?的主要制動?式。
（2）盤形制動：以壓縮空?為動?，通過空?制動機將閘?壓緊裝在車軸或車輪上的制動盤產?摩擦形成制動?，從?減輕車輪踏?的熱負荷，延長車輪使?壽命，保證?車的安全。準?速和?速列車普遍采?這種制動?式，我國新造客車也采?盤形制動。
（3）電磁軌道制動
也叫磁軌制動，是利?裝在轉向架的制動電磁鐵，通電勵磁后，吸壓在鋼軌上，制動電磁鐵在軌?上滑?，通過磨耗板與軌?的滑動摩擦產?制動?。磁軌制動?不受輪軌粘著?的限制，是?種?粘著制動?式。在緊急制動時同時附加此制動可以顯著縮短制動距離。據國外實驗資料報導，在列車速度為200～210km/h施?緊急制動，同時附加電磁軌道制動?不加此制動時的制動距離要縮短25％。
2．動?制動
依靠機車的動?機械通過傳動裝置產?的制動?。包括電阻制動、再?制動、電磁渦流制動、液?制動
等。
（1）電阻制動
利?電機的可逆性，把牽引電動機變為發電機，將列車的動能轉換成電能由制動電阻變成熱能，散逸到??中去。電磁轉矩成為阻礙牽引電機轉?運?的動?，從?起到制動作?。我國電?機車和電動車組普遍采?，內燃機車和內燃動車組多數采?。
（2）再?制動
與電阻制動相似，同樣利?電機的可逆性，只不過將牽引電動機作發電機產?的電能通過逆變裝置回送給電?。?前，在國外?速動車組、交流傳動電?機車已?泛應?，我國部分國產電?機車上已經應?。
（3）電磁渦流制動
電磁渦流制動是利?電磁鐵和電磁感應體相對運動，在感應體中產?渦流，將列車的動能轉換成電磁渦流并產?熱能，達到制動的?的。
根據電磁鐵和感應體的型式，電磁渦流制動分為電磁渦流軌道制動（線性電磁渦流制動）和電磁渦流轉?制動（盤式電磁渦流制動）。電磁渦流軌道制動是將轉向架上的電磁鐵落?距軌?6-7mm處，由電磁鐵與鋼軌間的相對運動在鋼軌內產?感應渦流，這些渦流在
磁場中運動，受到?個與運動?向相反的?的作?，形成制動?。電磁渦流轉?制動是在輪軸上安裝與盤形制動制動盤類似的?屬圓盤，制動時?屬盤在電磁鐵產?的磁場中旋轉，制動盤內產?渦流作?，從?產?電磁?作為制動?，起到制動作?。
閘?制動、盤形制動、電阻制動、再?制動、電磁渦流轉?制動，都是利?輪軌之間的粘著?轉變成制動?，均屬于粘著制動，其制動?要受產?制動?的那些車軸的輪軌間粘著?的限制。同?根軸上各種粘著制動?之和不能超過該軸輪軌間的粘著?。
電磁軌道制動和電磁渦流軌道制動不通過輪軌間的粘著起作?，屬于?粘著制動，不受輪軌間粘著極限值的限制。其中電磁渦流制動優于電磁軌道制動，因為它沒有任何摩擦副。電磁制動?前在國外作為?速列車的輔助制動裝置。
（三）、閘?制動?的形成
在司機的操縱下，制動缸的空?壓?通過基礎制動裝置的傳遞和擴?，使閘?以K （kN ）的壓?作?于滾動的車輪踏?，引起與車輪回轉?向相反的摩擦?k k K ??(?為輪?間摩擦系數）。對列車來說，此摩擦?是內?，它不能使列車運動狀態發?變化，但它對車輪中?形成?個?矩，從?在輪軌接觸點產??個車輪對鋼軌的縱向?平作??k K ??，根據作?與反作?原理，必然引起?個鋼軌對列車作?并阻礙列車運?的外?，即制動?（圖3—1）。
圖3—1 閘?制動?的形成?意圖
每塊閘?產?的制動?亦可寫成
k K B ??= （3—1）
上式說明，在不超過輪軌間粘著?的范圍內，制動?的??是由k ?和K 這兩個數值來決定的。
由此可見，列車制動?與機車牽引??樣，也是發?在車輪踏?與鋼軌間的外?，所不同的是，機車牽引?僅發?在機車動輪踏?與鋼軌間，顯然，列車制動?就有可能?機車牽引??得多。這主要是因為兩種?都受輪軌間粘著?的限制，列車總重?機車動輪荷重?得多。
（四）、閘?制動?的限制
從制動?的形成過程可知，制動?是由輪?間摩擦?引起的鋼軌對車輪的縱向?平反作??，因此它的??要受到輪軌間粘著?的限制。如每軸作?在鋼軌上的垂直載荷為q 0、輪軌間的粘著系數為z μ，每軸上的閘?壓?為
∑K ，故必須使：
z k q K B μ?
≤=∑0m a x (3－2) k z o
q K ?μ≤∑ (3－3)
當閘?壓?較?（如常?制動?減壓量），∑?k K ?的值?于輪軌間的粘著?時，∑?k K ?就是當時的制動?。隨著閘?壓?的增?，制動?也增?。當制動?增?到輪軌間粘著?，車輪就會被抱死不轉?在鋼軌上滑?。若輪軌間的滑動摩擦系數為h
，則滑?時的制動?就完全變成輪軌間的滑動摩擦?，即h q B ??=0。滑?時，雖然閘?壓?很?，但制動?很?，反?延長了滑?距離，并造成車輪踏?擦傷。
從公式（3-3）可知，當?值
0q K ∑值?或k z ?μ值?時，易發?滑?，下?分析?種情況：
1．當速度v 低時，粘著系數z μ略?，?k ?隨v 下降?急劇增加，故?值
k z ?μ下降易發?滑?，尤其是在快停車時，更易滑?。
2．當軌?狀況不好時，粘著系數受其影響?下降，?值k
z ?μ低，易發?滑?。 3．緊急制動時，由于閘?壓?K 值?，?使0
q K ∑增?，易滑?。?、閘?摩擦系數
（?）、閘?摩擦系數及影響因素
機車車輛閘?與車輪踏?間的摩擦系數簡稱為閘?摩擦系數，以k ?表?。閘?摩擦系數是直接影響列車制動?的重要因素，在閘?壓??定時，制動?的??和變化，就決定于摩擦系數的??和變化。所以要求閘?摩擦系數的數值要?且?較穩定。影響閘?摩擦系數的因素很多，主要有以下???。
1．閘?材質和制造?藝
閘?材質對摩擦系數影響很?，現在機車車輛上?多使?的是鑄鐵閘?。鑄鐵閘?中配有碳、硅、錳、硫、磷五種添加成分。其中磷是對摩擦性能起主要作?的元素，適當提?含磷量，摩擦系數與耐磨性均可相應增加。1999年6?以后，我國主要使?含磷量為2.5~5%的?磷閘?，取代含磷量為0.7~1.0%的中磷閘?。
此外，閘?的鑄造?藝也影響著摩擦系數，?鐵模澆鑄的鑄鐵閘?，其摩擦系數就?于?砂模澆鑄的閘?。
隨著對鑄鐵閘?的研究不斷深?，據國內外?些?獻報道，鑄鐵閘?的澆鑄溫度、澆鑄?法及閘?中所含的雜質，都會??降低閘?的耐熱性與導熱性，使閘?易于熔化，對摩擦系數也必然會有影響，從?導致同?材質的閘?就有可能有不同的摩擦系數。
2．閘?壓?
閘?對車輪單位?積上的壓?越?，摩擦系數越?，反之摩擦系數越?。這是因為，
閘?壓??時，摩擦產?的熱量多，閘?溫度升?，在接觸?上可能有?薄層因?溫?變軟，起著近似潤滑劑的作?，所以降低了摩擦系數。
3．列車運?速度
鑄鐵閘?與車輪間的摩擦系數受列車運?速度的影響較?。列車速度?，閘?與車輪踏?摩擦的相對速度就越?，在摩擦過程中產?的熱量多，使閘?溫度升?，摩擦系數減?。這顯然不能滿??速時需要有較?制動?的要求（列車速度降低，摩擦系數反?增?）。尤其是在速度很低時，摩擦系數急劇上升，容易發?“抱死輪”即“滑?”現象。
4．列車制動初速度
初速度較低時，其摩擦系數較?。當制動初速度較?時，閘?溫度?，則摩擦系數較低。根據試驗：制動初速每提?
10km/h，鑄鐵閘?和低摩合成閘?的摩擦系數將降低0.006~0.012。
除上述?種主要因素外，閘?摩擦系數還與?候、接觸?狀態等有關。
（?）、改善閘?摩擦性能的措施
對閘?除要求有?的、?較穩定的摩擦系數外，還要求它有較好的耐磨性和導熱性，以及?定的機械強度，并且希望制造成本低。因此，世界各國都在對閘?的摩擦性能進??泛研究，以提?制動效能，降低材料消耗。
1．提?鑄鐵閘?中的含磷量
據研究，含磷量?的?磷鑄鐵閘?可明顯減?以?完全消除?花，制動效果好，但容易脆裂。我國研究出采?鋼背作為補強措施的?磷鑄鐵閘?，現在已普遍使??磷鑄鐵閘?。
2．采?雙側制動或復式閘?
雙側制動即每?車輪兩側各有?塊閘?。復式閘?是?個閘?托上安裝兩塊或兩塊以上閘?。采?雙側制動或復式閘?能增加閘?的摩擦?積，減?閘?單位?積的壓?。根據試驗，閘?單位?積的壓?較?者，可獲得良好的摩擦系數與較?的磨耗量；同時閘?單位?積的壓??，制動時的溫度較低，由此?引起的閘?變形也較?，使閘?與車輪有較好的接觸狀態，得以提?其摩擦系數。據國外試驗資料表明，采?復式閘?時制動距離?采?單式閘?可縮短10~15%。
此外，為減?制動過程中閘?因?溫?發?的變化，除采?上述的復式閘?外，還可以采?兩端硬化的閘?，來防?閘?冷卻后兩端翹起，閘?接觸?減?，摩擦系數降低。
3．采?合成閘?
由于鑄鐵閘?摩擦系數較低，?且隨速度增加?減?，耐磨性亦較差，已不能滿?鐵路運輸?速、重載和?車安全的要求，因?出現了?種很有前途的新型閘?——合成閘?。
合成閘?是???屬材料（?墨粉、?棉、礦渣、云母、粘?等）和?屬粉末（鑄鐵粉、銅粉、鉛粉和鉛鋅等氧化物）為填充料，?橡膠或樹脂等粘性材料作為粘結劑，通過加熱?成。
與鑄鐵閘?相?，它的摩擦系數??穩定，?且可以在制造時，通過采?不同的配?和?藝進?調節。耐磨性也有顯著提?，制動時的摩擦?花也?，可防??災。?前，我國快速旅客列車上已采?合成閘?。
（三）、閘?摩擦系數的試驗公式
由于閘?摩擦系數的影響因素很多，?且?較復雜，難以推導出它的計算公式，通常是綜合試驗結果得出的經驗公式進?計算的。
，按下列各式計算：《牽規》規定，我國各型閘?和閘?的實算摩擦系數
k
中磷閘?：
