《F8型空气分配阀》PPT课件

第二章F8型空气分配阀的构造及作用原理第一节F8型空气分配阀的构造F8型空气分配阀由主阀、中间体(管座)、辅助阀三部分组成(图2-1)一.主阀(图2-2)主阀控制分配阀的充气、缓解、制动、保压等作用,是分配阀中最主要部分.它是由主控部、充气阀、限压阀、副风缸充气止回阀、局减阀及主阀体、主阀下体等组成.(一)主控部主控部是一个直接作用的三压力机构.主活塞20上方通列车管,下方通工作风缸;小活塞18(均衡活塞)上方通制动缸,下方通大气.主阀杆12上部是实心的,它可以顶开平衡阀5,使平衡阀上方的副风缸压力空气进入到平衡阀下方,并经限压阀53通往制动缸.主活塞的下部是中空的缓解柱塞23,它的下端可以压开缓解阀34,使制动缸的压力空气由排风弯头35排大气.主阀是三压力平衡机构,通过三压力(即P制、P列与P工)的平衡与否,来实现分配阀的制动、保压、缓解这三个基本作用位置.当P制+P列＜P工时,分配阀发生局部减压和制动作用;当P制+P列＞P工时,分配阀发生缓解作用(可以是一次缓解或阶段缓解);当P制+P列＝P工时,分配阀发生保压作用(包括制动保压和缓解保压);F8阀充气阀的作用:当F8阀在缓解位时,充气阀膜板63上方制动缸的空气压力低于20kPa时(充气阀在上端位),列车管压力空气经充气阀套58、充气柱塞59、向工作风缸充气.同时通过充气阀套58尾部孔将局减室压力空气排向大气.当F8阀在局减位时,列车管部分压力空气经充气阀套58尾部孔排大气.当F8阀在制动位时,充气阀膜板63上方制动缸的空气压强高于20kPa时(充气阀在下端位),制动缸压力空气推动充气阀膜板63,压缩充气阀弹簧61,移动充气柱塞59,切断局减通大气通路,同时切断列车管与工作风缸间联络通路,以保证主阀的正常作用.当F8阀在缓解保压位时,与转换盖板43配合,切断工作风缸压力空气向列车管逆流,以实现阶段缓解.(三)限压阀限压阀的作用是限制常用制动和紧急制动时制动缸的最高压强,其限压值可根据需要通过松、紧调整螺钉75调定,调整后由紧固螺母76锁紧.(四)副风缸充气止回阀副风缸充气止回阀的作用是:列车管通过它向副风缸充气,并限制充气速度,使前后车辆充气保持一致.当列车管压强下降时,防止副风缸压力空气向列车管逆流,保证主阀的正常工作.(五)局减阀局减阀的作用是:当F8阀在局减位时,列车管压力空气经此阀向大气及局减室排气.再制动时,能防止局减室的压力空气向列车管逆流.(六)主阀体及主阀下体主阀体及主阀下体由铸铁铸造而成,内部设有主控部、充气阀、限压阀、副风缸充气止回阀、局减阀等零部件的空腔以及压力空气流通的各铸造及加工气路.主阀安装面各气路如图2-3所示.二.辅助阀(图2-4)辅助阀是二压力平衡机构.辅助阀活塞5上方为辅助室压力空气:从主阀来的工作风缸压力空气经辅助阀体1及上盖7内部通路,并通过辅助阀套11下排孔充入辅助阀膜板3上方,然后经辅助阀上盖7和辅助阀体1内部通路向中间体的辅助室充气.膜板3下方为列车管压力空气.即膜板3上方的辅助室空气压力与膜板3下方的列车管空气压力相平衡.辅助阀的作用:1.常用制动位:由于列车管减压(膜板3下方列车管压力下降),使得辅助阀活塞5下移,但辅助阀杆8仅下移到与放风阀接触而打不开放风阀.此时辅助室压力空气经辅助阀杆8中心孔、辅助阀套11的上排孔和常用排风堵12排入大气.由于排风堵12的限制,使辅助室压力空气的排风速度与列车管的减压速度相一致,辅助阀活塞5两侧压力基本平衡,因此辅助阀活塞5及阀杆8不能继续下移打开放风阀15,从而保证了常用制动的安定性.2.保压位:列车管停止减压后,辅助阀活塞5两侧压力达到平衡,辅助阀活塞5及辅助阀杆8稍稍上移,切断了辅助室排大气的通路,辅助阀处于保压状态.3.缓解位:列车管增压(膜板3下方列车管压力上升),使得辅助阀活塞5及辅助阀杆8上移,到达缓解位,打开了工作风缸与辅助室的通路.由于制动位时辅助室的压力空气部分排入大气,而工作风缸压力基本保持不变,故工作风缸压力高于辅助室压力,因此工作风缸压力空气再次经辅助阀套11的下排孔充入辅助阀膜板3上方及辅助室,这样就使得工作风缸压力迅速下降,从而加速主阀的缓解,起到加速缓解的作用.4.紧急制动位:当列车管以紧急排风速度排气时,辅助室的压力空气来不及从常用排风堵12排出(即常用排风堵的排风速度低于列车管排风速度),辅助阀膜板3两侧形成压差,使得辅助阀活塞5及辅助阀杆8迅速下移并打开放风阀15使列车管压力空气经打开的放风阀迅速排入大气,起到紧急放风作用.此时,常用排风堵12和紧急排风堵13同时打开,共同将辅助室的压力空气排入大气.当列车管的风排完,而且辅助室的风压排到小于放风阀弹簧力时,放风阀关闭,同时辅助阀活塞5和辅助阀杆8上移,切断了紧急排风堵与辅助室的通路.需要说明的是,列车管施行紧急排风后的10~15秒内,由于辅助室压力未降到设定值,紧急放风阀未关闭,此时向列车管充气是没有意义的.三.中间体(图2-6)F8阀中间体由铸铁铸造,用来安装主阀与辅助阀,并起到连接列车管、副风缸、制动缸、工作风缸及主阀辅助阀的各个气路的作用.主阀和辅助阀分别安装在中间体的两侧,另一侧留有连接车下管路的管锥螺孔,分别连接列车管(1英寸)、副风缸(3/4英寸)、制动缸(3/4英寸)和工作风缸(1/2英寸).中间体内有两个气室,一个0.8L的局减室,一个3L的辅助室,其他还有一些内部气路.第二节F8型空气分配阀的作用原理F8型空气分配阀共有六个作用位置,分别是:初充气或充气缓解位、局部减压位、常用制动位、制动保压位、阶段缓解保压位和紧急制动位.一.初充气或充气缓解位(图2-7)当车辆分配阀的各风缸及风管内均无压力空气,由机车制动机或单车试验器通过车辆分配阀向上述风缸、风管充气,称为“初充气”.初充气时,列车管向工作风缸、副风缸、辅助室等空间充气.1.初充气:当司机将自动制动阀手把置于运转位,列车制动管充气时,压力空气经列车制动管、支管、支管截断塞门和远心集尘器进入中间体,然后一路经大滤尘器、主阀安装面a1孔进入主阀;另一路经辅助阀安装面a’1孔、小滤尘网进入辅助阀活塞下方a’2.进入主阀的压力空气,经通路a2到主活塞上方a3(同时进入缓解柱塞中心孔a4,为制动时局部减压作准备),推动主活塞下移,压缩其下方的制动弹簧,直到主活塞压板外缘碰到下阀体,此时主阀处于充气缓解位,列车制动管压力空气经下述通路分别充入副风缸工作风缸和辅助室,直到定压为止.(1)副风缸充气:列车制动管压力空气经a1→a2→副风缸充气止回阀→b1→b向副风缸充风;同时经b1→平衡阀上方周围空间b2,为制动时向制动缸充风作准备.由于副风缸充气止回阀弹簧力及阀重力的作用,实际上副风缸压力在列车管定压600kPa时,只能充到560kPa以上,而列车管定压500kPa时,只能充到460kPa以上.(2)工作风缸充气:主活塞上方a3压力空气经通路a5→充气阀杆沟槽a6和转换盖板槽a7(一次缓解时)→通路a8→缩孔堵→下阀体通路a9→缓解柱塞套和柱塞槽→主活塞下方c1→上阀体通路c2→中间体通路c3→工作风缸.工作风缸压强可充至定压.(3)辅助室充气:由于列车制动管压力空气经a’1进入辅助阀体内a’2(同时进入放风阀下方a’3),推动辅助阀活塞向上移动,使辅助阀处于充气缓解位.工作风缸的压力空气经c4→辅助阀通路c5→辅助阀套径向孔→辅助阀杆槽→辅助阀活塞上方f1→f2→f3→辅助室,直到充至定压值.另一路经辅助阀杆中心孔到达辅助阀杆顶部f4(为制动位常用排风堵排辅助室压力空气作准备);初充气过程如下所示:2.再充气:再充气即制动后的充气.当列车制动管增压后,使原来主阀的三压力平衡状态被打破,列车制动管和制动缸压力空气的向下合力大于工作风缸压力空气的向上力,使主阀处于充气缓解位,其充气通路与初充气时相同,缓解排气通路如下:(1)制动缸缓解:主阀到达缓解位时,主阀下方的缓解阀被打开,制动缸压力空气经由d→d1→d2→d3→d4→缓解阀排大气.同时主阀小活塞上方的压力空气也经限压阀底部的大缩孔堵→限压阀套→限压阀沟槽d7→d6→d2→d3→d4→缓解阀排大气.使用阶段缓解时(转换盖板在阶段缓解位),由于列车制动管从增压到停止增压,主阀小活塞上方制动缸压强在下降,直到主阀向上的力大于向下的力时,主活塞即向上移动,关闭缓解阀口,制动缸停止排气.主阀三压力达到一个新的平衡点,此时制动缸仍保留一定的空气压强,其大小可由机车司机通过控制列车管的增压量而定.使用一次缓解时(转换盖板在一次缓解位),当列车制动管增压,主阀达到缓解位时,制动缸压力空气排向大气,同时主阀主活塞下方c1的工作风缸压力空气经缓解柱塞套和槽→a9→a8→a7→a6→a5→主活塞上方a3和列车制动管,工作风缸压强迅速下降,此时,主阀再不可能回到缓解保压位,制动缸压强一次降到零.(2)局减室排气:制动缸压强降至20kPa以下时,充气阀活塞在其弹簧力的作用下向上移动,打开充气阀杆尾部充气阀套的气路,局减室压力空气经e→e1→e3→大气.图2-7F8阀初充气或充气缓解位二.局部减压位及稳定性1.局部减压位(图2-8)当列车管减压,主活塞上方a3空气压强P列下降,使得主活塞下方c1工作风缸压力空气经缓解柱塞沟槽→缓解阀套上排孔→主阀、下体通路a9→工作风缸限制堵→主阀体内部通路a8→充气阀套上排孔→充气柱塞沟槽及转换盖板沟槽a7(一次缓解位)→主阀体内部通路a5→主活塞上方a3,向列车管逆流.由于受工作风缸限制堵的限制,工作风缸压力空气逆流量小于列车管的减压量,随之主活塞两侧形成一定的压差,即P列＜P工,P制=0,同时在制动弹簧力的作用下,主活塞与缓解柱塞向上移动:先切断工作风缸向列车管逆流通路,工作风缸压力停止下降,主活塞迅速向上移动;然后关闭缓解阀,切断制动缸与大气的通路;发生局减作用:缓解柱塞中心孔与缓解柱塞套中间一排孔连通,使主活塞上方a3列车管的压力空气经下述通路:缓解柱塞中心孔a4→缓解柱塞套中间一排孔→主阀下体e5→局减阀缩孔堵Ⅰ,到达局减止回阀,并打开该阀.一部分列车管压力空气到达局减止回阀下方,另一部分经主阀下体通路e4→主阀体通路e2,一路经中间体通路e1到局减室(0.8L),同时经通路e3和充气阀杆尾部充气阀套的气路排入大气,形成第一阶段局减作用.2.稳定性稳定性是指在缓解状态下不发生自然制动的性能.在充气缓解位,当列车管缓慢减压(轻微漏泄)的速度小于列车管最小减压速度,工作风缸的压力空气经工作风缸的限制堵向列车管逆流,当逆流量与列车管减压量相同时,主活塞上下不能形成足够的压差值,主活塞仍处在缓解位不动,保证了分配阀缓解状态的稳定性.图2-8F8阀局部减压位三.常用制动位及安定性1.常用制动位(图2-9)由于局减的作用造成主活塞上方列车管的空气压力急剧下降,主活塞在局减位并没有停下,而是继续向上移动,并通过中体顶杆带动小活塞上移,打开平衡阀,使主阀达到常用制动位.此时,副风缸压力空气经中间体→主阀内部通路b1→平衡阀上部空间b2→通过打开的平衡阀→主阀杆四周→主阀体内部通路d8,然后,一路到达平衡阀导杆上部d9;另一路经限压阀套上排孔→限压阀沟槽→限压阀套下排孔到达限压阀下部d7.此后压力空气的流向分成四路:一路经主阀体d6→中间体通路d1向制动缸充气;一路经主阀体d6→d2→主阀下体d3→局减阀套下排孔→缓解柱塞杆周围及缓解阀上方,同时也经缓解阀盖通路d4到达缓解阀导杆下方;一路经限压阀下方大缩孔堵向小活塞d10上方充气;一路经限压阀下方大缩孔→主阀体通路d11→充气阀盖到达充气阀活塞上侧d12,当制动缸压强上升到20kPa左右时,压缩充气阀弹簧,使充气阀活塞及充气阀杆移动,切断了局减排大气的通路以及充气阀的列车管与工作风缸充气(或逆流)通路.由于主阀是三压力平衡机构,即P制+P列＝P工,因此在制动位时,P工可看作一定值,当P列下降时,P制就上升,所以制动缸压力空气作用于小活塞的向下的力P制只受列车管压力P列的影响,而与制动缸活塞行程无关.在制动时(包括常用制动和紧急制动),由于列车管压力低于副风缸压力,因此副风缸充气止回阀被关闭.列车管减压引起分配阀局减后,辅助阀活塞下方a’2列车管压力下降,而辅助阀活塞上方f1辅助室的压力没有变化,使辅助阀活塞上下形成压差,辅助阀活塞与辅助阀杆一起下移,先切断了工作风缸与辅助室的通路(c5和f1),然后打开了辅助室与常用排风堵间的通路,即:辅助室压力空气→中间体f3→辅助阀体及上盖通路f2→辅助阀套下排孔→辅助阀活塞上方f1→辅助阀杆中心孔→辅助阀杆顶部f4→辅助阀套上排孔,经过常用排风堵排入大气.2.安定性安定性是指在常用制动时不发生紧急制动作用的性能.当列车管减压速度没有达到紧急制动所要求的减压速度时,辅助室压力空气经过常用排风堵排入大气,使辅助阀活塞上下压差不能继续增加,放风阀在其弹簧力的作用下不会被打开,保证了分配阀常用制动的安定性.图2-9F8阀常用制动位四.制动保压位及分配阀的自动补风作用实行常用制动后,当制动缸压强达到需要值后,列车管停止减压.这时,分配阀处于制动保压位,从而使制动缸压强也保持一定.1.制动保压位(图2-10)列车管停止减压后,副风缸的压力空气继续进入制动缸及小活塞上方(即P制上升),当小活塞上方P制与大活塞上方P列之和与主活塞下方P工力相等时(三压力平衡),在平衡阀弹簧力的作用下,小活塞通过中体顶杆与大活塞一起向下移动,直到关闭平衡阀为止.此时副风缸与制动缸通路被切断,副风缸停止向制动缸供风.主阀处于制动保压位.列车管停止减压后,辅助室的压力空气继续通过常用排风堵排入大气,当排到辅助阀活塞上方的压力稍小于其下方的压力时,辅助阀活塞与辅助阀杆同时上移,切断了辅助室排大气的通路,辅助阀也处于制动保压位.此时辅助室的压强与保压后的列车管压强相等,但低于工作风缸的压强,为缓解初期工作风缸压力空气向辅助室充气,起加速缓解作用作准备.2.自动补风作用分配阀处于保压位后,主阀三压力机构也处于平衡状态,即P制+P列＝P工,如果制动缸出现漏泄等原因,使制动缸压力下降,同时引起主阀小活塞上方压力下降,三压力平衡被破坏,机构向上的力大于向下的力,使主活塞带动小活塞及主阀杆上移,重新打开平衡阀,副风缸的压力空气通过打开的平衡阀沿制动位时的通路到达制动缸和小活塞上方,当制动缸压力补充到平衡值时,主活塞和小活塞同时下移,平衡阀重新关闭,主阀再次处于保压位.图2-10F8阀制动保压位五.制动保压后充气(一次或阶段)缓解位1.一次缓解(图2-7)主阀转换盖板置于一次缓解位.制动保压后施行缓解,列车管充风,辅助阀活塞上下压力失去平衡,辅助阀活塞下方压力(P列)高于上方压力(P辅),辅助阀活塞上移,打开工作风缸与辅助室的通路,辅助阀处于充气缓解位.由于制动时辅助室压力空气经过常用排风堵部分排入大气,辅助室压力低于工作风缸压力,因此工作风缸向辅助室充气,即工作风缸压力空气和主阀主活塞下方压力空气c1→中间体c4→辅助阀体与上盖通路c5→辅助阀套下排孔→辅助阀杆沟槽→辅助阀活塞上方f1→辅助阀体及上盖通路f2→中间体f3→辅助室,使工作风缸压强降低(加速缓解作用).由于列车管增压,主阀主活塞上方压力上升,三压力平衡状态被打破,P制+P列＞P工,即向下的力(列车管和制动缸分别作用在主活塞和小活塞上的合力)大于向上的力(工作风缸作用于主活塞下方的力),主活塞和小活塞同时下移,在切断局减室与列车管通路的同时,打开了工作风缸与列车管间的逆流通道,即主活塞下方(工作风缸压力空气)c1,经缓解柱塞沟槽→缓解阀套上排孔→主阀下体通路a9→工作风缸限制堵→主阀体内部通路a8→充气阀套上排孔→转换盖板沟槽a7→主阀体内部通路a5逆流到主活塞上方a3.由于工作风缸压力空气流入列车管,使工作风缸压力继续下降,列车管压力不断上升,即使列车管停止增压,主阀三压力也不会平衡,主活塞和小活塞继续下移并打开缓解阀,达到一次缓解的目的.当工作风缸压力与列车管压力平衡后,如果列车管仍继续增压,主阀和辅助阀通路与初充气时相同.制动缸压力空气经中间体d1→主阀体内部通路d2→主阀下体d3→缓解阀套下排孔→缓解柱塞四周→打开的缓解阀排入大气.同时充气阀活塞上方d12和小活塞上方d10的压力空气经大缩孔堵→d7→主阀气路d6→d2→d3→缓解阀排入大气(缓解阀导杆下方d5压力空气也通过打开的缓解阀排入大气),分配阀处于缓解位.由于充气阀活塞上方d12的压力空气排入大气,充气阀活塞在充气阀弹簧的作用下,移到充气缓解位,重新连通了充气阀套上的充气通路,同时打开了局减室排大气的通路,使局减室及局减阀下部的压力空气经阀体通路和充气阀套最下一排孔排入大气.2.阶段缓解位(图2-11)当与具有阶段缓解的机车车辆编组时,或有阶段缓解需要时,将主阀盖板置于阶段缓解位.制动保压后施行阶段缓解,列车管增压,主阀动作过程与一次缓解位相同,只是由于转换盖板上列车管与工作风缸的通路被切断,因此当制动缸压力下降到20kPa左右前,充气阀仍处于制动位,充气阀上工作风缸与列车管间的通路仍被切断.工作风缸压力空气就不能向列车管逆流,只是在缓解初期,由于辅助阀的加速缓解作用,使工作风缸压力稍有下降后便保持不变,工作风缸压力成为一定值(低于定压值).根据P制+P列＝P工,而P工为定值,因此当列车管压力上升时,制动缸压力必然会下降,以保持三压力的平衡;若列车管停止增压,当制动缸及小活塞上方压力下降(经缓解阀排入大气)到一定值后,主阀三压力机构向上的力稍稍大于向下的力时,主活塞带动小活塞向上移动,关闭缓解阀(制动缸停止排气)后停止上移,主阀处于缓解保压位.辅助阀阶段缓解过程与一次缓解位时的相同,当列车管停止增压后,工作风缸压力空气向辅助室充气,充到辅助室压力与列车管压力相同时,在辅助阀膜板拱力的作用下,辅助阀活塞下移,切断工作风缸与辅助室间的通路,辅助阀处于缓解保压位.列车管再次增压,然后保压,主阀和辅助阀重复上述动作.随着列车管数次增压及保压,制动缸压力也数次下降(缓解)及保压,实现了分配阀的阶段缓解作用.当制动缸压力下降到20kPa左右时,充气阀活塞在充气阀弹簧的作用下上移,打开了列车管与工作风缸间的通路,使工作风缸充风,同时也打开了局减室与大气的通路,使局减室压力空气经充气阀套尾部排入大气.图2-11F8阀阶段缓解保压位六.紧急制动位(图2-12)列车运行中,如遇紧急情况需立即停车时,分配阀应处于紧急制动位,将列车管压力空气急速排入大气,使列车迅速停车.紧急制动时,主阀的动作过程与常用制动时相同,只是由于列车管减压速度比常用制动时快,因此,动作比常用制动时迅速;另外,由于紧急制动时列车管压力空气全部排入大气,使P制+P列＜P工(P列=0),三压力机构向上的力远远大于向下的力,使主活塞和小活塞上移到极限位,平衡阀被完全打开,副风缸压力空气迅速进入制动缸,使制动缸压力迅速上升到规定值.限压阀在其下部制动缸空气压力的作用下,压缩限压阀弹簧,使限压阀上移,切断副风缸到制动缸的通路,制动缸压力停止上升.制动缸最高压力可根据需要(调节限压阀调整螺钉)而定.另外在紧急制动时,由于动作迅速,工作风缸的逆流量及局减量(局减室压力)均比常用制动时小.辅助阀开始的动作过程与常用制动位时相同,只是由于列车管减压速度很快,受常用排风堵的限制,辅助阀活塞上方辅助室的压力空气不能迅速排入大气(与列车管相平衡),因此辅助阀活塞上下形成较大的压差,使辅助阀活塞继续下移,打开放风阀,使列车管压力空气迅速排入大气,实现列车管紧急放风的作用.由于辅助阀活塞下移,辅助阀杆也打开了紧急排风堵的通路,辅助室压力空气经过常用和紧急两个排风堵同时排入大气,辅助室压力空气由开始排出到基本排尽的时间掌握在15S左右,这是为了避免断钩事故而设的.图2-12F8阀紧急制动位