F8型空气分配阀及其电空制动机ppt课件.ppt

直接作用式两压力制动机,两压力直接作用式制动机的特点:减压制动,增压缓解;可阶段制动,但只能一次缓解,或称轻易缓解;制动保压过程中,如制动缸发生漏泄,副风缸不能给制动缸自动补风;闸瓦磨耗导致制动缸活塞行程加大时,副风缸也不能自动给制动缸增加供风量;造成3、4两项的原因在于两压力直接作用式制动机的副风缸的风压参与了三通阀主活塞的压力平衡,而制动缸的压力没有参与主活塞的压力平衡.如果在3、4两项所述的情况下副风缸给制动缸补风,有可能引起制动机缓解,反而起不到保持制动力不变的作用.,间接作用式两压力制动机,两压力间接作用式制动机的特点:由两个三通阀组合而成;主活塞的运动由列车管与工作风缸之间的压力差控制;副风缸仅承担向制动缸供风的任务,不参与第二活塞的压力平衡;制动缸与容积室间的压力差控制第二活塞的运动.与直接作用式一样,仍为可阶段制动,但不可阶段缓解.3、4两项特点带来下列两个优点:长大下坡道上制动缸漏泄时副风缸可以自动给制动缸补风;闸瓦磨耗后制动缸活塞行程增大时,制动缸压强不会降低.因为制动缸空气压力参与了第二活塞的平衡,制动缸压强的大小决定于第二活塞下方的压力.制动缸活塞行程和容积增大时,副风缸将多供风给车辆的制动缸.,第一章 F8型空气分配阀及其电空制动机概况,第一节 F8型空气分配阀的特点一.F8阀原理上的特点 F8阀采用二-三压力机构作用原理,即主阀是三压力机构(列车管、工作风缸、制动缸三压力平衡);辅助阀是二压力机构(列车管与辅助室压力平衡).由于主阀是三压力机构,所以具有良好的阶段缓解性能.但在缓解时,需等待列车管压力充到接近工作风缸压力(即列车管定压)时,制动缸压力才能降到零,所以缓解时间较长.这与二压力分配阀有较大差距.为解决这一问题,辅助阀设计成二压力作用机构,并具有加速缓解作用.主阀与辅助阀的相互配合,使该阀既具有三压力分配阀的阶段制动、阶段缓解、自动补风等特点,又具有二压力分配阀的轻易缓解的特点.,二.F8阀结构上的特点 采用橡胶膜板和柱塞-止阀结构,取消传统的胀圈、滑阀结构,简化了检修工艺,延长了使用周期,提高了作用的可靠性.三.F8阀性能上的特点1.具有良好的制动、缓解特性.2.具有良好的阶段缓解性能,并有阶段缓解与一次缓解的转换作用,适用范围广,提高了列车操纵的灵活性.3.具有自动补风功能.当列车施行制动保压后,制动缸一旦漏泄,可以自动补风,使制动缸压力保持不衰减.4.制动缸压强有限压阀控制,其最高压力可根据需要在一定范围内(如380480kPa)调定.同时制动缸压力与制动缸活塞行程无关.5.具有较好的局部减压作用,制动波速快,列车前后部制动一致性好,对于扩编旅客列车,减少列车冲动的效果尤为明显.6.具有较好的紧急制动性能,紧急制动时有效的附加放风作用可明显减少列车冲动并缩短制动距离.,7.F8阀的辅助阀既是单独设置的紧急制动(二压力)控制机构,又具有能使(三压力)主阀彻底缓解加快的性能.紧急制动作用可靠,而且紧急制动波速很高.,第二节 F8型电空制动机的特点,一.原理上的特点 采用自动式电空制动方式.即通过机车自动制动阀和电磁阀的共同作用,控制列车管的充、排气,再通过空气分配阀作用,达到制动、缓解的目的.这样,既可以保证与装有空气制动机的车辆混编运行,又可以保证与装有电空制动的车辆组成专列运行.在电空制动失效的情况下,保证列车仍具有制动能力,确保列车行车安全.无论是空气制动或电空制动,其基本制动、缓解等作用,均受列车管压力变化的控制,是其主要特点.电空制动采用五线制,即常用制动线、缓解线、保压线(备与104电空混编时用)、紧急制动线、负线.,二.结构上的特点 采用橡胶膜板和柱塞-止阀结构,具有较好的互换性,拆卸更换较方便,橡胶件可保证一个段修期内正常使用.三.性能上的特点1.减少制动时列车纵向冲动.列车制动时,前后部车辆可达到同步作用,不受空气制动波速传递时间的限制,因此,大大减少了制动时的列车纵向冲动,特别是紧急制动时的列车纵向冲动较空气制动减少了27%以上,列车纵向冲击加速度减少到与常用制动时相同的水平,对改善列车平稳性发挥了重要作用.2.缩短制动距离 在160km/h的制动初速下,紧急制动距离在1400m以内,较空气制动大约可缩短5%10%.3.改善列车缓解性能.电空制动设独立的加速缓解作用,进一步改善了列车缓解性能.,第三节 F8型空气分配阀及其电空制动机的安装,F8阀装在空气制动的车辆上作为控制部件使用时,其车下管路系统布置如图1-1所示.其副风缸、制动缸可根据需要计算选用.也可配置附属设备,如空重车调整阀等.F8型电空制动机包括:F8阀、电空阀箱、副风缸、工作风缸、制动缸等.其车下管路安装见图1-2,较F8型空气制动系统增加了一个电空阀箱、4根风管和4个截断塞门.当电空制动部分发生故障时,可关闭这些截断塞门,切断电空制动作用,成为独立的空气制动机.图1-2中虚线部分为电空制动部分.电空制动接线位置见图1-3.,图1-1 F8型空气分配阀的车下管路安装,图1-2 F8型电空制动机的车下管路安装,图1-3 F8型电空制动机的接线,第二章 F8型空气分配阀的构造及作用原理,第一节 F8型空气分配阀的构造 F8型空气分配阀由主阀、中间体(管座)、辅助阀三部分组成(图2-1)一.主阀(图2-2)主阀控制分配阀的充气、缓解、制动、保压等作用,是分配阀中最主要部分.它是由主控部、充气阀、限压阀、副风缸充气止回阀、局减阀及主阀体、主阀下体等组成.(一)主控部 主控部是一个直接作用的三压力机构.主活塞20上方通列车管,下方通工作风缸;小活塞18(均衡活塞)上方通制动缸,下方通大气.,图2-1 F8型空气分配阀的组成,图2-2 F8型空气分配阀的主阀,大活塞,小活塞,缓解阀,局减阀,充气阀,平衡阀,限压阀,副风缸充气止回阀,主阀杆12上部是实心的,它可以顶开平衡阀5,使平衡阀上方的副风缸压力空气进入到平衡阀下方,并经限压阀53通往制动缸.主活塞的下部是中空的缓解柱塞23,它的下端可以压开缓解阀34,使制动缸的压力空气由排风弯头35排大气.主阀是三压力平衡机构,通过三压力(即P制、P列与P工)的平衡与否,来实现分配阀的制动、保压、缓解这三个基本作用位置.当P制+P列 P工时,分配阀发生局部减压和制动作用;当P制+P列P工时,分配阀发生缓解作用(可以是一次缓解或阶段缓解);当P制+P列P工时,分配阀发生保压作用(包括制动保压和缓解保压);,1.制动作用 当列车管施行减压时,主活塞20两侧的工作风缸和列车管的压力形成一定的压差(即P制+P列 P工),在工作风缸空气压力作用下,主活塞20向上移动,通过顶杆42带动小活塞18及主阀杆12向上移动,打开平衡阀5,使副风缸压力空气通过打开的平衡阀5进入制动缸.2.保压作用(1)制动保压 列车管停止减压后,制动缸压强上升到工作风缸作用于主活塞20的向上的力与列车管及制动缸压强产生的向下的力三者平衡(即P制+P列P工)时,在平衡阀弹簧7的作用下,平衡阀下移,关闭阀口,停止了副风缸向制动缸充气,使制动缸压强保持一定值,主阀即处于制动保压状态.,(2)缓解保压 当列车管停止增压,制动缸压力空气通过打开的缓解阀口排到三者压力平衡(即P制+P列P工)时,在保压弹簧31(即缓解阀下方弹簧)的作用下,缓解阀34上移,关闭阀口,制动缸压力停止下降,使制动缸压力保持一定值,主阀即处于缓解保压位状态.3.缓解作用 当列车管压强增大时,列车管和制动缸空气压强产生的向下的合力,大于工作风缸作用在主活塞20的向上的力(即P制+P列P工)时,主活塞带动缓解柱塞23向下移动,打开缓解阀34,使制动缸压力空气通过打开的缓解阀排向大气,主阀即处于缓解状态.,4.列车管局部减压作用 在列车管减压,主活塞20刚开始向上移动时,缓解柱塞23随之向上移动,打开了列车管与缓解柱塞套37间的联络通路,使部分列车管的压力空气经缓解柱塞23上的中心孔、缓解柱塞套37,顶开止回阀27,通过主阀下体36和主阀体1内部通路,一路经充气阀套58尾部孔排向大气,另外一路进入中间体的局减室,使列车管发生局部减压作用,从而促进主阀迅速动作,进入制动位,同时也起到了促进列车制动波传递的作用.5.一次缓解与阶段缓解的转换 通过调转转换盖板43的位置,可实现一次缓解或阶段缓解的作用.当与无阶段缓解作用的分配阀混编使用时,转换盖板需放在“一次位”.施行缓解时,工作风缸压力空气经缓解柱塞套37,转换盖板43上的沟槽直接流入列车管(即工作风缸与列车管连通),达到一次缓解的目的.,由于缓解时工作风缸压力空气直接地迅速流入列车管,既提高了列车管的再充气速度,又加速了主阀的缓解作用,这对于较长编组列车的后部车辆加速缓解是很有意义的.当与有阶段缓解作用的分配阀混编或特殊需要时,转换盖板43需放置在“阶段位”,这时施行缓解时,只要制动缸压强高于40kPa,列车管与工作风缸通路就仍被充气柱塞59切断,而转换盖板43上的槽也被切断,此时工作风缸压力空气不能流入列车管,(即工作风缸与列车管不通),从而实现阶段缓解.(二)充气阀 充气阀有两个作用位置:上端位(缓解位)和下端位(作用位).由于充气阀弹簧弹力的作用,充气阀平常处于上端位.当充气阀膜板上方空气压力大于20kPa左右时,活塞才被压到下端位.,F8阀充气阀的作用:当F8阀在缓解位时,充气阀膜板63上方制动缸的空气压力低于20kPa时(充气阀在上端位),列车管压力空气经充气阀套58、充气柱塞59、向工作风缸充气.同时通过充气阀套58尾部孔将局减室压力空气排向大气.当F8阀在局减位时,列车管部分压力空气经充气阀套58尾部孔排大气.当F8阀在制动位时,充气阀膜板63上方制动缸的空气压强高于20kPa时(充气阀在下端位),制动缸压力空气推动充气阀膜板63,压缩充气阀弹簧61,移动充气柱塞59,切断局减通大气通路,同时切断列车管与工作风缸间联络通路,以保证主阀的正常作用.当F8阀在缓解保压位时,与转换盖板43配合,切断工作风缸压力空气向列车管逆流,以实现阶段缓解.,(三)限压阀 限压阀的作用是限制常用制动和紧急制动时制动缸的最高压强,其限压值可根据需要通过松、紧调整螺钉75调定,调整后由紧固螺母76锁紧.(四)副风缸充气止回阀副风缸充气止回阀的作用是:列车管通过它向副风缸充气,并限制充气速度,使前后车辆充气保持一致.当列车管压强下降时,防止副风缸压力空气向列车管逆流,保证主阀的正常工作.(五)局减阀局减阀的作用是:当F8阀在局减位时,列车管压力空气经此阀向大气及局减室排气.再制动时,能防止局减室的压力空气向列车管逆流.,(六)主阀体及主阀下体 主阀体及主阀下体由铸铁铸造而成,内部设有主控部、充气阀、限压阀、副风缸充气止回阀、局减阀等零部件的空腔以及压力空气流通的各铸造及加工气路.主阀安装面各气路如图2-3所示.,图2-3 主阀安装面,二.辅助阀(图2-4)辅助阀是二压力平衡机构.辅助阀活塞5上方为辅助室压力空气:从主阀来的工作风缸压力空气经辅助阀体1及上盖7内部通路,并通过辅助阀套11下排孔充入辅助阀膜板3上方,然后经辅助阀上盖7和辅助阀体1内部通路向中间体的辅助室充气.膜板3下方为列车管压力空气.即膜板3上方的辅助室空气压力与膜板3下方的列车管空气压力相平衡.辅助阀的作用:1.常用制动位:由于列车管减压(膜板3下方列车管压力下降),使得辅助阀活塞5下移,但辅助阀杆8仅下移到与放风阀接触而打不开放风阀.此时辅助室压力空气经辅助阀杆8中心孔、辅助阀套11的上排孔和常用排风堵12排入大气.由于排风堵12的限制,使辅助室压力空气的排风速度与列车管的减压速度相一致,辅助阀活塞5两侧压力基本平衡,因此辅助阀活塞5及阀杆8不能继续下移打开放风阀15,从而保证了常用制动的安定性.,图2-4 F8型空气分配阀的辅助阀,通辅助室,通列车管,常用排风堵,紧急排风堵,紧急放风阀,2.保压位:列车管停止减压后,辅助阀活塞5两侧压力达到平衡,辅助阀活塞5及辅助阀杆8稍稍上移,切断了辅助室排大气的通路,辅助阀处于保压状态.3.缓解位:列车管增压(膜板3下方列车管压力上升),使得辅助阀活塞5及辅助阀杆8上移,到达缓解位,打开了工作风缸与辅助室的通路.由于制动位时辅助室的压力空气部分排入大气,而工作风缸压力基本保持不变,故工作风缸压力高于辅助室压力,因此工作风缸压力空气再次经辅助阀套11的下排孔充入辅助阀膜板3上方及辅助室,这样就使得工作风缸压力迅速下降,从而加速主阀的缓解,起到加速缓解的作用.,4.紧急制动位:当列车管以紧急排风速度排气时,辅助室的压力空气来不及从常用排风堵12排出(即常用排风堵的排风速度低于列车管排风速度),辅助阀膜板3两侧形成压差,使得辅助阀活塞5及辅助阀杆8迅速下移并打开放风阀15使列车管压力空气经打开的放风阀迅速排入大气,起到紧急放风作用.此时,常用排风堵12和紧急排风堵13同时打开,共同将辅助室的压力空气排入大气.当列车管的风排完,而且辅助室的风压排到小于放风阀弹簧力时,放风阀关闭,同时辅助阀活塞5和辅助阀杆8上移,切断了紧急排风堵与辅助室的通路.需要说明的是,列车管施行紧急排风后的1015秒内,由于辅助室压力未降到设定值,紧急放风阀未关闭,此时向列车管充气是没有意义的.,三.中间体(图2-6)F8阀中间体由铸铁铸造,用来安装主阀与辅助阀,并起到连接列车管、副风缸、制动缸、工作风缸及主阀辅助阀的各个气路的作用.主阀和辅助阀分别安装在中间体的两侧,另一侧留有连接车下管路的管锥螺孔,分别连接列车管(1英寸)、副风缸(3/4英寸)、制动缸(3/4英寸)和工作风缸(1/2英寸).中间体内有两个气室,一个0.8L的局减室,一个3L的辅助室,其他还有一些内部气路.,图2-6 F8型空气分配阀的中间体,第二节 F8型空气分配阀的作用原理 F8型空气分配阀共有六个作用位置,分别是:初充气或充气缓解位、局部减压位、常用制动位、制动保压位、阶段缓解保压位和紧急制动位.一.初充气或充气缓解位(图2-7)当车辆分配阀的各风缸及风管内均无压力空气,由机车制动机或单车试验器通过车辆分配阀向上述风缸、风管充气,称为“初充气”.初充气时,列车管向工作风缸、副风缸、辅助室等空间充气.1.初充气:当司机将自动制动阀手把置于运转位,列车制动管充气时,压力空气经列车制动管、支管、支管截断塞门和远心集尘器进入中间体,然后一路经大滤尘器、主阀安装面a1孔进入主阀;另一路经辅助阀安装面a1孔、小滤尘网进入辅助阀活塞下方a2.,进入主阀的压力空气,经通路a2到主活塞上方a3(同时进入缓解柱塞中心孔a4,为制动时局部减压作准备),推动主活塞下移,压缩其下方的制动弹簧,直到主活塞压板外缘碰到下阀体,此时主阀处于充气缓解位,列车制动管压力空气经下述通路分别充入副风缸工作风缸和辅助室,直到定压为止.(1)副风缸充气:列车制动管压力空气经a1 a2 副风缸充气止回阀b1 b向副风缸充风;同时经b1 平衡阀上方周围空间b2,为制动时向制动缸充风作准备.由于副风缸充气止回阀弹簧力及阀重力的作用,实际上副风缸压力在列车管定压600kPa时,只能充到560kPa以上,而列车管定压500kPa时,只能充到460kPa以上.(2)工作风缸充气:主活塞上方a3压力空气经通路a5 充气阀杆沟槽a6和转换盖板槽a7(一次缓解时)通路a8 缩孔堵 下阀体通路a9 缓解柱塞套和柱塞槽主活塞下方c1 上阀体通路c2 中间体通路c3 工作风缸.工作风缸压强可充至定压.,(3)辅助室充气:由于列车制动管压力空气经a1进入辅助阀体内a2(同时进入放风阀下方a3),推动辅助阀活塞向上移动,使辅助阀处于充气缓解位.工作风缸的压力空气经c4辅助阀通路c5辅助阀套径向孔辅助阀杆槽辅助阀活塞上方f1 f2 f3 辅助室,直到充至定压值.另一路经辅助阀杆中心孔到达辅助阀杆顶部f4(为制动位常用排风堵排辅助室压力空气作准备);初充气过程如下所示:,初充气过程,2.再充气:再充气即制动后的充气.当列车制动管增压后,使原来主阀的三压力平衡状态被打破,列车制动管和制动缸压力空气的向下合力大于工作风缸压力空气的向上力,使主阀处于充气缓解位,其充气通路与初充气时相同,缓解排气通路如下:(1)制动缸缓解:主阀到达缓解位时,主阀下方的缓解阀被打开,制动缸压力空气经由d d1 d2 d3 d4 缓解阀排大气.同时主阀小活塞上方的压力空气也经限压阀底部的大缩孔堵限压阀套限压阀沟槽d7d6 d2 d3 d4 缓解阀排大气.使用阶段缓解时(转换盖板在阶段缓解位),由于列车制动管从增压到停止增压,主阀小活塞上方制动缸压强在下降,直到主阀向上的力大于向下的力时,主活塞即向上移动,关闭缓解阀口,制动缸停止排气.主阀三压力达到一个新的平衡点,此时制动缸仍保留一定的空气压强,其大小可由机车司机通过控制列车管的增压量而定.,使用一次缓解时(转换盖板在一次缓解位),当列车制动管增压,主阀达到缓解位时,制动缸压力空气排向大气,同时主阀主活塞下方c1的工作风缸压力空气经缓解柱塞套和槽a9a8a7a6a5主活塞上方a3和列车制动管,工作风缸压强迅速下降,此时,主阀再不可能回到缓解保压位,制动缸压强一次降到零.(2)局减室排气:制动缸压强降至20kPa以下时,充气阀活塞在其弹簧力的作用下向上移动,打开充气阀杆尾部充气阀套的气路,局减室压力空气经e e1 e3 大气.,图2-7 F8阀初充气或充气缓解位,二.局部减压位及稳定性1.局部减压位(图2-8)当列车管减压,主活塞上方a3空气压强P列下降,使得主活塞下方c1工作风缸压力空气经缓解柱塞沟槽缓解阀套上排孔主阀、下体通路a9 工作风缸限制堵主阀体内部通路a8 充气阀套上排孔充气柱塞沟槽及转换盖板沟槽a7(一次缓解位)主阀体内部通路a5 主活塞上方a3,向列车管逆流.由于受工作风缸限制堵的限制,工作风缸压力空气逆流量小于列车管的减压量,随之主活塞两侧形成一定的压差,即P列P工,P制=0,同时在制动弹簧力的作用下,主活塞与缓解柱塞向上移动:先切断工作风缸向列车管逆流通路,工作风缸压力停止下 降,主活塞迅速向上移动;然后关闭缓解阀,切断制动缸与大气的通路;发生局减作用:缓解柱塞中心孔与缓解柱塞套中间一排孔连通,使主活塞上方a3列车管的压力空气经下述通路:,缓解柱塞中心孔a4 缓解柱塞套中间一排孔主阀下体e5 局减阀缩孔堵,到达局减止回阀,并打开该阀.一部分列车管压力空气到达局减止回阀下方,另一部分经主阀下体通路e4 主阀体通路e2,一路经中间体通路e1到局减室(0.8L),同时经通路e3和充气阀杆尾部充气阀套的气路排入大气,形成第一阶段局减作用.2.稳定性 稳定性是指在缓解状态下不发生自然制动的性能.在充气缓解位,当列车管缓慢减压(轻微漏泄)的速度小于列车管最小减压速度,工作风缸的压力空气经工作风缸的限制堵向列车管逆流,当逆流量与列车管减压量相同时,主活塞上下不能形成足够的压差值,主活塞仍处在缓解位不动,保证了分配阀缓解状态的稳定性.,图2-8 F8阀局部减压位,三.常用制动位及安定性1.常用制动位(图2-9)由于局减的作用造成主活塞上方列车管的空气压力急剧下降,主活塞在局减位并没有停下,而是继续向上移动,并通过中体顶杆带动小活塞上移,打开平衡阀,使主阀达到常用制动位.此时,副风缸压力空气经中间体主阀内部通路b1 平衡阀上部空间b2 通过打开的平衡阀主阀杆四周主阀体内部通路d8,然后,一路到达平衡阀导杆上部d9;另一路经限压阀套上排孔限压阀沟槽限压阀套下排孔到达限压阀下部d7.此后压力空气的流向分成四路:一路经主阀体d6 中间体通路d1向制动缸充气;一路经主阀体d6 d2 主阀下体d3 局减阀套下排孔缓解柱塞杆周围及缓解阀上方,同时也经缓解阀盖通路d4到达缓解阀导杆下方;一路经限压阀下方大缩孔堵向小活塞d10上方充气;,一路经限压阀下方大缩孔主阀体通路d11 充气阀盖到达充气阀活塞上侧d12,当制动缸压强上升到20kPa左右时,压缩充气阀弹簧,使充气阀活塞及充气阀杆移动,切断了局减排大气的通路以及充气阀的列车管与工作风缸充气(或逆流)通路.由于主阀是三压力平衡机构,即P制+P列P工,因此在制动位时,P工可看作一定值,当P列下降时,P制就上升,所以制动缸压力空气作用于小活塞的向下的力P制只受列车管压力P列的影响,而与制动缸活塞行程无关.在制动时(包括常用制动和紧急制动),由于列车管压力低于副风缸压力,因此副风缸充气止回阀被关闭.,列车管减压引起分配阀局减后,辅助阀活塞下方a2列车管压力下降,而辅助阀活塞上方f1辅助室的压力没有变化,使辅助阀活塞上下形成压差,辅助阀活塞与辅助阀杆一起下移,先切断了工作风缸与辅助室的通路(c5和f1),然后打开了辅助室与常用排风堵间的通路,即:辅助室压力空气中间体f3 辅助阀体及上盖通路f2 辅助阀套下排孔 辅助阀活塞上方f1 辅助阀杆中心孔辅助阀杆顶部f4 辅助阀套上排孔,经过常用排风堵排入大气.2.安定性 安定性是指在常用制动时不发生紧急制动作用的性能.当列车管减压速度没有达到紧急制动所要求的减压速度时,辅助室压力空气经过常用排风堵排入大气,使辅助阀活塞上下压差不能继续增加,放风阀在其弹簧力的作用下不会被打开,保证了分配阀常用制动的安定性.,图2-9 F8阀常用制动位,四.制动保压位及分配阀的自动补风作用 实行常用制动后,当制动缸压强达到需要值后,列车管停止减压.这时,分配阀处于制动保压位,从而使制动缸压强也保持一定.1.制动保压位(图2-10)列车管停止减压后,副风缸的压力空气继续进入制动缸及小活塞上方(即P制上升),当小活塞上方P制与大活塞上方P列之和与主活塞下方P工力相等时(三压力平衡),在平衡阀弹簧力的作用下,小活塞通过中体顶杆与大活塞一起向下移动,直到关闭平衡阀为止.此时副风缸与制动缸通路被切断,副风缸停止向制动缸供风.主阀处于制动保压位.列车管停止减压后,辅助室的压力空气继续通过常用排风堵排入大气,当排到辅助阀活塞上方的压力稍小于其下方的压力时,辅助阀活塞与辅助阀杆同时上移,切断了辅助室排大气的通路,辅助阀也处于制动保压位.,此时辅助室的压强与保压后的列车管压强相等,但低于工作风缸的压强,为缓解初期工作风缸压力空气向辅助室充气,起加速缓解作用作准备.2.自动补风作用 分配阀处于保压位后,主阀三压力机构也处于平衡状态,即P制+P列P工,如果制动缸出现漏泄等原因,使制动缸压力下降,同时引起主阀小活塞上方压力下降,三压力平衡被破坏,机构向上的力大于向下的力,使主活塞带动小活塞及主阀杆上移,重新打开平衡阀,副风缸的压力空气通过打开的平衡阀沿制动位时的通路到达制动缸和小活塞上方,当制动缸压力补充到平衡值时,主活塞和小活塞同时下移,平衡阀重新关闭,主阀再次处于保压位.,图2-10 F8阀制动保压位,五.制动保压后充气(一次或阶段)缓解位1.一次缓解(图2-7)主阀转换盖板置于一次缓解位.制动保压后施行缓解,列车管充风,辅助阀活塞上下压力失去平衡,辅助阀活塞下方压力(P列)高于上方压力(P辅),辅助阀活塞上移,打开工作风缸与辅助室的通路,辅助阀处于充气缓解位.由于制动时辅助室压力空气经过常用排风堵部分排入大气,辅助室压力低于工作风缸压力,因此工作风缸向辅助室充气,即工作风缸压力空气和主阀主活塞下方压力空气c1 中间体c4 辅助阀体与上盖通路c5 辅助阀套下排孔辅助阀杆沟槽辅助阀活塞上方f1 辅助阀体及上盖通路f2 中间体f3 辅助室,使工作风缸压强降低(加速缓解作用).,由于列车管增压,主阀主活塞上方压力上升,三压力平衡状态被打破,P制+P列P工,即向下的力(列车管和制动缸分别作用在主活塞和小活塞上的合力)大于向上的力(工作风缸作用于主活塞下方的力),主活塞和小活塞同时下移,在切断局减室与列车管通路的同时,打开了工作风缸与列车管间的逆流通道,即主活塞下方(工作风缸压力空气)c1,经缓解柱塞沟槽缓解阀套上排孔主阀下体通路a9工作风缸限制堵主阀体内部通路a8 充气阀套上排孔转换盖板沟槽a7 主阀体内部通路a5逆流到主活塞上方a3.由于工作风缸压力空气流入列车管,使工作风缸压力继续下降,列车管压力不断上升,即使列车管停止增压,主阀三压力也不会平衡,主活塞和小活塞继续下移并打开缓解阀,达到一次缓解的目的.当工作风缸压力与列车管压力平衡后,如果列车管仍继续增压,主阀和辅助阀通路与初充气时相同.,制动缸压力空气经中间体d1 主阀体内部通路d2 主阀下体d3 缓解阀套下排孔缓解柱塞四周打开的缓解阀排入大气.同时充气阀活塞上方d12和小活塞上方d10的压力空气经大缩孔堵d7 主阀气路d6 d2 d3 缓解阀排入大气(缓解阀导杆下方d5压力空气也通过打开的缓解阀排入大气),分配阀处于缓解位.由于充气阀活塞上方d12的压力空气排入大气,充气阀活塞在充气阀弹簧的作用下,移到充气缓解位,重新连通了充气阀套上的充气通路,同时打开了局减室排大气的通路,使局减室及局减阀下部的压力空气经阀体通路和充气阀套最下一排孔排入大气.2.阶段缓解位(图2-11),当与具有阶段缓解的机车车辆编组时,或有阶段缓解需要时,将主阀盖板置于阶段缓解位.制动保压后施行阶段缓解,列车管增压,主阀动作过程与一次缓解位相同,只是由于转换盖板上列车管与工作风缸的通路被切断,因此当制动缸压力下降到20kPa左右前,充气阀仍处于制动位,充气阀上工作风缸与列车管间的通路仍被切断.工作风缸压力空气就不能向列车管逆流,只是在缓解初期,由于辅助阀的加速缓解作用,使工作风缸压力稍有下降后便保持不变,工作风缸压力成为一定值(低于定压值).根据P制+P列P工,而P工为定值,因此当列车管压力上升时,制动缸压力必然会下降,以保持三压力的平衡;若列车管停止增压,当制动缸及小活塞上方压力下降(经缓解阀排入大气)到一定值后,主阀三压力机构向上的力稍稍大于向下的力时,主活塞带动小活塞向上移动,关闭缓解阀(制动缸停止排气)后停止上移,主阀处于缓解保压位.,辅助阀阶段缓解过程与一次缓解位时的相同,当列车管停止增压后,工作风缸压力空气向辅助室充气,充到辅助室压力与列车管压力相同时,在辅助阀膜板拱力的作用下,辅助阀活塞下移,切断工作风缸与辅助室间的通路,辅助阀处于缓解保压位.列车管再次增压,然后保压,主阀和辅助阀重复上述动作.随着列车管数次增压及保压,制动缸压力也数次下降(缓解)及保压,实现了分配阀的阶段缓解作用.当制动缸压力下降到20kPa左右时,充气阀活塞在充气阀弹簧的作用下上移,打开了列车管与工作风缸间的通路,使工作风缸充风,同时也打开了局减室与大气的通路,使局减室压力空气经充气阀套尾部排入大气.,图2-11 F8阀阶段缓解保压位,六.紧急制动位(图2-12)列车运行中,如遇紧急情况需立即停车时,分配阀应处于紧急制动位,将列车管压力空气急速排入大气,使列车迅速停车.紧急制动时,主阀的动作过程与常用制动时相同,只是由于列车管减压速度比常用制动时快,因此,动作比常用制动时迅速;另外,由于紧急制动时列车管压力空气全部排入大气,使P制+P列P工(P列=0),三压力机构向上的力远远大于向下的力,使主活塞和小活塞上移到极限位,平衡阀被完全打开,副风缸压力空气迅速进入制动缸,使制动缸压力迅速上升到规定值.限压阀在其下部制动缸空气压力的作用下,压缩限压阀弹簧,使限压阀上移,切断副风缸到制动缸的通路,制动缸压力停止上升.制动缸最高压力可根据需要(调节限压阀调整螺钉)而定.另外在紧急制动时,由于动作迅速,工作风缸的逆流量及局减量(局减室压力)均比常用制动时小.,辅助阀开始的动作过程与常用制动位时相同,只是由于列车管减压速度很快,受常用排风堵的限制,辅助阀活塞上方辅助室的压力空气不能迅速排入大气(与列车管相平衡),因此辅助阀活塞上下形成较大的压差,使辅助阀活塞继续下移,打开放风阀,使列车管压力空气迅速排入大气,实现列车管紧急放风的作用.由于辅助阀活塞下移,辅助阀杆也打开了紧急排风堵的通路,辅助室压力空气经过常用和紧急两个排风堵同时排入大气,辅助室压力空气由开始排出到基本排尽的时间掌握在15S左右,这是为了避免断钩事故而设的.,图2-12 F8阀紧急制动位,第三章 F8型电空制动机的构造和作用原理,第一节 F8型电空制动机的构造 F8型电空制动机除原F8型空气制动机外,增设一个电空阀箱和4根风管及相应的4个截断塞门,参见图1-2.电空阀箱内有RS电空阀(R-Release的缩写,表示缓解,S-Service Brake的缩写,表示常用制动)、紧急电空阀、过渡板及连接电路,引入线必须接到固定的接线排上.RS电空阀(图3-2)包括:RS电空阀体1、常用制动限制堵 2、缓解限制堵3及电磁阀5(常用制动电磁阀和缓解电磁阀)等.RS电空阀和过渡板一起,用三个连接螺栓安装在电空阀箱内.,图3-2 RS电空阀,常用制动电磁阀-电空常用制动时,使列车前后部车辆列车管同时排风,可以大大减小列车纵向冲动并缩短制动距离.缓解电磁阀-初充气时,沟通工作风缸与列车管间的通路,可以提高工作风缸初充气速度.制动后缓解时,列车前后部车辆的工作风缸与列车管同时连通,也可以大大减少列车纵向冲动,并加速工作风缸向列车管的逆流速度,使全列车迅速缓解.紧急电空阀(图3-3)由放大阀、限压阀、紧急电空阀体1、紧急限制堵20、紧急制动电磁阀30等组成.图3-3中主视图左侧部分为放大阀,右侧部分为限压阀.两者下部的止回阀结构完全相同,可互换使用.放大阀-在紧急电空制动时,放大副风缸至制动缸的通路截面积,提高电空紧急制动时制动缸进气速度,大大缩短电空紧急的制动距离,同时,使列车管通大气,产生电空紧急制动附加排风作用,缩短F8阀的动作时间,使制动距离更短.,限压阀-电空紧急制动时,限制制动缸最高压力,并使制动缸压力有初跃升作用.紧急制动电磁阀-电空紧急制动时,控制放大阀,使它起作用.缓解、常用制动和紧急制动电磁阀均为二位三通电磁阀,可无条件互换使用.,图3-3 F8紧急电空阀,放大阀,限压阀,紧急制动电磁阀,第二节 F8型电空制动机的作用原理,F8型电空制动机的作用位置有:充气缓解位、常用制动位、保压位和紧急制动位.一.充气缓解位(图3-4)初充气时,缓解电磁阀得电而励磁,列车制动管压力空气经g g1 g5 g6 缓解电磁阀m3 m2 限制堵A过渡板上m1 m,充向工作风缸(同时列车制动管还可经F8空气分配阀向工作风缸充气).工作风缸可充至定压.另一路,可经g g1 g8 g9 g10 g11 g12,到放大阀套外侧,由于放大阀及阀杆处于上端位置,所以列车管压力空气不能经此处与大气相通.,图3-4 F8型电空制动机充气缓解位,副风缸压力空气经由过渡板h h1 限制堵C h2 h3(放大阀口周围)h4 h5(紧急制动电磁阀下方),此时紧急制动电磁阀失电,阀口被关闭.而制动缸通路经F8空气分配阀与大气相通,呈缓解状态.制动后缓解时,由于工作风缸压力较列车管高,所以,工作风缸压力空气经m m1 限制堵Am2 缓解电磁阀m3g6 g5 g1 g,流向列车管,使工作风缸压力降低,促进了F8空气分配阀的缓解,起到了加速缓解作用.限制堵A控制工作风缸的充气速度(提高列车前后部车辆工作风缸充气的一致性)和逆流速度(达到既有较好的制动灵敏度,又有较好的缓解稳定性).由于常用制动电磁阀失电,常用制动排气阀口被关闭,因此经由g g1 g2 g3 g4,到达常用制动电磁阀下方的列车管压力空气与大气间的通路被切断.,紧急制动电磁阀失电不励磁,放大阀上部气室h9 h8 h7 h6 大气,放大阀杆处于上端位置,制动缸与副风缸间气路被切断.二.常用制动位(图3-5)电空常用制动时,常用制动电磁阀得电励磁,列车管压力空气经g g1 g2 g3 g4 常用制动电磁阀n5 n4 n3 限制堵B n2 n1 n(大气),使列车前后部车辆的F8空气分配阀几乎同时发生制动作用,其动作不受空气制动波传递时间的限制.限制堵B控制较适当的排气速度.发生常用制动后,制动缸的压力空气可经k k1 k2 k3 紧急限压阀下部的阀口k4,进入放大阀内部体腔内(止回阀上方)但对紧急电空阀的作用无影响.此时,缓解电磁阀和紧急电磁阀均不励磁,工作风缸压力不变,放大阀和紧急限压阀均处于初始位置.,图3-5 F8型电空制动机常用制动位,三.保压位(图3-6)三个电磁阀均失电而不励磁,列车管、工作风缸、副风缸、制动缸压力均保持不变,相互间的联络通路被切断.在此位置时,若缓解电磁阀间歇得电励磁,可获得电空制动的阶段缓解作用;若常用制动电磁阀间歇得电而励磁,可获得电空制动的阶段制动效果.F8空气分配阀本身已具有阶段缓解性能,所以不需要单独设保压电磁阀.,图3-6 F8型电空制动机保压位,四.紧急制动位(图3-7)常用和紧急两个制动电磁阀同时得电励磁,常用制动电磁阀励磁后,列车管压力空气经g g1 g2 g3,经过常用制动电磁阀(g4 n5)n4 n3 限制堵B n2 n1 n(大气),使列车管产生与常用制动相同的排风效果.紧急制动电磁阀励磁后,副风缸的压力空气经h h1 限制堵C h2 h3 h4 紧急电磁阀(h5 h6)h7 h8,进入放大阀杆上部气室h9,推动放大阀杆向下移动,完成如下动作:1.连通列车管与大气的通路 列车管压力空气经g g1 g8 g9 g10 g11 g12 放大阀杆与阀套之间的间隙n10 n9 n8 n7 n6 n1 n(大气).此时列车管排大气的通路不受限制堵B的的限制,排气速度较快,且与常用制动的排气叠加,列车管减压速度骤增,强烈地刺激F8空气分配阀立刻进,入紧急制动位,使列车中各车辆同步、更快地起紧急制动作用,最大限度地改善了由于列车中制动时间差而引起的列车冲动.列车编组越长,减少冲动的效果越明显.2.开放副风缸到制动缸通路 由于放大阀杆向下移动,压缩止回阀弹簧,打开下方止回阀.副风缸压力空气经h h1 限制堵C h2 h3 放大阀下部的止回阀k4 限压阀下部已打开的止回阀k3 k2 k1 k进入制动缸.此时,副风缸压力空气除经F8空气分配阀进入制动缸外,又增加了上述一条新通路,叠加放大了原有进气截面,缩短了制动缸升压时间.升压时间可由限制堵C 的孔径调节.制动缸的同步作用和快速增压,可很好地减少列车冲动并缩短制动距离,制动性能上有较大的改进和提高,这是空气制动机难以实现的.,制动缸升压后,压力空气经限压阀杆与阀套之间的间隙,作用在限压阀上,当该力大于限压阀弹簧力时,限压阀向上移动,同时,由于下方止回阀弹簧力的作用,该止回阀和限压阀杆一起向上移动,直到该止回阀被关闭,切断副风缸与制动缸之间的联络通路,停止从该通路向制动缸增压.制动缸限压值的大小,可用调整螺丝来改变(调节弹簧压力).F8电空制动机各电磁阀得、失电情况,图3-7 F8型电空制动机紧急制动位,第四章 F8型空气分配阀和F8型电空制动机的集成化设计,第一节 F8电空制动单元 F8型电空制动机将空气制动部分与电空制动部分分开设计,方便了故障判断和处理,但也使车下的制动管路复杂化,增加了工作量.同时由于管路的漏泄,也增加了故障的意外因素,会给现场带来很多不便.因此开始考虑F8电空制动系统的集成化设计问题,使整个系统成为一个完整的独立单元.集成化设计的关键是设计合理的集成化气路板和解决气路板的粘接技术.,一.集成气路板 集成气路板采用两块不锈的铝合金板粘接(或钎焊)而成,将原来F8阀的中间体、RS电空阀内部气路及连接电空制动的管路系统,加工在其中一块较厚的板上,然后与薄板粘焊,并保证在各气路间的完全密封.原来中间体内的辅助室和局减室用两个与原来容积相同的小气室代替,安装在薄板一侧.全部连接管路增设管路滤尘器后,都连接在薄板一侧.形成一个系统的电空制动集成气路板.该板用三角架吊装在车下,分配阀和电空阀均便于装卸、检修.,图4-1 F8集成气路板的组成,图4-2 F8电空制动单元外形,二.F8电空制动单元的主要特点1.采用不锈的铝合金板制造的集成气路板代替原F8阀的中间体和RS电空阀体.集成气路板的全部气路都是在粘焊前加工完成的.与原工艺相比,可保证气路畅通、清洁、无砂.既方便生产,又大大减少了故障.2.用集成气路板的内部气路代替了原来复杂易