电力机车的检修和维护

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题目： 1． 本课题的来源、选题依据： 2． 本课题的设计（研究）意义（相关技术的现状和发展趋势）： 3． 本课题的基本内容、重点和难点，拟采用的实现手段（途径）：（可以另附页） 4． 文献综述（列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与本课题相关的主要参考要点）： 指导教师意见： 指导教师： 年 月 日 专业部意见： 签字 年 月 日 中期进展情况检查表

年 月 日

课题名 称 学生姓 名 指导教 师 、 主要研 究内容 及进展 尚须完 成的任 务 职 称 学 号 专 业 存在的 主要问 题及解 决措施 指导教师审查意见 专业部审查意见 摘 要

机车制动机是列车制动机的重要组成部分, 同时也是保证列车安全运行。正常调速和可靠停车的重要环节。为了满足铁路运输的需要，必须对机车制动性能提出一定的要求。例如：能产生足够大的制动力；能方便地控制制动力的大小；能与机车其他系统协调；具备先进的经济技术指标等。目前我国国产SS（韶山）系列电力机车所采用的均是DK-1型电空制动机，该制动机是电-空控制方式，具备新型空气制动机的优点，能适应高速以及长大列车的制动性能要求。制动机的性能良好与否，直接关系到行车安全。为保证机车安全运行，制动机的维护与检修相当重要。本文主要介绍电力机车DK-1型电空制动机的检查方法和检修工艺流程，包括空气管路柜、制动机各阀类以及制动机其他部件的检修并介绍了DK-1型制动机的性能试验和维修保养。

关键词: 电力机车; 制动机; 控制关系; 性能试验;保养;

Abstract

The locomotive brake is an important part of the train brake, and insures the safe running of the train. An important part of the normal speed and reliable parking. In order to meet the need of railway transportation, the locomotive braking performance must be put forward certain requirements. For example, can produce large enough braking force; Can easily control the size of the braking force; To coordinate with locomotive other systems; Has the advanced economic technology index, etc. Domestic SS (shaoshan) series electric locomotive to DK - 1 type electric air brake was used as the locomotive brake. Therefore, the requirement for locomotive brake performance, is essentially to DK - 1 air brake performance requirements.

DK - 1 type electro pneumatic brake failure is also the main factors affecting its performance, this article introduced our country develop the DK - 1 type of locomotive brake component and function of the DK - 1 type electro pneumatic brake performance parameters, etc and the DK - 1 type brake has carried on the simple introduction, combined with practical experience, detailed introduces the DK - 1 type brake

performance test and maintenance.

Keywords: Electric locomotive; Brake; The control principle; Performance test; Maintenance;

目 录

摘 要 ............................................. 错误!未定义书签。 ABSTRACT ........................................... 错误!未定义书签。 第1章 绪 论 ....................................... 错误!未定义书签。 第一节 概述 DK-1型机车电空制动机主要部件组成及功用 错误!未定义书签。 第二节DK-1型电空制动机的性能参数 ................. 错误!未定义书签。 第三节 DK-1型电空制动机的控制关系 ................. 错误!未定义书签。 第2章 DK—1型电空制动机故障分析与处理的一般过程 .. 错误!未定义书签。 第一节

DK-1型自动空气制动机的性能试验 .......... 错误!未定义书签。

第二节DK-1型自动空气制动机日常维护及保养 ......... 错误!未定义书签。 结 论 ............................................. 错误!未定义书签。 参考文献 ........................................... 错误!未定义书签。 致 谢 ............................................. 错误!未定义书签。

第1章 绪 论

我国铁路在前，机车制动机几乎完全依赖进口，且绝大部分是美国韦斯丁豪斯系统的空气制动机，如蒸汽机车上就是安装的美国单端操纵系统的ET-6型机车制动机。到了20世纪60年代初期，由ET-6演变成的适合双端操纵的EL-12型机车空气制动机才开始在电力、内燃机车上装用。这两种机车制动机在20世纪70年代还处于数量上的绝对地位，直至20世纪80年代才逐步淘汰。ET-6和ET-14型机车空气制动机是美国20世纪20年代的产品，这些产品在结构上存在固有的缺点：

(1)制动机在操纵时手柄沉重，这一现象在寒冷地区尤为严重，以至影响到乘务员的正常操纵。

(2)在操纵成大列车时，排气缓慢，从而延长了制动距离。

(3)在操纵长大列车时，充气缓慢，特别是在坡道地区，容易形成充气不足而影响形成安全。

(4)在减压操纵时，均衡风缸压力有回升现象，致使减压量不正确。特别是在操纵长大列车减压时，容易造成前部车辆的列车管压力回升，致使前部车辆的制动机自然缓解。

(5)采用金属研磨件，结构型式落后，作用性能简单，检修技术要求高（特别是许多研磨件的检修），劳动强度大。

为解决这一系列问题，适合中国铁路运输的需求，20世纪70年代后期，

我国相继研制成功了JZ-7型机车空气制动机和DK-1型机车电空制动机，并在20世纪70年代初期开始在内燃和电力机车上批量装车使用，JZ-7型机车空气制动机及DK-1型机车电空制动机是分别在美国26-L型电空制动机的基础上，按照中国铁路机车的有关标准与规程等要求，由我国制动科技人员自行开发的新型机车制动机。这两种制动机具有如下特点：

(1)能客货机车兼用，能操纵一次缓解或阶段缓解的列车制动机。 (2)在结构上取消了回转阀、滑阀、鞲鞴胀阀等研磨件（除DK-1型机车电空制动机中的109分配阀保留一个滑阀与截止阀），大量采用橡胶模板柱塞阀、止回阀及O型橡胶密封圈，延长了检修周期，使制造、运用、维修保养等工作较为方便。

(3)均设置了低压过冲性能，采用具有良好的充排气功能的中继阀从而根本上克服了原有机车制动机充排气性能不能满足长大列车的弊端。

随着货物列车牵引质量的提高及准高速客运列车的开行，JZ-7型机车空气制动机及DK-1型电空制动机逐步得到功能的补充与完善。20世纪90年代，制动机的重联、列车电空制动控制、与列车运行监控记录装置的配合、空电联合制动等多项技术也在这两种机车制动机上得到广泛的应用。特别是本世纪初逻辑控制单元在DK-1型机车电空制动机上的应用，使其具备了通过软件的调整实现不同逻辑组合，以达到控制不同车型及新的功能增加与调整的目的。 DK-1型机车电空制动机及JZ-7型机车空气制动机作为我国主要的机车制动机，20多年来已装车近万台套。实际应用证明，它们确实是适应于中、低速机车与

动力车的成熟、经济、适应、可靠的机车制动机、然而也暴露一些惯性质量问题，包括部分部件设计上的不足以及制造方面的质量问题，影响了使用。同时由于它们信息化技术应用的滞后。已难满足现代列车操纵、控制和安全性能的要求。我们只有按照“先进、成熟、经济、适用、可靠”的设计原则，以“标准化、系统化、模块化、信息化”为设计方向，实现我国机车制动机技术的跨越式发展。

第一节概述 DK-1型机车电空制动机主要部件组成及功用

1、概述

SS4改、SS7E和ss9型电力机车所采用的DK-1型机车电空制动机，从制动机综合功能来讲，与其他机型相比，有较大的改进，除了保留原有的DK-1 型电空制动机的减压准确、充风快、停车快、操纵手柄轻巧灵活、司机室内噪声小以及结构简单、便于掌握、便于检修和具有多重性的安全措施等特点外，还具有列车电控制动、空电联合制动、列车平稳操纵制动、与监控装置配合的自动常用制动等功能。而电路设计中采用制动逻辑控制装置，取代了原有的DK-1型机车制动机上的中间继电器、阻流二极管、压敏电阻，使原有的制动机触点逻辑改为软件逻辑控制，实现了DK-1制动机电气原理的简统化，维修更方便，提高了制动机性能。 2、主要部件组成及功用

DK-1型电力机车制动机系统由司机室内的电控制动控制器和空气制动阀等操纵部件以及车体内的空气管路柜中的电空制动屏、分配阀、紧急阀、电动放风阀、空电联合转换装置等组成。主要部件如下：

电空制动控制器（简称大闸）——用它来操纵全列车的制动和缓解。它有六个工作位置:过充位、运转位、中立位、制动位、重联位和紧急位. 空气制动阀（简称小闸）——用它来单独操纵机车的制动和缓解,而与列车

的制动与缓解无关。它有四个工作位置:缓解位、运转位、中立位和制动位。通过其上的电-空转换板杆,可以操纵全列车的制动与缓解。手把下压可以单独缓解机车的制动缸压力。

电空阀——它受电空制动控制器的控制,接通或切断有关气路。设有过充、中立、排1、检查、排2、制动、缓解、重联和与机车辅助系统管路共用的撒砂等电空阀。

中继阀——它根据均衡风缸的压力变化来控制列车管的压力变化,从而完成列车的制动.保压和缓解等作用。

分配阀——它是根据列车管的压力变化而动作,并接受空气制动阀的控制,向机车制动缸充气或排气,使机车得到制动、保压和缓解的作用.

电动放风阀——它主要受电空制动器和自停装置的控制,直接将列车管的压力空气快速排入大气,使列车产生紧急制动。

紧急阀——在列车管的压力快速下降时动作,加速列车管的排风,同时接通列车分离保护电路,使列车紧急制动的作用更可靠。

压力开关——它在均衡风缸压力变化时进行电路的转换。设有两个压力开关,满足列车管最大和最小减压量的控制需要。

转换阀——它是手动操纵阀,通过它进行管路转换。其中一个串接在两个初制风缸中间,以使在不同的列车管定压下达到满意的初制动效果;另一个串接在电空制动屏均衡管与均衡风缸之间,在电空部件故障影响均衡风缸的充排气时,切除电空制动屏均衡管。

重联阀——它是一种手动操纵阀,有本机和补机两个作用位置。在多机重联运行时,使所有机车的制动和缓解作用协调一致,且在机车分离后,保护机车的制动作用。

第二节DK-1型电空制动机的性能参数

DK-1型电空制动机具有良好的灵活性和适用性，其主要性能见下表： 序项 目 号 1 2 3 全制动时制动缸最高压力（kPa） 制动缸压力由零升至280kPa的时间（S） 缓解位，制动缸由300kPa降至40kPa的时间（S） 表 单独制动性能表

技术要求 300 ≤4 ≤5 序号 1 2 3 4 5 6 项 目 初制动制动管减压量（kPa） 运转位，制动管由零充至480kPa的时间（s） 均衡风缸自500kPa常用压减至360kPa的时间(s) 常用全制动时,制动缸最高压力(kPa) 常用全制动时,制动缸升至最高压力的时间(s) 运转位，制动缸压力由最高缓解至40kPa的时间（s） 技术要求 40~50 ≤9 5~7 340~380 6~8 ≤7 7 8 9 紧急位，制动管压力由定压排至零的时间（s） 紧急位，制动缸最高压力（kPa） 紧急位，制动缸压力升至400kPa的时间（s） 表 自动制动性能（制动管定压500kPa）

3 450±10 ≤5 序号 1 2 项目 紧急位，切除动力 项目要求 牵引手柄有级位切除，无级位不切除 列车分离(断钩、拉紧急制动切除机车动力源，切除制动管补风，机车产生阀)保护 紧急制动 常用制动 与机车运行监控记录装置配合，实施常用制动和紧急制动 3 4 失电 自动常用制动和自动停车 5 与动力制动协调配合 动力制动初始时自动产生空气制动，制动管减压40~50kPa左右，25~28s后，空气制动自动消除，机车保持动力制动 表 辅助性表

第三节DK-1型电空制动机的控制关系

DK-1型电空制动机的工作分为两种工况：电空位（既正常位）工作时，通过操纵电空制动控制器（或空气制动阀）可以控制、实施全列车（或机车）的制

动与缓解；空气位（既故障位）工作时，通过操纵空气制动阀可以控制、实施全列车的制动与缓解。其各主要部件的控制关系如下：

（一）电空位 1、控制全列车

车辆制动机。

电空制动控制器→电空阀→均衡风缸→中继阀→制动管→ 机车分配阀→机车制动缸

2、控制机车

空气制动阀→作用管→机车分配阀→机车制动缸。

(二)空气位 1、控制全列车

机车制动机。

空气制动阀→均衡风缸→中继阀→制动管→ 机车分配阀→机车制动缸。

2、控制机车

空气制动阀（下压手柄）→作用管→机车分配阀→机车制动缸。

（三）重联机车

本务机车制动缸→本务机车重联阀→平均管→重联机车重联阀→重联机车作用管→重联机车分配阀→重联机车制动缸。

第2章 DK—1型电空制动机故障分析与处理的一般过

程

关于DK—1型电空制动机故障的分析与处理过程，是一个较为复杂而又十分严谨的过程。一般地包括分析过程和处理过程，其中，分析过程是关键，只有及时、准确地分析、判断出故障点，才能实施处理；而处理过程则是故障分析与处理的结局，故障处理的成功与否直接关系系到DK—1型电空制动机能否重新恢复正常工作，进而保证列车正常运行。因此，在分析处理故障时，应充分运用所学知识进行逻辑推理和判断，及时、准确地找出故障点，加以有效的处理，才能顺利地完成分析和处理故障的任务。通常，故障的分析和处理过程主要包括分析、反馈和处理三个阶段。

（一）反馈阶段 1、逻辑分析

根据故障现象，运用逻辑思维的方法，依据DK—1型电空制动机的控制关系和作用原理进行分析。通常，由电气线路部分人手，直到空气管路部分，逐一分析电、气路中相应电器和气动部件，特别要注意对可能造成该故障的易损

件和关键件的分析，以求分析迅速、准确。 2、确定故障范围

一般地，产生同一故障现象的故障不只一个，这就需要确定一个尽可能小的范围，使其包含所有可能造成该故障现象的故障，以避免造成遗漏，而使故障不能及时处理。 3、找出故障点

在所确定的故障范围内，逐个分析、查找故障点。值得注意的是：有时造成故障的故障原因有几个，所以在确认故障点时，应力求准确、全面。

4、对于分析、查找所确定的故障点运用“排除法”的原则逐一进行检查确认，找出真正的故障处所 （二）反馈阶段

经过分析阶段的分析、检查，没能找出故障处所时，应及时调整分析思路，重新进行分析、判断。 （三）处理阶段

对已确认的故障处所，逐一处理恢复。实际运用中，对于某些一时难以修复的故障，如果能通过相应操作维持故障运行的，则应维持故障运行，以保证铁路运输的畅通，但切不可勉强，避免造成行车事故。

此外，故障的分析与处理，往往依赖于实际工作经验，因此，在掌握其一般方法的基础上，还应注重实践经验的积累，以达到及时、准确地分析和处理故障的目的。

第一节 DK-1型自动空气制动机的性能试验

1、 供气系统性能试验

压力调节器的压力控制检查。空气压缩机启动后，总风缸压力逐渐上升。总风缸压力升至720 kPa时，压力调节器、压力控制器的排气口开启向外排风，总风缸压力不再上升。当用风后，总风缸压力下降。待总风缸压力降至660 kPa时，压力调节器、压力控制器的排气口关闭，停止向外排气，总风缸压力不再下降并开始回升，直到压力上升到720 kPa后又重复上述动作。

空气干燥器的压力控制检查。空气压缩机启动后，总风缸压力逐渐上升。总风缸压力升至(720±20)kappa时，空气干燥器滤清筒下的排风口开启向外排气，总风缸压力不再上升。当用风后，总风缸压力下降。待总风缸压力降至(620±20)kPa时，空气干燥器滤清筒下的排风口关闭，停止向外排气，总风缸压力不再下降并开始回升，直到压力上升到(720±20)kPa后又重复上述动作。 总风缸管系泄漏检查。启动空气压缩机，待总风缸压力达到最高压力720 kPa后，停止空气压缩机转动。此时，观察总风缸压力变化，3 min内总风压下降不得超过20 kPa。

2、小闸制动性能试验

缓解状态下各压力值检查：将大闸手把放在缓解位，小闸手把放在运转位： 总风缸压力为720 KPa均衡风缸压力为500 kPa列车管压力为500 kPa(允许与均衡风缸压力差不大于10 kPa)制动缸压力为0

制动性能及制动压力泄漏量检查：将小闸手把由运转位移至制动位，制动缸压力由0升至340 kPa的时间不大于4 S，制动缸最高压力为360 kPa)制动缸压力升至最高后，将小闸手把从制动位移至保压位，测定制动压力泄漏量不大于10 kPa／min。

缓解性能检查：制动缸压力达到最高压力后，将小闸手把由制动位移至缓解位，制动缸压力由360 kPa降至35 kPa的时间不大于5 S。

阶段制动、阶段缓解性能检查：将小闸手把在保压位与制动位间移动，阶段制动作用应稳定；将小闸手把在缓解位与运转位问移动，阶段缓解作用应稳定。 单缓性能检查：小闸制动后移回保压位，下压手把，制动缸压力应即刻开始下降，并能缓解至零；停止下压手把，制动缸压力停止下降

3、大闸性能试验

缓解状态下各压力值检查：将大闸手把放在缓解位，小闸手把放在运转位：总风缸压力为720 kPa均衡风缸压力为500 kPa)列车管压力为500 kPa(允许与均衡风缸压力差不大于10 kPa)制动缸压力为0。

常用制动性能及制动缸泄漏量检查：将大闸手把由缓解位移至制动位，均衡风缸压力由500 kPa降至360 kPa的时间为5s～7s制动缸压力由0升至最高压力340 1d：a-380 kPa的时间为6 s～9 S制动缸压力升至最高后，将大闸手把

从制动位移至保压位，测定制动缸压力泄漏量不大于10 kPa／rain。 缓解性能及均衡风缸、列车管泄漏检查：将大闸手把从制动位移到缓解位，均衡风缸压力由0升至480 kPa的时间为5s～7s列车管压力紧随均衡风缸压力上升，允许与均衡风缸压力差不大于10 kPa制动缸压力由最高值缓解至35 kPa的时间为5 s～8 S)待完全缓解后，将大闸手把从缓解位移至保压位，测定均衡风缸压力下降不大于5 kPa／min，列车管压力下降不大于10 kPa／min。 阶段制动性能及最大减压量检查：将大闸手把在制动位与保压位间移动，施行阶段制动 阶段制动作用应稳定，列车管最大减压量为140 kPa，此时制动缸的压力应达到最高值。

大闸制动后的单独缓解性能检查：大闸制动后，手把移至保压位，下压手把，制动缸压力应即刻开始下降，并能缓解至零；停止下压手把，制动缸压力停止下降。

第二节DK-1型自动空气制动机日常维护及保养

1、日常保养与维护

对DK-1型空气制动机及所组成的制动系统，进行日常维护的工作有： （1）检查制动机组成零部件、管路连接、安装固定等有无松动，若发现松动应及时加以紧固。

（2）排放所有储风缸的积水。

（3）定期检查空压机与柴油机的紧固安装螺栓、空压机排气管铁头是否松动，若发现松动加以紧固。

（4）检查压缩空气压力是否在规定范围内。若超出规定范围，应进行调整。 （5）对制动机进行机能检查。

（6）运用中，若发现异常情况，应立即停车解决。 （7）检查手制动是否有效。

（8）检查制动缸鞲鞴行程，使其保持在规定的范围内。

（9）检查制动闸瓦的磨损情况，闸瓦间隙应在5 mm-10 mm。若发现闸瓦断裂，闸瓦磨损严重者，应进行更换；闸瓦间隙不符合规定应重新调整。

2、定期保养

在做好日常维护保养的基础上，还应开展定期保养。定期保养是根据机器运转的情况，定期地对大型养路机械进行强制性的检查、调整、维修。定期保养可以及时发现和排除制动系统中已出现或即将出现的某些故障，防患于未然定期保养时，制动机定期检修的范围、试验项目、质量标准及检修标记均按检修规则的要求办理。

结 论

高效、高速、信息化是目前我国电力机车制动机发展的方向;电制动优先、平稳操纵冲动小、可靠性高,是对机车制动机的基本要求.我国自己研制的DK-1

型电力机车制动机具有结构简单,操纵准确,制动性能好,而且安全可靠的优点,深受广大机车乘务员,机车检修人员的欢迎,但是该型制动机对列车的充风缓解时间和制动时的排风时间受自身设备的,因而决定了列车的长度,影响了货物列车的牵引重量,制约了牵引重载货物列车的发展.为了适应铁路跨越式发展的需要,完成重载货物列车的大量开行的需求,从国外引进了locotrol分布式动力系统,其子系统CCB—Ⅱ型制动机系统与机车主微机CCU相结合，既可以通过分布式动力系统DP（distributed Power）对从控机车进行控制，又可以于DP作，用于机车单独牵引的常规制动控制。另外,该型制动机与再生制动的合理配合能充分利用强大的再生制动力，大大减少了闸片的磨耗，节约了能源、同时也节约了电能，充分体现了空电联合的优越性，随着交流传动技术以及电子制动技术的进步，机车制动机技术也需要不断的改进和完善，才能适应我国重载、高效的运输目标，满足我国铁路发展的需求。

参考文献

[1] 李益民.电力机车制动机.北京.中国铁道出版社，2008 [2] 那利和.电力机车制动机.北京；中国铁道出版社，2002 [3] 百度百科.维基百科

[4] 廖锦春.机车车辆制动装置.北京.中国铁道出版社，2008

[5] 刘豫湘，陆缙华，潘传熙．DK－1型电空制动机与电力机车空气管路系统[M］．北京.中国铁道出版社，2005．

[6] 刘豫湘，胡跃文．我国机车制动机的发展[J］．机车电传动，2002，（5）． [7] 王奇钟.电力机车操纵与保养.北京.中国铁道出版社，2006. [8] 杨兆昆.韶山4改型电力机车乘务员.北京.中国铁道出版社，2006. [9] 刘豫湘.我国机车制动机的发展与现状．机车电制动机，2002．

致 谢

本论文能够顺利完成主要是参考了许多老师的资料和文献还望老师见谅，再此特别感谢各位老师，特别感谢我的指导老师，在他一遍又一遍帮我差错修改下我才能顺利地完成这次论文，还有不少同学的帮助，如能有此机会自己也会帮助别人的。

感谢谭啸老师，这片论文的每个实验细节和每个数据，都离不开你的细心指导。而你开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很快的融入这篇论文当中，没有你们的帮助和提供资料，对于我个人来说要想在短短的几年的时间里学习到这么多知识并完成毕业论文是几乎不可能的事情。

今天能顺利完成毕业论文，我特别感谢我的指导老师，再一次对你说声谢谢。