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铸铁闸瓦与合成闸瓦的选用方法

发布日期:2024-03-05浏览次数:6

        俗话说:火车跑得快,全靠车头带。而火车停得稳,全凭闸瓦刹,所谓闸瓦就是火车的刹车片,位于火车车轮的踏面之上,当火车需要降速或者停靠时,便经由轫机的作用,让车轮前后的两片闸瓦将车轮夹紧,通过摩擦,将火车的动能转化为热能散入大气,最终达到列车减速或者停车的目的。

        要完成这个动作,就要求闸瓦必须耐高温以及摩擦热能的消散能力。这种制动方式运作时,闸瓦的摩擦面积小,热量的大部分负荷由车轮来承担。特别是如今火车的速度越来越高,制动时车轮的热负荷也越大,所以这就导致传统的铸铁闸瓦在应对高速列车时,超高温下会导致铸铁闸瓦出现熔化的现象,影响火车的制动效果和运行安全。所以传统的铸铁闸瓦,往往应用在以东风4B为代表的火车上。

DF4B机车铸铁闸瓦

        传统的铸铁闸瓦,已有100多年的使用历史,根据材料的改进升级,主要分为早期的灰铸铁闸瓦(含磷量约0.2%左右)、中磷闸瓦(含磷量0.7%~1.0%),以及高磷铸铁闸瓦(含磷量2.5%以上)。相较而言,灰铸铁闸瓦的摩擦系数随速度的提高而迅速下降,耐磨性较差,现在基本已经淘汰。中磷铸铁闸瓦的耐磨性大为提高,但刹车时易产生火花。含磷量最高的高磷铸铁闸瓦,制动时火花少,但质脆容易断裂,所以浇铸时须添装钢制瓦背以降低断裂风险。所以在当前中低速列车中,高磷铸铁闸瓦是使用的主力。

    至于高速列车或电气化列车,传统的铸铁闸瓦就显得“有心无力”,这时就轮到高摩合成闸瓦上场了。合成闸瓦又称非金属闸瓦,是用石棉及其他填料以树脂或橡胶作为粘合剂混合后热压而成。合成闸瓦中,按其基本成分,分为合成树脂基闸瓦和橡胶基闸瓦。按其摩擦系数高低,可分为高摩擦系数合成闸瓦和低摩擦系数合成闸瓦

高摩合成闸瓦

    当然合成闸瓦也是需要钢制瓦背来加强韧性,但相比铸铁闸瓦,合成闸瓦重量轻,耐磨,制动时基本不会有火花产生,而且其与车轮间的摩擦系数随速度提高的变化小,与轮轨间的制动粘着系数的变化基本一致,从而可以较好地利用粘着作用,改善制动性能和缩短停车制动距离。

    通常高摩合成闸瓦的摩擦系数约为铸铁闸瓦的两倍,可使用较小直径的制动缸和副风缸,从而减轻基础制动装置的重量,又能节省压缩空气,优点较多。低摩擦系数合成闸瓦可以直接取代传统的铸铁闸瓦,适合于改造旧车之用。合成闸瓦噪音小,寿命长,以及对车轮磨损小、性价比高等方面有优势。

    只是合成闸瓦也并非十全十美,其缺点便是导热性能较差,摩擦所产生的热量使车轮踏面温度升高,甚至使踏面出现局部高温而导致热裂。而且在制动频繁的区段,因为合成闸瓦的散热效率不高,易导致车轮温度升高,合成闸瓦局部出现过热膨胀的现象,车轮踏面呈现沟状磨耗,这就是合成闸瓦横向摩擦造成的。当然随着近些年对环保的要求,合成闸瓦因无石棉、无铅的优势,应用越来越多。


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