火车怎么刹车的？这玩意儿跟汽车完全不是一回事_汽车

说实话，我第一次认真想这个问题，是在站台上看着一列绿皮车缓缓停稳的时候，火车那东西，几十节车厢，几千吨重，你想想，这东西跟小轿车能一样吗？踩一脚刹车就能站住？那不可能的。

火车刹车，首先得知道“刹不刹得住”

火车的惯性太恐怖了，一辆家用车时速100公里，刹车距离大概40米，一列货运火车同样速度，刹车距离可能超过1000米——就是整整一公里，所以说，火车司机不是不想快点停车，是真的“臣妾做不到”。

那为什么火车的刹车这么难？因为轮子和铁轨之间的摩擦系数太小了，铁轨是钢的，轮子也是钢的，这俩玩意儿之间的摩擦力，大概只有汽车轮胎和柏油路的十分之一，所以火车根本不能像汽车那样“抱死”刹车——因为一旦抱死，轮子就被锁住了，火车反而会在铁轨上滑行，根本停不下来,还容易把轮子磨出个平面来。

历史上管这个现象叫“滑行”，严重的时候轮子磨成一整块平的，跑起来“咣当咣当”响，那叫一个折磨人，所以现代火车刹车的第一原则，反而是：别让轮子彻底停下来。

火车刹车的“肌肉”：闸瓦和盘形制动

火车刹车有两种主流方式，一种是老式的闸瓦制动，另一种是现代高铁动车组用的盘形制动,跟汽车的那个刹车盘有点像。

闸瓦长啥样呢？说白了就是一块铁合金的“瓦片”，通过气压或者液压压在车轮踏面上，靠摩擦力让车轮减速，这东西用久了会发红，因为摩擦生热,温度能到五六百度。

盘形制动就更“高级”了，在车轴上装个刹车盘，用刹车卡钳夹住它，跟汽车碟刹一个道理，高铁上用的就是这种，因为散热更好,刹车更稳。

但你想想，几千吨的火车靠闸瓦和刹车盘硬刹？那得多少瓦片啊，不现实，所以实际上，火车刹车有一套完整的气压系统。

整个列车刹车，靠的是“气”

这个系统叫“空气制动系统”，发明者是乔治·韦斯汀豪斯，1869年搞出来的，基本原理一句话：往管道里打气，松开刹车；一放气，刹车自动抱紧。

听上去有点反直觉对吧？为什么要这样设计？

这恰恰是这套系统最天才的地方，万一火车断开了——比如车厢脱钩了——主气管就漏气了，所有车厢立刻自动制动，这就叫“故障导向安全”。

实际操作是这样的：

部件	作用
总风缸	压缩空气的“大水箱”
制动主管	贯穿整个列车的长气管
副风缸	每节车厢自带的储气罐
三通阀	核心部件，控制进排气
制动缸	把气压变成机械力，推动闸瓦

司机踩下刹车（其实是扳动刹车手柄），主气管的风压降低，每节车厢的“三通阀”检测到压力变化，立刻让副风缸里的压缩空气冲进制动缸，推动活塞,把闸瓦压在轮子上。

这个动作不是同时完成的，是从机车到最后一节车厢，一点一点传过去。一列100节车厢的货运火车，从第一节开始刹车到最后一节开始刹车，中间可能要好几秒钟——你想象一下火车扭曲成一条蛇一样的样子。

高速高铁怎么刹车的？

高铁的速度很快，光靠轮子刹车不够,所以中国高铁上用了三种刹车方式配合：

再生制动：就是让电机反过来当发电机，把火车的动能转换成电能，送回电网,这玩意儿效率高而且不磨损轮子。
电阻制动：当电网接受不了那么多的电（比如电压太高了），就把电能导入车顶的电阻器,变成热量散掉。
空气制动：还是用压缩空气推闸瓦或者刹车盘，作为最后的“硬刹车”。

一般200公里时速以上，司机基本不动空气刹车，全靠电机反拖，等到速度降到大概三四十公里的时候,再施加空气刹车让车彻底停下来。

有个细节挺有意思的：高铁进站滑行的那一段，司机其实已经在“刹车”了，但乘客根本感觉不到，因为再生制动很平滑，没有汽车刹车那种“点头”。

火车司机怎么知道什么时候该刹车？

火车驾驶室里现在都有自动控车系统，比如中国的LKJ（列车运行监控装置），它会根据线路信息、信号灯状态、当前速度，自动计算一个“目标点”，然后在显示屏上告诉司机：几公里后限速多少,现在就该开始刹车了。

有些线路甚至实行了全自动分控，司机就监控个状态，比如北京的机场快线、广州的一些地铁,都是无人驾驶系统自动刹车。

说实话，我刚开始搞懂火车刹车的时候也吃了一惊——原来这么复杂，人家一百多年前就搞出了空气制动，现在一百多年了，基本原理居然没啥改变，不是不想改，是这东西太可靠了,改不动。

嗯，差不多就这样了，火车刹车不是一句话能说清楚，但你去站台上看看那些巨大钢铁野兽安安静静地停下来,就知道背后有多少工程师在大脑里画过气路图了。

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