DK1型电空制动机原理图.docx

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DK1型电空制动机原理图

模块八制动机与其他系统的配合

项目一制动机的重联作用

随着铁路运量的快速增长，迫切要求提高机车牵引功率和采用双机或多机重联牵引。

为适应双机或多机重联牵引的需要，SS4改进型电力机车的DK-1型电空制动机中增设了重联阀。

重联阀不仅可以使同型号机车制动机重联，也能与其它类型机车重联使用，以便实现多机牵引。

重联阀可使重联机车制动机的制动、缓解作用与本务机车协调一致。

在重联运行中，一旦发生机车分离，重联阀将自动保持制动缸压力，并使重联机车制动机恢复到本务机车制动机的工作状态，以便于操纵列车，起到分离后的保护作用。

一、重联阀的构造

重联阀主要由本一补转换阀部、重联阀部、制动缸遮断阀部及阀体、管座等组成，其连接管路包括作用管、平均管、总风联管及制动缸管，如图8—1所示。

图8－1重联阀结构原理图（本机位）

（一）本一补转换阀部

本一补转换阀为一手动操纵阀，主要由转换按钮、偏心杆、弹簧、阀套、柱塞、O形圈、标示牌和弹性挡圈、挡盖、定位销等组成，如图8—2所示。

本一补转换阀部设“本机位”和“补机位”两个工作位置。

转换按钮在弹簧和定位销的作用下，保持在某一固定位置上，若需转换位置，须先将转换按钮向里推，然后再转动180°至所需的位置，然后松开。

转换按钮带动偏心杆转动，从而带动柱塞在阀套内上下移动，以连通或切断相应气路。

其中，本机位切断总风联管与重联阀活塞下侧之间的气路，而连通重联阀活塞下侧与大气之间的气路；补机位连通总风联管与重联阀活塞下侧之间的气路。

图8－2本—补转换饭结构图（补机位）

1–弹性挡圈；2–挡盖；3–阀套；4–O形圈；5–柱塞；6–偏心杆；7–转换按钮；8–定位销；9–弹簧；10–标示牌。

（二）重联阀部

重联阀部主要由重联阀活塞、活塞杆、重联阀弹簧、阀套、O形圈及止回阀、止回阀弹簧等组成，如图8—3所示。

重联阀部的工作受转换阀部控制。

当本一补转换阀部的转换按钮置于不同位置时，根据重联阀活塞上下两侧的作用力之差带动活塞杆上下移动，关闭或顶开止回阀，并由活塞杆连通或切断相应气路。

（三）制动缸遮断阀部

制动缸遮断阀部主要由制动缸遮断阀活塞、活塞杆、遮断阀弹簧、阀套、O形圈及止回阀、止回阀弹簧等组成，如图8—4所示。

图8－3重联阀部结构图（补机位）

1–重联阀上盖；2–重联阀弹簧；3–重联阀活塞；4–弹性挡圈；5–O形圈；6–重联阀阀套；7–活塞杆；8–厂铭牌；9–O形圈；

10–止回阀；11–止回阀弹簧；12–下盖。

正常运行时，在总风联管压力空气（750~900kPa）作用下，制动缸遮断阀活塞和活塞杆下移顶开止回阀，连通制动缸与相应管路之间的气路。

一旦发生机车间断钩分离，由于总风联管压力很低，在遮断阀弹簧作用下，活塞杆上移，止回阀关闭，切断了制动缸与其它管路之间的气路，并保持了机车制动缸的压力。

二、重联阀的作用原理

当机车作为本务机车时，须将转换按钮置于本机位；当机车作为重联机车时，须将转换按钮置于补机位。

空气位下，同样如此。

图8－4制动缸遮断阀部结构图（补机位）

1–制动缸遮断阀活塞；2–遮断阀上盖；3–O形圈；4–重联阀体；5–活塞杆；6–遮断饭弹簧；7–O形圈；8–遮断阀阀套；9–O形圈；10–止回阀；11–止回阀弹簧；12–遮断阀下盖。

（一）本机位（见图8—1）

当转换按钮置于本机位时，本—补转换阀连通重联阀活塞下侧与大气之间的气路；重联阀活塞在重联阀弹簧作用下，带动活塞杆下移，顶开止回阀口，从而连通平均管与制动缸遮断阀部止回阀上侧之间的气路。

同时总风联管压力空气（750～900kPa）通往制动缸遮断阀部活塞上侧，使活塞带动其活塞杆压缩弹簧而下移，顶开止回阀口，从而连通制动缸与制动缸遮断阀部止回阀上侧之间的气路。

因此，本机位时，连通制动缸与平均管之间的气路，为实现重联机车制动缸压力变化与本务机车制动缸压力变化协调一致作准备。

本务机车制动机进行制动、缓解时，本务机车制动缸的压力变化经平均管和机车间的平均塞门、平均软管传入重联机车的平均管。

运行中一旦机车间发生断钩分离，制动管、总风联管、平均管等连接软管均被拉断，本务机车产生紧急制动。

同时，由于总风联管内压力迅速下降，制动缸遮断阀活塞在其弹簧作用下，带动活塞杆上移，关闭止回阀口，从而切断了制动缸管与重联阀止回阀处的制动缸通路，以防止制动缸压力空气经重联阀部止回阀、平均管向大气排风，保证本务机车紧急制动的可靠实施。

（二）补机位（见图8—2、3、4）

当转换按钮置于补机位时，本一补转换阀部连通总风联管与重联阀活塞下侧之间的气路；使重联阀部活塞带动其活塞杆压缩弹簧而上移，关闭止回阀口，并连通作用管与平均管之间的气路；遮断阀部在总风联管压力空气（750～900kPa）作用下，使活塞带动其活塞杆压缩弹簧而下移，顶开止回阀口，使制动缸与制动缸遮断阀部止回阀上侧的气路连通，但由于重联阀部止回阀口关闭，所以该气路被重联阀部止回阀遮断。

因此，补机位时，作用管与平均管气路的沟通，使本务机车制动缸的压力变化将通过平均管传入重联机车的作用管，经重联机车分配阀均衡部动作后，确保重联机车制动缸压力变化与本务机车制动缸压力变化协调一致。

运行中一旦机车间发生断钩分离，制动管、总风联管、平均管等连接软管均被拉断，本务机车产生紧急制动。

由于总风联管内压力迅速下降，重联机车制动缸遮断阀部活塞在其弹簧作用下，带动活塞杆上移，关闭止回阀口，切断了制动缸管与平均管的通路；并且由于制动管压力空气迅速排入大气，重联机车分配阀也将自动产生紧急制动。

项目二列车分离保护

DK-1型电空制动机与列车分离的配合用于防止列车分离（或制动管断裂）时而造成再次断钩事故的发生。

而与车长阀制动的配合则用于当车长阀制动时，DK-1型电空制动机随之产生紧急制动，以保证列车首尾运行状态的一致性，防止断钩等事故的发生，提高行车的安全性。

无论是制动管断裂、列车分离、车长阀制动，还是121塞门制动,都是直接开通制动管放风气路，从而使制动管压力迅速下降。

因此，其与DK-1型电空制动机的配合过程相同。

电空制动控制器手柄在过充位、运转位、中立位或制动位，即机车处于牵引工况（或惰行工况、制动工况），则有导线813得电。

当制动管断裂（或列车分离、车长阀制动，121塞门制动）时，制动管迅速放风。

（一）紧急阀

由于制动管压力急剧下降，紧急阀处于紧急制动状态，紧急活塞带动活塞杆迅速下移而顶开其放风阀口，连通制动管的排风气路，加速制动管的排风，同时，联动微动开关95SA闭合电路899－839（SS4改进型为838－839），起到断钩保护作用。

（二）电路

1．对于SS9型电力机车：

（1）电空制动控制器1AC（运转、过充、中立、制动位）→导线813　

→导899→95SA导线839→→制动逻辑控制装置导线899→钮子开关464QS→　

→→导线804→94YV得电（电动放风阀动作）。

→重联电空阀259YV得电。

→中立电空阀253YV得电。

→制动电空阀257YV得电。

→缓解电空阀258YV、排2电空阀256YV、排1电空阀254YV失电。

→导线812→107QPF或107QPBW→导线810或820→机车撒砂。

（2）其余电空阀均失电。

2．对于SS4改进型电力机车：

（1）电空制动控制器1AC（运转、过充、中立、制动位）→导线813→钮子开关464QS→导线838→95SA→导线839→中间继电器451KA得电并自锁。

导线560→中间继电器451KA常开联锁→导线812→107QPF或107QPBW→导线810或820→251YV、241YV或250YV、240YV得电并撒砂。

导线813→二极管261V→导线826→中间继电器451KA常开联锁→导线804→94YV得电。

导线813→二极管261V→导线826→中间继电器451KA常开联锁→导线821→

→重联电空阀259YV得电。

→二极管260V→导线835→中立电空阀253YV得电。

→二极管264YV→导线800→制动电空阀257YV得电。

　　中间继电器451KA常闭联锁使导线861与837、导线862与863断开，电空制动控制器运转位得电的缓解电空阀258YV、排2电空阀256YV和排1电空阀254YV失电。

（2）其余电空制动控制器运转位不得电的电空阀、中间继电器仍失电。

（三）气路

　　1．撒砂电空阀251YV、241YV或250YV、240YV得电，总风→251YV、241YV或250YV、240YV下阀口→机车撒砂阀，机车撒砂。

　　2．电动放风阀94YV得电，总风→94YV下阀口→放风阀膜板下方，电动放风阀阀口开启，增加列车制动管排大气通路。

　　3．中立电空阀253YV得电，总风→253YV下阀口→总风遮断阀左侧，遮断阀关闭，切断列车制动管风源。

　　4．重联电空阀259YV得电，均衡风缸→259YV下阀口→列车制动管→大气，中断阀自锁无动作。

　　5．制动电空阀257YV得电，其上阀口关闭均衡风缸排气口。

　　6．排2电空阀256YV失电，过充风缸→256YV上阀口→大气，过充风缸压力空气快排大气。

　　7．缓解电空阀258YV失电，其下阀口关闭均衡风缸充风气路。

　　8．排1电空阀254YV失电，其下阀口关闭作用管排气口，作用管保压。

（四）电动放风阀

随着铜碗及膜板下侧压力的升高，膜板、铜碗推动芯杆上移，顶开放风阀口，连通制动管向大气放风的气路，即制动管压力迅速降低。

（五）中继阀

包括两部分动作。

1．总风遮断阀：

中立电空阀253YV得电，使遮断阀口关闭，以切断制动管的供气风源。

2．中继阀：

由于重联电空阀259YV的得电，使中继阀处于自锁状态。

（六）分配阀

包括三部分动作。

1．主阀部：

随着制动管压力迅速下降，主活塞通过主活塞杆带动节制阀、滑阀迅速上移至上端，连通工作风缸向容积室充风的气路，即容积室压力迅速升高。

2．紧急增压阀：

随着制动管压力迅速下降及容积室压力迅速升高，增压阀柱塞迅速上移至上端，从而连通总风向容积室充风的气路，即容积室压力迅速升高，并且由低压安全阀将其压力限定在450kPa。

3．均衡部：

随着容积室压力迅速升高，均衡活塞带动空心阀杆迅速上移而顶开供气阀口，连通总风向机车制动缸及均得活塞上侧充风的气路，即机车制动缸压力迅速升高；当机车制动缸压力及均衡活塞上侧压力迅速升高至与容积室压力平衡时，在供气阀弹簧作用下，关闭供气阀口，且不打开排气阀口，停止机车制动缸的充风。

此时，机车制动机与车辆制动机均实现紧急制动。

（七）当列车分离、制动管断裂及车长阀、121塞门制动时，DK-1型电空制动机与之配合协调动作，产生紧急制动作用，并切除牵引工况机车的动力，以保证列车运行的安全。

（八）紧急制动后，若要继续运行，则须将电空制动控制器手柄先移至重联位，使断钩保护电路解锁，再移回运转位或过充位缓解列车。

项目三与列车安全运行监控装置自动停车功能的配合

（一）对于SS9型电力机车：

1.概述

DK-1型电空制动机自动常用制动是铁路近几年发展的一项新技术。

它接受列车速度监控装置（以下简称监控）的常用制动电指令，然后控制DK-1型电空制动机实施列车制动管常用制动减压，使列车速度控制在线路限速之内。

同时，还能接收监控的紧急制动电指令，利用DK-1型电空制动机原有的与自停装置配合功能，确保全列车产生有效的紧急制动作用。

监控通过自动常用制动接口装置实现DK-1型制动机产生常用制动和紧急制动。

2.监控原理

（1）监控制动工作指令及常用制动的实施

监控发出的指令分为常用制动和紧急制动指令。

其中常用制动指令包括一对常开联锁899-840及一对常闭联锁899-841；紧急制动指令为804指令输出线及899电源线。

当监控发出常用制动指令时，常开联锁899-840闭合，常开连锁899-841断开，经过一定的时间（约1s）后发出减压指令，即常闭联锁899-841复位闭合。

通过常用制动接口装置，实现DK-1型机车制动机的常用减压和保压。

当监控发出紧急制动指令时，导线804发出110V电指令，通过接口装置，实现制动机的紧急制动作用。

（2）人工追加常用减压

在监控装置未发出常用制动缓解指令前，导线840、841始终保持得电，制动机处于保压状态，这时司机不可以人为缓解其减压作用，但可以通过大闸追加减压，这样对于监控置这一安全装置实现了安全向导。

大闸手柄置“制动位”，制动电空阀257YV将再次失电，开通均衡风缸经缓解电空阀258YV上阀口至大气通路，均衡风缸中压力空气排大气，实现均衡风缸的追加常用减压，同样也实现了列车制动管的追加减压。

当大闸手柄扳回“中立”或“运转”位时，制动电空阀257YV通过有关电路得电，实现制动机追加减压后的保压。

（3）常用制动缓解

监控装置是一种安全装置，它所发出的制动指令不得人为缓解，只有在其发出缓解指令后，方可回到原有的制动机有效操作。

监控发出的缓解指令为撤销常用制动指令，即常开联锁899-840及常闭连锁899-841复位，导线840、841撤销给逻辑单元的指令，制动机恢复到原有状态，如大闸手柄置“运转”位，则制动机自动缓解。

（4）紧急制动

当列车速度超过线路限速或冒闯信号红灯时，监控发出紧急制动指令。

导线804发出110V电指令，导线804的指令通过制动机原有的自停装置控制电路，实现列车紧急制动作用。

紧急制动作用后，只有当监控发出缓解指令后（列车速度位0，并按压缓解键），制动机方可按正常紧急制动缓解方式缓解。

（5）其他

当监控装置出现故障时，可通过切除466QS而切除监控装置所发出的常用制动指令。

当DK-1型制动机出现故障而转换至“空气位”运行时，监控装置发出的常用制动不发生作用，而监控装置所发出的紧急制动仍保持有效。

（二）对于SS4改进型电力机车：

1.自动常用制动：

自动常用制动功能与SS9型电力机车基本相同，在此不再赘述。

　　2.紧急制动时：

当列车速度超过线路限速或冒进信号红灯时，监控发出紧急制动指令。

使继电器391KA得电动作，其常开联锁闭合,则导线813→464QS→导线838→391KA常开联锁（闭合）→导线839→中间继电器451KA得电，其常闭联锁断开而常开联锁闭合，则有导线813→451KA5—6→导线804得电。

此时产生两方面作用：

一方面，若机车有级位，即机车处于牵引工况，零位继电器558KA联锁闭合，则导线804经闭合的零位继电器联锁558KA，最终引起控制电路工作，使主断路器跳闸，切除机车牵引动力，保证机车由牵引工况转变为制动工况。

另一方面，由导线804得电，使紧急电空阀94YV得电，总风向电动放风阀铜碗及膜板下方充风，列车产生紧急制动作用。

其它控制环节与列车分离保护部分相同，不再赘述。

列车安全运行监控记录装置自动停车功能引起紧急制动后，若要继续运行，则须扳动恢复自动停车信号电器屏上的恢复开关464QS，使继电器391KA失电，待自停系统和制动系统恢复正常后方能重新发车。

应该注意到：

与列车分离产生的紧急制动作用不同的是，当列车分离时，制动管大排风，首先动作的是紧急阀，并由紧急阀联动微动开关95SA连通相关电路后电动放风阀才动作。

而在与列车运行速度监控装置自动停车功能的配合中则是电动放风阀先动作引起制动管大排风后，紧急阀才动作并连通相关电路。

项目四与动力制动的配合

动力制动是电传动机车采用的又一种较为可靠的制动形式。

为使空气制动与动力制动能协调作用，充分利用动力制动的效能，保证列车既安全又经济地运行，DK-1型电空制动机设置了与动力制动联锁配合的功能。

（一）动力制动前微量空气制动的投入与消除

又称电空联锁性能。

当实施动力制动时，其制动力通过机车牵引电机电磁反转矩产生于机车动轮踏面与轨道之间。

因此，动力制动的制动力集中在机车部分，即机车动轮对轨道产生较大的反作用力。

特别是在曲线下坡道上施用动力制动时，该反作用力的横向分力将加剧轨道的横移而不利于列车的正常行车。

为了改善列车在曲线下坡道运行施用动力制动时，造成轨道横移的不良影响，在动力制动初始阶段，DK-1型电空制动机自动产生40～50kPa减压量的空气制动，并保持25s左右后，该空气制动自动消除。

设电空制动控制器手柄在运转位或过充位，空气制动阀手柄在运转位，即机车处于牵引工况或惰行工况，则有：

（1）导线803、809（或805）、813得电；

（2）均衡风缸充有定压，制动管充有定压或过充压力，即全列车实现缓解或仅保持机车制动。

1．列车空气制动的自动产生

（1）电路

①对于SS9型电力机车：

当司机控制器换向手柄置于“制动”位时，导线406得电，一方面送电给逻辑控制单元LCU控制励磁接触器闭合，完成动力制动的转换；另一方面送电给电空制动控制器使导线836得电。

制动逻辑控制装置DKL综合以上信息控制排风1电空阀254YV、缓解电空阀258YV、排风2电空阀256YV、制动电空阀257YV失电。

当均衡风缸减压20kPa时，压力开关209联动微动开关209SA连通导线899－847，制动逻辑控制装置DKL控制制动电空阀257YV得电。

②对于SS4改进型电力机车：

当司机将司机控制器换向手柄置于“制动”位时，导线405得电。

一方面经控制电路使励磁接触器闭合，完成动力制动的转换；同时使风速继电器530KT常开联锁闭合；另一方面经电空制动控制器使导线836得电。

当司机操纵司机控制器调速手柄离开“0位”移向“制动区”时，导线415得电，导线415→530KT→导线855→常开联锁91KM闭合→导线856→466QS→导线857→465QS→导线841→电子时间继电器454KT得电并开始延时；同时，导线841→中间继电器453KA9—10常闭联锁→中间继电器452KA得电，其常开联锁闭合而常闭联锁断开，排风1电空阀254YV、缓解电空阀258YV、排风2电空阀256YV、制动电空阀257YV失电。

当均衡风缸减压20kPa时，压力开关209联动微动开关209SA连通导线822-800，断开导线827-807，使制动电空阀257YV得电。

（2）气路

由于排风1电空阀254YV、缓解电空阀258YV得电，制动电空阀257YV恢复失电，使全列车气路恢复到制动前的状态，此时全列车的空气制动消除，电阻制动仍然保持。

2．列车空气制动的自动消除

（1）电路

①对于SS9型电力机车：

延时25s后，由制动逻辑控制装置发出指令，使排风1电空阀254YV、排风2电空阀256YV、缓解电空阀258YV得电，制动电空阀257YV恢复失电。

②对于SS4改进型电力机车：

延时25s后，电子时间继电器454KT接通中间继电器453KA的供电电路而使中间继电器453KA得电，其常闭联锁断开而常开联锁闭合，中间继电器452KA失电复原，使排风1电空阀254YV、排风2电空阀256YV、缓解电空阀258YV得电，制动电空阀257YV恢复失电。

（2）气路

①排风1电空阀254YV得电，连通作用管经排风1电空阀254YV的排风气路，机车缓解。

②缓解电空阀258YV得电，从而连通均衡风缸的充风气路并切断其排风气路，均衡风缸充风至定压。

③制动电空阀257YV恢复失电，排放初制风缸压力空气，为再次制动作准备。

（3）各阀的动作与电空制动控制器在“运转”时相同。

综上所述，当司机操纵司机控制器进行动力制动时，DK-1型电空制动机自动控制全列车制动系统产生40～50kPa减压量所引起的空气制动，并且维持25s后自动消除。

（二）动力制动不足时追加空气制动

SS9型电力机车上设有风压继电器544KP（SS4改进型机车：

516KF。

下同），整定值为150kPa。

其目的是用于动力制动和空气制动同时施用时，若机车制动缸压力超过150kPa，则自动切断动力制动的励磁电源，以避免因制动力过大而造成制动滑行。

但是，实际运行中，根据动力制动的性能、特点和列车运行的需要，往往需同时实施动力制动和空气制动，以提高列车制动力，确保行车安全。

为了解决这一问题，DK-1型电空制动机设置了在动力制动的基础上，追加空气制动的功能。

下面，简要分析其工作过程。

司机操纵司机控制器实施动力制动25s后，制动逻辑控制装置DKL控制排风1电空阀254YV得电（对于SS4改进型：

中间继电器453KA维持得电，导线415→530KT→导线855→常开联锁91KM闭合→导线856→466QS→导线857→465QS→导线841→270V→453KA3-4→导线862→451KA15-16→排风1电空阀254YV得电），从而保持作用管排风气路的开通。

当需要追加空气制动时，司机将电空制动控制器手柄移至制动位，缓解电空阀258YV和制动电空阀257YV同时失电，从而连通均衡风缸排风气路，致使制动管也产生减压量，因此车辆进行制动。

而对机车而言，尽管制动管压力下降使分配阀主阀部连通工作风缸向作用管充风的气路，但因排风1电空阀254YV得电而保持了作用管的排风气路，所以，作用管的压力不可能达到150kPa，即机车制动缸压力不会达到150kPa而维持风压继电器544KP（SS4改进型为516KF）不动作，从而实现了动力制动和空气制动的同时实施。

这样，在动力制动工况下，补充车辆的空气制动，既简化操纵程序，又安全可靠。

值得注意的是：

上述作用的实现，须符合先动力制动25s后，再追加空气制动的操纵方法。

否则（即同时操纵动力制动和空气制动；或先操纵动力制动，25s内再操纵空气制动；或先操纵空气制动，再操纵动力制动），动力制动和空气制动的配合，将受风压继电器544KP（SS4改进型为516KF）的限制。

另外，在动力制动工况下，遇有危及行车安全和人身安全的紧急情况时，仍可实施紧急制动。

此时，由于作用管的充风较快，而使机车制动缸得到较大的充风，当制动缸压力上升至150kPa时，风压继电器544KP（SS4改进型为516KF）动作，从而切除动力制动，以避免造成制动滑行。

（三）当司机操纵换向手柄移开“制动位”而停止动力制动时，导线406失电（SS4改进型为405失电，从而使452KA、453KA、454KT失电），相关电路复原，为下一次动力制动或空气制动做好准备。

项目五空电联合制动

电力机车空气—电阻联合制动装置是以机车准恒速加馈电阻制动以及DK-1型机车电空制动机技术为基础，在机车进行常用制动时，用电制动替代空气制动，优先使用电制动的前提下，两种制动方式有机结合的一种新的制动技术。

由于SS9型电力机车一改以往的有接点电路而代之以由制动逻辑控制装置DKL来完成控制功能的无接点电路，所以空电联合制动功能也较以往的车型有很大的不同。

为了便于学习，下面分别单独介绍SS9型电力机车和SS4改进型电力机车的空电联合制动功能。

（一）SS9型电力机车空电联合制动

1.概述

SS9型电力机车空电联合制动的切换由空气制动柜内制动逻辑控制单元上空电联合转换开关465QS完成，该开关有两个位置：

“空电联合切除”位，“空电联合投入”位。

在列车运行过程中，电空制动控制器手柄放运转位，司控器放牵引级位。

当需要进行空电联合制动时，司机只需操纵电空制动控制器，给出一定的列车制动管减压量，然后放中立位，或辅助功能发出的常用制动减压，机车根据列车制动管减压量的大小，按比例上电制动。

其比例关系为：

列车制动管达到减压量，电阻制动力为零；当列车制动管减压量达到最大有效减压量时，电阻制动力应达到最大值，见图8－5。

同时，微机接收到空电联合制动状态信号826及列车制动管减压指令890，并在电阻制动启动后，微机输出闸缸封锁指令892、893，机车闸缸自动封锁。

后面车辆制动机根据列车制动管减压量上空气制动。

图8－5　列车制动管减压量与电制动的动力关系

2.新增的主要