闸瓦

车轮踏面上的制动部件
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闸瓦，也称为刹车片，是铁路运输中用于列车制动的关键部件。它安装在车轮踏面上，通过制动机的作用，在列车需要减速或停止时紧密贴合车轮，利用摩擦力将动能转化为热能，随后热能散布到大气中，实现列车减速或停止。闸瓦的性能受材质、设计和使用条件影响，关键在于摩擦热能的有效散发。[1][2]
闸瓦按材质可分为铸铁闸瓦和合成闸瓦两大类。铸铁闸瓦由铸铁材料制成，包括灰铸铁、中磷、高磷铁和合金铸铁等类型，具有不同的摩擦系数和耐磨性。合成闸瓦，又称非金属闸瓦，由石棉、填料和粘合剂混合热压而成，分为合成树脂基和橡胶基两类，具有重量轻、耐磨、无火花等优点。合成闸瓦的摩擦系数随速度变化小，能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，减轻基础制动装置重量，节省压缩空气。低摩擦系数合成闸瓦可取代铸铁闸瓦，适合改造旧车。但合成闸瓦导热性能较差，摩擦产生的热量使车轮踏面温度升高，可能导致热裂。近年来，无石棉、无铅等有害物质的合成闸瓦因环保而得到更多采用。[1][2]
火车闸瓦制动原理是在制动过程中，制动装置将动能转变为热能消散于大气中，制动效果取决于摩擦热能的消散能力。闸瓦摩擦面积小，大部分热负荷由车轮承担。列车速度越高，制动时车轮的热负荷越大，可能导致踏面磨耗、裂纹或剥离，影响使用寿命和行车安全。因此，传统的踏面闸瓦制动不适应高速列车的需要。[1][2]

发展

和谐型大功率内燃机车是中国铁路未来客货运输主力机型，并逐步成为中国铁路的主要牵引动力。随着机车功率的提高对制动系统也提出了更高的要求。高摩擦系数合成闸瓦（以下简称高摩合成闸瓦）作为大功率内燃机车制动的关键配件，其质量和使用性能对行车安全和维修成本有重要影响。中国南车集团戚墅堰机车车辆厂通过引进美国 GE公司技术生产的和谐型大功率内燃机车已经在国内广泛使用，但其使用的高摩合成闸瓦目前仍采用原装产品。因此，本文针对和谐型大功率内燃机车用高摩合成闸瓦的使用要求和特点，开展具有自主知识产权的和谐型大功率内燃机车高摩合成闸瓦的研制。