空气制动机自动制动作用浅析

[摘 要]从列车管减压入手，探讨空气制动机在列车管消除过充压力时，为什么不会产生列车制动作用；自动制动阀在常用制动位起紧急制动作用的故障原因。

[关键词]空气制动机；自动制动阀；列车管；制动；减压速度；减压量

中图分类号：U260.35 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0052-01

列车制动主要包括列车制动机的使用、列车管折角塞门状态、列车管充风状态等方面。列车运行时，当机车自动制动阀实施列车管排气减压时，机车车辆的自动制动机就要产生制动作用，这是机车乘务员和机车制动机检修人员所共知的但对于JZ--7型空气制动机，自动制动阀置过充位列车管过充后，再置运转位消除过充风压，列车管在排气状态下列车自动制动机为什么不产生制动作用？

要阐述清楚这个问题，必须从列车管说起。列车管是一根细长又非笔直的通气储气管路，由于多处用管接头来连接，以及折角塞门频繁的通断，所以列车管不可以保持绝对的密封。新列车管每分钟泄漏量不大于10kPa，即平均泄气速度不大于10kPa/min，修理车列车管每分钟泄漏量不大于20kPa，即平均泄气速度不大于20kPa/min，是在被打破列车自动制动机缓解稳定性基础上制定的，也是列车管允许有轻微漏气的佐证。下面来探讨一下自动制动机的缓解稳定性。所谓缓解稳定性，是自动制动机抵抗列车管微小压力波动而保持缓解状态的特性。缓解稳定性是由机车车辆的分配阀、三通阀各自的柱塞摩擦阻力，缓解弹簧或稳定弹簧预压力、活塞摩擦阻力，以及充气沟或充气风堵逆流损耗等因素形成的。由于现有机车制动机的型号较多，客货车辆制动机的型号更多，并且还在不断研制新型号的制动机，它们的缓解稳定性均有差别。为此特统一规定：所有铁路运输用的机车车辆制动机，在列车管减压速度不大于0.5―1.0kPa/s时，不应起制动作用，0.5―1.0kPa/s为缓解稳定性临界值。

了解了自动制动机缓解稳定性后，再来分析消除过充压力不产生制动作用的问题。

JZ―7型空气制动机自动制动阀置过充位，列车管的过充压力为30―40kPa，再置运转位消除全部过充压力，需要120秒，其平均消除速度为0.25―0.33kPa/s。显然，消除速度即按0.33kPa/s而然，也只比新造车列车管允许漏气速度0.167kPa/s稍快，而与修理车列车管允许漏气速度持平，但小于缓解稳定性临界值0.5―1.0kPa/s。

JZ―7型空气制动机分配阀的副阀比主阀灵敏度高，那么消除速度能否打破其缓解稳定性呢？副阀的缓解稳定性是由其柱塞摩擦阻力、稳定弹簧预压力、橡胶膜板弹力以及降压风缸充气风堵逆流损耗等因素形成的。前三个力之和为1.925kg，膜板活塞的面积为63.84cm2，除后之商为0.03 0kg/cm2。也就是说，膜板活塞列车管侧低于降压风缸侧3kg风压时，才有可能打破副阀的缓解状态。由此不难看出，消除速度即使以0.33kP/s计算，也需要9s后才能达到3kg。而在9s之内，降压风缸充气风堵逆流损耗，足以抵消消除速度。通过φ1.5mm的充气风堵充气，降压风缸的风压由0升至580kPa，需时不大于78s，其平均充气速度或逆流速度为7.436kPa/s。所以不能打破副阀的缓解状态。副阀柱塞尾部仍保持三沟通工况，即工作风缸、降压风缸与列车管的风压相互沟通。工作风缸和降压风缸的过充风压原路返回到列车管，一起由中继阀排气口排向大气。

JZ―7型空气制动机分配阀主阀，其大膜板上方列车管风压与下方工作风缸风压，由于副阀柱塞尾部的相互沟通，在消除过充压力的过程中始终不能形成压差，则主阀也仍处在缓解充气状态。

客货车辆的自动制动机，由于各自的缓解稳定性均未达到缓解稳定性临界值0.5―1.0kPa/s，在以0.33kPa/s的速度消除过充压力时，也不能打破其缓解状态。所以仍保持各自的缓解充气状态。

综上所述，JZ―7型空气制动机自动制动阀置过充位，列车管过充后，再置运转位消除过充压力，虽然也是列车管排气减压，但消除速度小于缓解稳定性临界值，更小于机车车辆的各自动制动机的缓解稳定性，所以不应产生制动作用。

缓解稳定性临界值是缓解状态的上限，所以机车车辆的列车管漏气速度或波动速度，只要不跃入这一上限，就能保证列车自动制动机始终处在缓解状态。那么列车管减压速度多大时才可能产生制动作用呢？由于机车车辆制动机型号繁多，它们的制动灵敏度也不同，为此还统一规定：所有路用机车车辆制动机，在列车管减压速度不小于5―10kPa/s时，应起制动作用。5―10kPa/s是产生制动作用的下限，故称为制动灵敏度临界值。

制动机灵敏度临界值与缓解稳定性临界值之间只有4kPa/s的过渡区，故所有自动制动作用的列车管减压速度不但不要降入这个过渡区，反而应高于制动灵敏度临界值。

ZJ--7型空气制动机灵敏度最高的分配阀副阀，其制动灵敏度为13.5kPa/s左右，即副阀膜板活塞列车管侧瞬间低于降压风缸侧13.5kPa/s风压时，就能打破副阀的缓解稳定性，还能压缩稳定弹簧，使副阀离开缓解位，移向局减位。显而易见，副阀的制动灵敏度高于制动灵敏度临界值5―10kPa/s。

我们知道，制动作用又分为常用制动作用和紧急制动作用两种，它们是如何界定的呢？为此又统一规定：所有路用机车车辆制动机，在列车管减压速度不大于31--36 kPa/s时，应起常用制动作用；在列车管减压速度不小于50--80 kPa/s时应起紧急制动作用。列车管减压速度31--36 kPa/s是常用制动作用的上限，故称为常用制动安定性临界值；列车管减压速度50--80 kPa/s是紧急制动作用的下限，故称为紧急制动灵敏度临界值，这两个临界值之间有14 kPa/s的过渡区。常用制动作用与紧急制动作用各自的列车管减压速度不但都不要闯入这个过渡区，反而还应该尽量与各自的临界值保持一定距离。

总之，只有牢固树立列车管减压速度的意识，才能正确的使用和维修空气自动制动机；只有熟练地掌握各减压速度临界值，才能准确地判断和处理空气自动制动机的各种故障。