為何鐵路列車的機械制動系統多採用氣壓做動力而不像汽車和飛機一樣選擇電控液壓?
在每節車廂安裝獨立的電控液壓泵系統,由液壓系統驅動剎車,是否可行?
每次寫評論里都沒人看。
1. 液壓不方便編組。
液壓在編組的時候還要注意不能漏液,密封處理不好的話,制動液漏光了,車就沒辦法跑了,氣壓就不需要關注這個問題。
液壓管道密封不好的話,制動液還會蒸發,有些備用車底可能一年也用不了幾次,不可能每次用的時候再加制動液。
2. 液壓傳動不適合遠距離輸送,火車比飛機和汽車都長的多。
液壓管道越長,維護越困難,而且還要解決管道的耐腐蝕、制動液的雜質問題。空氣對管道基本沒有什麼腐蝕作用,少量的雜誌對於氣壓傳動沒太大影響。
3. 氣壓制動也不是用在所有列車上。
現在有些車支持電制動(比如動車)。
大秦線上超長編組上有實驗過電控制的空氣制動,目的是解決空氣制動速度太慢的問題(空氣制動傳輸速度不能超過聲速,大秦線上車輛的長度可能很長)。每隔若干輛車底,設置一個制動單元,制動單元由電控制,用空氣制動,國外用這種方式的比較多(ECP制動在重載鐵路上的運用_百度文庫)
4. 空氣容易壓縮
車上存儲點壓縮空氣很容易,並且空氣重量很輕,但要保存有壓力的制動液就非常複雜了。
火車與飛機不同的地方在於:飛機上的液壓是用來傳遞動力的,火車上的氣壓是用來緩解制動,火車上的壓力是要保持的。
即使加入了電,也是電制動+空氣制動混合使用,或者電負責傳遞控制信號,制動仍然使用空氣制動。而不是電+液,因為液體太難壓縮了。
主要是成本和操作問題!風管和空壓機成本低,連接容易!即使管路泄露不會污染線路!還有考慮整車質量,液壓油也不輕,整列車會增重很多!而且風壓不僅僅用於制動,給水衛生系統,空調系統門系統,都需要用風,你不能全改成液壓系統吧!液壓系統維護也比風壓成本高!一旦車上泄露,污染車輛,而且會很有味道!風管局部出現泄露可以截斷,從新充風,油路漏了,油沒了可沒法半路添加!總不能留個車拉油不是!
首先,便宜。風機和風管比油泵便宜,還不需要液壓油。
其次,安全。火車是減壓制動,制動系統故障【風機不打風,制動管漏氣】會自動制動。液壓做減壓制動會吐血的吧。。加壓制動漏了就完蛋了
然後,方便。液壓系統連上以後還得灌液壓油同時排除空氣,氣動系統直接接上就行了。火車編組不固定,這樣方便。
最後,飛機是因為別的地方也有液壓,沒必要單獨弄一套氣動剎車。汽車的話,小型車是液壓的。卡車和大型客車很多氣動剎車的……
徐老師說的極對...風管裝置好連好解是一個很重要的原因...編組比較靈活的
還有制動速度的問題,氣動的話,反應速度(尤其是制動箱-活塞部分)會比液壓快許多。氣動穩定性高,安全性也高於液壓傳動與制動...
成本也是氣動低一些,修起來也是風管好檢修,故障比較容易發現,也不存在管道污蝕的問題,相信我...早期的的CRH2和它日本的祖宗都是使用壓縮空氣轉油壓增壓缸帶動液壓夾鉗制動的。制動活塞做的非常小,和可樂蓋子差不多,然後壓力就去到900kpa?(忘了確切數字,機車緊急制動是450kpa)。然後密封圈、閘片、制動盤等維護周期和費用就呵呵呵。所以後期中車全部改回氣壓夾鉗。
液壓最大的優勢是響應快,所以需要精密控制的地方一般都會用液壓。氣壓最大的問題是控制信號的傳輸速度不能超過1馬赫,在重型半挂車上這個延遲就已經很難以接受了,更不用說飛機了。
軌道列車對響應速度的要求不高,但是對可靠性要求高,壓縮空氣的可靠性要比液壓油更高。
更新
本答案有些許問題,特更新如下,並感謝評論者的提醒,不列舉名字了,大家看評論區。
1 大卡車,大客車,工程車由於重量太重,使用了氣壓制動,主要原因是剎車要用的力量太大,人力無法達到。發動機帶動壓縮機壓縮空氣,壓縮空氣存儲在儲氣罐中,當駕駛員踩下剎車踏板,高壓氣體通過管路傳遞到剎車分泵,放駕駛員抬起剎車踏板時,管路壓力釋放到外界,聽到放氣聲,駕駛員不直接導致制動力,而是控制高壓管路空氣的制動力,所以叫四兩撥千斤。
2 轎車用油剎,是因為車輛本身質量小,駕駛員用腳踩下剎車踏板,剎車力通過油壓傳遞到剎車分泵,就足夠講車輛剎停,相對氣動剎車,油壓剎車系統更簡單,無需空壓機和儲氣罐,多了真空助力,而且使得ABS和ESP更容易實現。
我在原答案里說的是一種排氣駐車制動,沒有高壓氣,駐車制動就發生作用,也更安全。而轎車傳統的手剎就是一根拉線剎兩個後輪,這裡強調一下,轎車剎車傳遞到每個車輪的壓力我記得大概是2mpa以上,也就是20公斤以上,而手剎的力量是達不到那麼大的壓力的,所以不要期望在剎車系統故障的情況下在行車過程中使用手剎代替剎車!
柴油發動機還有在排氣端使用了排氣制動,主要就是一個碟閥,來關閉碟閥,使排氣不暢,來降低發動機轉速,來倒拖車速,起到剎車的作用,但在實際使用過程中不建議頻道使用排氣制動,因為排氣制動會使排氣被壓過高,導致增壓器內部高壓,潤滑油衝壓端溢出,導致故障。
我不是制動方面專家,不對之處歡迎指正。
PS:關於真空助力,當發動機故障無法啟動時,在另一輛車使用拖車繩拖車的時候,可以掛入相應車速檔位,此時發動機被車速倒拖,發動機依然會吸氣建立負壓,真空助力泵依然發揮作用,剎車依然輕鬆,轉向依然會有助力(液壓助力轉向系統),雖然現在基本都使用工程拖車,但某些時候需要拖拽的時候,請務必在車速起來後掛入檔位。本人實際測試過!
以下原答案。
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我不知道鐵路
大卡車都用氣剎,平時你注意就是聽到大卡車剎車時發出「呲」的一聲響。
包括大客車,工程車輛都用氣剎。
為什麼呢?
準確的說這叫放氣剎車!
主要是為了需要大的剎車力和制動安全,因為氣剎的原理是,發動機帶動空氣壓縮機打壓儲氣罐,儲氣罐的壓力會到制動器,靠氣壓抬起剎車,駕駛員踩下剎車踏板其實是放氣的過程,放氣就會剎車,就像你聽到大卡車剎車時放氣的聲音。精妙之處在於,當發動機或者整個氣動剎車系統出現故障時,無法建立剎車系統的壓力時,剎車總是在「剎」的狀態。
打個比方,當一輛大卡車在下坡時突然發動機熄火併無法再次發動,駕駛員踩下剎車放氣後,因為發動機無法繼續帶動空壓機打氣,儲氣罐壓力在駕駛員頻道踩下剎車後無法建立高壓,剎車最後無法抬起,就會抱死剎車,從而起到就算車輛故障,剎車還是會起作用。
我們再來看用油剎的小轎車,油剎的原理是簡單的液壓油缸結構,駕駛員踩下剎車踏板,將剎車總泵(主油缸)的剎車油傳遞到四個車輪的剎車分泵(次油缸),帶動分泵活塞壓縮。中間會有個真空助力(簡單理解就是從進氣管接一根氣管,當發動機運轉時,發動機吸氣導致進氣管負壓,利用這個負壓來讓踩剎車更輕鬆,所以發動機熄火後,踩幾腳剎車把真空助力泵的負壓用完就沒助力了,剎車會很硬)
你們發現區別沒?一個剎車系統是用在克服系統剎車力,一個是建立剎車力。
那麼為什麼轎車不用這種非常安全的氣動剎車系統呢?人少就不是生命了嗎?
答案是浪費!你有沒有發現使用氣動剎車系統的都是大貨車,大客車,工程車等笨重的車輛,因為質量大,再加上負載後質量更大,必須用非常大的剎車力才能行之有效的將車輛剎停,用預置的強大剎車力剎車,而駕駛員的剎車動作不過是放氣來釋放這個剎車力,豈不是四兩撥千斤的好方法,而且還有之前提到的就算故障也能剎車的作用。而小轎車本身質量小,油剎就足矣,而且就算髮動機故障沒有真空助力,在大力出奇蹟的奇妙構想下,用請使出吃奶的力的方針指引下,還是可以有效的將車輛剎住的,只是這一過程不能頻繁重複,再加上手剎車的輔助(傳統手剎車是一套獨立的小系統,用拉線,即使沒有剎車油,手剎車還是有用的),完全有能力將車輛控制住
所以火車。。。那麼多節車廂。。。那麼大的載重。。。用火車司機的腳力。。。。are you kidding me ?
那麼油剎就不能用在重載大負荷了嗎?
也是可以的,不過系統更加複雜,成本更加高,而且液體不像氣體一樣可以壓縮,發動機要不停的給油缸做功建立壓力,消耗太多的功,所以目前而言,氣動剎車是大型車輛的不二之選,具有安全,經濟,便宜,可靠,高效等特點,是您上山拉貨,下河挖沙,客貨兩用的必備神器!
有客官提出疑問,你說了半天,還不是看到新聞那麼多大車剎不住車,出了那麼多重大事故,尤其下坡路直接就把收費站給推平了,難道我聽說的「珍愛生命,遠離大車」的傳說是假的?
那並不是系統沒有剎車,是制動器剎不住車了!如果你走過有貨車的盤山路,你會發現很多貨車一邊走,一邊還漏水,其實不是漏水,是給車輪制動器噴水降溫,以防止剎車鼓高溫失效,而且路上時不時會有「免費加水」的廣告,你以為大貨司機那麼能喝水?或是當地民風純樸,助人為樂,免費給路過司機提供免費茶水?
土樣土山炮!
其實,卡車客車也是斷氣剎。。。。
因為空氣到處都有
火車卡車免不了有一些漏氣
液壓油沒了你就死了
壓縮空氣打打就有了
更新日誌
2017.06.17
1、添加了關於直接空氣制動系統的內容,感謝評論區中大佬的意見。
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嗯……看了下回答,貌似各位dalao的回答都跑偏了。
按照答主的意思,顯然是基於現有的空氣剎車系統的改進。
首先我們要知道,火車的剎車系統和貨車客車是不一樣的。
一個明顯的區別是,列車空氣制動系統中有一個叫做總風管的東西。
氣剎的基本原理是,在輪對上有個叫做制動缸的東西,當你給它加壓時,受不了重壓的活塞就會往外跑,和車廂小姐姐的玉(lun)足(zi)親密接觸(好羨慕)
然後嗎……摩擦摩擦,摩擦摩擦……就這麼停下來了。
那麼,怎麼把車開起來呢?只需要把制動缸里的氣排掉就好了。這個過程就叫做緩解。最初的時候,我們直接把風管和制動缸連在一起。
等等,這裡出現了問題:如果直接把風管連到制動缸上面,那沒有氣的時候豈不是沒有制動力了?這個不符合故障導向原則呢(車輪制動踏面:我要舔小姐姐的腳,哪怕是風管沒有氣我也要舔~哼~)
所以,在每節車廂上有一個副風缸用來儲氣,通過三通閥和總風管、制動缸相連。
當列車處於緩解狀態時,總風管和副風缸相連,制動缸和大氣相通。
總風管減壓,副風缸和制動缸相連,產生制動力,讓車輪制動踏面和小姐姐的玉足摩擦。
總風管加壓,制動缸和大氣連接,排氣,把讓人羨慕嫉妒恨的踏面叫回來~
所以,這裡的總風管有兩個作用:一是減壓傳遞制動信號,二是緩解時給副風缸補充氣壓。
可惜好景不長,困擾工程師們的另一個問題產生了。通常在空氣中機械波傳播的最快速度也就是聲速,在動輒幾百米甚至上千米的列車上就會產生制動不同步的問題。前面的車廂剎車了,後面的還在往前擠(擠擠更健康——才怪)
於是天才的工程師少女(劃掉)想出了電信號控制空氣制動,能夠讓不同位置的車廂同時剎車。
那麼,現在我們還有一個問題——總風管的另一個職能——補充風壓,能夠被取代掉嗎?(連接風管太麻煩了啊!而且還有某些詭異的事故)
由此,產生了這個腦洞:基於電信號控制的車輛單元液壓制動系統(一聽就很腦洞系列)。
基本思路是,我只要用全列的控制線傳遞制動信號,然後由每節車廂的電驅動液壓制動機進行上面的操作。
如果這個腦洞能夠化為現實,毫無疑問列車的緩解速度將得到提升,畢竟不用 把幾百米長的管子從 300K pa充氣到600Kpa了。
現階段的問題是:
1、如何設計一套簡單有效可靠的制動系統。畢竟這基本上從未有過先例,而且剎車油的收集也是個頭疼的問題。
2、喜聞樂見的舊事物和新事物關係。
這個腦洞簡直是要革了舊的空氣制動系統的命,而且是在現在這種有多重製動方式的前提下。
有答主提到了電制動,電制動比起空氣制動有諸多優點,一個顯著的特點是——沒有閘瓦和輪對的摩擦了(鼓掌撒花,車廂的玉足是全鐵道宅的寶物!),對輪對和閘瓦的損耗都減輕不少。部分能量還可以回饋到電網裡面。尤其是對電力動車組列車( EMU ,電聯車),電制動成為推薦的常用制動手段。空氣制動基本上已經是緊急手段了。
( 嗯這時候就要提到某兩個少女工程師在京滬線上干仗的事情了 @西園寺鈴 @梁凌薇 )
那麼,既然電制動已經成為動車組的常用制動選擇,自然就無需考慮更改設計裝上這個液壓制動機。
對於機輛模式的客車、貨車而言,顯然沒有這種方便的電制動。
但是,客車是成百上千條人命,貨車是成千上萬的直接經濟損失,任何一個人都不敢隨便換掉成熟的剎車系統。這就回到了第一條問題——能不能設計出這樣一個可靠的制動系統。
我想,有著空客那樣的電傳先例,造出這種東西肯定是不成問題的,至於成本嗎……
(來來來先不要提好不好用,我們先來算算這趟能賺多少錢——某精明的貨運機車工程師艾瑞莎)
1、爪機碼字超級累的⊙﹏⊙;
2、對這裡面的賣萌語句敏感的人士請輕噴,我的語言功底不深,只能這麼寫 QAQ ;
3、這裡出現的梗來源於《天朝鐵道少女》系列作品,但本帳號的任何言論與該系列創作社團無關。
4、畢竟是辣雞的交通愛好者,如有he"shi"shid的出入請麻煩告知我~
大概就是成本和安全問題。液壓油成本可能比較高而且還算進車重。風管制動可以起到相當安全的制動作用。但是郴州事故除外,那是風管塞子堵死了。
我想來個長篇大論,但手機碼字,有些慢。更新完畢!
第一講:制動系統的特點。
任何交通工具的制動系統,終極目標是無限高的可靠性,即不得出現制動失效的情況。但現實很殘酷,制動失效仍舊是制約交通工具發展的最大敵人。
交通工具的制動過程是將動能轉換成其他能量,達到降低速度或停止運行的作用。這個過程需要有驅動制動系統工作的動力,同時也要將交通工具本身動能轉換成的其他能量進行消耗或回收,所以制動是極其耗費資源的過程。
機械工程師們最大的心愿就是用最少的能量驅動制動系統,把交通工具動能充分利用,並在最短的時間將交通工具停下來。
在這種研製背景下,制動系統的特點便形成了,即用最少的能量,在永不失效的情況下快速高效的工作。
第二講:氣動,液動系統的特點。
氣動和液動系統都是以流動介質為能量傳遞介質工作的系統,它們只是介質,不是動力源,均具有遠程控制,遠距傳輸能量(動力),等共同點。但有著明顯的區別。
液動系統具有傳遞能量大,反應速度快,介質幾乎無壓縮的特點。因為液壓系統失去動力後,即刻停止工作,要求動力源穩定不間斷。
氣動系統的特點與液動相反,反應速度慢,能量使用效率低,介質極易被壓縮並儲存能量。動力源暫時停止工作後,被壓縮的氣體在減壓膨脹過程中,釋放能量,可以維持氣動系統在一定條件下繼續工作一定時間。
除氣動和液壓系統外,還有電傳系統,機械槓桿(連桿)傳動系統等。每種系統有著明顯的區別,但也都有其使用的局限性。
在機械設計過程中,具體選取哪種工作系統,要根據工作環境、系統要求、製造成本、操作方法等因素綜合考慮來選擇適當的工作系統。
前面的回答者,提到的系統重量,系統漏泄,製造成本,可靠性等,這些條件中有些是可以通過技術改進來解決,有些是揚長避短忽略缺點,有些是利用兩種系統,相輔相成趨利避害,具體選擇哪種系統是一個綜合考量的過程。具體到不同交通工具的制動系統,選用不同的傳動系統,是通過長期試驗和經驗總結,在血與淚的教訓下,最終確定下來的,而且還在不斷的完善中。
第三講:火車制動系統
火車是成列運行在相對封閉的軌道上,由機車牽引,按照調度部門編製的列車運行圖,在固定的時間和速度下運行的交通工具。火車司機嗎,就是執行調度命令,監控機車運行與線路狀態,處理突發情況。所以火車對制動系統的要求是,機車控制全列車制動系統的動作,並提供製動所需的動力,由於運行線路相對封閉,調度系統的預警功能,對制動系統的靈敏度要求不是很高,正常運行的列車緊急制動距離不超過800m即可。而且允許在部分車輛制動失效或人為關閉情況下,列車制動能可靠動作,不影響行車安全,但要杜絕出現全列制動失效。遇到機車故障或列車分離等情況,列車能夠自動停車,防止事故的擴大。
按照以上要求,火車制動選用了氣動系統。由於氣動系統升壓緩慢,減壓迅速的特點,將火車的制動機設計成為減壓制動,增壓緩解,保證列車制動系統操作的反應速度和安全性性。為火車制動機下個定義:以壓力空氣作為制動力傳遞介質,通過改變壓力空氣的壓力,來達到控制制動系統工作的制動系統稱為空氣制動機。
具體實現辦法是在每個車輛上預設一個壓力空氣容器(副風缸),用於儲存制動所需的動力;並在每輛車上安裝一個稱為三通閥的自動控制機構(改進結構又稱為分配閥、控制閥等,但工作原理不變);用有活塞制動缸作為最終的制動作用執行機構,由壓力空氣驅動活塞動作。所有車輛通過列車制動主管與機車相串聯,機車上安裝氣泵製造壓縮空氣,通過主管向車輛輸送壓縮空氣,並通過改變主管壓力來控制全列車的制動、緩解作用。當全部列車編組完成後,制動主管將機車的制動操作機構與全列車的制動機相連,首先由機車向車輛制動機輸送壓縮空氣,壓縮空氣經過三通閥充滿副風缸;需要制動時,機車將制動主管的壓縮空氣排出部分或全部,激發三通閥動作,三通閥內部的活塞由於壓力的變化發生移動,帶動內部壓縮空氣流動的孔路發生變化,將副風缸的壓縮空氣引入制動缸,驅動制動缸活塞動作,完成制動作用。需要緩解時,由機車再次向制動主管補充壓縮空氣,三通閥內部的活塞由於壓力的變化向反方向移動,帶動內部壓縮空氣流動的孔路發生變化,將制動缸的壓縮空氣排向大氣,且再次將副風缸的壓縮空氣充滿為下次制動做準備。如此設計的好處是當機車故障或列車分離時,制動主管破損後,三通閥可以接到減壓的信號,從而對觸發制動作用。
這種制動方式,從上個世紀初期便在全世界的鐵路中使用,但隨著列車編組的增加,運行速度的提高,其各種弊端也顯露出來。例如制動、緩解操作傳遞速度慢,列車前部與後部制動、緩解動作不同步,造成列車縱向衝動過大,造成車鉤拉斷,緩衝裝置破損等。管系漏泄後引起的意外製動造成的嚴重後果。空車、重車混編,載重與制動力的比值不一致,列車中部的車輛出現前堵後擁,輪軌減載,存在脫軌風險等。所以在後來火車的制動機出現了三壓力控制機構(歐洲),空重車自動調整裝置(貨車),電控空氣制動機(客車)等。但萬變不離其中,均是空氣制動機的變種。
沒有哪種系統更能適應火車這種交通工具了。
而且火車制動機中,絕大多數在空氣制動缸後,還安裝有槓桿結構的機械傳動裝置,所以說火車制動機是氣動與槓桿傳動的組合體。
火車上還有一套以人力為動力的制動系統,叫人力制動機,但制動力要小的多,只能保證車輛單獨停放時,不至於出現溜車的駐車制動。
註:高速動車組制動系統也有空氣制動子系統。但不在此範圍內分析討論。
第四講:飛機制動系統
飛機準確的說是現代的飛機,對制動系統的要求,則比較奇特,分為高速期和低速期。高速期主要以提高空氣阻力制動,例如發動機反推,擾流板,減速傘等措施。但這些制動措施在低速時,效果會大打折扣,此時才用到了起落架輪上的制動裝置。飛機制動,不是單一個系統在工作,而是好幾種不同形式的系統同時工作的結果,各系統間起到了相互備份冗餘的作用。不論哪個系統,單獨出現故障,其他部分仍然能夠保證把飛機停下來。
現代飛機各個制動系統均採用的是液壓傳動系統,它們是利用了液壓系統的高可靠性、高反映速度、操作中的高準確度等特點。至於失去動力源停機的情況,由於飛機設計時動力配置的冗餘,主發動機兩台甚至更多,大型客機還單獨配有備用的柴油發電機組提供電力和液壓系統動力。而且飛機失去動力源也意味著全部都結束了,還要制動幹什麼?所以飛機則選擇了液壓系統。
最早的飛機制動系統是拉線傳動的系統,屬於機械傳動中連桿傳動的變形。
第五講:大型汽車制動系統
汽車制動系統則要區別看待了,大型汽車,包括大客車、大貨車也使用空氣制動,但與火車不同的是大型汽車採用的增壓制動,減壓緩解。即制動踏板控制的其實是一個閥門,踩下踏板,向制動盤卡鉗活塞缸注入壓力空氣,產生制動作用。鬆開踏板卡鉗活塞缸壓力空氣排向大氣,緩解。
之所以採用空氣制動機,其原因還是動力源的問題,沒有哪個汽車有多個動力源,發動機停機後,制動失效的情況也要杜絕。所以,在大型汽車上還有一個氣缸,存有大量的壓縮空氣,即使發動機停機,氣缸內的壓縮空氣也能支撐到車輛停車。
液壓系統不具備此功能。而機械傳動是以人力為動力的制動系統,制動力又不能滿足如此重量的玩意停車。空氣制動就成了不二的選擇,大型汽車上的手剎是機械制動,但它的作用是停車狀態下,車輛防溜,車要跑起來靠它停車,還是想想就算了。
第六講:小型汽車制動系統
小型汽車就有所不同了,因為它的自重比大型汽車小的多,所以人力即可保證車輛的安全制動。它的制動系統叫液壓助力制動系統,它是與飛機的液壓系統有本質區別的,它的制動力來源是以人力為主,液壓助力系統的核心是增壓缸,是將人力放大若干倍後,傳遞到制動卡鉗。這種液壓系統在車輛運行時,發動機可以提供一定的制動力輔助,但不起決定性作用,在沒有發動機輔助的情況下,制動力也能滿足車輛停車的要求。這種液壓助力制動系統類似於油壓碟剎的山地自行車制動系統,只是結構變化而已,原理不變。
大家聽過某款神車,高速上熄火制動失效,車毀人亡,則是這套系統出現了問題。
小型汽車之所以選擇液壓助力系統,也是因為便於加裝ABS、ESP等安全輔助系統,機械傳動系統的則沒有這個功能。
看到機械類問題,總是想獻個丑。
猜想有以下幾點:
1,火車箱是插拔式的,經常編組,經常插拔,氣管比油管操作簡單,乾淨。最重要的,經常插拔油管的話,油路會進氣,會進氣,會進氣,造成失效,同時還要經常補充液壓油。
2,一列火車有很多接頭,滲漏隱患大,油壓的話,少量滲漏會嚴重減壓,因為液體不可壓縮(參考煤氣罐檢測原理),是很大的問題,氣壓好得多,少量滲漏也能保證工作壓力。
3,一列火車,用油剎的話,管路幾百米長,液壓油的自身慣量已經非常大,液壓主機負荷很重,氣路中空氣的慣量要小得多。鐵道車輛專業畢業生來答一題,本科畢業設計做的就是列車制動系統相關的內容,不過研究生跑去學習高速受電弓了,對於制動系統的學習和了解就沒有那麼深了,不過還是可以寫一下比較基礎的東西。還有,其實題主能來問這種問題說明專業程度肯定不低的,但還是想盡量寫基礎一些,路過的朋友們看起來也會輕鬆一點。
列車的制動方式分為好幾種,我們現在常見的是電制動和摩擦制動的組合,電制動只能使用在帶動力的車上,比如機車、動車組的動力車等,通常發生是在列車制動的開始階段,這時候列車速度比較高,制動指令發出後牽引電機反轉成為發電機,可以把動能轉化為電能,產生的電要麼回送到電網,要麼通過電阻耗散掉。使用電制動主要是為了節約能源以及增長閘瓦或者制動盤的使用壽命,畢竟這些易耗件的成本也是很高的。摩擦制動就和汽車制動一樣了,通過驅動一系列的機構最終向閘瓦或者制動盤提供摩擦力來施加制動,摩擦制動基本上可以分為空氣制動和液力制動兩種方式。
現代鐵路的摩擦制動基本上就以空氣制動為主了,只有在一些很特殊的車輛上才會使用液力制動。空氣制動系統主要由供風系統、控制系統和執行裝置組成,液力制動系統只是將供風系統換成了油箱、油泵和管路。鐵路行業發展了這麼多年,大家發現用來用去還是空氣制動最好用,而工程師們偏愛空氣制動的原因主要有下面幾個。
1. 安全
列車運行過程中安全永遠是最重要的。摩擦制動的制動力都是通過高壓的介質來傳遞的,這時候最怕的就是泄漏。如果使用空氣制動,少量的漏風沒關係,只要空壓機持續打壓,風管就能保持一個相對穩定的壓力,同時空氣泄漏了也只是重新回到大氣中。但是如果液壓系統發生泄漏,那麼壓力就很難保持了,同時液壓油泄漏會造成污染,漏到路基上就不說了,如果漏到鐵軌上,列車很容易發生滑行,再刮個風把沙子吹起粘到鐵路上,分分鐘擦傷輪對。
2.便宜
空氣制動和液力制動相比便宜太多了,空氣到處都是,空壓機一開就不用管了,風管也是普通的管路就可以,相比之下液壓油就太貴了,管路也貴,而且列車通常編組都比較長,需要的油量巨大,而且油還需要定期的更換,再加上還要陪各種油泵,編組越長成本越高。另外一點就是列車上的子系統太多,工程師們都是想方設法讓這些子系統盡量多的共用設備,比如壓力空氣還可以用來驅動受電弓,可以驅動車門等等。
3.高效
除了動車組外所有的列車會根據運營需要不停的編組和解編,空氣制動的車輛只要把電氣線路、風管、車鉤連接以及斷開就能完成編組和解編,但是液力制動的車輛就比較麻煩了,管路連接由於密封的要求會嚴重影響效率。另外液壓油的流動性也不如壓力空氣,對於長編組的列車,會嚴重影響制動效率。
另外,對於題主所說的汽車制動方式,其實有大量的大型汽車也是採用空氣制動的,比如大巴車、卡車等,鐵道車輛制動行業的絕對一哥KNORR-BREMSE(克諾爾)的主營業務就分為鐵道車輛和商用車兩大塊。
第一,制動力來源極便宜。空氣應該是最便宜的了,隨便抽,況且還會排回去,不會對環境造成任何污染。
第二,可以最大程度的保證安全。列車制動機的工作原理是減壓制動方式,即主管壓力下降後制動機開始制動,主管壓力增加後緩解。這樣可以保證當主管出現漏泄甚至列車分離時列車制動機可以第一時間開始施行制動,來確保運行中最大的安全。
第三,列車尤其是貨物列車是不固定編組的,就是每一截車廂會分開重新編成一列新的列車,在這個過程中主管要分開重新連接,如果使用其他制動介質,很可能出現流失浪費,影響經濟效益,同時會污染環境。
如果有更好的見解歡迎評論。
以上。
個人認為是主要原因是這個:
制動系統管路輕微漏泄的話,還可以及時補風。
如果是補油的話,就比較麻煩了吧。
火車的編組不固定,制動主管不可能完全封閉,直接用液壓肯定不行,空氣制動容易多了,漏了風泵打滿就好。如果是電控+液壓傳動,每節車廂的風管全部換成電纜然後再通電機再液壓轉換。。。。。容我去廁所問問哭暈的列檢老鐵。b( ̄▽ ̄)d 就算他同意好啦,但是每年集中修的時候,工務撒道砟的車體,就是往鐵路上撒石子的車體,撒石子的動力就是靠制動主管供風,把石子biu~吹出去,貌似電控做到這些不太可行,或者加掛一節帶風泵的車?不過CRH貌似是固定編組,題主的設想倒是可行,但是又要保證通用性,還要考慮現場救援,就只能全部靠空氣制動了
最主要的原因是:氣動產生的剎車力矩夠用了
簡單,可靠,易維護。
鐵路也有用液壓制動的。大部分鐵路因為空間足夠,所以選擇便宜、方便的氣動系統進行制動。部分城際列車比如單軌車,因為空間受限,所以更傾向採用液壓制動。
絕大部分氣剎都是前半管路是氣體,到剎車內部轉換為油壓制動,這就是為什麼好多氣剎的車也需要加剎車油的緣故。涉獵的知識面比較窄,沒見過純氣體制動的車。和前面的回答差不多,氣體有氣體的優勢,但在制動機構的執行部分液壓也體現出了它獨特的優勢:遇熱體積膨脹小,壓力大,制動可靠。所以大部分車都採用氣「推」油式制動
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