齒輪齒條驅動式空氣動力制動裝置的製作方法
2023-04-25 16:53:16
專利名稱：齒輪齒條驅動式空氣動力制動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及鐵路車輛，包括磁懸浮列車、高速電カ機車及高速動車組等的制動裝置，特別涉及ー種齒輪齒條驅動式空氣動カ制動裝置。
背景技術：
隨著列車運營速度的提高，安全問題將越來越受到人們的關注。而制動技術作為保障旅客生命安全的一道重要防線，越發受到重視。尤其是時速350km及以上的高速列車的制動安全技術已經成為世界各國高速列車研究的重點。目前國內外在運行速度300km/h 的高速列車上，通常只採用粘著制動，但是粘著制動的制動カ取決於輪軌間的粘著係數，而粘著係數是隨列車速度增加而下降的，這意味著在列車高速行駛時，可以利用的粘著力反而下降了。隨著列車速度的提高，以車速從300km/h増加到350km/h為例，動能增加約40%， 將這部分動能轉移出去吋，如果純粹依靠盤型制動，那麼制動過程中制動盤的溫升、熱應カ 等將面臨嚴峻考驗。因此，對350km/h及以上的高速列車有必要考慮採用非粘制動作為緊急情況下的制動方式或者是高速時的常用制動方式，以彌補高速制動エ況下粘著制動的缺陷，確保高速列車安全可靠制動。在目前研發的350km/h及以上的高速列車上，已開展線性渦流制動、磁軌制動和空氣動カ制動這三種非粘制動方式的研究。渦流制動是利用勵磁電磁鐵與鋼軌的相對運動，在鋼軌中產生渦流，渦流產生的磁場與勵磁電磁鐵產生的磁場相互作用，獲得與列車前進方向相反的作用力分量。軌道渦流制動需要在現有高速列車基礎上増加電磁鐵等制動裝置，増加了列車重量，所需消耗的能量大，而且會產生電磁幹擾和電磁輻射汙染等負面效應。磁軌制動又稱為電磁軌道制動。它是通過將車輛轉向架上的電磁鐵吸附在軌道上並使車輛在軌道上滑行產生的制動。與軌道渦流制動類似，増加電磁鐵等制動裝置也會加重列車重量。更值得注意的是磁軌制動是通過與軌道摩擦產生熱來消耗列車動能，會對鋼軌產生磨耗，維修費用大。空氣動カ制動從空氣動力學角度開展研究，完全避免了軌道渦流制動和磁軌制動這兩種非粘制動方式暴露出來的一些問題，它是用車頂展開的翼板増加運動方向上的迎風面積，利用大氣與翼板的相對摩擦將列車的動能轉化為熱能，井隨著空氣的快速流動散於大氣。它具有以下幾個方面的優點1、利用車頂展開的翼板増加空氣阻カ來產生制動力，大小與速度的平方成正比，速度越高則制動力越大，在高速時這ー制動方式具有優良性能，彌補了高速時粘著制動的缺陷；2、空氣動カ制動充分利用風能這種清潔能源，具有節能環保的意義；3、空氣動カ制動裝置僅需對車頂翼板安裝位置處進行改動，與渦流制動對轉向架的改動相比，空氣動カ制動對原有車輛結構改動較小，且改造周期短、設計相對簡單；4、空氣動カ制動裝置沒有磨耗件，與盤型制動相比，摩擦熱很小，而且產生的摩擦熱也能隨時散於大氣，具有可靠性高、維修費用低等特點
發明內容
為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種基於空氣動力學的制動風
^r ο本發明的技術方案如下
ー種齒輪齒條驅動式空氣動カ制動裝置，至少包含制動風翼、齒輪齒條傳動機構以及滑塊機構，所述制動風翼設置於列車頂部，所述制動風翼的前端和後端與列車頂部接觸的部位分別設置有ー對伸縮銷，所述列車頂部還設置有滑槽，所述制動風翼的左右兩側分別通過鉸鏈連接ー滑塊機構，所述滑塊機構能在所述滑槽內滑動，所述齒輪齒條傳動機構設置於列車頂部一容納空間中，且與所述制動風翼的下表面中部相連，所述齒輪齒條傳動機構的動カ由ー驅動電機提供。作為較佳的實施方式，無需制動時，所述伸縮銷將所述制動風翼的前端和後端皆固定在列車頂部，需要制動時，其中ー對伸縮銷釋放所述制動風翼的一端，另ー對伸縮銷保持固定。需要制動時，根據列車行駛方向，距離車頭方向遠的ー對伸縮銷釋放所述制動風翼的一端，另ー對伸縮銷保持固定。距離車頭方向遠的ー對伸縮銷釋放所述制動風翼的一端後，齒輪齒條傳動機構將所述制動風翼頂起一角度，所述制動風翼藉助風カ完成開啟，所述驅動電機控制所述制動風翼開啟的速度與角度。本發明的有益效果在於1、考慮到列車雙向運行エ況，制動風翼能雙向打開；2、 伸縮銷的連鎖裝置，確保列車行駛及制動過程中制動風翼的安全性。
圖1為本發明齒輪齒條驅動式空氣動カ制動裝置示意圖。圖2為沿圖1中A—A方向的剖面示意圖。圖3為沿圖1中B—B方向的剖面示意圖。圖4為本發明的制動風翼展開時的示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進ー步描述
如圖廣圖3所示，ー種齒輪齒條驅動式空氣動カ制動裝置，至少包含制動風翼1、齒輪齒條傳動機構5以及滑塊機構3，所述制動風翼1設置於列車頂部2，所述制動風翼1的前端和後端與列車頂部2接觸的部位分別設置有ー對伸縮銷，所述車體4靠近列車頂部2 還設置有滑槽加，所述制動風翼1的左右兩側分別通過鉸鏈連接一滑塊機構3，所述滑塊機構3能在所述滑槽加內滑動，所述齒輪齒條傳動機構5設置於列車頂部2 —容納空間中， 且與所述制動風翼1的下表面中部通過固定鉸鏈6相連，所述齒輪齒條傳動機構5的動カ 由一驅動電機提供。如圖4所示，無需制動時，所述伸縮銷將所述制動風翼1的前端和後端皆固定在列車頂部2上，需要制動時，其中ー對伸縮銷可以通過同時向外或者向內運動的方式釋放制動風翼1的一端，另ー對伸縮銷則保持固定。考慮到列車雙向運行エ況，制動風翼1能雙向打開。在本具體實施方式
中，選取距離車頭方向遠的ー對伸縮銷釋放所述制動風翼1的一端，另ー對伸縮銷保持固定。伸縮銷具有連鎖機構，防止四個伸縮銷同時開啟而使得制動風翼飛出。當距離車頭方向遠的ー對伸縮銷釋放所述制動風翼1的一端後，齒輪齒條傳動機構5將所述制動風翼1頂起一角度，此後，所述制動風翼1藉助風カ完成開啟，當制動風翼 1未打開到垂直位置吋，制動風翼1所受到的空氣阻カ會有ー個平行和向下的分量，平行的分力起到増大列車阻カ的作用，而向下的分力可以增加列車與輪軌之間的作用力。驅動電機可以控制所述制動風翼1開啟的速度與角度α，只要不開啟到垂直位置即可。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍內。
權利要求
1.ー種齒輪齒條驅動式空氣動カ制動裝置，其特徵在幹，至少包含制動風翼、齒輪齒條傳動機構以及滑塊機構，所述制動風翼設置於列車頂部，所述制動風翼的前端和後端與列車頂部接觸的部位分別設置有ー對伸縮銷，所述列車頂部還設置有滑槽，所述制動風翼的左右兩側分別通過鉸鏈連接一滑塊機構，所述滑塊機構能在所述滑槽內滑動，所述齒輪齒條傳動機構設置於列車頂部一容納空間中，且與所述制動風翼的下表面中部相連，所述齒輪齒條傳動機構的動力由一驅動電機提供。
2.根據權利要求1所述的齒輪齒條驅動式空氣動カ制動裝置，其特徵在於，無需制動吋，所述伸縮銷將所述制動風翼的前端和後端皆固定在列車頂部，需要制動時，其中ー對伸縮銷釋放所述制動風翼的一端，另ー對伸縮銷保持固定。
3.根據權利要求2所述的齒輪齒條驅動式空氣動カ制動裝置，其特徵在幹，需要制動吋，根據列車行駛方向，距離車頭方向遠的ー對伸縮銷釋放所述制動風翼的一端，另ー對伸縮銷保持固定。
4.根據權利要求3所述的基於空氣動カ的列車制動裝置，其特徵在於，距離車頭方向遠的ー對伸縮銷釋放所述制動風翼的一端後，齒輪齒條傳動機構將所述制動風翼頂起一角度，所述制動風翼藉助風カ完成開啟，所述驅動電機控制所述制動風翼開啟的速度與角度。
全文摘要
本發明提供了一種齒輪齒條驅動式空氣動力制動裝置，至少包含制動風翼、齒輪齒條傳動機構以及滑塊機構，所述制動風翼設置於列車頂部，所述制動風翼的前端和後端與列車頂部接觸的部位分別設置有一對伸縮銷，所述列車頂部還設置有滑槽，所述制動風翼的左右兩側分別通過鉸鏈連接一滑塊機構，所述滑塊機構能在所述滑槽內滑動，所述齒輪齒條傳動機構設置於列車頂部一容納空間中，且與所述制動風翼的下表面中部相連，所述齒輪齒條傳動機構的動力由一驅動電機提供。本發明安全可靠，制動效果好。
文檔編號B61H11/06GK102556106SQ20111045286
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者夏德茂, 奚鷹, 裴玉春, 齊淼 申請人:上海龐豐交通設備科技有限公司, 上海龐豐機電科技有限公司