一、火车闸瓦概述

刹车片在铁路用语上称作闸瓦,闸瓦位于车轮的踏面上,当要煞车时,经由轫机的作用,让车轮前后的两片闸瓦将车轮夹紧,达到停车的目的。火车运行过程中需要制动,与车轮踏面接触产生摩擦,将列车动能转换为热能散入大气,达到列车减速或停止运行的部件,直接摩擦车轮使火车停车的制动零件就是闸瓦。用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块,在制动时抱紧车轮踏面,通过摩擦使车轮停止转动。

二、火车闸瓦制动原理

在这一过程中,制动装置要将巨大的动能转变为热能消散于大气之中。而这种制动效果的好坏,却主要取决于摩擦热能的消散能力。使用这种制动方式时,闸瓦摩擦面积小,大部分热负荷由车轮来承担。列车速度越高,制动时车轮的热负荷也越大。如用铸铁闸瓦,温度可使闸瓦熔化;即使采用较先进的合成闸瓦,温度也会高达400~450℃。当车轮踏面温度增高到一定程度时,就会使踏面磨耗、裂纹或剥离,既影响使用寿命也影响行车安全。可见,传统的踏面闸瓦制动适应不了高速列车的需要。

三、火车闸瓦分类

闸瓦按材质可分为铸铁闸瓦和合成闸瓦两类。

1、铸铁闸瓦。已有100多年使用历史,铸铁闸瓦中,分为灰铸铁闸瓦、中磷闸瓦、高磷铁闸瓦和合金铸铁闸瓦。早期是灰铸铁闸瓦,含磷量约0.2%左右,摩擦系数随速度的提高而迅速下降,耐磨性也很差。改用中磷闸瓦(含磷量0.7%~1.0%)可以改善性能,但在制动时容易产生火花引起火灾。高磷闸瓦(含磷量2.5%以上)产生的火花少,比较安全,但质脆容易断裂,浇铸时须添装钢制瓦背。高磷铸铁闸瓦的使用,日益普遍。

2、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。合成闸瓦也要用钢背加强。如果闸瓦压制成片状用于盘形制动则称闸片。合成闸瓦于1907年首先在伦敦地铁车辆上使用。50年代以来,应用日益普遍。合成闸瓦重量轻,耐磨,制动时基本上无火花。它与钢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。合成闸瓦有高摩擦系数和低摩擦系数之分。高摩擦系数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铸铁闸瓦,适合于改造旧车之用。合成闸瓦的缺点是导热性能较差,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。近年来,为避免对环境的污染,无石棉、无铅等有害物质的合成闸瓦得到越来越多的采用。合成闸瓦具有噪音小,寿命长,对车轮磨损小以及价格相对较低等显著优势.