空气制动是铁路机车车辆制动方式之一，是以压缩空气作为制动原动力，以改变压缩空气的压强来操纵控制列车的制动，由美国企业家、工程师乔治·威斯汀豪斯于1872年发明。

简介空气制动是铁路机车车辆制动方式之一，是以压缩空气作为制动原动力，以改变压缩空气的压强来操纵控制列车的制动，由美国企业家、工程师乔治·威斯汀豪斯于1872年发明。1

历史在空气制动机出现以前，铁路列车的制动是一项困难的工作。在铁路出现初期，由于列车车厢数量较少、速度较慢，当时主要依靠蒸汽机车的逆汽制动、以及以人力为制动原动力的闸瓦制动；但当铁路运输不断发展，列车变得更长、更快，对列车的制动性能要求变得越来越高。

1866年，美国一位年轻人乔治·威斯汀目睹了一起铁路事故，了解到既有制动装置的不足。1869年，当时年仅23岁的乔治·威斯汀豪斯通过大量的研究和试验，成功研制了世界上第一套“直通空气制动机”。这套制动系统包括了一台空气压缩机，它将空气加压到压强为每平方英寸50至70磅的压缩空气并储存在总风缸内，进行制动时，司机打开阀门，让压缩空气流通过车辆之间的风管，进入分别安装在每节车厢的制动缸内，而压缩空气将制动缸内的活塞鞲鞴推出，再通过一系列拉杆和杠杆作用迫使闸瓦压向车轮，实现制动的目的；而在缓解时，司机通过操纵阀门，使制动缸和管路中的压缩空气排向大气，从而令制动缸内的复原弹簧将活塞鞲鞴压回到风缸内，使闸瓦离开车轮。同年。在宾夕法尼亚州铁路的一列旅客列车上装上了新发明的空气制动机进行试验，结果表明空气制动机效果良好，能够成功避免事故的发生。2

踏面制动踏面制动是铁路机车车辆最常用的制动方式之一，它依靠压缩空气（空气制动）或者大气压力（真空制动）的作用，推动制动气缸中的鞲鞴（活塞），将空气的压力变成机械推力，使闸瓦紧压滚动的车轮踏面而产生摩擦作用，将列车的动能转变为热能并消散于大气。

使列车减速必须对列车作用以制动力，也就是与列车运行方间相反的阻力，而闸瓦制动所产生的制动力就是摩擦力，闸瓦施加于车轮的压力越大，产生的制动力和减速度也越大，制动距离也越短。踏面制动依靠轮轨间粘着力的作用下使列车减速，因此制动力受到轮轨粘着条件的限制而不能任意地提高，制动力极限值应小于轮轨最大粘着力，这样才能保证车轮在车辆运行速度范围内滚动。如果制动力接近甚至超过了粘着力，轮轨间的粘着状态开始被破坏，发生车轮被闸瓦抱死的滑行现象，钢轨对车轮的静摩擦力变为滑动摩擦力，导致制动距离延长、车轮踏面擦伤。

闸瓦压力来自于制动缸鞲鞴的推力，而鞲鞴推力的大小与制动缸大小和空气压力大小成正比，但制动缸过大不仅增加制动装置重量，而且还增加压缩空气消耗。 为了使用较小的制动缸得到较大的制动力，并且将推力均匀地分布到各个车轮的闸瓦上，踏面制动系统必须设有制动杠杆装置，根据杠杆定律使制动气缸中的作用力得到放大，制动缸鞲鞴的推力经过制动杠杆增大一定倍数并传递至各闸瓦。闸瓦压力比制动缸鞲鞴推力增大的倍数，称为制动倍率。

闸瓦制动装置按照闸瓦的分布情况，可分为单侧闸瓦式（只在车轮的一侧设有闸瓦）和双侧闸瓦式（在车轮的两侧都设有闸瓦）。单侧闸瓦制动装置的构造较为简单，适用于速度较低且自重较轻的车辆，但制动时使车轴轴箱单侧受力，车轴轴承或轴瓦容易产生偏磨，而且闸瓦单位面积上的压力较大，因此闸瓦磨耗量相对较大。双侧闸瓦制动装置结构比较复杂，但由于制动时闸瓦单位面积上所受的压力较小，因而摩擦系数比单侧闸瓦制动装置高，制动效果较好，闸瓦磨耗量较小，有利于缩短制动距离、提高运行速度、延长闸瓦寿命。2

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本词条内容贡献者为:

尹维龙 - 副教授 - 哈尔滨工业大学