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1、模塊五 制動機制動管的控制 項目一 中繼閥的結構和工作原理 作為氣動部件的空氣閥， 在 DK-1 型電空制動機的工作過程中起著非常重要的作用。其 工作性能的好壞直接影響著 DK-1 型電空制動機能否安全、可靠地工作。因此，熟悉、掌握 空氣閥的構造和作用原理是學習、使用 DK-1 型電空制動機的基礎。 一、雙閥口式中繼閥與總風遮斷閥 由 DK-1 型電空制動機控制關系可知，雙閥口式中繼閥是操縱電空制動控制器（或空氣 位下操縱空氣制動閥）時的中間控制部件，用來控制制動管充、排風。 而總風遮斷閥用來控 制制動管的充風風源。 雙閥口式中繼閥和總風遮斷閥通過閥座安裝于制動屏柜上， 并經(jīng)閥座與總

2、風缸管、 制動 管、均衡風缸管、 過充風缸管和總風遮斷閥管 5 條空氣管路連接， 因此， 閥座既是安裝基座， 又是管路連接基座（簡稱管座） 。 均衡風缸用于儲存壓力空氣， 并以均衡風缸壓力變化為控制信號來控制雙閥口式中繼閥 的動作，從而控制制動管的減壓量， 達到準確控制列車制動力的目的。 那么，為什么司機不 直接控制制動管的充、 排風，而是通過控制均衡風缸壓力變化來控制制動管的壓力變化呢？ 因為制動管貫穿于列車的首尾， 其充、 排風是由司機在機車上操縱實施的， 而司機操縱臺上 反映制動管壓力的壓力表是連接在機車上的， 因此該壓力表只能即時反映機車附近的制動管 壓力，而不是整個列車的制動管壓力

3、， 如果司機通過觀察制動管壓力表直接控制制動管減壓 量來控制制動力大小進行操縱的話， 容易造成失誤。所以，在制動機工作過程中， 需設一個 較易準確、 迅速控制的參量為標準量， 使制動管壓力依照該標準量的變化而變化， 從而達到 準確控制列車制動管減壓量，以此控制列車制動力大小。 （一）雙閥口式中繼閥 雙閥口式中繼閥根據(jù)均衡風缸的壓力變化來控制制動管的壓力變化。 1．構造 雙閥口式中繼閥主要由以下零部件組成，如圖 5－1 所示。 （1）主活塞：傳感部件，用于感應不同壓力空氣間的壓力變化，從而帶動頂桿左、右 移動，以開啟或關閉排風閥口或供氣閥口， 最終實現(xiàn)連通或切斷排氣、 供氣氣路。 主要由

4、內、 外活塞和橡膠膜板等組裝而成。 （2）供氣閥機構：連通或切斷供氣氣路的執(zhí)行部件。主要由供氣閥、供氣閥套、供氣 閥彈簧及 O 形橡膠密封圈（簡稱 O 形圈）等組成。 （3）排氣閥結構：連通或切斷排風氣路的執(zhí)行部件。主要由排氣閥、排氣閥套、排氣 閥彈簧及 O 形圈等組成。 16 圖5-1雙閥口式中繼閥結構圖 1-螺蓋；2供氣閥套；3 -供氣閥彈簧；4-供氣閥；5 -閥體；6 -閥座；7 -頂桿；8-排氣閥；9-非氣閥彈 簧；10-排氣閥套；11 -內活塞；12-膜板；13-外活塞；14-過充蓋；15 -過充柱塞；16 -非氣堵；17-縮 堵。 （4） 頂桿：

5、跟隨主活塞移動并頂開供氣閥口或排氣閥口。 （5） 閥座：為雙向閥座結構，分別與供、排氣閥形成供、排氣閥口。 （6） 過充柱塞： 過充位”快速充風時，產(chǎn)生附加作用力并作用在活塞膜板上，以實現(xiàn) 制動管的快速充風，并使制動管得到過充壓力。 （7） 其他零部件：包括閥體、端蓋、縮堵、排風堵及橡膠密封件等。 如圖5-2所示，雙閥口式中繼閥各內部空間分別與 5條氣路（即管路）連通： ① 過充柱塞左側空間與過充風缸管連通； ② 活塞膜板左側空間（稱為中均室）與均衡風缸管連通； ③ 活塞膜板右側及閥座中間的空間與制動管連通； ④ 排氣室與大氣連通； ⑤ 供氣室與經(jīng)總風遮斷閥過來的總風缸管連通

6、。 2 ?作用原理 雙閥口式中繼閥的基本作用原理為：根據(jù)均衡風缸壓力變化使作用在活塞膜板兩側的作 用力之差發(fā)生變化， 從而使活塞膜板帶動頂桿左、 右移動，頂開供氣閥口或排氣閥口， 以連 通或切斷制動管的排風或供風氣路， 實現(xiàn)制動管的充、 排氣。雙閥口式中繼閥有 4個作用位 置。 （1）充氣緩解位（見圖 5- 2） 當均衡風缸壓力增加時， 活塞膜板左側的壓力升高，使其產(chǎn)生向右的作用力，因此，活 塞膜板帶動頂桿右移， 并壓縮供氣閥彈簧推動供氣閥右移， 從而頂開供氣閥口，則由總風遮 斷閥過來的總風缸壓力空氣（以下簡稱總風，其壓力為 700~900kPa）經(jīng)開啟的供氣閥口向 制動管

7、充風，同時總風經(jīng)縮堵（ 1.0 ）向活塞膜板右側充風。 總風遮斷閥 雙閥口式中斷閥 圖5-2中繼閥充氣緩解位 （2） 緩解后保壓位 隨著活塞膜板右側和制動管壓力的增加， 逐漸平衡活塞膜板左側壓力， 在供氣閥彈簧作 用下，使供氣閥推動頂桿、活塞膜板左移逐漸縮小供風閥口，直至關閉。同時，頂桿、活塞 膜板停止左移，不能打開排風閥口，使其處于供、排氣閥口均不開啟的保壓狀態(tài)。 當制動管發(fā)生泄漏時， 雙閥口式中繼閥活塞膜板右側的壓力隨之降低， 在活塞膜板上產(chǎn) 生向右的作用力，所以活塞膜板帶動頂桿右移，頂開供氣閥口，使總風向制動管內補風，同 時活塞膜板右側也得到補風；當活塞

8、膜板右側及制動管壓力補充到與活塞膜板左側壓力平衡 時，在供氣閥彈簧作用下，關閉供氣閥口，完成補風過程?？梢姡a風作用是隨著制動管的 泄漏而自動進行的。 （3） 制動位（見圖5-2） 當均衡風缸壓力減小時， 活塞膜板左側的壓力下降， 使其產(chǎn)生向左的作用力， 因此活塞 膜板帶動頂桿左移，并壓縮排氣閥彈簧推動排氣閥左移， 從而打開排風閥口，制動管向大氣 排風，同時，膜板右側的壓力空氣經(jīng)縮堵、排風閥口也向大氣排風。 圖5-2中繼閥制動位 （4） 制動后保壓位 隨著活塞膜板右側和制動管壓力的降低， 逐漸平衡活塞膜板左側壓力，在排氣彈簧作用 下，使排氣閥推動頂桿、活塞膜板右移；直到活塞

9、膜板兩側壓力平衡時，關閉排氣閥口，從 而切斷制動管的排風氣路。同時，頂桿、活塞膜板停止右移，不能打開供氣閥口，使其處于 排、供氣閥口均不開啟的保壓狀態(tài)。 同樣，當制動管發(fā)生泄漏時， 雙閥口式中繼閥也將進行自動補風作用。 由于目前我國絕 大多數(shù)車輛制動機采用二壓力機構分配閥， 只具有一次緩解性能， 故實際運行中，通過轉換 裝置將自動補風作用切除，以避免發(fā)生自然緩解而危及行車安全。 由上可知，制動管壓力隨著均衡風缸壓力變化而變化。 為什么司機不直接控制制動管的 充、排風，而是通過控制均衡風缸壓力變化來控制制動管的壓力呢？因為貫穿列車首尾又細 又長的制動管，存在壓力差，不便于操縱。因此為達到準

10、確控制制動管減壓量，以控制列車 制動力大小的目的，設置了均衡風缸（容積 4L ）壓力為標準參量，依此準確地控制制動管 減壓量。 （5） 快速充風位（見圖 5- 3） 為了適應列車運行于長大坡道或長大列車運行時對緩解充風速度的要求， DK-1型電空 制動機設置了 過充位”操縱，以實現(xiàn)列車的快速充風。 圖5-3中繼閥快速充風位 當司機將電空制動控制器手柄置于 過充位”時，連通了總風向過充風缸充風的氣路， 即 過充柱塞側壓力升高，推動過充柱塞右移，并作用在活塞膜板上，該作用力的大小相當于 30~40kPa壓力空氣所產(chǎn)生的作用力；同時，連通總風經(jīng)調壓閥 55 （用于調整、限定均衡

11、風 缸的定壓，為500 kPa或600 kPa）、緩解電空閥258YV向均衡風缸充風的氣路，即活塞膜 板左側壓力升高。在二者共同作用下，活塞膜板帶動頂桿迅速右移，頂開供氣閥口，并且閥 口開啟較大，使總風迅速向制動管及活塞膜板右側充風； 當活塞膜板右側壓力及制動管壓力 與活塞膜板左側壓力平衡時，在供氣閥彈簧作用下，關閉供氣閥口?？梢?，當電空制動控制 器手柄置于 過充位”時，經(jīng)雙閥口式中繼閥動作， 能夠實現(xiàn)制動管的快速充風，并使制動管 壓力得到過充壓力，即超過定壓 30~40 kPa。 如欲消除過充壓力，可將電空制動控制器手柄由 過充位”轉換至運轉位”此時，均衡 風缸仍保持定壓，而過充風

12、缸內的壓力經(jīng)過充風缸小孔（ ①0.5）緩慢排向大氣（120s~180s 消除過壓），則過充柱塞端部作用在活塞膜板上的附加力緩慢消失，此時制動管過充壓力緩 慢排向大氣，而不會引起后部車輛的自然制動。 進一步分析發(fā)現(xiàn)：若使雙閥口式中繼閥活塞膜板左右兩側溝通， 即均衡風缸與制動管溝 通，則無法在活塞膜板上形成有效作用力之差，從而不能打開其供、排氣閥口，人們習慣地 稱雙閥口式中繼閥此時處于自鎖狀態(tài)。 顯然。使雙閥口式中繼閥呈自鎖狀態(tài)的條件是使制動 管與均衡風缸溝通。 （二）總風遮斷閥 總風遮斷閥用于控制總風能否通往雙閥口式中繼閥的供氣室，即控制制動管的供氣源。 1. 構造 總風遮斷閥屬

13、于閥口式空氣閥。主要由閥體、遮斷閥、閥座、遮斷閥套、彈簧等組成， 如圖5- 4所示。 總風遮斷閥各內部空間分別與 3條管路連通，如圖5-2所示。 ① 閥座右側空間與總風缸管連通，并經(jīng)遮斷閥中心孔通往遮斷閥套右側空間； ② 閥座左側空間與雙閥口式中繼閥供氣室連通； ③ 遮斷閥套左側空間與總風遮斷閥管連通。 2. 作用原理 總風遮斷閥的基本作用原理為：根據(jù)總風遮斷閥管壓力變化，從而使遮斷閥套帶動遮斷 閥左右移動，開啟或關閉遮斷閥口，以連通或切斷總風通往雙閥口式中繼閥供氣室的氣路。 圖5-4 總風遮斷閥結構圖 1 -遮斷閥蓋；2壽膠墊；3-乍用彈簧；4-遮斷閥套；

14、5-遮斷閥彈簧；6 -遮斷閥；7 -遮斷閥膠墊螺母； 8 -遮斷閥體；9 -閥座。 總風遮斷閥的工作過程包括以下兩個動作狀態(tài)： （1） 閥口關閉狀態(tài)（見圖 5 — 3） 當中立電空閥253YV得電時，總風向總風遮斷閥充風，遮斷閥在其左側的總風壓力及 彈簧力的作用下右移，迅速關閉遮斷閥口，切斷總風通往中繼閥供氣室的通路。 （2） 閥口開啟狀態(tài)（見圖 5 — 2） 當中立電空閥253YV失電時，總風遮斷閥管向大氣排風， 遮斷閥套左側無壓力空氣時， 遮斷閥在其右側的總風壓力作用下， 克服彈簧的反力左移，遮斷閥口呈開啟狀態(tài)，連通總風 通往中繼閥供氣室的通路。 綜上所述，總風遮斷閥與雙閥

15、口式中繼閥共同控制制動管的充風氣路， 而制動管的排風 氣路則是由雙閥口式中繼閥單獨控制的。 項目二 電動放風閥的結構和工作原理 1 .構造 電動放風閥屬于閥口式空氣閥。主要由橡膠膜板 （簡稱膜板）、銅碗、芯桿、芯桿套、放 風閥（簡稱閥）、放風閥彈簧、閥座等組成，如圖 5—5、圖5—6所示。 2 圖5七電動放風閥 1 -緊急電空閥94YV ; 2 -閥體；3-制動管接管孔；4 -總風缸接管孔 電動放風閥內部空間分別與 3條氣路(或管路)連通： ① 放風閥上側空間經(jīng)閥體孔與制動管連通； ② 放風閥下側及銅碗上側空間經(jīng)閥體孔與大氣連通； ③ 銅碗及膜板下側空間與緊急電空

16、閥 94YV的控制氣路連通。 圖 5 -6電動放風閥結構圖 1 土蓋；2 -放風閥彈簧；3 -放風閥；4 -閥座；5 -芯桿；6 -下蓋；7 -橡膠膜板；8 -同碗；9 -螺釘；10 - 小孔；11-閥體；12 -芯桿套。 2?作用原理 電動放風閥的工作過程包括以下兩個動作狀態(tài)： 2 2 (1) 緊急制動狀態(tài) 當緊急電空閥94YV得電時，接通總風經(jīng)緊急電空閥 94YV向電動放風閥銅碗及膜板下 側空間充風的氣路，橡膠膜板、銅碗推動芯桿上移而壓縮放風閥彈簧， 頂開放風閥口，連通 制動管向大氣放風的氣路，使制動管壓力迅速降低，實現(xiàn)全列車的緊急制動。 (2) 非

17、緊急制動狀態(tài) 94YV 當緊急電空閥94YV失電時，接通電動放風閥銅碗及膜板下側空間經(jīng)緊急電空閥 向大氣排風的氣路，在放風閥彈簧作用下，放風閥推動芯桿、銅碗、橡膠膜板下移，關閉放 風閥口，切斷制動管向大氣放風的氣路。此時，制動管的壓力變化主要由中繼閥控制。 項目三 緊急閥的結構和工作原理 緊急閥根據(jù)列車制動管排風速度的快慢， 自動選擇作用位置。在緊急制動時，緊急閥參 與電動放風閥排風， 從而加快了列車制動管的排風速度， 并實現(xiàn)DK-1型電空制動機與自動 停車、列車分離、車長閥制動的配合。同時，通過機車電氣線路聯(lián)鎖，切除牽引工況機車的 動力源，使緊急制動作用更為可靠。緊急閥，在

18、 SS4改進型、SS9型機車上裝設在制動屏柜 內。 1 .構造 緊急閥由緊急閥閥體與閥座兩部分組成，如圖 5—7所示。閥座又稱管座，其內部設一 個空腔一一緊急室（1.5L）。 圖5 -緊急閥 緊急閥主要由以下零部件組成，如圖 5 — 8所示。 圖5-緊急閥結構圖 I -縮孔 1.8 mm; H —縮孔 0.5mm ;山—縮孔 1.2mm。 1-閥蓋；2容封圈；3 土活塞；4 -莫板；5訐活塞；6-螺母；7-活塞桿；8戔官彈簧；9-濾塵罩；10- 放風閥座；11- 閥上體；12-放風閥；13 風閥導向桿；14-放風閥套；15-放風佛法彈簧；16 - 頂桿；17 -

19、閥下體；18-罩； 19-雙斷點微動開關；20-排風口罩。 (1) 活塞膜板：傳感部件，用于感應作用在橡膠膜板上、下兩側的作用力之差，從而帶 動活塞桿上、下移動，以關閉或開啟放風閥口，切斷或連通制動管的放風氣路；同時，聯(lián)動 微動開關95SA斷開或閉合電路 838— 839。主要由上活塞、下活塞、橡膠膜板等組成。 (2) 活塞桿：隨活塞膜板上、下移動，關閉或頂開放風閥口。活塞桿軸向中心開一通孔， 并設3個縮孔：縮孔1( 1.8 mm)、縮孔n ( 0.5mm)，縮孔川(1.2mm)，用來限制緊急室的 充、排風速度。縮孔I是在常用制動時，控制緊急室向制動管逆流速度的；縮孔n是在充氣 緩解

20、時，用以控制制動管向緊急室的充風速度； 縮孔川是在緊急制動時， 控制緊急室壓力空 氣排入大氣的時間。 (3) 放風閥機構：是連通或切斷制動管放風氣路并聯(lián)動微動開關 95SA的執(zhí)行部件。主要 由放風閥、放風閥座、放風閥導向桿、放風閥套、放風閥彈簧、頂桿等組成。 ⑷微動開關：為雙斷點微動開關，電器代號為 95SA，用來控制電路 838— 839的閉合 與斷開。 (5)其他零部件：包括安定彈簧、濾塵罩、排風口罩、密封圈等。 緊急閥內部空間分別連通 3條氣路： ① 活塞膜板上側空間與緊急室連通； ② 活塞膜板下側及放風閥彈簧側的空間與制動管連通； ③ 放風閥下側空間經(jīng)排氣口與大氣連

21、通。 2?作用原理 緊急閥有三個工作位置：充氣緩解狀態(tài)、常用制動狀態(tài)和緊急制動狀態(tài)。 (1)充氣緩解狀態(tài)(見圖5—9) 當機車制動機充氣緩解時，緊急閥處于充氣位。即列車制動管充風，制動管壓力升高， 活塞膜板下側壓力上升的速度大于上側的， 所以活塞膜板產(chǎn)生向上的作用力之差， 帶動活塞 桿上移至上端，關閉放風閥口，從而切斷制動管的放風氣路；同時，頂桿不壓縮微動開關 95SA，使其斷開電路 838 — 839。與此同時，制動管經(jīng)縮孔 I、n向緊急室緩慢充風，直至 兩者壓力相等為止。此時，緊急活塞在安定彈簧作用下，仍保持極上端位置。 圖5 ￡ 緊急閥緩解狀態(tài) (2)常用制動狀態(tài)

22、(見圖5—10) 當制動管正常減壓時，活塞膜板下側壓力下降的速度大于上側的， 所以活塞膜板帶動活 塞桿下移，打開活塞頂部上端口，緊急室的壓縮空氣經(jīng)縮孔 I向制動管逆流，使活塞上下壓 力差減小，緊急閥不動作，當兩者壓力相等， 在安定彈簧作用下， 使活塞膜板帶動活塞桿重 新上移至上端。 :: 緊急室 制動管 圖5- 10 緊急閥常用制動狀態(tài) (3)緊急制動狀態(tài)(見圖5—11) 當制動管急速減壓時，活塞膜板下側壓力下降的速度遠遠大于上側， 即緊急室壓力來不 及從縮孔逆流，所以活塞膜板帶動活塞桿下移， 壓縮放風閥彈簧而頂開放風閥口， 從而連通 制動管的放風氣路；同時，推動頂桿

23、下移并壓縮微動開關 95SA，使其閉合電路 838— 839。 與此同時，緊急室的壓縮空氣經(jīng)縮孔工、 川排向大氣，當緊急室壓力降到某一壓力值時，在 安定彈簧、放風閥彈簧作用下，使活塞膜板、活塞桿重新上移至上端；并且放風閥、頂桿也 一起上移，關閉放風閥口，切斷制動管的放風氣路，并使微動開關 95SA重新斷開電路 838—839。 圖5- 11緊急閥緊急制動狀態(tài) 可見，緊急閥是根據(jù)制動管和緊急室的充、 排風速度不同而進行工作的， 并且由制動管 的壓力變化來控制。其放風閥口的開啟和微動開關 95SA閉合電路838 — 839僅保持一定時 間。該時間參數(shù)主要決定于縮孔川孔徑的大

24、小，正常工作時調整為 15 s。通過前面的分析可 知，緊急閥放風閥口開啟和微動開關 95SA閉合電路838— 839的保持時間決定于緊急室壓 力的排風速度，而緊急室是通過縮孔 I、川進行排風的，并且縮孔川的孔徑小于縮孔 I的， 因此，改變縮孔川孔徑的大小，即可達到調整放風閥口開啟及微動開關 95SA閉合電路 838— 839的時間。 此外，緊急制動后15 s內，若司機進行緩解操縱， 則DK-1型電空制動機不能可靠實現(xiàn) 緩解。這是因為緊急制動后 15 s內，緊急閥放風閥口一直處于開啟狀態(tài)，充入的制動管壓 力空氣還會經(jīng)開啟的放風閥口排入大氣， 列車制動管充氣無效。所以，若此時進行緩解操縱， 制動系統(tǒng)不能實現(xiàn)可靠緩解。