出口尼日利亞客車真空與空氣雙用制動系統設計

賁曉東,姜艷林,李 康

（中車南京浦鎮車輛有限公司 設計開發部,南京 210031）

1 概述

尼日利亞項目客車制動系統采用真空制動與空氣制動雙系統，其中空氣制動系統采用F8G型空氣制動機，真空制動系統采用印度GREYSHAM公司產品，兩套制動系統共用一套基礎制動裝置，基礎制動采用踏面制動。全車貫穿3條主管，其中列車管為制動提供用風，總風管為輔助用風設備提供用風，真空管為真空制動系統提供真空度。

2 制動系統原理

2.1 空氣制動系統

空氣制動系統采用雙管供風，其中列車管定壓500kPa、總風管定壓900kPa，列車管用于制動控制。制動系統主要由主要由F8G型空氣分配閥、副風缸、總風缸、組合式集塵器、緩解閥、14寸制動缸等組成。F8G型空氣分配閥是空氣制動系統的核心部件，工作壓力為500kPa，緊急制動壓力為380kPa，具備階段緩解的功能，是在國內成熟F8型空氣分配閥（使用壓力：600kPa）基礎上改型設計的成熟穩定的三壓力分配閥，具有廣泛的運用經驗。

空氣制動系統原理簡要介紹如下：

當制動主管充風至定壓時，F8G分配閥的三個輸入壓力（制動主管、工作風缸、副風缸）達到平衡，分配閥內部制動缸接口與外部連通，不輸出制動壓力；當制動主管施行制動減壓時，F8G空氣分配閥內部平衡打破，制動缸接口與外界切斷，同時副風缸中壓力空氣經制動缸管輸出，生成制動原動力，制動力通過制動杠桿施加于基礎制動。

圖1 空氣制動原理

2.2 真空制動系統

真空制動系統采用印度GREYSHAM公司產品，主要包括真空制動缸、真空制動風缸、真空緩解閥、真空制動加速器等，真空制動主管定壓為真空度68kPa，主管規格為2.5英寸。

真空緩解閥與真空制動缸是真空制動系統的主要執行部件，真空緩解閥安裝于真空制動缸上，真空緩解閥兩條通路分別將真空制動缸活塞下部空間連接至真空主管、真空制動缸活塞上部空間連接至真空風缸。

真空制動加速器安裝于真空主管與緩解閥之間，真空主管真空度的下降速度超過一定限值時，加速器打開真空主管與大氣的通路，加快制動速率。

真空制動系統由于產生的初始制動力較小，為了滿足制動需求，設置了2套真空制動裝置和一套同步制動力傳遞裝置，真空制動力通過傳遞裝置傳遞至制動杠桿并施加于基礎制動。

圖2 真空制動原理

2.2.1 真空制動系統原理（見圖2）

（1）真空緩解：當真空主管的真空度上升時，真空度從真空緩解閥傳遞至真空缸下部，重力球在真空壓力作用下打開上下部通路，真空度傳遞至真空風缸，同時真空制動缸活塞上下部真空度等同，活塞在自重作用下至最低位，真空制動缸處于緩解位。

圖3 真空緩解

（2）真空制動：當真空主管的真空度下降時，經緩解閥傳遞至真空制動缸活塞下部，活塞下部真空度小于上部真空度，此時真空制動缸活塞上下部被重力球所隔斷，活塞上下部產生壓差，真空制動缸活塞在壓差作用下上升，真空制動缸處于制動位。

圖4 真空制動

（3）同步制動傳遞裝置原理：真空管真空度下降時，兩個制動缸同步制動，當真空制動缸處于制動位時，制動缸活塞處于最高位，活塞帶動傳動軸轉動并施加向上的拉力，傳動軸通過轉向，將制動力傳遞至基礎制動裝置，真空制動缸及傳動軸動作見圖x；當真空制動缸處于緩解位時，制動缸活塞處于最低位，制動缸拉力消失，傳動軸復位。

圖5 同步制動傳遞裝置

圖6 緩解狀態

圖7 制動狀態

2.3 基礎制動傳遞裝置

基礎傳遞裝置是一套純機械裝置，包括制動杠桿、均衡杠桿、拉桿、閘調器，可通過在制動杠桿上設置杠桿比，根據車重來設置車輛的制動力。

基礎制動傳遞裝置結構原理如下：

旋壓式制動缸或兩個制動缸將制動原動力施加于傳動軸上，傳動軸通過轉動，將制動力傳遞至杠桿，將力傳遞至制動杠桿上，最終同樣使1、2位轉向架上所有閘瓦壓緊車輪踏面。

圖8 基礎制動原理

3 結束語

真空與空氣雙用制動系統可以分別適應采用真空制動和空氣制動的機車，兩種制動控制方式互不干擾，可分別實現列車的制動功能。經調研，在非洲許多國家目前面臨機車車輛換代，裝有真空與空氣雙用制動系統的車輛可以更好的適應非洲各國的特殊國情，有一定的推廣使用意義。