內燃機車常用制動裝置作用

A. 電力機車和內燃機車電機的工作原理

電力機車
電力機車由：機械部分，電氣部分和空氣管路系統三部分組成。

機械部分
包括走行部和車體。走行部是承受車輛自重和載重在鋼軌上行走的部件，由2軸或3軸轉向架以及安裝在其上的彈簧懸掛裝置、基礎制動裝置、輪對和軸箱、齒輪傳動裝置和牽引電動機懸掛裝置組成。車體用來安放各種設備，同時也是乘務人員的工作場所，由底架、司機室、台架、側牆和車頂等部分組成。司機室設在車體的兩端，有走廊相通。司機室內安裝控制設備，如司機控制器、制動閥、按鈕開關、監測儀表和信號燈等。兩司機室之間用來安裝機車的全部主要設備，有時劃分成小室，分別安裝輔助機組、開關設備、換流裝置以及牽引變壓器等。部分電氣設備如受電弓、主斷路器和避雷器等則安裝在車頂上。車鉤緩沖裝置安裝在車體底架的兩端牽引樑上。車體和設備的重量通過車體支承裝置傳遞到轉向架上，車體支承裝置並起傳遞牽引力與制動力的作用。

電氣部分
機車上的各種電氣設備及其連接導線。包括主電路、輔助電路、控制電路以及它們的保護系統。①主電路：電力機車的最重要組成部分。它決定機車的基本性能，由牽引電動機以及與之相連接的電氣設備和導線共同組成。在主電路中流過全部的牽引負載電流，其電壓為牽引電動機的工作電壓,或者接觸網的網壓,所以主電路是電力機車上的高電壓大電流的動力迴路。它將接觸網上的電能轉變成列車牽引所需的牽引動力。②輔助電路：供電給電力機車上的各種輔助電機的電氣迴路。輔助電機驅動多種輔助機械設備，如冷卻牽引電動機和制動電阻用的通風機，供給各種氣動器械所需壓縮空氣的壓縮機等。輔助電機可以是直流的，也可以是非同步的。③控制電路：由司機控制器和控制電器的傳動線圈和聯鎖觸頭等組成的低壓小功率電路。控制電路的作用是使機車主電路和輔助電路中的各種電器按照一定的程序動作。這樣，電力機車即可按照司機的意圖運行。④保護系統：保證上述各種電路的設施。

空氣管路系統
按用途可分為：
①供給機車和車輛制動所需壓縮空氣的空氣制動氣路系統。
②供給機車電氣設備所需壓縮空氣的控制氣路系統。
③供給機車撒砂裝置、風嗽叭和刮雨器等輔助裝置所需壓縮空氣的輔助氣路系統。
作用：是風壓的通道，為機車受電弓上升，機車制動，機車散熱提供風源

內燃機電車

基本結構
內燃機車由柴油機、傳動裝置、輔助裝置、車體走行部（包括車架、車體、轉向架等）、制動裝置和控制設備等組成。

柴油機
內燃機車的動力裝置，又稱壓燃式內燃機。主要結構特點包括汽缸數、汽缸排列形式、汽缸直徑、活塞沖程、增壓與否等。現代機車用的柴油機都配裝廢氣渦輪增壓器，以利用柴油機廢氣推動渦輪壓氣機，把提高了壓力的空氣經中間冷卻器冷卻後送入柴油機進氣管，從而大幅度提高了柴油機功率和熱效率。柴油機工作有四沖程和二沖程兩種方式，同等轉速的四沖程機的熱效率一般高於二沖程，所以大部分採用四沖程。從轉速來看，分為高速機、中速機和低速機。為滿足各種功率的需要，生產有相同汽缸直徑和活塞的各種缸數的產品。功率較小用6缸、8缸直列或8缸V型，功率較大用12、16、18和20缸V型，其中以12、16缸的最為常用。

傳動裝置
為使柴油機的功率傳到動軸上能符合機車牽引要求而在兩者之間設置的媒介裝置。柴油機扭矩—轉速特性和機車牽引力—速度特性完全不同，不能用柴油機來直接驅動機車動輪：柴油機有一個最低轉速，低於這個轉速就不能工作，柴油機因此無法啟動機車；柴油機功率基本上與轉速成正比，只有在最高轉速下才能達到最大功率值，而機車運行的速度經常變化，使柴油機功率得不到充分利用；柴油機不能逆轉，機車也就無法換向。所以，內燃機車必須加裝傳動裝置來滿足機車牽引要求。
常用的傳動方式有機械傳動、液力傳動和電力傳動。
液力傳動箱、車軸齒輪箱、萬向軸等組成。液力變扭器（又稱變矩器）是液力傳動機車最重要的傳動元件，由泵輪、渦輪、導向輪組成。泵輪和柴油機曲軸相連，泵輪葉片帶動工作液體使其獲得能量，並在渦輪葉片流道內流動中將能量傳給渦輪葉片，由渦輪軸輸出機械能做功，通過萬向軸、車軸齒輪箱將柴油機功率傳給機車動輪；工作液體從渦輪葉片流出後，經導向輪葉片的引導，又重新返回泵輪。液力傳動機車（圖2）操縱簡單、可靠，特別適用於多風沙和多雨的地帶。
電力傳動分為三種：（a）直流電力傳動裝置。牽引發電機和電動機均為直流電機，發動機帶動直流牽引發電機，將直流電直接供各牽引直流電動機驅動機車動輪。（b）交—直流電力傳動裝置。發動機帶動三相交流同步發電機，發出的三相交流電經過大功率半導體整流裝置變為直流電，供給直流牽引電動機驅動機車動輪。（c）變—直—交流電力傳動裝置。發動機帶動三相同步交流牽引發電機，發出的交流電通過整流器到達直流中間迴路，中間迴路中恆定的直流電壓通過逆變器調節其振幅和頻率，再將直流電逆變成三相變頻調壓交流電壓，並供給三相非同步牽引電動機驅動機車動輪。電力傳動機車的應用最為廣泛。

B. 內燃機車的工作原理是怎樣的

燃料在汽缸內燃燒，所產生的高溫高壓氣體在汽缸內膨脹，推動活塞往復運動專，連桿帶屬動曲軸旋轉對外做功，燃料的熱能轉化為機械功。

柴油機發出的動力傳輸給傳動裝置，通過對柴油機、傳動裝置的控制和調節，將適應機車運行工況的輸出轉速和轉矩送到每個車軸齒輪箱驅動動輪，動輪產生的輪周牽引力傳遞到車架，由車架端部的車鉤變為挽鉤牽引力來拖動或推送車輛。

(2)內燃機車常用制動裝置作用擴展閱讀：

輔助裝置主要設備包括：

燃油系統——保證給柴油機供應燃油的設備及管路系統；冷卻系統——保證柴油機和液力傳動裝置能夠正常工作的冷卻設備和管路系統；機油管路系統——給柴油機正常潤滑的設備及管路系統；

空氣濾清器——過濾空氣中灰塵等贓物的裝置；壓縮空氣系統——供給列車的空氣制動裝置、砂箱、空氣笛及其他設備壓縮空氣的系統；輔助電氣設備——蓄電池組、直流輔助發電機、柴油機起動電機等。

C. 什麼是制動,其在電力機車運行中的意義

機車的制動原理有很多種
最基礎的叫做空氣制動。你在機車上看到一個罐子叫「總風缸」那回個就答是貯存壓縮空氣用的（鐵路上把壓縮空氣叫做「風」），列車運行時候，需要用壓縮空氣將制動系統松開（也就是所謂的「緩解」），這樣列車才能走，一旦制動系統沒有了壓縮空氣的供應失去了壓力，彈簧系統就會將制動器緊緊壓在車輪上，將列車停下。這是不管什麼類型的列車都要用的
在電力機車和某些電傳動內燃機車上，可以採用電制動，因為這種機車最後是要依靠牽引電機來驅動車輪的，所以在制動的時候，將電機線反接，牽引電機就會變成發電機，用多餘的動能發出電能，然後這部分電能要麼通過巨大電阻轉換成熱能消耗掉（電阻制動，直流車常用），或經整流以後回饋牽引電網供給同一電網內的其他列車使用，能節省總體的電力消耗（再生制動，一般用在交流車上）

D. 火車的制動原理

制動裝置一般可分為兩大組成部分：
（1）「制動機」——產生制動原動力並進行操縱和控制的部分。
（2）「基礎制動裝置」——傳送制動原動力並產生制動力的部分。
列車制動在操縱上按用途可分為兩種。
（l）「常用制動」——正常情況下為調節或控制列車速度，包括進站停車所施行的制動。其特點是作用比較緩和而且制動力可以調節，通常只用列車制動能力的20％～80％，多數情況下只用50％左右。
（2）「緊急制動」—一緊急情況下為使列車盡快停住而施行的制動（在我國，也稱「非常制動」），其特點是作用比較迅猛，而且要把列車制動能力全部用上。
從司機實施制動（將制動手柄移至制動位）的瞬間起，到列車速度降為零的瞬間止，列車所駛過的距離，稱為列車「制動距離」。這是綜合反映列車制動裝置的性能和實際制動效果的主要技術指標。
閘瓦制動，又稱踏面制動，是自有鐵路以來使用最廣泛的一種制動方式。它用鑄鐵或其他材料製成的瓦狀制動塊（閘瓦）緊壓滾動著的車輪踏面，通過閘瓦與車輪踏面的機械摩擦將列車的動能轉變為熱能，消散於大氣，並產生制動力。其他制動方式除閘瓦制動外，鐵路機車車輛還有一些其他制動方式。
（一）盤形制動
盤形制動（摩擦式圓盤制動）是在車軸上或在車輪輻板側面裝上制動盤，一般為鑄鐵圓盤，用制動夾鉗使合成材料製成的兩個閘片緊壓制動盤側面，通過摩擦產生制動力，把列車動能轉變成熱能，消散於大氣。參看圖4—1－4。
與閘瓦制動相比，盤形制動有下列主要優點：
（1）可以大大減輕車輪踏面的熱負荷和機械磨耗。
（2）可按制動要求選擇最佳「摩擦副」（採用閘瓦制動時，作為「摩擦副」一方的車輪的構造和材質不能根據制動的要求來選擇），盤形制動的制動盤可以設計成帶散熱筋的，旋轉時它具有半強迫通風的作用，以改善散熱性能，為採用摩擦性能較好的合成材料閘片創造了有利的條件，適宜於高速列車。
（3）制動平穩，幾乎沒有雜訊。
但是，盤形制動也有它不足之處：
（1）車輪踏面沒有閘瓦的磨刮，輪軌粘著將惡化，所以，還要考慮加裝踏面清掃器（或稱清掃閘瓦），或採用以盤形為主、盤形加閘瓦的混合制動方式，否則，即使有防滑器，制動距離也比閘瓦制動要長。
（2）制動盤使簧下重量及其引起的沖擊振動增大，運行中還要消耗牽引功率。
盤形制動的制動力
（二）磁軌制動
磁軌制動（摩擦式軌道電磁製動）是在轉向架的兩個側架下面，在同側的兩個車輪之間，各安置一個制動用的電磁鐵（或稱電磁靴），制動時將它放下並利用電磁吸力緊壓鋼軌，通過電磁鐵上的磨耗板與鋼軌之間的滑動摩擦產生制動力，並把列車動能變為熱能，消散於大氣。參看圖4—1－5。
磁軌制動的制動力

式中K——每個電磁鐵的電磁吸力；
φ一一電磁鐵與鋼軌間的滑動摩擦系數。
與閘瓦和盤形制動相比，磁軌制動的優點是，它的制動力不是通過輪軌粘著產生的，自然也不受該粘著的限制。高速列車加上它，就可以在粘著力以外再獲得一份制動力，使制動距離不致於太長。磁軌制動的不足之處是，它是靠滑動摩擦來產生制動力的，電磁鐵要磨耗，鋼軌的磨耗也要增大，而且，滑動摩擦力無論如何也沒有粘著力大。所以，磁軌制動只能作
為緊急制動時的一種輔助的制動方式，用於粘著力不能滿足緊急制動距離要求的高速列車上，在施行緊急制動時與閘瓦（或盤形）制動一起發揮作用。
（三）軌道渦流制動
軌道渦流制動又稱線性渦流制動或渦流式軌道電磁製動。它與上述磁軌制動（摩擦式軌道電磁製動）很相似，也是把電磁鐵懸掛在轉向架側架下面同側的兩個車輪之間。不同的是，軌道渦流制動的電磁鐵在制動時只放下到離軌面幾毫米處而不與鋼軌接觸。它是利用電磁鐵和鋼軌的相對運動使鋼軌感應出渦流，產生電磁吸力作為制動力，並把列車動能變為熱能消散於大氣。
軌道渦流制動既不通過輪軌粘著（不受其限制），也沒有磨耗問題。但是，它消耗電能太多，約為磁軌制動的10倍，電磁鐵發熱也很厲害，所以，它也只是作為高速列車緊急制動時的一種輔助制動方式。
（四）旋轉渦流制動
旋轉渦流制動（渦流式圓盤制動）是在牽引電動機軸上裝金屬盤，制動時金屬盤在電磁鐵形成的磁場中旋轉，盤的表面被感應出渦流，產生電磁吸力，並發熱消散於大氣，從而產生制動作用。
與盤形制動（摩擦式圓盤制動）相比，旋轉渦流制動（渦流式圓盤制動）的圓盤雖然沒有裝在輪對上，但同樣要通過輪軌粘著才能產生制動力，也要受粘著限制。而且，與軌道渦流制動相似，旋轉渦流制動消耗的電能也太多。
（五）電阻制動
電阻制動廣泛用於電力機車、電動車組和電傳動內燃機車。它是在制動時將原來驅動輪對的自勵的牽引電動機改變為他勵發電機，由輪對帶動它發電，並將電流通往專門設置的電阻器，採用強迫通風，使電阻發生的熱量消散於大氣，從而產生制動作用。
（六）再生制動
與電阻制動相似，再生制動也是將牽引電動機變為發電機。不同的是，它將電能反饋回電網，使本來由電能或位能變成的列車動能獲得再生，而不是變成熱能消散掉。顯然，再生制動比電阻制動在經濟上合算，但是技術上比較復雜，而且它只能用於由電網供電的電力機車和電動車組，反饋回電網的電能要馬上由正在牽引運行的電力機車或電動車組接收和利用。
上述各種制動方式中，除磁軌制動和軌道渦流制動外，都要通過輪軌粘著來產生制動力並受粘著限制，所以習慣上統稱為「粘著制動」，並把不通過粘著者統稱為「非粘（著）制動」。
制動機種類
按制動原動力和操縱控制方法的不同，機車車輛制動機可分類為：手制動機、空氣制動機、真空制動機、電空制動機和電（磁）制動機。
（一）手制動機
手制動機的特點是以人力為原動力，以手輪的轉動方向和手力的大小來操縱控制。它構造簡單、費用低廉，是鐵路上歷史最悠久、生命力最頑強的制動機。鐵路發展初期，機車車輛上都只有這種制動機，每車或幾個車配備一名制動員，按司機的笛聲號令協同操縱。由於它制動力弱、動作緩慢、不便於司機直接操縱，所以很快就被非人力的制動機所代替。非人力的制動機成了主要的制動機，手制動機退居次要地位，成了輔助的備用的制動機。但是它的這個「配角」的地位很牢固。在調車作業、車站停放或者主要制動機突然失靈時，手機仍然是一個簡單有效的救急的制動手段。
（二）空氣制動機
空氣制動機的特點是以壓力空氣（它與大氣的壓差，即壓力空氣的相對壓強）作為原一以改變空氣壓強來操縱控制。它的制動力大、操縱控制靈敏便利。
我國鐵路上習慣於把壓力空氣簡稱為「風」，把空氣制動機簡稱為「風閘」。依此類推風缸、風泵、風管、風壓、風表等名稱均由此而來。直通式空氣制動機的基本特點是：列車管直接通向制動缸（「直通」），列車管充氣（增壓）時制動缸也充氣（增壓），發生制動；列車管排氣（減壓）時制動缸也排氣鹼壓），發生緩解。它的優點是構造簡單，並且既有階段制動，又有階段緩解，操縱非常靈活方便。缺點是當列車發生分離事故、制動軟管被拉斷時，將徹底喪失制動能力，而且，列車前後部發生制動作用的時間差太大，不適用於編組較長的列車。因此，列車操縱後來就改用了自動式空氣制動機。
2．自動式空氣制動機
自動空氣制動機包括機車制動機和車輛制動機，分別安裝在機車和車輛上，構成制動機的一個整體。自動空氣制動機由下列主要部件組成，並分別用管路連接。
(1)空氣壓縮機——一般稱為風泵。利用機車的蒸汽或柴油機、電動機作動力，將空氣壓縮成壓力空氣，供製動系統及其他風動裝置使用。在制動機中稱壓力空氣為風或氣。
(3)總風缸——機車貯存壓力空氣的容器。因沒有壓力調整器，能自動控制空氣壓縮機的運轉或停止，使總風缸的空氣壓力始終保持為8~9kgf／cm2。
(3)給風閥——為調節壓力空氣的部件，總風缸的高壓空氣經給風閥調整為規定的風壓後，送入制動管。我國規定貨物列車制動管風壓(簡稱定壓)為5kgf／cm2，旅客列車為6kgf／cm2。
(4)自動制動閥——簡稱大閘或自閥，是司機操縱列車制動機的部件。機車上還裝設單獨調動閥(或稱小閘、單閥)，單機運行時，司機使用單獨制動閥操縱機車制動機。
(5)副風缸——是每個車輛貯存壓力空氣的容器。機車上因有總風缸，不另設副風缸。
(6)制動缸——是將空氣壓力轉變為制動原動力的部件。利用壓力空氣推動制動缸活塞，壓縮緩解彈簧，使活塞桿推出產生制動作用；如排出制動缸的壓力空氣則緩解彈簧推回活塞，使制動機緩解。機車車輛都裝有制動缸。
(7)三通閥——裝設在車輛上，是依靠制動管風壓的變化使制動機形成制動或緩解等作用的部件。機車上使用的是分配閥，它控制機車(及深水車)的制動和理解等作用。
與直通式相比，在組成上每輛車多了一個三通閥6和一個副風缸8。「三通」指的是：一通列車管，二通副風缸，三通制動缸。
（四）電空制動機
電空制動機為電控空氣制動機的簡稱。它是在空氣制動機的基礎上加裝電磁閥等電氣控制部件而形成的。它的特點是制動作用的操縱控制用電，但制動作用的原動力還是壓力空氣（它與大氣的壓差）。在制動機的電控因故失靈時，它仍可以實行空氣壓強控制（氣控），臨時變成空氣制動機。
（五）電磁製動機
操縱控制和原動力都用電的制動機稱為電磁製動機，簡稱電制動機。例如軌道渦流制動和旋轉渦流制動，其操縱控制和原動力都用電，所以，採用這兩種制動方式的制動機都屬於電磁製動機的范疇（其實，對於這種制動方式，制動機和基礎制動已很難截然分開了）。

E. 內燃機車大閘小閘作用是什麼

大閘用於全列制動；小閘只可用於單機制動。大小閘均需要風壓達到要求（一般是600kP），這樣才能保證制動時達到最佳的制動效果。

F. 列車中車輛的制動與緩解作用，是由什麼操縱制動來實現的

1、閘瓦制動

過去，鐵路機車車輛採用的制動方式最普遍的是閘瓦制動。用鑄鐵或其他材料製成的瓦狀制動塊，在制動時抱緊車輪踏面，通過摩擦使車輪停止轉動。在這一過程中，制動裝置要將巨大的動能轉變為熱能消散於大氣之中。

而這種制動效果的好壞，主要取決於摩擦熱能的消散能力。使用這種制動方式時，閘瓦摩擦面積小，大部分熱負荷由車輪來承擔。列車速度越高,制動時車輪的熱負荷也越大。

如用鑄鐵閘瓦，溫度可使閘瓦熔化；即使採用較先進的合成閘瓦，溫度也會高達400~450℃。當車輪踏面溫度增高到一定程度時，就會使踏面磨耗、裂紋或剝離，既影響使用壽命也影響行車安全

2、盤型制動

它是在車軸上或在車輪輻板側面安裝制動盤，用制動夾鉗使以合成材料或者粉末冶金製成的兩個閘片緊壓制動盤側面，通過摩擦產生制動力，使列車停止前進。由於作用力不在車輪踏面上，盤形制動可以大大減輕車輪踏面的熱負荷和機械磨耗。

另外製動平穩，雜訊小。盤形制動的摩擦面積大，而且可以根據需要安裝若干套，制動效果明顯高於踏面制動，尤其適用於時速120公里以上的列車，這正是各國普遍採用盤形制動的原因所在。但不足的是車輪踏面沒有閘瓦的磨刮，將使輪軌粘著惡化；

制動盤使簧下重量及沖擊振動增大，運行中消耗牽引功率。踏面制動和盤形制動都要通過輪軌之間的粘著來實現，因此都屬於粘著制動。

列車制動原理：

由制動裝置產生的與列車運行方向相反的外力，稱為「制動力」。這是人為的阻力。由於行車安全的需要，制動力比在列車運行中由自然原因產生的阻力一般要大得多。

列車制動在操縱上按用途可分為「常用制動」和「緊急制動」兩種。在正常情況下為調節或控制列車速度包括進站停車所施行的制動，稱為「常用制動」。

它的特點是作用比較緩和而且制動力可以調節，通常只用列車制動能力的20%~80%，多數情況下只用50%左右，在緊急情況下為使列車盡快停住所施行的制動，稱為「緊急制動」（在中國也稱為「非常制動」）。它的特點是作用比較迅猛而且要把列車制動能力全部用上。

G. 內燃機車的制動設備

內燃機車都裝有一套空氣制動機和手制動機。此外，多數電力傳動機車增設電阻制動裝選，液力傳動機車裝有液力制動裝置。

H. 內燃機車的輔助裝置

用來保證柴油機、傳動裝置、走行部、制動裝置和控制調節設備等正常工作的裝置。主要設備包括：燃油系統——保證給柴油機供應燃油的設備及管路系統；冷卻系統——保證柴油機和液力傳動裝置能夠正常工作的冷卻設備和管路系統；機油管路系統——給柴油機正常潤滑的設備及管路系統；空氣濾清器——過濾空氣中灰塵等贓物的裝置；壓縮空氣系統——供給列車的空氣制動裝置、砂箱、空氣笛及其他設備壓縮空氣的系統；輔助電氣設備——蓄電池組、直流輔助發電機、柴油機起動電機等。

I. 列車制動

列車制動主要靠閘缸里的風使閘瓦動作,若無風源閘缸里的風會漏完,閘瓦就不管用了,故一般停車超2小時,應用鐵鞋防溜