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空氣制動(dòng)在軌道交通車輛上運(yùn)用的較早，隨著軌道交通車輛的發(fā)展，空氣制動(dòng)系統(tǒng)也經(jīng)過一系列的發(fā)展。

對(duì)于軌道交通車輛來說，當(dāng)要施加制動(dòng)時(shí)，只需將閘瓦壓上車輪摩擦就可以。此時(shí)只需要將制動(dòng)缸充氣，依靠壓縮空氣來推動(dòng)制動(dòng)缸里面活塞的運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)連桿，使得閘瓦動(dòng)作，擠壓車輪踏面，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。接下來就是考慮要如何控制，才能讓司機(jī)進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)，實(shí)現(xiàn)車輛的所有的制動(dòng)缸都充氣？

可以布置一根貫穿全列車的管路，然后讓管路與所有的制動(dòng)缸都相連，這樣當(dāng)需要施加制動(dòng)時(shí)，司機(jī)通過操作一個(gè)控制器，使得車輛向管路充氣，從而也會(huì)向所有的制動(dòng)缸充氣，實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)；而當(dāng)需要緩解的時(shí)候則可以直接將管路的氣排出來實(shí)現(xiàn)。通過這個(gè)結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)基本的制動(dòng)施加和緩解操作。在這個(gè)過程中我們還需要基本的壓縮空氣，這個(gè)一般是由空壓機(jī)以及儲(chǔ)存壓縮空氣的風(fēng)缸構(gòu)成。

通過上面兩段文字的思考，我們可以使用這種方式實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)的基本功能，下面我們?cè)僬虻陌堰@個(gè)過程梳理一遍。

由空壓機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣輸出至總風(fēng)缸存儲(chǔ)，總風(fēng)缸則和制動(dòng)閥（控制器）直接相連，列車管與制動(dòng)缸相連。制動(dòng)閥是整個(gè)制動(dòng)控制的核心部件。

制動(dòng)閥有三個(gè)工作位置，分別為制動(dòng)位、保壓位和緩解位。

當(dāng)制動(dòng)閥置于制動(dòng)位，總風(fēng)缸的壓縮空氣通過制動(dòng)閥輸出至列車管，接著輸出至各車的制動(dòng)缸，推動(dòng)制動(dòng)缸內(nèi)的活塞移動(dòng)，壓縮活塞背后的緩解彈簧，使活塞桿向外伸出，閘瓦壓緊車輪踏面，產(chǎn)生制動(dòng)作用。

當(dāng)制動(dòng)閥置于保壓位時(shí)，總風(fēng)缸、制動(dòng)管和大氣之間的通路均被隔斷，制動(dòng)管和制動(dòng)缸的空氣壓強(qiáng)保持不變。如果在制動(dòng)缸升壓過程中將手柄反復(fù)置于制動(dòng)位和保壓位，則可使制動(dòng)缸空氣壓強(qiáng)階段式上升，這種作用稱為“階段制動(dòng)”。

當(dāng)制動(dòng)閥置于緩解位時(shí)，制動(dòng)缸和制動(dòng)管的壓縮空氣均可由制動(dòng)閥排往大氣，制動(dòng)得到緩解。如果在制動(dòng)缸降壓過程中將手柄反復(fù)置于緩解位和保壓位，可使制動(dòng)缸壓強(qiáng)階段式下降，這種作用稱為“階段緩解”。

以上描述的這種制動(dòng)方式稱為直通式空氣制動(dòng)。制動(dòng)管直接通向制動(dòng)缸（直通），制動(dòng)管充氣則制動(dòng)缸也充氣，產(chǎn)生制動(dòng)；當(dāng)制動(dòng)管排氣時(shí)制動(dòng)缸也排氣，產(chǎn)生緩解。直通式空氣制動(dòng)是較早出現(xiàn)的空氣制動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單。

直通式空氣制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，并且既可以階段制動(dòng)也可以階段緩解，便于調(diào)節(jié)制動(dòng)力。缺點(diǎn)是當(dāng)列車發(fā)生分離事故時(shí)，若制動(dòng)軟管被拉斷，將徹底喪失制動(dòng)能力；同時(shí)，由于制動(dòng)時(shí)所有車輛的制動(dòng)缸都靠機(jī)車上的總風(fēng)缸經(jīng)制動(dòng)管供氣，緩解時(shí)各車制動(dòng)缸的壓縮空氣都需經(jīng)制動(dòng)管從機(jī)車上的制動(dòng)閥排出，因此，列車前后部制動(dòng)和緩解發(fā)生的時(shí)間差大，會(huì)造成較強(qiáng)的縱向沖擊，不適于編組較長(zhǎng)的列車。

目前，直通式空氣制動(dòng)機(jī)在既有鐵路車輛上已經(jīng)淘汰，逐漸被自動(dòng)式空氣制動(dòng)所取代。