关于铁路车辆制动原理

1、高铁和动车的驱动原理和制动原理分别是什么？

轨道车辆制动在本质上来说，分为黏着制动和非黏着制动。但是如果看表现形式，按照制动的实现方式就有踏面制动、盘形制动、电制动、涡流制动、磁轨制动、翼板制动等制动方式。而在这么多种制动方式中，目前国内动车组主流使用的是摩擦制动（包括踏面制动和盘形制动）和电制动。

1. 摩擦制动

首先我们来看最基础最原始的制动方式——摩擦制动。摩擦制动的核心是依靠车轮踏面或制动盘与闸瓦之间的摩擦力而产生制动作用，目前主要有踏面制动和盘形制动两种形式。

施加踏面制动时，是将制动闸瓦紧贴车轮踏面，通过机械摩擦将车辆的动能转换为热能。其本质上是通过一定的方式阻碍车轮转动，产生制动。

踏面制动的优点很明显，首先是结构简单，这样可以节省转向架的下部空间，同时制动还起到了清洁车轮踏面的作用。但是踏面制动的缺点也很明显，由于踏面制动是直接摩擦车轮踏面，因此踏面磨损较快；另外，在车轮高速运行时制动会使踏面温度升高，对车轮的结构造成影响，从而影响车轮支撑车体的主要作用，而这对于车轮来说是致命的。除此以外，由于车轮材质基本是固定的，因此要想拥有较好的摩擦面以及稳定的摩擦系数，必须不断的调整闸瓦的材料来适应车轮的材质特性，相对来说具有一定的难度。

总体来说，踏面制动的核心问题是制动“借”了转向架的核心设备——车轮，因此车轮不会随着制动的需求而改变，只能不断的调整制动闸瓦来适应它，同时由于车轮的热应力问题，温升不能太高。而这些限制条件也都是制动性能提升的限制条件。

目前踏面制动在铁道客车以及地铁车辆上运用较多。现在时速高于100km/h的地铁车辆都很少使用踏面制动。

为了解决踏面制动存在的这些问题，出现了盘形制动，盘形制动在一定程度上打破了踏面制动存在的限制。首先闸瓦不再需要去摩擦车轮踏面，而是专门设置有制动盘用于摩擦，这样就可以根据制动的需求对制动盘进行选型，选择与闸瓦匹配的材质，实现更好的摩擦效果，稳定的摩擦系数以及较低的噪声。同时由于不再摩擦车轮，也不再会有温升问题，而制动盘温度升高对车辆运行影响不大。

当然盘形制动也不是十全十美的，相比于踏面制动，盘形制动需要独立设置制动盘，会占用较多的转向架空间，同时新增加设备，成本上也会增加。

盘形制动分为轴盘和轮盘，都是通过闸瓦紧贴制动盘，将车辆的动能以机械摩擦的方式转换为热能。目前盘形制动在高速车辆上运用较多，国内动车组上运用的都是盘形制动方式。

2. 电制动

踏面制动和盘形制动都属于摩擦制动，本质上来说是将车辆的动能转换为摩擦的热能，损耗掉了。随着国内电机控制技术的发展，提出了一种新型的制动方式——电制动。它是在原有制动技术上的一种创新。

国内现行动车组驱动采用的是三相异步电机，根据驱动的信号不同，该电机既可以是电动机也可以是发电机。对于正常列车牵引时，该电机是处于电动机的工作状态，列车将接触网获得的电能转换为电机的动能，驱动列车运行。假如我们改变电机的电流方向，那么电机就会从电动机状态变为发电机状态，将列车的动能转换为电能，此时对于列车来说，就相当于制动。此时产生的电能，如果控制合理，可以反馈回电网，供其他车来使用，实现了能量的再利用。同时由于这种制动方式是依靠改变电机的工作状态来实现，无任何摩擦，因此也就不会产生任何的杂屑，很环保。这种制动方式称为再生制动。

但是在电机产生电能以后又出现了一些问题。由于接触网的特性，不能储存电能，因此电制动产生的电能不是可以无限制的反馈回接触网，必须同时在同一个分相区内刚好有其他车正在用电的时候才能反馈回电网。否则的话，会造成电网电压上升。而电压过高，会造成各种风险，因此在电制动设计过程中，当检测到接触网电压过高的时候，就不会将产生的电能反馈回电网。

电能不反馈回电网，那么我们把这个电能送哪儿去呢？此时出现了一个新的思路——自己消费掉，用电阻进行“消费”。此处用的是制动电阻，通过制动电阻将电能消耗掉，这种制动方式就属于电阻制动，是再生制动无法使用时的一种补偿方式。电阻制动在本质上是通过一定方式阻碍车轮转动，产生制动。

以上几种制动方式都是目前动车组上运用最为广泛的制动方式。

2、请铁路专业行家回答，列车的制动原理，列车在发生分离时，制动管被拉断，列车是处于缓解状态还是制动状态

传统的机车车辆形式列车是排风制动，也就是主风缸有压力的情况下缓解，无压力的情况下制动。

当机车和列车连接后，缓解时，机车通过制动风管向全列车的主风缸加压，列车缓解，制动的时候，主风缸排风，副风缸动作，推动闸瓦制动。

在你说的这种列车分离，制动管被拉断的情况下，车厢主风缸的压力就会下降，这时副风缸压力大，会全列起制动。

地铁、动车组情况不同，会有充风制动和电空制动等等。

3、有人能具体说一下火车制动的原理吗？

给铁马发明缰绳的人
19世纪初，以蒸汽为动力的火车出现了。在1829年举行的一次“火车竞赛”中，斯蒂芬森驾驶着满载的“火箭”号机车，以时速56公里创造了陆地第一个车辆奔跑速度。此后不久，呼啸的火车开始奔驰在美国和欧洲大陆。形成了铁路交通运输业蓬勃发展的新时代。
但是，这时的火车还不够完善。致命的缺点是刹车不灵，经常导致运行事故。在一般公众眼里，火车也是一种不安全的交通工具，有人将它戏称为“踏着轮子的混世魔王”。
当时的火车刹车装置十分原始，最初仅仅装在车头上，完全凭司机的体力扳动闸把来刹车，很难使沉重的列车迅速停下来。后来改进为每节车厢上都安一个单独的机械制动闸，配备一个专门的制动员，遇有情况，由司机发出信号，各个制动员再狠命接下闸把。这样虽然稍好一些，但仍然不能迅速地刹住列车。因此，发明一种灵敏有效的火车刹车装置，已成了铁路系统一项亟待解决的大问题。
很多人都曾致力于改进火车刹车装置的研究，但谁也没想到，最终获得成功的却是一位贫困的美国年轻人——威斯汀豪斯，他发明了一种灵敏可靠的空气制动闸，给火车这匹巨大不羁的“铁马”，系上了“缰绳”，在铁路安全运输史上竖立了一个值得纪念的里程碑。
威斯汀豪斯发明新型火车空气闸的念头，是由一次偶然的事件激发起来的。他在一次旅行中，恰好赶上了因火车刹车不灵造成的严重撞车事故。目睹了一场车毁人亡的惨剧，他当时就下定决心，要发明一种有效的制动闸，来避免交通事故的发生，保障铁路运输的安全。
他首先想到了蒸汽。既然列车是蒸汽推动的，为什么不能用蒸汽来制动呢？他设计了一套装置，用管路把锅炉和各个车厢连接起来，试图用蒸汽来推动汽缸活塞，从而压紧闸瓦，达到刹车的目的。但由于高压蒸汽在长长的管路里迅速冷凝，丧失压力，实验未能取得预想的效果。
威斯汀豪斯正在一筹莫展时，有一天他偶然买了一份《生活时代》报，一条报道法国开凿塞尼山隧道，介绍压缩空气驱动大型凿岩机的消息，使他联想到苦思冥索的制动闸：既然压缩空气可以驱动凿岩机，开掘坚硬的岩石，或许也能够驱动火车制动闸。
基于这个想法，威斯汀豪斯终于制成了新型的空气闸。其原理并不复杂，只要增加一台由机车带动的空气压缩机，通过管道将压缩空气送往各个车厢的汽缸就行了。刹车时，只要一打开阀门，压缩空气就会推动各车厢的汽缸活塞，将闸瓦压紧，使列车迅速停下来。
1868年，年仅23岁的威斯汀豪斯取得了空气制动闸的专利权，组成了威斯汀豪斯制动闸公司。直到今天，空气制动闸仍然是火车和汽车运行的安全保障。

4、电力机车制动原理

机车的制动原理有很多种
最基础的叫做空气制动。你在机车上看到一个罐子叫“总风缸”那个就是贮存压缩空气用的（铁路上把压缩空气叫做“风”），列车运行时候，需要用压缩空气将制动系统松开（也就是所谓的“缓解”），这样列车才能走，一旦制动系统没有了压缩空气的供应失去了压力，弹簧系统就会将制动器紧紧压在车轮上，将列车停下。这是不管什么类型的列车都要用的
在电力机车和某些电传动内燃机车上，可以采用电制动，因为这种机车最后是要依靠牵引电机来驱动车轮的，所以在制动的时候，将电机线反接，牵引电机就会变成发电机，用多余的动能发出电能，然后这部分电能要么通过巨大电阻转换成热能消耗掉（电阻制动，直流车常用），或经整流以后回馈牵引电网供给同一电网内的其他列车使用，能节省总体的电力消耗（再生制动，一般用在交流车上）

国内一般就是这两种制动方式

在国外，还有好几种比较特异的制动方式
例如日本有一个非常难爬的高坡路段叫做“碓氷峠”，那地方就有一种特殊的制动方式叫做电磁吸附制动（日语叫“电磁吸着ブレーキ”），即在轨道上敷设电磁线圈把轨道变成一个巨大的电磁铁，列车经过时候自动通电，将列车紧紧吸附在轨道上防止列车在陡坡上打滑和溜车
德国的某些城市电气轨道上还有一种“涡流制动”，其原理也是要在轨道上敷线圈，但是这时候的目的是要在列车经过的时候使列车产生感应涡流，并产生第二个磁场，列车磁场与轨道磁场相排斥从而将列车减速并把多余的动能转化为热能散发掉（原理类似家用电磁炉但不完全一样）。这种制动方式需要轨道的配合并且对四周的电磁环境特别是信号系统干扰很大，如果要运用这种系统必须要使用特殊的抗干扰信号系统和强大的散热系统。所以运用并不广泛

5、高铁和动车的驱动原理和制动原理分别是什么？一句两句的没分，详细的给30。谢谢。

驱动是每节车厢给予动力，制动时采用电气指令制动。

6、介绍一下和谐电力机车制动机的原理？？？

HXD2用的是法维莱制动机，HXD3、HXN5用的是克诺尔的CCBII制动机。
微机控制系统采集电气控制指令，直接控制模块元件内部电磁阀或间接控制机械阀，开通、关闭相应气路，使相应管路、风缸压力上升、下降，适时采集压力信号，使得压力上升、下降到目标值，实现管路压力的定值控制，从而达到机车、列车制动、缓解的目的。基本大概如此，详细参见控制原理图。

7、火车的制动原理是什么？

制动装置一般可分为两大组成部分：
（1）“制动机”——产生制动原动力并进行操纵和控制的部分。
（2）“基础制动装置”——传送制动原动力并产生制动力的部分。
列车制动在操纵上按用途可分为两种。
（l）“常用制动”——正常情况下为调节或控制列车速度，包括进站停车所施行的制动。其特点是作用比较缓和而且制动力可以调节，通常只用列车制动能力的20％～80％，多数情况下只用50％左右。
（2）“紧急制动”—一紧急情况下为使列车尽快停住而施行的制动（在我国，也称“非常制动”），其特点是作用比较迅猛，而且要把列车制动能力全部用上。
从司机实施制动（将制动手柄移至制动位）的瞬间起，到列车速度降为零的瞬间止，列车所驶过的距离，称为列车“制动距离”。这是综合反映列车制动装置的性能和实际制动效果的主要技术指标。
闸瓦制动，又称踏面制动，是自有铁路以来使用最广泛的一种制动方式。它用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块（闸瓦）紧压滚动着的车轮踏面，通过闸瓦与车轮踏面的机械摩擦将列车的动能转变为热能，消散于大气，并产生制动力。其他制动方式除闸瓦制动外，铁路机车车辆还有一些其他制动方式。
（一）盘形制动
盘形制动（摩擦式圆盘制动）是在车轴上或在车轮辐板侧面装上制动盘，一般为铸铁圆盘，用制动夹钳使合成材料制成的两个闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，把列车动能转变成热能，消散于大气。参看图4—1－4。
与闸瓦制动相比，盘形制动有下列主要优点：
（1）可以大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗。
（2）可按制动要求选择最佳“摩擦副”（采用闸瓦制动时，作为“摩擦副”一方的车轮的构造和材质不能根据制动的要求来选择），盘形制动的制动盘可以设计成带散热筋的，旋转时它具有半强迫通风的作用，以改善散热性能，为采用摩擦性能较好的合成材料闸片创造了有利的条件，适宜于高速列车。
（3）制动平稳，几乎没有噪声。
但是，盘形制动也有它不足之处：
（1）车轮踏面没有闸瓦的磨刮，轮轨粘着将恶化，所以，还要考虑加装踏面清扫器（或称清扫闸瓦），或采用以盘形为主、盘形加闸瓦的混合制动方式，否则，即使有防滑器，制动距离也比闸瓦制动要长。
（2）制动盘使簧下重量及其引起的冲击振动增大，运行中还要消耗牵引功率。
盘形制动的制动力
（二）磁轨制动
磁轨制动（摩擦式轨道电磁制动）是在转向架的两个侧架下面，在同侧的两个车轮之间，各安置一个制动用的电磁铁（或称电磁靴），制动时将它放下并利用电磁吸力紧压钢轨，通过电磁铁上的磨耗板与钢轨之间的滑动摩擦产生制动力，并把列车动能变为热能，消散于大气。参看图4—1－5。
磁轨制动的制动力

式中K——每个电磁铁的电磁吸力；
φ一一电磁铁与钢轨间的滑动摩擦系数。
与闸瓦和盘形制动相比，磁轨制动的优点是，它的制动力不是通过轮轨粘着产生的，自然也不受该粘着的限制。高速列车加上它，就可以在粘着力以外再获得一份制动力，使制动距离不致于太长。磁轨制动的不足之处是，它是靠滑动摩擦来产生制动力的，电磁铁要磨耗，钢轨的磨耗也要增大，而且，滑动摩擦力无论如何也没有粘着力大。所以，磁轨制动只能作
为紧急制动时的一种辅助的制动方式，用于粘着力不能满足紧急制动距离要求的高速列车上，在施行紧急制动时与闸瓦（或盘形）制动一起发挥作用。
（三）轨道涡流制动
轨道涡流制动又称线性涡流制动或涡流式轨道电磁制动。它与上述磁轨制动（摩擦式轨道电磁制动）很相似，也是把电磁铁悬挂在转向架侧架下面同侧的两个车轮之间。不同的是，轨道涡流制动的电磁铁在制动时只放下到离轨面几毫米处而不与钢轨接触。它是利用电磁铁和钢轨的相对运动使钢轨感应出涡流，产生电磁吸力作为制动力，并把列车动能变为热能消散于大气。
轨道涡流制动既不通过轮轨粘着（不受其限制），也没有磨耗问题。但是，它消耗电能太多，约为磁轨制动的10倍，电磁铁发热也很厉害，所以，它也只是作为高速列车紧急制动时的一种辅助制动方式。
（四）旋转涡流制动
旋转涡流制动（涡流式圆盘制动）是在牵引电动机轴上装金属盘，制动时金属盘在电磁铁形成的磁场中旋转，盘的表面被感应出涡流，产生电磁吸力，并发热消散于大气，从而产生制动作用。
与盘形制动（摩擦式圆盘制动）相比，旋转涡流制动（涡流式圆盘制动）的圆盘虽然没有装在轮对上，但同样要通过轮轨粘着才能产生制动力，也要受粘着限制。而且，与轨道涡流制动相似，旋转涡流制动消耗的电能也太多。
（五）电阻制动
电阻制动广泛用于电力机车、电动车组和电传动内燃机车。它是在制动时将原来驱动轮对的自励的牵引电动机改变为他励发电机，由轮对带动它发电，并将电流通往专门设置的电阻器，采用强迫通风，使电阻发生的热量消散于大气，从而产生制动作用。
（六）再生制动
与电阻制动相似，再生制动也是将牵引电动机变为发电机。不同的是，它将电能反馈回电网，使本来由电能或位能变成的列车动能获得再生，而不是变成热能消散掉。显然，再生制动比电阻制动在经济上合算，但是技术上比较复杂，而且它只能用于由电网供电的电力机车和电动车组，反馈回电网的电能要马上由正在牵引运行的电力机车或电动车组接收和利用。
上述各种制动方式中，除磁轨制动和轨道涡流制动外，都要通过轮轨粘着来产生制动力并受粘着限制，所以习惯上统称为“粘着制动”，并把不通过粘着者统称为“非粘（着）制动”。
制动机种类
按制动原动力和操纵控制方法的不同，机车车辆制动机可分类为：手制动机、空气制动机、真空制动机、电空制动机和电（磁）制动机。
（一）手制动机
手制动机的特点是以人力为原动力，以手轮的转动方向和手力的大小来操纵控制。它构造简单、费用低廉，是铁路上历史最悠久、生命力最顽强的制动机。铁路发展初期，机车车辆上都只有这种制动机，每车或几个车配备一名制动员，按司机的笛声号令协同操纵。由于它制动力弱、动作缓慢、不便于司机直接操纵，所以很快就被非人力的制动机所代替。非人力的制动机成了主要的制动机，手制动机退居次要地位，成了辅助的备用的制动机。但是它的这个“配角”的地位很牢固。在调车作业、车站停放或者主要制动机突然失灵时，手机仍然是一个简单有效的救急的制动手段。
（二）空气制动机
空气制动机的特点是以压力空气（它与大气的压差，即压力空气的相对压强）作为原一以改变空气压强来操纵控制。它的制动力大、操纵控制灵敏便利。
我国铁路上习惯于把压力空气简称为“风”，把空气制动机简称为“风闸”。依此类推风缸、风泵、风管、风压、风表等名称均由此而来。直通式空气制动机的基本特点是：列车管直接通向制动缸（“直通”），列车管充气（增压）时制动缸也充气（增压），发生制动；列车管排气（减压）时制动缸也排气碱压），发生缓解。它的优点是构造简单，并且既有阶段制动，又有阶段缓解，操纵非常灵活方便。缺点是当列车发生分离事故、制动软管被拉断时，将彻底丧失制动能力，而且，列车前后部发生制动作用的时间差太大，不适用于编组较长的列车。因此，列车操纵后来就改用了自动式空气制动机。
2．自动式空气制动机
自动空气制动机包括机车制动机和车辆制动机，分别安装在机车和车辆上，构成制动机的一个整体。自动空气制动机由下列主要部件组成，并分别用管路连接。
(1)空气压缩机——一般称为风泵。利用机车的蒸汽或柴油机、电动机作动力，将空气压缩成压力空气，供制动系统及其他风动装置使用。在制动机中称压力空气为风或气。
(3)总风缸——机车贮存压力空气的容器。因没有压力调整器，能自动控制空气压缩机的运转或停止，使总风缸的空气压力始终保持为8~9kgf／cm2。
(3)给风阀——为调节压力空气的部件，总风缸的高压空气经给风阀调整为规定的风压后，送入制动管。我国规定货物列车制动管风压(简称定压)为5kgf／cm2，旅客列车为6kgf／cm2。
(4)自动制动阀——简称大闸或自阀，是司机操纵列车制动机的部件。机车上还装设单独调动阀(或称小闸、单阀)，单机运行时，司机使用单独制动阀操纵机车制动机。
(5)副风缸——是每个车辆贮存压力空气的容器。机车上因有总风缸，不另设副风缸。
(6)制动缸——是将空气压力转变为制动原动力的部件。利用压力空气推动制动缸活塞，压缩缓解弹簧，使活塞杆推出产生制动作用；如排出制动缸的压力空气则缓解弹簧推回活塞，使制动机缓解。机车车辆都装有制动缸。
(7)三通阀——装设在车辆上，是依靠制动管风压的变化使制动机形成制动或缓解等作用的部件。机车上使用的是分配阀，它控制机车(及深水车)的制动和理解等作用。
与直通式相比，在组成上每辆车多了一个三通阀6和一个副风缸8。“三通”指的是：一通列车管，二通副风缸，三通制动缸。
（四）电空制动机
电空制动机为电控空气制动机的简称。它是在空气制动机的基础上加装电磁阀等电气控制部件而形成的。它的特点是制动作用的操纵控制用电，但制动作用的原动力还是压力空气（它与大气的压差）。在制动机的电控因故失灵时，它仍可以实行空气压强控制（气控），临时变成空气制动机。
（五）电磁制动机
操纵控制和原动力都用电的制动机称为电磁制动机，简称电制动机。例如轨道涡流制动和旋转涡流制动，其操纵控制和原动力都用电，所以，采用这两种制动方式的制动机都属于电磁制动机的范畴（其实，对于这种制动方式，制动机和基础制动已很难截然分开了）。

8、火车是怎么刹车的 什么原理

制动距离原理。

在一定的初速度下，从驾驶员急踩制动踏板开始，到汽车完全停住为止所驶过的距离。包括反应距离和制动距离两个部分。制动距离越小，汽车的制动性能就越好。由于比较直观成为广泛采用的评价制动效能的指标。正确掌握汽车制动距离对保障行车安全起着十分重要的作用。

此距离的长短，取决于行驶速度和反应时间，行驶速度越高或反应时间越长，反应距离就越长。反应时间又与驾驶员的灵敏程度、技术熟练状况有直接关系。通常的反应时间为0.75至1秒，假如车速为30公里/小时，反应时间为一秒，反应距离则为8.33米。

火车制动方式

列车制动在操纵上按用途可分为“常用制动”和“紧急制动”两种。在正常情况下为调节或控制列车速度包括进站停车所施行的制动，特点是作用比较缓和而且制动力可以调节。在紧急情况下为使列车尽快停住所施行的制动，特点是作用比较迅猛而且要把列车制动能力全部用上。

从施行制动的瞬间起，到列车速度降为零的瞬间止，列车驶过的距离，这是综合反映列车制动装置性能和效果的主要技术指标。列车重量越大，运行速度越高，就越不容易在短时间、短距离内停下来。

以上内容参考 网络-制动距离

以上内容参考 网络-火车制动