104型制动机.doc

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车辆制动机研讨报告

讨论团队人员

何意宋小虎何竹林莫勇华刘康陈琳琳盛博

讨论时间

2011年12月11日

班级

司乘一班

研讨地点

实训楼207

指导老师

杨旭丽

内容：

103型车辆制动机、104型车辆制动机、F8型车辆制动机、120型车辆制动机

发言人刘康盛博

104型车辆制动机

１、104型空气制动机的组成

２、应用

3、主要功能

4、104型空气分配阀构造

5、作用原理

6、学习心得

一、组成

104型空气制动机为二压力控制、间接作用方式的制动机，主要由104型分配阀、副风缸、工作风缸（压力风缸）、制动缸、闸瓦间隙自动调整器、远心集尘器、制动缸管、截断塞门、制动缸排风塞门等组成。

二、应用

　　104型空气制动机是以我国上世纪70年代自行研制的104型分配阀命名的，并在客车上陆续投入使用，适用于内燃机车、电力机车牵引的旅客列车、准高速列车、提速客车等。

近年来，随着列车电空制动机的发展，在104型分配阀的基础上，通过增设电空阀、缓解风缸以及电缆等部件，成功开发了104型车辆电空制动机。

。

三、主要功能

1.能使编组中每辆车的制动、缓解、保压等过程同步进行，减少列车纵向冲动，缩短制动距离，提高旅客列车运行的平稳性。

2.可获得比空气制动机快的制动波速和缓解波速。

3.列车具有阶段制动和阶段缓解的作用。

4.采用自动作用的制式，具有良好的电转空和混编性能。

5.提高了列车操纵的灵活性。

6.结构简单，安装及维修方便。

四、104型空气分配阀构造

104型分配阀由主阀、紧急阀和中间体三部分组成

1．中间体

中间体用铸铁铸成长方体结构,用以安装主阀、紧急阀及构成内部通路和作用容积，并把分配阀安装于车体。

中间体的垂直面上共有8个清砂孔，用螺堵拧紧，不允许有漏泄。

中间体内有三个独立的作用容积:

分别为1.5L的紧急室，0.6L的局减室，3.8L的容积室。

紧急室通紧急阀安装座紧急室孔；容积室有两条通路，其—由安装座容积室孔r5通向主阀部均衡活塞下侧，其二由安装座容积室孔r通向主阀紧急增压阀；局减室通向主阀安装座局减室孔。

中间体主阀安装座面的制动管通路L上设—直径50mm的圆孔，内装杯形滤尘器，过滤由制动管而来的压力空气中的水分、尘垢等杂质。

2．主阀

主阀是104型分配阀中的最主要部件，它根据制动管的压力变化，控制车辆制动机实现缓解、制动、保压及紧急作用，由作用部、充气部、均衡部、局减阀、紧急增压阀等5部分组成。

（1）作用部：

作用部由主活塞、滑阀、节制阀和稳定装置等组成。

主活塞上侧通制动管，下侧滑阀室通工作风缸，作用部的功能是根据主活塞上下两侧的制动管与工作风缸之间的压力差，主活塞带动滑阀、节制阀上下移动，构成不同的气路，产生充气、局减、制动、保压、缓解等作用。

主活塞包括主活塞杆、主活塞压板、主活塞膜板、主活塞及密封圈等零件。

滑阀由翅形滑阀弹簧压紧在滑阀座上，并嵌于主活塞杆上、下两肩之间，滑阀与主活塞两肩之间沿轴向有4mm间隙。

节制阀嵌在主活塞杆上的节制阀槽内，由节制阀弹簧将其压紧在滑阀背面的节制阀座上，节制阀随主活塞同步移动，配合滑阀实现分配阀的各种作用。

稳定装置安装于主活塞杆尾部的内腔，由稳定杆、稳定弹簧、稳定弹簧座和挡圈组成。

稳定杆的顶部与滑阀下端面相接触，由于稳定弹簧有—定的预压力，使得制动管的轻微压力波动不会引起节制阀、主活塞动作，防止制动管的轻微压力波动引起主活塞动作而产生自然制动或自然缓解。

（2）充气部：

充气部的功能是控制对副风缸与工作风缸的充气速度，使它们保持—致，并防止副风缸压力空气逆流。

充气部由充气止回阀部和充气阀部两部分构成，充气止回阀上方通充气阀室，充气止回阀下方通主活塞上部，即与制动管相通，当其下方制动管压力高于上方压力时，充气止回阀被“吹起”离开止回阀座（“吹开”），制动管压力空气流人充气阀上部。

当充气阀开启时，即可向副风缸充气。

副风缸充气结束时，则充气止回阀在上方空气压力和止回阀弹簧作用下关闭，可以防止在制动减压时副风缸压力空气逆流人制动管，造成局部增压，影响制动作用甚至造成自然缓解。

充气活塞下方通工作风缸，上方通副风缸，当工作风缸压力高于副风缸压力时，充气活塞被顶起，充气活塞顶杆顶开充气阀，于是从充气止回阀来的制动管压力空气经开放的充气阀口充人副风缸。

当副风缸与工作风缸压力接近相同时，在充气活塞、充气阀的自重及充气阀弹簧作用下，充气阀下移关闭阀口，停止了制动管向副风缸充气，这样即协调了副风缸与工作风缸充气速度。

（3）均衡部：

均衡部的功能是根据容积室的压力变化，控制制动缸的排气、充气和保压作用。

均衡部由均衡阀（作用阀）部和均衡活塞部两部分构成。

均衡阀与均衡阀杆用销子联接，以使均衡阀动作灵活，容易与均衡阀座关闭严密。

均衡阀室装滤尘套，过滤副风缸进入主阀体的压力空气中的杂质。

均衡阀弹簧室经阀体暗道通制动缸。

均衡活塞杆上半部设有轴向中心孔，中部4个径向孔经阀体暗道通向大气，在径向孔上、下设两道密封圈以防止制动缸压力空气漏人大气。

均衡活塞下部经阀体暗道通向容积室。

铜质缩堵Ⅱ以螺纹形式拧在均衡活塞上部通向制动缸的阀体暗道上，将制动缸与均衡活塞上部连通，使制动缸压力与容积室压力同步、稳定变化。

制动缸的排气、充气和保压作用对应均衡阀的的三种开闭状态，均衡阀的开闭状态由均衡活塞相应的位置控制，均衡活塞的位置由均衡活塞上下两侧的压力差控制。

制动缸的排气作用：

当容积室压力小于制动缸压力时，制动缸空气压力推动均衡活塞下移，使均衡活塞杆上端口脱离均衡阀，制动缸压力空气经均衡活塞杆上端口、轴向孔、径向孔d5以及均衡部排气口d6排向大气。

制动缸的充气作用：

当容积室压力高于制动缸压力时，容积室空气压力推动均衡活塞上移，均衡活塞杆顶开均衡阀，使得副风缸压力空气经均衡阀口充到制动缸；同时进入均衡阀弹簧室及均衡活塞上方（经缩堵II）。

制动缸的保压作用：

当容积室空气压力大致等于制动缸空气压力时，在均衡阀弹簧室制动缸压力、均衡阀弹簧的伸张力作用下，均衡阀推均衡活塞杆下移，均衡阀与均衡阀座密贴，关闭了副风缸向制动缸充气的通路。

此时均衡活塞杆顶部与均衡阀仍密贴，均衡阀和均衡活塞杆上端部之间的作用力大小大致为均衡阀弹簧室制动缸压力所产生，制动缸排气通路未开通，形成制动缸保压状态。

（4）局减阀：

局减阀的功能是在制动作用刚开始阶段，使制动管的部分压力空气经局减阀充人制动缸，使制动管产生局部减压，加快后部车辆产生制动作用，以提高制动波速，改善制动性能，同时本车制动缸压力获得跃升，缩短空走距离。

局减阀位于作用部与均衡部之间，由局减阀、局减阀活塞及局减阀弹簧等构成，局减阀盖上有Φ3轴向孔使局减活塞外侧室通大气，在局减活塞外移时消除空气背压，使局减阀开闭灵活。

局减阀盖将压圈和局减膜板紧固于主阀体上，毛毡被局减阀弹簧紧压在阀盖轴心孔内，防止杂质侵入。

局减阀套上有8个Φ1径向孔，经阀体暗道通滑阀座上的局减阀孔。

局减阀杆缩颈处有两个Φ3径向孔经轴向孔及均衡阀下方通制动缸。

局减阀的作用原理：

平时在局减阀弹簧伸张作用下，局减活塞与局减阀向内侧移动，局减阀开放，即开通滑阀座局减阀孔到制动缸的通路，这样在制动作用开始阶段，使制动管压力空气经局减阀充人制动缸，产生所谓的第二阶段局部减压作用，提高制动波速。

当制动缸压力（也即局减活塞内侧压力）达50～70kPa时，局减阀被推动外移压缩局减阀弹簧，局减阀关闭，即切断制动管向制动缸充气的局部减压通路，第二阶段局部减压作用结束。

（5）紧急增压阀：

紧急增压阀的功能是在紧急制动时提高制动缸的压力，产生紧急增压作用，以获得更大的制动力，缩短制动距离，确保旅客列车的安全。

增压阀套压入主阀体内，有8个Φ1径向孔f5经阀体暗道通副风缸。

增压阀上方通制动管，下方空腔通容积室和滑阀座上的容积室孔。

中部两个Φ3径向孔与轴向孔相通。

在增压阀上套装两个Φ24密封圈，用以防止副风缸、制动管及容积室之间漏泄窜气。

通常，在制动管压力与增压阀弹簧作用下增压阀处于下方闭位置，增压阀套上的小孔f5处在增压阀上两道密封圈之间，使副风缸、容积室不相通。

在紧急制动时，增压阀上部的制动管压力急剧下降，而下部容积室压力迅速上升，当容积室空气压力与制动管空气压力形成的压力差能克服增压阀弹簧反力、增压阀自重及移动阻力时，增压阀上移，增压阀套上的小孔f5从增压阀密封圈下方露出来，使副风缸与容积室相连通，这时工作风缸和副风缸都向容积室充气，容积室实现增压作用。

由容积室控制的制动缸也实现了增压作用。

3．紧急阀：

紧急阀的功能是在紧急制动初期，引起强烈的制动管紧急局部减压，提高紧急制动波速，提高列车制动机紧急制动的可靠性，改善紧急制动性能。

紧急阀由紧急活塞部和放风阀部两部分构成。

紧急活塞上方经阀体暗道通紧急室，紧急活塞下方及放风阀导向杆下方与制动管相通。

紧急活塞杆顶端圆孔中嵌装Φ16异形密封圈，稍突出顶面，平时在安定弹簧弹力的作用下，紧急活塞上移处于极限位置，使密封圈与紧急阀上盖密贴。

紧急活塞空心杆中部设—轴向缩孔Ⅲ，上部设—径向缩孔Ⅳ，下部设—径向缩孔V。

紧急活塞处于上方极端位置时，活塞杆下端距离关闭的放风阀面有4mm间隙。

紧急阀体用铸铁制成，在安装面的大孔内装有—个滤尘网，滤除空气中的杂质。

在阀体的排大气口处设有排气保护罩垫，以防尘埃侵入。

缩孔Ⅲ用以控制紧急室压力空气向制动管逆流速度，以保证常用制动的安定性，同时保证紧急制动的灵敏度。

缩孔Ⅳ用以限制制动管向紧急室的充气速度，防止紧急室过充气引起意外紧急制动。

缩孔V用以限制紧急制动后紧急室排气速度，在15s内放风阀开放，防止紧急减压被中止，造成列车产生剧烈的纵向冲动和断钩等事故的发生。

五、作用原理

104型分配阀的作用由充气缓解位、常用制动位、制动保压位、紧急制动位来实现。

（一）充气缓解位

制动管充气增压时，压力空气进入中间体后—路经滤尘器进人主阀，另—路经滤尘网进人紧急阀。

1．主阀作用

制动管压力空气充入主活塞的上腔，主活塞上侧压力增大，主活塞在两侧压力差的作用下带动节制阀、滑阀下移，到达下方的极端位置，即为充气缓解位。

（1）工作风缸充气：

制动管压力空气经滑阀座上的制动管充气孔、滑阀上的充气孔，向工作风缸充气，同时到达充气部充气活塞的下方，顶起充气活塞，通过充气活塞顶杆将充气阀“顶开”。

（2）副风缸充气：

制动管压力空气经“吹开”的充气止回阀、“顶开”的充气阀向副风缸充气。

工作风缸的充气通过充气部间接地控制实现了副风缸的充气。

当副风缸压力与工作风缸压力接近平衡时，在充气阀弹簧作用下，充气阀下移关闭，也就停止了向副风缸充气。

增压阀套径向孔f5与副风缸相通，作好了紧急增压作用的准备。

（3）容积室排气：

容积室压力空气经滑阀座容积室孔r2、滑阀缓解联络槽d1及滑阀座缓解孔d2排向大气d3，容积室压力下降到零。

（4）制动缸排气：

容积室排气引起均衡活塞下方的压力下降。

均衡活塞上下侧压力差推均衡活塞下移，使均衡活塞杆上端口脱离均衡阀，制动缸压力空气→均衡活塞杆轴向孔→径向孔d5→均衡部排气口d6→大气，制动缸开始缓解，可见容积室缓解控制制动缸的缓解。

初充气时，上述缓解气路存在，但因各容器无压力空气，故排气口均无排气现象。

由于104分配阀为二压力机构，所以只要制动管增压，主活塞均下移至充气缓解位，容积室压力空气就会排完，制动缸压力空气也随着排完。

所以104分配阀只能一次缓解（直接缓解），而无阶段缓解。

2．紧急阀作用

在安定弹簧和制动管压力空气共同作用下，紧急活塞被压到上方极限位，使活塞杆顶部密封圈与紧急阀上盖密贴，制动管压力空气只能经紧急活塞杆轴向孔缩孔Ⅲ、径向孔缩孔IV向紧急室充气。

缩孔Ⅳ限制了向紧急室的充气速度，防止了紧急室的过充气。

制动管的压力空气同时进人放风阀弹簧室，抵消安定弹簧室压力空气作用在放风阀上方的压力，则放风阀依靠放风阀弹簧作用与放风阀座密贴关闭。

（二）常用制动位

当制动管常用制动减压时，主活塞在两侧压力差作用下分阶段带动节制阀、滑阀上移，最后到达上极限位置，形成制动作用。

在主活塞上移过程中，先后产生两阶段局减作用。

第一段局减作用是制动管压力空气经滑阀、节制阀充入中间体内的局减室，第二段局减作用是制动管压力空气经滑阀、局减阀进入制动缸。

1．第—段局减作用

当制动管常用制动减压时，工作风缸的压力空气来不及向制动管逆流，当主活塞两侧形成—定的压力差后，能克服受压缩稳定弹簧的反力、自重以及节制阀的所受到的摩擦阻力上移，直至主活塞杆下肩与滑阀接触而止；因滑阀与滑阀座之间静摩擦阻力较大，滑阀未动，形成第—段局减作用（简称—段局减）。

第—段局减通路：

制动管压力空气→滑阀座制动管局减用孔l3→滑阀局减孔l6→节制阀局减联络槽l10→滑阀局减室孔l7→滑阀座局减阀孔jul→主阀安装面局减室孔ju→中间体内局减室Ju，再经主阀安装面上的缩堵I（Ф0.8）排向大气，使制动管产生了第一段局减作用。

局减作用的可以提高制动波速。

同时节制阀关闭了滑阀上的充气限制孔，截断了工作风缸到制动管的逆流通路，露出了滑阀上的制动孔r1，为制动作用作好了准备。

2．第二段阶段局减作用以及制动作用

第一段局减作用使主活塞上下两侧迅速形成更大的压力差，此压力差能克服滑阀与滑阀座之间的摩擦阻力，推动主活塞带动节制阀、滑阀上移到上极限位，即制动位。

第一段局减通路被滑阀切断，一段局减作用结束，第二段局减作用与制动作用同时产生。

主活塞带动节制阀、滑阀上移到制动位后，沟通如下通路：

（1）第二段局减通路：

制动管压力空气→局减阀→制动缸，形成了制动管的第二段局减作用。

由于制动作用也同时产生，该局减作用将制动管的压力空气（与副风缸压力空气一起）送人制动缸。

制动缸压力获得初跃升，第二阶段局减作用与第一段局减作用一起提高了制动波速，有效地减轻了列车制动时的纵向冲动。

当制缸压力达50~70kPa时，局减活塞压缩局减阀弹簧，关闭局减阀套上径向孔z2，第二阶段局减压作结束。

（2）容积室充气：

工作风缸压力空气→增压阀下部→容积室，使容积室增压。

（3）制动缸充气：

容积室增压后，其空气压力推动均衡活塞上移，顶开均衡阀，副风缸压力空气→均衡阀口→制动缸，制动缸压力增大，本车制动力增大。

3．紧急阀作用

制动管施行常用制动减压时，紧急室压力空气经紧急活塞杆上端口、轴向缩孔Ⅲ向制动管逆流，紧急活塞处于“悬浮”状态，即紧急活塞杆上端脱离上阀盖，紧急活塞杆下端不接触放风阀，以保证常用制动的安定性。

（三）制动保压位

当制动管停止减压而保压时，主活塞上侧的制动管压力保压，由于作用部仍处于制动位，工作风缸继续向容积室充气，容积室压力上升，制动缸压力也随容积室压力上升而上升。

工作风缸压力继续下降，即主活塞下侧工作风缸空气压力继续下降。

当主活塞上下两侧空气压力接近平衡时，在主活塞及节制阀的自重及稳定弹簧伸张力作用下，主活塞带动节制阀下移，滑阀不动，主活塞杆上肩部与滑阀上端面接触而停止，形成了作用部的制动保压位。

1．容积室的保压作用：

节制阀遮住滑阀背面的制动孔r1,切断工作风缸向容积室充气的通路，工作风缸停止了减压，容积室停止了增压，形成了容积室的保压作用。

2．制动缸的保压作用：

容积室保压后，均衡活塞下侧也形成保压。

副风缸经均衡阀口继续向制动缸充气，当制动缸压力上升到与均衡活塞下侧的容积室压力大致相等时，在均衡阀弹簧的弹力作用下，作用阀推作用活塞杆下移与作用阀座密贴，关闭了副风缸向制动缸充气的通路。

形成制动缸保压状态。

3．自动补风作用:

当制动缸因漏泄等原因压力下降时，均衡活塞上侧的压力下降，均衡活塞两侧作用力失去保压位的平衡，均衡活塞下侧的容积室压力推均衡活塞上移，重新顶开均衡阀使副风缸向制动缸充气。

当制动缸压力恢复到与容积室压力的重新平衡，均衡阀再—次关闭，实现了制动力不衰减的性能。

在制动管减压量小于最大有效减压量时，制动保压后，操纵制动管减压，主活塞两侧形成压力差带动节制阀克服稳定弹簧反力上移，又恢复了工作风缸向容积室充气，容积室增压导致制动缸增压。

司机分阶段操纵制动管减压、保压，则作用部控制容积室分阶段增压、保压，再通过均衡部控制动缸分阶段增压、保压的过程，称为阶段制动。

（四）紧急制动位

1．主阀作用

制动管紧急减压，除紧急增压阀作用外，主阀的作用与常用制动相似。

当然，由于紧急时制动管减压速度极快，相应主阀各部动作也更加迅速。

紧急增压阀作用：

紧急制动时，工作风缸经增压阀下部向容积室充气，当增压阀下侧的压力能克服增压阀上方制动管剩余压力、增压阀弹簧反力以及增压阀自重和移动阻力时，增压阀被推动上移，增压阀下部密封圈处于增压阀套径向孔上方位置，紧急增压阀呈开放状态。

副风缸也开始经增压阀套径向孔f5向容积室充气，实现了容积室增压，则均衡部控制制动缸实现了紧急制动增压作用。

此时，工作风缸、副风缸、容积室、制动缸四个容器相互沟通。

四容器压力最终

达到相互平衡，制动缸压力较常用制动时最大压力增压10％～15％（受副风缸的容积大小影响）。

2．紧急放风作用

制动管急剧减压，紧急活塞下方压力迅速下降，由于紧急室压力空气经缩孔Ⅲ向制动管逆流不及，在紧急活塞上、下两侧迅速形成较大压力差，紧急活塞克服安定弹簧反力下移，使紧急活塞杆下端口与放风阀接触，导致紧急室压力空气只能经缩孔Ⅲ、缩孔V向制动管逆流。

由于缩孔V直径更小，使逆流速度更慢，造成紧急活塞两侧的压力差骤增，紧急活塞克服安定弹簧、放风阀弹簧的反力下移，紧急活塞杆顶开放风阀。

制动管的压力空气经放风阀口排向大气，产生制动管紧急排气作用，提高紧急制动波速。

放风阀开放后，紧急室的压力空气只能经缩孔V逆流排向大气，在紧急室的压力作用下，大约15s时间内，放风阀一直处于开放状态。

确保紧急制动停车后才能充气缓解，防止列车产生剧烈的纵向动力作用和断钩等事故的发生。

六、学习心得：

通过这种学习方法使我们能够很好的掌握学术讨论的重点，而不是被动的听取，能调动我们的学习主动性跟积极性。

通过这种学习方法能让我们在遇到问题时，能够自己接解决，培养我们自主学习自主解决问题的能力，让我们享受自己主动追求获得知识的乐趣。

（刘康、盛博）