104电空制动系统.doc
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制动系统
前言
牵引与制动是一对矛盾，人为地使列车减速或阻止它加速叫做制动。
制动是调速的一种特殊形式。
当车辆需要减速、停车或在长大下坡道上运行需要限制列车的速度时，都必须采取制动措施，控制车辆的运行速度。
现代铁路运输的安全性，在很大程度上取决于车辆制动性能的好坏。
随着铁路运输的发展，行车速度的不断提高，对车辆的制动性能也相应提出了更高的要求，以更好的保证列车高速运行时的安全性和可靠性。
第一节总述
1.概述
本车采用104集成式电空制动机，其电空制动系统包括列车管、总风管、104集成式电空阀、气路控制箱（餐车没有）、球芯截断塞门与集尘器联合体、副风缸、总风缸1、总风缸2（餐车没有）、工作风缸、缓解风缸、进口SAB电子防滑器、球芯折角塞门、排风塞门、紧急制动阀、止回阀及截断塞门等，车上设有排风塞门拉把，具体参见附图一：
带气路控制箱电空制动系统原理图。
制动机、气路控制箱、各种风缸及管路等通过螺栓及管卡吊挂于车辆底架下，各大部件通过管路连接起来，管路上设有各种截断塞门、止回阀等。
各截断塞门手把顺着管子方向为开启，垂直管子为关闭，车辆运行时各风缸下部排水塞门必须处于关闭状态。
注：
各风缸排水塞门为防石击型，须用三角钥匙来开启或关闭。
手制动装置安装于一位角外端墙上，下部由手制动拉杆与一位盘形制动缸相连。
2.主要技术参数
列车管、总风管压力600kPa
副风缸容积234L
工作风缸容积11L
紧急制动时制动缸压力420±10kPa（104集成式电空阀）
总风缸1、总风缸2容积120L（餐车没有总风缸2）
缓解风缸容积40L
3.主要特点
①列车纵向管路采用整体管排上车，使得车下管路布置整齐有序，固定牢靠，安装方便，为实现纵向管路车下组装、整体吊装提供了有利的条件。
②生活用风（塞拉门和集便器）与空簧用风采用两路独立的辅助供风系统，互不影响，提高了供风质量。
③采用104集成式电空制动机，增设了防护罩，能更有效地防水、防尘，便于维护和检修，并提高了车辆高速运行时的防石击能力。
④装有气路控制箱，便于操作和维护，其全封闭结构能有效地提高防石击能力。
⑤在列车管和制动缸管路中设有压力传感器测试点，为行车安全监测装置提供压力信号。
第二节104集成式电空阀
1简要说明
最近这些年来，随着旅客列车运行速度的不断提高，对铁路运营的安全以及旅客在列车运行中的舒适度也有了更高的要求，旅客列车电空制动机的使用，不仅对列车运行的安全提供了一定的保证，并且它的制动和缓解性能的提高，减少了旅客列车在运行中调速和停车时的纵向冲动，这就提高了旅客列车运行的平稳性，尽可能地满足旅客乘车时的舒适度。
现已装车运用的104型电空制动机，其结构型式是在104空气制动机的基础上设计而成的，主要是增设了电空阀座，并将其安装在104制动机的主阀和中间体之间，原主阀与中间体的相关气路依旧相通。
因为当时要保持原有的装车条件不变，主要是为了旧车改造的方便，从而使得电空制动机的结构显得略微庞大，安装、检修不便。
经过对104电空制动机的多年安装、使用及试验，我们认为可将104电空制动机改为集成式安装，这样的话，可方便电空制动机的安装、检修和维护，且其整体结构将趋于紧凑、合理。
我们主要对104型电空制动机在安装、使用及性能方面作进一步的探讨和研究，提高104型电空制动机这项技术的各项指标或性能，以适应提速旅客列车的安全运行要求。
2整机技术指标
2.1适用范围
适用于所有装有自动式制动系统的客车。
2.2使用环境
所有电器部件符合电器通用标准，电器部分、空气部分均适应温度±50℃，相对湿度85%。
2.3采用板式安装，正面安装阀类部件，背面安装各容积风缸及进行管路连接。
2.4电空制动用电磁阀与原有104电空制动机的电磁阀一致，有良好的通用性和互换性，额定工作电压直流110V。
2.5采用自动作用式。
2.6常用全制动制动缸压力为420kPa。
2.7具有电空紧急制动功能，紧急制动制动缸压力为420±10kPa。
2.8具有阶段缓解性能功能，阶段缓解次数不少于5次。
2.9电气失效后，列车能自动转为空气制动机状态。
2.10能与现有装有104电空制动机的客车混编使用。
2.11实现真正意义上的集成，可根据不同需求进行部件的选择安装组成，可实现104空气制动、104电空制动等功能。
3104型集成电空制动机的特点
104电空制动机的集成化研究，就是将电空制动机的所有零部件集中安装在一块集成板子上，并有外罩把这些部件罩住，外罩的作用主要是为了防尘和密封，取消了104制动机的中间体。
在集成板上，正面装有104主阀，紧急阀，充气阀，电磁阀，电磁阀安装座等；集成板背面有容积室组合，包括容积室（3.85升），紧急室（1.5升），局减室（0.6升），列车管、副风缸、工作风缸、制动缸、缓解风缸的法兰接口，电空制动用电缆线接口G3/4″。
这样，所有阀类等零部件在安装板的正面，容积风缸和管路连接在集装板后面。
下图为104电空制动集成板的正面安装及背面示意图。
（正面）
1—集成安装板2—104主阀3—104紧急阀4—保压电磁阀5—制动电磁阀6—缓解电磁阀7—充气阀8—电磁阀安装座9—保压管10—穿电缆线口G3/4″11—接线端子
（背面）
12—列车管法兰接头13—制动缸法兰接头14—副风缸法兰接头15—缓解风缸法兰接头16—工作风缸法兰接头17—容积室组合
4主要部件及作用说明
4.1集成安装板
用来安装制动机阀类、电器件、容积风缸、法兰接头及其他部件。
4.2104主阀
104主阀为普通104空气制动机的主阀，其可与运用车的104主阀互换。
4.3104紧急阀
104紧急阀为普通104空气制动机的紧急阀，其可与运用车的104紧急阀互换。
4.4电磁阀安装座
用来安装各电磁阀、充气阀及接线端子等，可以整体拆下，方便检修。
4.5电磁阀
104集成电空制动机共设三个电磁阀：
缓解、保压和制动三个电磁阀为结构相同，采用了与原104电空制动机一致的电磁阀，相互之间可以互换使用。
4.5.1制动电磁阀
制动电磁阀的常闭阀口遮断了列车管到大气的通路，当它得电时，常闭阀口打开，接通列车管到大气的通路，列车管的压力空气通过制动电磁阀排入大气；失电时，则停止排气。
这样可以用制动电磁阀的得失电来控制列车管的排气。
4.5.2缓解电磁阀
缓解电磁阀是用来控制缓解风缸与列车管之间的通路，失电时是常闭位，遮断了两者之间的通路；得电沟通了缓解风缸和列车管，当缓解风缸内的压力高于列车管时，则缓解风缸内的压力空气会流向列车管。
4.5.3保压电磁阀
保压电磁阀是用来控制104主阀容积室排气口到大气的通路，用的是它的常开位，无电时此通路畅通，保证容积室到大气的通路；得电时则切断该通路，如果容积室内有空气存在，则不能排出。
4.6充气阀
充气阀相当于原104电空制动机电磁阀安装座上的充气止回阀，只是结构有所变化，缓解风缸的压力空气可以由副风缸通过该充气阀充风。
如果将副风缸换成总风缸，也可以满足缓解风缸的充风要求，并且缓解风缸的压力空气不能向副风缸或总风缸逆流。
4.7保压管
连接104主阀容积室排气口与电磁阀安装座，容积室的压力可由保压电磁阀控制。
4.8电空制动用电缆线接口G3/4″为穿电空制动用电缆线用。
4.9容积室组合
容积室组合与安装板采用法兰连接，包含有容积室、紧急室和局减室。
4.10风缸和空气管路接口
共有五个风缸和空气管路接口，都采用法兰连接的方式，分别为列车管（连接车辆的列车管支管）、制动缸、副风缸（或总风缸）、工作风缸、缓解风缸等法兰接头。
5.安装使用说明
104型集成电空制动机的各风缸、列车支管、5芯主电缆和电空连接器与原104电空制动机的一致。
104型集成电空制动机的安装分空气管路部分和电气部分安装。
5.1空气管路部分的安装
5.1.1将104主阀和紧急阀用M16的螺栓紧固在集成安装板的正面，之间用橡胶密封垫密封。
5.1.2将电磁阀座用4个M10的内六角螺栓紧固在集成安装板上，电磁阀座上的其它部件也要求安装完毕。
5.1.3用保压管的两端分别接电磁阀座下部的ZG3/8"孔和主阀上的容积室排气孔d3（ZG3/8"接口）。
5.1.4将容积组合安装在集成安装板的背面，结合处用橡胶密封垫密封。
5.1.5将副风缸、工作风缸、制动缸、缓解风缸和列车管的法兰接口分别用M12和M16螺栓连接。
5.1.6将集成安装板用6个M16的螺栓装在集成电空制动机的安装架上，各风缸和列车管按设计要求安装，并分别与集成安装板上的各相应接口连接。
其中副风缸、工作风缸、制动缸、缓解风缸的接口为ZG3/4"，列车管接口为ZG1"。
5.2电气部分的安装
5.2.1按下图所示的电气示意图布置电空制动电缆线，电缆必须走电缆管或有电缆护套管。
5.2.2车辆间电空连接器插座的安装位置如下图所示：
5.2.3由车体中间或车上分线盒引出四芯电缆到集成电空制动机安装板的左上角，穿过电空制动用电缆线接口G3/4″后进入安装板的正面，电缆连接器有5芯，四芯电缆编号为1＃（红）、2＃（绿）、3＃（黄）、5＃（黑），分别相应接于电磁阀组成上的接线端子，面对接线端子，从左至右的顺号为3，1，2，4，5，此编号相应接于3＃－保压电磁阀（＋）、1＃－制动电磁阀（＋）、2＃－缓解电磁阀（＋）、5＃－上述3个电磁阀的（—）。
5.2.4安装完毕后，检查各电缆的护套是否完整，各线路是否正确、无误，并保证各线芯之间无短路现象。
将装有密封胶条密封罩与集成安装板用搭扣连接，并销开口销，下部有可拆卸的活折页，两侧有防脱链。
6.104集成电空制动机的综合作用说明
根据电空制动使用时的实际情况，我们首先给出电空制动机中各电磁阀在电空制动作用时的动作情况。
6.1充气缓解位
也即运转位，客车电空阀的主阀作用与104分配阀的作用完全相同，主阀此时处于充气缓解位，三个电磁阀均不得电。
常开的保压电磁阀通路保障着：
容积室→d3→保压管→保压电磁阀→大气的通路畅通，容积室压力为零，制动缸压力为零；同时列车管压力空气→副风缸→缓解风缸。
电磁阀作用表：
运转位
制动位
保压位
缓解位
阶段缓解
紧急位
制动电磁阀
失电
得电
失电
失电
失电
得电
保压电磁阀
失电
失电
得电
失电
得电
失电
得电
失电
缓解电磁阀
失电
失电
失电
得电
失电
得电
失电
失电
6.2常用制动位
此时客车电空阀的制动电磁阀得电，列车管的压力空气可经制动电磁阀排向大气。
同时，另有少量列车管压力空气由机车中继阀或操纵阀排出，104分配阀处于常用制动位，副风缸向制动缸充气，制动缸升压。
如果不考虑机车中继阀的排风作用，那么制动电磁阀得电时间的长短决定着列车管减压量的大小。
当控制制动电磁阀间断得失电时，也就得到了阶段制动的作用。
6.3保压位
此时制动电磁阀失电，列车管停止排气，待稳定后分配阀处于正常保压位置，副风缸停止向制动缸充气；且保压电磁阀得电，容积室排气口经保压电磁阀通大气的通路被关断，保持容积室压力，也就使得制动缸压力保持不变。
6.4制动后的缓解位
此位置仅缓解电磁阀得电，打开缓解电磁阀中缓解风缸与列车管的通路，使缓解风缸的压力空气经电磁阀注入列车管，加快列车管的充气，迅速使主阀处于缓解位。
同时由于保压电磁阀失电，使容积室至大气的通路畅通，容积室压力空气经保压电磁阀排入大气，制动缸得以能够缓解。
6.5制动后的阶段缓解作用
由于容积室压力空气排大气的通路受到保压电磁阀的控制，所以尽管分配阀是一次性缓解阀，在它处于缓解位时，可以通过保压电磁阀的间断得失电，控制着容积室的阶段性排气，而104分配阀为间接作用式，制动缸的压力又受容积室压力的控制，故保压电磁阀的间断得失电，也就控制了制动缸的阶段排气，制动缸得以阶段缓解。
6.6紧急制动位
紧急制动时，紧急阀同空气紧急制动一样作用，同时制动电磁阀得电，使列车管压力迅速降到零，制动缸快速升压。
其它的作用同原104空气制动机。
7.104集成电空制动机的故障分析
104集成电空制动机在平时的性能检查、单车试验或者列车运用中可能会出现一些故障，对此必须加以综合分析，找出故障发生的部位及原因，及时排除，以保障运输安全。
为此，我们对这类可能的易见的故障、问题及其处理方法作一个详细的介绍：
7.1电空制动时无相应的电空制动、缓解、保压及阶段缓解作用
7.1.1原因：
电磁阀不动作
处理办法：
检查不动作电磁阀相应的电缆、电线是否有断路，检查电磁阀的引线是否正常，如电线回路均正常，则电磁阀内部的阀杆被卡住或电磁阀有其他不易排除的故障，建议更换电磁阀。
列车运行中电磁阀的不动作不会对列车运行安全起到不利的作用，只是没有相应的电空制动性能，仅仅是空气制动作用。
7.1.2原因：
相应的气路中有阻塞现象。
处理办法：
清理相应的气路即可。
7.2电空作用与试验设备或机车的输出不对应
原因：
电磁阀误动作。
处理办法：
检查相应的电磁阀、电空制动连接器与其他电磁阀的电器回路是否有短路的现象。
7.3在纯电空制动时，列车管减压过快
原因：
主要是电磁阀安装座下方列车管排气口的缩口风堵松动或丢失，造成排风通径过大。
处理办法：
应检查电磁阀安装座下方列车管排气口的缩口风堵是否正常。
缩口风堵的孔径为φ2.0mm，如有异常，及时处理即可。
如不能及时处理，当排风速度太快时，有可能会引起列车、车辆的意外紧急制动。
7.4在纯电空制动时，列车管减压过慢甚至不排风。
原因：
缩口风堵孔径有异物垫住，或者列车管排气道有堵塞。
处理办法：
清理通路。
7.5在失电状态下时，制动电磁阀排风不止
原因：
制动电磁阀常闭阀口被异物垫住或阀杆被卡住不能关严，或者是电磁阀内部密封不严
处理办法：
可先将该电磁阀通电动作数次，电磁阀仍排风不止，建议更换电磁阀。
如在运行途中发生此情况，手头又没有备用电磁阀，可将该电磁阀反装，以堵住各气路，让电磁阀不起作用即可。
等有备件后，再换电磁阀。
7.6自缓
7.6.1原因：
主阀故障。
处理办法：
上705试验台检修主阀。
7.6.2原因：
缓解电磁阀关不严，造成缓解风缸与列车管相通。
处理办法：
更换缓解电磁阀或反装缓解电磁阀，切除缓解电磁阀的作用。
7.6.3原因：
缓解风缸与列车管在电空安装座内部串气。
处理办法：
在排除主阀和缓解电磁阀的故障后，仍有自缓发生且可能伴有制动时间偏长，方可对此种故障进行确认，处理办法为更换电空安装座。
7.7缓解不良或不缓解
7.7.1原因：
主阀故障。
处理办法：
上705试验台检修主阀。
7.7.2原因：
保压电磁阀、保压管有堵塞现象。
处理办法：
分步排除故障，对故障件可疏通或更换。
注意切不能将保压电磁阀反装，这样会造成车辆制动后不缓解。
7.8在阶段缓解时，没有阶段缓解性能
7.8.1原因：
保压电磁阀未动作或漏泄。
处理办法：
检修或更换保压电磁阀。
7.8.2原因：
电空安装座或保压管有漏泄，造成在阶段缓解保压时容积室的压力空气仍在从漏泄处排大气。
处理办法：
可分步排除漏泄处，尤其以保压管的接头处因拧紧不够造成漏泄为多。
有此故障的车辆在阶段缓解时,制动机无阶段缓解性能,只能一次缓解。
7.9集成安装板漏泄
原因：
铸造缺陷。
处理办法：
更换集成安装板。
7.10其他故障
制动机的其它故障及处理与原104空气制动机相同。
8.104集成电空制动机零部件明细表
序号
分类
名称
数量
规格/图号
备注
1
部件
集装板
1
LDK48-00-10
2
电空阀座
1
LDK48-00-01
3
主阀
1
104D
4
紧急阀
1
104D
5
充气阀
1
LDK29-00-00
6
电磁阀
3
LDK.2
7
接线端子组成
1
LDK00-30-00
8
容积室组合
1
LDK48-00-02
9
法兰接头
4
LDK41-00-00
10
列车管法兰接头
1
LDK33-00-00
11
连接器插座组成
1
Z-QS7-18
12
连接器插头组成
1
T-QS7-18
13
防护罩组成
1
LDK48-00-03
14
安装架
2
LDK48-00-04/05
15
保压管组成
1
LDK48-20-00
16
标准件
电空插座螺钉组成
4
M3×10
17
接线端子螺钉组成
2
M4×20
18
排风罩垫螺栓组成
1
M6×60
19
电磁阀安装栓组成
12
M6×78
20
充气阀安装栓组成
2
M10×40
21
容积室组合安装栓组成
11
M10×55
22
104阀安装栓组成
6
M16×70
23
法兰接头安装栓组成
8
M12×60
24
列车管法兰接头安装栓组成
2
M16×70
25
集成板安装栓组成
6
M16×65
26
电空阀座安装栓组成
4
M10×25
27
橡胶件
主阀安装垫
1
28
紧急阀安装垫
1
29
充气阀安装垫
1
100×28×3
30
电空阀座垫圈
4
12×6×3
31
电磁阀安装垫
3
32
容积室组合安装垫
1
33
法兰接头密封圈
4
Φ40×3.1
34
列车管法兰接头密封圈
1
Φ60×4.6
35
列车管法兰接头密封垫
1
89×57×2
36
防护罩密封条
1
37
防护罩排风口罩垫
1
Φ38或Φ43
9.总装图如下图所示：
第三节104集成式电空制动机单车试验方法
104集成式电空制动机单车试验方法：
1.主题内容与适用范围
本文件规定了104集成式电空制动机的单车试验方法。
2.试验准备
2.1在安装电空阀前，必须先用压缩空气将制动主管、各风管及阀安装面各孔吹净后，再装上电空阀及连接管路。
2.2单车试验前，必须用压缩空气将风缸内水分及污垢吹净。
并进行绝缘测量，用500V级绝缘电阻计测量车辆端头电空连接线各芯对地绝缘,要求不得低于2MΩ。
2.3单车试验时，车辆上装设的其他风动装置应处于车辆运行时工作状态且不影响制动机的正常作用。
2.4可采用104集成式电空制动机试验时所用的客车电空制动单车试验器进行试验。
单车试验器应按相应的机能检查要求，每半月进行一次机能检查，在单车试验前，应确认单车试验器机能试验未过期及性能良好。
单车试验器的调压阀压力调为600kPa（简称定压）。
2.5在制动缸管路上和副风缸排水堵处或副风缸管路上各安装一块范围为0~1000kPa的1.5级的压力表，试验完毕，将压力表拆下。
3.试验步骤及要求
3.1空气制动试验（切断试验电源）
3.1.1制动管漏泄试验
将单车试验器与车辆一端制动软管连接，将电插头插入座内，关闭车辆另一端折角塞门及支管截断塞门。
单车置一位充风，待制动管充至规定压力后（600kPa），将单车移置三位保压，保压1min，制动管漏泄量不得大于10kPa。
3.1.2全车漏泄试验
开放支管截断塞门,使用一位充风,副风缸压力稳定后（大于580kPa）,单车置三位保压1min,制动管路系统漏泄量不得大于10kPa。
3.1.3制动和缓解感度试验
手把置一位充气，待副风缸达到规定压力后，单车置四位减压40kPa时立即置三位，应达到下列要求：
3.1.3.1制动管减压40kPa前应发生制动作用。
3.1.3.2制动管压力稳定1min后，制动管漏泄量不得大于10kPa。
3.1.3.3保压1min不得产生自然缓解。
3.1.3.4手把置二位充气，104分配阀应在45s内缓解完毕。
3.1.4制动安定试验。
手把置一位充气，待副风缸达到规定压力后，用单车置五位，制动管减压170kPa时立即置三位保压，应达到下列要求：
3.1.4.1制动管减压170kPa以前，制动机不得发生紧急制动作用。
3.1.4.2制动缸压力稳定后，保压1min，制动缸漏泄量不得大于10kPa。
3.1.6紧急制动试验
手把置一位充气，待副风缸达到规定压力后，单车置六位减压，制动管减压100kPa（104阀）以前制动机应发生紧急制动作用。
制动缸最高压力值为420±10kPa（无空重车阀条件下），制动机发生紧急制动后，须在15秒之后，方可将手把移至一位充气缓解，以免纵向冲动力太大而引发断钩等事故。
3.2电磁阀性能试验（接通单车试验器的电空制动电源，切断操纵阀电接点连锁开关，亦即将“转换开关”扳置于下位）。
说明：
在进行试验时，凡按压某一开关，则同名的指示灯应亮，电流表应指示出100～200mA（104阀）或50～150mA（F8阀）；当松开该按钮开关时，同名的指示灯熄灭，电流表指针回到零。
3.2.1制动电磁阀试验
手把置一位充气，待副风缸达到规定压力后，将手把移至三位。
按压“制动”按钮开关，常用制动电磁阀排气口应有压力空气排出，列车管应减压，制动机实施制动作用。
当列车管减压170kPa时，松开“制动”按钮开关，常用制动电磁阀排气口应停止排气，列车管应停止减压。
3.2.2缓解电磁阀试验
按压“缓解”按钮开关，列车管压力应回升，制动缸应排气，制动缸产生缓解作用。
当松开“缓解”按钮开关时，列车管压力应停止上升。
（对于104阀其制动缸应继续排气缓解）
3.2.3保压电磁阀试验（104阀有此试验）
当按压“缓解”按钮开关时，制动缸排气缓解；当松开“缓解”按钮开关，同时按压“保压”按钮时，制动缸应立即停止排气缓解。
维持几秒钟后松开“保压”按钮开关，制动缸应能继续排气缓解。
间断地按压“保压”按钮开关，应能实现阶段缓解作用。
3.3电空制动试验（接通单车试验器的电空制动电源，接通操纵阀电接点连锁开关，亦即将“转换开关”扳置于上位，电和空气同时作用）
说明：
手把置一、二位时，缓解指示灯应亮，其他指示灯熄灭；手把置三位时，保压指示灯应亮，其他指示灯熄灭；手把置四位、104电空位、五位，常用制动指示灯应亮，其他指示灯熄灭；手把置六位时，常用、紧急制动两个指示灯应亮，其他指示灯熄灭；一个指示灯亮时，电流表应指示出100～200mA（104阀）；2个指示灯亮时，电流表应指示值加倍。
3.3.1制动和缓解感度试验
手把置一位充气，待副
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