专利名称：一种提高铁路列车和乘客安全性的制动方法
一种提高铁路列车和乘客安全性的制动方法技术领域
本发明针对铁路运输中的列车和乘客安全，提出了一种在本领域内新颖的方法及 相应的辅助措施。通过采用该方法，可以使列车(特别是高速列车)的制动能力大幅度提高。 并且通过采取发明中所阐述的一系列辅助性的技术措施，可以最大幅度的降低采用该方法 后所带来的安全隐患，并提高该方法的实际效果。
背景技术：
铁路运输能耗比较低，其中一个原因是车轮同铁轨之间的摩擦系数较低。高速运 行的交通工具在设计时，都尽量设法降低其空气阻力，现代的飞机、列车及汽车行驶时的空 气阻力非常低。这些特点制约了列车的制动能力。如在列车制动时，整体质量非常大，如 果要兼顾车辆的动力学特性及轮轨的磨损和寿命，可以利用的技术措施和效果是有限的。 复杂的制动方法，会提高制动机构的质量和空间，增加总体布置的难度、降低列车的整体性 能，甚至还会影响到车轮和铁轨的寿命。高速运行的列车为了保证性能，就无法采取结构特 别复杂、簧下质量增加非常大的制动方法。
运用空气动力学方法，利用空气阻力提高列车制动能力能克服以上所列的困难， 提供优异的制动效果和很高的安全性。此外，所采取的技术措施，大部分可以设计到转向架 之上的结构中，转向架以下增加的结构和质量不多，因此本专利另一个明显的优势就是簧 下质量可以降低，对提高列车的性能和安全性有好处。发明内容
本分明提出，在制动是改变列车的气动布局或采取辅助措施，提高其空气阻力。利 用空气阻力为列车制动。实施空气阻力制动的同时，利用空气阻力控制技术调节空气阻力 的幅度、方向和作用频率；并结合其他制动方式防止车轮滑行、实现粘着力控制，以控制列 车的动力学状态和相互之间的作用力；使用转向架刚度和阻尼控制技术，实现列车动力学 状态的调节和控制。以上综合的技术措施，保证列车实现高制动能力，高稳定性，从；而实现 高裕度的安全性。
提高空气阻力的方法有使用阻力伞、阻力板、空气涡流激发机构、附面层破坏结 构等技术措施，改变列车制动时的气动布局、增加迎风面积、涡流、压差阻力及空气摩擦阻 力。
这些提高空气阻力的结构措施，都设计为在不实施制动时隐藏、伸缩、封闭、多用 途的形式，降低或消除对整车气动布局的影响。从而保证车体表面的流畅和气动布局的设 计特征，兼顾列车低风阻行驶和高空气阻力制动的双重效果。
具体实施方式
利用气动阻力实施制动,制动力会随气流的扰动出现大小、方向和频率上的随机 性，可能形成对列车在纵向、横向的冲击和持续作用的不平衡力。在调节空气阻力进行制动的同时，还应通过对其他技术措施综合控制，调节和调整列车的姿态和动态特性，防止出现 脱轨等其他事故，保证铁路设施、列车和乘客的安全。可采取的有效措施如下。
综合采用阻力伞、阻力板、空气涡流激发机构、附面层破坏结构，及
中提到 的提闻空气阻力的措施，提闻空气阻力调节的方向、幅度、带宽和响应性。
每节列车增加多个阻力伞、多个阻力板，或设置多个
及
中提到的提 高空气阻力措施的具体结构，优化其结构和性能，保证列车和铁路设施安全。
以可控制的方式和增幅实施调节空气阻力的措施，在列车的稳定性、结构强度、乘 客耐受能力等均能够承受的范围内，进行调节，保证列车、乘客等在制动过程中的安全。
在空气阻力制动过程中，结合再生制动或电阻制动，利用粘着控制技术防止车轮 同铁轨的纯滑动摩擦，以得到峰值摩擦系数，进一步提高制动能力，同时提高列车的横向稳 定性和可控能力，并减少车轮和铁轨的磨损。
利用阻尼和刚度调节技术，提高转向架的弹性元件和阻尼元件的性能，进一步提 闻列车在制动过程中的稳定性，保证列车在制动过程中的安全。
使用安全带及约束性的保护措施，最大程度防止乘客出现受到撞击，保证高强度 的制动过程中乘客的伤害降低到更低程度。
控制和操作中使用机构驱动、电子驱动、液压驱动及爆炸填充方式。
采用数字化控制和专用通信总线传输通信数据，保证系统控制的可靠性和控制调 节效果。
权利要求
1.将提高空气阻力的技术措施用于列车制动，以使列车获得强大的制动力，弥补其他制动方式在制动力方面的不足。
2.按权利要求1，将空气阻力用于增加制动力，可以单独或联合采用阻力伞、阻力板和其他提闻空气阻力的措施，以提闻控制空气阻力调节的幅度、带宽和响应性的可能性和范围。
3.按权利要求1和2，由于空气阻力在短时间内大幅度提高，会伴随着纵向、横向的冲击力和持续的作用力，列车的稳定性和乘客的安全需要给以保证，每节列车匹配多个阻力伞、多个阻力板，或设置多个其他提高空气阻力措施的具体结构，优化其结构和性能，保证列车和铁路设施安全。
4.按权利要求1，2和3，调节空气阻力的措施，以可控制的方式、次序增加或缓变的增幅等方式给以实施。
5.按权利要求1，2，3和4，采取进一步的控制措施，在列车的稳定性、结构强度、乘客耐受能力等均能够承受的范围内，实施空气阻力的调节措施，并保证列车、乘客等在制动过程中的安全。
6.按权利要求1调节空气阻力的同时，还应通过对其他技术措施综合控制，调节和调整列车的姿态和动态特性，防止出现脱轨等其他事故。
7.按权利要求1和6，在制动过程中，利用粘着控制技术防止车轮同铁轨的纯滑动摩擦，以得到峰值的摩擦系数，进一步提高制动能力，同时可以提高列车的横向稳定性和可控能力，并减少磨损。
8.按权利要求1，6和7，利用阻尼和刚度调节技术，提高转向架的空气弹簧和减振器的性能，进一步提高列车在制动过程中的稳定性，保证列车在制动过程中的安全。
9.按权利要求1、2和3所采取的以空气阻力增加制动力的措施，在制动结束后可以修复或解除。
10.按权利要求1采取措施，使用安全带或其他约束性的保护措施，最大程度防止列车上的乘客出现意外的撞击，保证高强度的制动过程中乘客的伤害降低到更低程度。
全文摘要
本发明涉及一种列车制动的方法及设备，用于提高列车的制动性能，提高乘客制动过程中的安全。所述设备包括若干阻力伞、阻力板及其他几种提高提高空气阻力的措施。在使用提高空气阻力设备的同时，需要采用发明中所述的方法，提高利用空气阻力制动的效果和安全性。方法包括控制空气阻力调节过程、控制轮轨粘着、控制转向架特性，从而实现对列车动力学状态的控制，保证列车安全。在制动过程中，要使用约束性的保护措施，防止乘客受到伤害。提高空气阻力的设备和结构在不实施制动时，以隐藏、伸缩、封闭、多用途的形式，降低或消除在行车过程中整车气动布局对降低气动阻力需求的影响。
文档编号B60T1/16GK102991529SQ201110265499
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者段鸿杰 申请人:段鸿杰