一種高速列車的制動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及鐵路車輛,包括磁懸浮列車、高速電力機車及高速動車組等的制動裝 置,特別設(shè)及一種利用空氣阻力制動的列車制動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 高速列車的可靠制動是行車安全的基本要求,列車的制動方式按動能消耗方式分 為摩擦制動(又稱空氣制動)與動力制動,摩擦制動包括閩瓦制動(踏面制動)、盤形制動、磁 軌制動;動力制動包括電阻制動、再生制動、旋轉(zhuǎn)滿流制動、軌道滿流制動等。按制動力形成 方式又可分為粘著制動與非粘著制動,其中,閩瓦制動、盤形制動、電阻制動、再生制動、旋 轉(zhuǎn)滿流制動屬粘性制動,磁軌制動與軌道滿流制動屬非粘性制動; 目前高速列車普遍采用空電復(fù)合制動模式,即空氣制動與動力制動結(jié)合,再加上不受 電氣故障影響的磁軌制動作為緊急制動的備用手段。磁軌制動是通過使列車轉(zhuǎn)向架上的磁 鐵放下,利用磁鐵與軌道之間的吸引力來產(chǎn)生較大的摩擦力,從而使列車減速。磁軌制動屬 于非黏著制動,制動力不受輪軌黏著系數(shù)的影響,制動力較穩(wěn)定,但目前磁軌制動技術(shù)只能 提供總制動力的10%多一點,而且磁軌制動直接與軌道摩擦,會產(chǎn)生很大的熱能,導(dǎo)致軌道 升溫,同時它對鋼軌磨損較大,因此磁軌制動被更多地運用于緊急制動。表1為我國高速試 驗列車300km/h緊急制動時各種制動方式制動力的分配比例,表2為不同初速下各種制動 方式的制動距離。
[0003] 表1緊急制動時各制動方式制動力占比分配
表2高速列車的制動裝置和緊急制動距離
在正常情況下高速列車w動力制動為主,不足部分w空氣制動作為補償。在該制動模 式中,動力制動能力主要取決于動車的數(shù)量和各動車的動力制動功率。在動力分散式高速 列車中,動力制動的能量占50%W上。對于動力集中式高速列車,在調(diào)速制動時,動力制動 也占有較大的比例;在常用全制動和緊急制動時,空氣制動則占有較大的比例,此時動力制 動力已達到最大值,可調(diào)的是空氣制動力,而且在低速及停車時必須依靠空氣制動作用。
[0004] 目前的空氣制動普遍采用盤形摩擦制動的方式,在其他制動方式失效的情況 下,可W保證高速列車能夠在規(guī)定的距離之內(nèi)停車,W確保列車運行的安全。但是盤形制 動方式隨著列車運行速度的提高,動能的增加,制動時產(chǎn)生的熱能也大大增加,巨大的 制動熱負(fù)荷使制動盤容易產(chǎn)生熱疲勞破壞,主要表現(xiàn)在交變溫度和交變熱應(yīng)力同時作用下 的機械損傷、組織蟻變和氧化腐蝕,嚴(yán)重時會在制動盤摩擦面上產(chǎn)生徑向裂紋,容易導(dǎo)致 制動盤的脆性斷裂,影響行車安全,此外制動盤表面發(fā)生高溫蠕變、高溫氧化及摩擦熱造 成材料軟化等問題,另外,制動盤使黃下重量及其引起的沖擊振動增大;運行中還要消耗牽 引功率,速度愈高,運種功率損失也越大。
[0005] 動力制動雖然效率較高,在常規(guī)制動中大量使用,但由于該制動裝置設(shè)計復(fù)雜,安 裝精度高,管線多,在意外情況下,列車可能發(fā)生電氣故障而導(dǎo)致失電,所W在緊急制動中 只能作為備選手段而不能作為終極的制動手段。
[0006] 從表2可W看出,目前的制動方式普遍存在制動距離過長的問題,隨著我國鐵路 不斷向高速、超高速化發(fā)展,現(xiàn)有的制動方式從裝置的材質(zhì)、制動能量及舒適性方面考慮已 經(jīng)越來越難W滿足300km/hW上時速的高速列車的營運要求。
[0007] 針對運種情況,本發(fā)明設(shè)計了一種利用空氣阻力制動的裝置,其原理是利用從車 廂兩側(cè)伸出的風(fēng)阻板產(chǎn)生的空氣阻力作為減速制動力;與傳統(tǒng)制動裝置相比,風(fēng)阻板制動 裝置具有制動力大、制動距離短、無機械磨損、維護保養(yǎng)簡單及技術(shù)成熟的優(yōu)點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 為了解決高速列車現(xiàn)有制動技術(shù)中存在的制動方式單一,機械磨損嚴(yán)重W及制動 力不足的問題,本發(fā)明提供了一種利用空氣阻力制動的列車制動裝置。
[0009] 1.本發(fā)明提供的制動裝置,至少包括:支架、風(fēng)阻板、組合上導(dǎo)軌、下滑軌、防脫 鏈、傳動氣缸、頂桿及應(yīng)急手柄;支架整體焊接在車廂的端墻上,是整個裝置的主要承重構(gòu) 件;下滑軌焊接在支架底部,組合上導(dǎo)軌焊接在支架上部同一高度的前后側(cè),支架的內(nèi)側(cè) (靠通道一側(cè))焊接一檔板;風(fēng)阻板安裝在支架內(nèi),處于組合上導(dǎo)軌、下滑軌與擋板之間;傳 動氣缸安裝在風(fēng)阻板下方,通過頂桿與風(fēng)阻板相連;列車正常行駛時,傳動氣缸處于原始 回縮狀態(tài),風(fēng)阻板處于原位(未伸出車體);需要制動時,在電氣系統(tǒng)操縱下傳動氣缸充氣加 壓,推動活塞向前運動,與活塞相連的頂桿向前推動風(fēng)阻板向車體外伸出,利用空氣阻力產(chǎn) 生制動力;需關(guān)閉制動時,傳動氣缸排氣回縮,風(fēng)阻板回歸原位;應(yīng)急手柄是在傳動氣缸工 作異常時用人力將風(fēng)阻板從原位拉出并鎖定的裝置;W上裝置均為兩套,左右各一,對稱分 布在車廂通道兩側(cè)的端墻上,兩套裝置的規(guī)格、型號及安裝方法完全相同,制動時兩套裝置 同時起作用,保證車體所受空氣阻力平衡。
[0010] 2.所述的支架為長方體框架,由不誘鋼、侶合金或其它高強度材料焊接而成;兩 個支架分別焊接在通道兩側(cè)的端墻外表面。
[0011] 3.所述的風(fēng)阻板為矩形板或近矩形板,其長寬尺寸略小于支架尺寸,由不誘鋼板、 侶合金或其它高強度剛性材料制成;風(fēng)阻板上裝有滾輪,滾輪安裝在風(fēng)阻板的底邊,垂直向 下,風(fēng)阻板可沿上導(dǎo)軌及下滑軌自由伸出車體,伸出車體的風(fēng)阻板與車體垂直;兩塊風(fēng)阻板 對稱安裝于端墻兩側(cè)的支架上。
[0012] 4.所述的組合上導(dǎo)軌為兩條帶滾珠的導(dǎo)軌組合,滾珠為圓柱體或球體,由耐磨、耐 腐蝕的金屬或合金材料制成,兩條導(dǎo)軌相向焊接在支架的橫梁上,兩條導(dǎo)軌高度相同,軌面 均與端墻平行;下滑軌焊接在支架最底部,軌面與端墻垂直。
[0013] 5.所述的防脫鏈由具有高抗拉強度的的金屬鏈或其它材料制成,一端固定在支 架的擋板上,另一端連在風(fēng)阻板的內(nèi)側(cè)(靠近通道一側(cè)),防脫鏈的長度為風(fēng)阻板寬度的 2/3~4/5,確保風(fēng)阻板在正常行駛及制動時不會從支架滑落。
[0014] 6.所述的傳動氣缸主要由腔體、進氣閥、排氣閥、活塞及拉伸彈黃組成;兩個傳動 氣缸對稱分布于通道兩側(cè)的端墻底部;列車正常行駛時,傳動氣缸內(nèi)無氣壓,拉伸彈黃處于 回縮狀態(tài),風(fēng)阻板處于原位;列車制動時,在電氣系統(tǒng)操縱下傳動氣缸充氣,推動活塞向前 運動,頂桿隨之向前推動風(fēng)阻板伸出車體;關(guān)閉制動時,傳動氣缸排氣回縮,風(fēng)阻板回歸原 位。
[0015] 7.所述的頂桿一端連在傳動氣缸的活塞上,另一端連在風(fēng)阻板內(nèi)側(cè)。
[0016] 8.應(yīng)急手柄安裝在車廂內(nèi)的端墻上,在傳動氣缸失靈的情況下,由工作人員用人 力將風(fēng)阻板從原位拉出并鎖定。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)越性 (1) 可W提供很大的制動力,大大縮短制動所需的時間及制動距離,特別在傳統(tǒng)制動手 段失效時可W發(fā)揮中終極制動作用,明顯降低列車發(fā)生意外的幾率; (2) 沒有活動部件,不存在機械磨損,維修保養(yǎng)的成本很低; (3) 制動力大小可通過改變風(fēng)阻板的迎風(fēng)面積方便實現(xiàn)調(diào)節(jié); (4) 所設(shè)及的設(shè)備均為技術(shù)成熟產(chǎn)品,制造成本低; (5)裝置結(jié)構(gòu)簡單,部件少,安裝在車廂端墻上,無需對高速列車的結(jié)構(gòu)做大的改動, 容易在現(xiàn)有列車上改裝。
【附圖說明】
[0018] 圖1為風(fēng)阻板制動裝置示意