一种列车的辅助起动与制动装置及其工作方法与流程

本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种列车的辅助起动与制动装置及其工作方法。

背景技术：

现有技术中，轨道交通的列车通常运行在钢轨上，其列车也采用钢制车轮，即钢轮；钢轮和钢轨之间存在的黏着阻力是有限的，即存在最大黏着阻力问题；这使得列车在加速、减速的过程中的最大加速度、减速度受到限制，由此导致列车加速或制动的距离过长。尤其当轨道上出现突发状况的情况下，制动距离过长将无法避免突发状况，或说对突发状况的减轻程度有限；在轨道出现突发状况而进行紧急制动时，将导致钢轮与钢轨发生相互擦伤；此外，钢制车轮和钢轨之间存在的黏着阻力过小还会导致钢轨和车轮更加容易磨损，增大了轨道交通系统的维护运营的成本，且在列车启动与制动过程中噪声加大。

技术实现要素：

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种列车的辅助起动与制动装置及其工作方法，该装置通过在列车转向架两端的下方设置辅助加减速轮对，有效地增加了列车起动与制动过程中的加、减速度。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种列车的辅助起动与制动装置，其特征在于所述列车的辅助起动与制动装置包括辅助加减速轮对以及轮对升降控制系统；所述辅助加减速轮对通过所述轮对升降控制系统安装在列车转向架的端部；所述辅助加减速轮对包括辅助加减速车轮，所述辅助加减速车轮的车轮踏面为橡胶套，所述橡胶套嵌设在所述辅助加减速车轮的环向凹槽内。

所述辅助加减速轮对还包括轮轴，所述轮轴的两端各安装有一个所述辅助加减速车轮。

所述轮对升降控制系统包括升降装置以及斜撑杆；所述升降装置的顶端连接所述列车转向架的下表面，其底端与所述轮轴套接；所述斜撑杆的一端铰接在所述列车转向架的底部，其另一端与所述轮轴套接。

所述辅助加减速车轮的所述环向凹槽的深度为4-6cm。

所述橡胶套为硬质实体耐磨橡胶，其最小厚度为7-10cm，最大厚度为11-16cm，其宽度为8-10cm。

所述列车转向架的前后两端各设置有一组辅助加减速轮对。

辅助加减速轮对具有动力系统与制动系统。

一种列车的辅助起动与制动装置的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：当列车的加速度或减速度过大时，轮对升降控制系统放下辅助加减速轮对，使得所述辅助加减速轮对的辅助加减速车轮与钢轨接触，并承担部分荷载。

当所述列车启动时，所述轮对升降控制系统放下所述辅助加减速轮对，使得所述辅助加减速轮对的辅助加减速车轮与所述钢轨接触，并承担0.6—0.95倍的列车承重轮荷载；当所述列车的加速度小于0.5—0.6倍仅列车承重轮工作时的最大加速度时，所述轮对升降控制系统将所述辅助加减速轮对向上抬升。

当所述列车减速时，所述轮对升降控制系统放下所述辅助加减速轮对，使得所述辅助加减速轮对的辅助加减速车轮与所述钢轨接触，并承担0.6—0.95倍的列车承重轮荷载，当所述列车完全停止后，所述轮对升降控制系统将所述辅助加减速轮对向上抬升。

本发明的优点是，通过在列车转向架上加设辅助加减速车轮，借助辅助加减速车轮与钢轨之间的黏着摩擦系数大于钢轮钢轨之间的黏着摩擦系数的特性，使得列车在起动与制动过程中，辅助加减速车轮可以发挥更大的牵引或制动的作用，从而实现了加大列车起动与制动过程中的加、减速度的效果；辅助加减速车轮还可改善紧急制动、上坡或下坡过程中轮轨黏着力不足的问题，由此可以使轨道交通线路的设计坡度加大；在列车运行过程中出现突发状况时，可以紧急制动，从而避免或减轻事故造成的损失，且在紧制动时，可以避免或减轻钢轮钢轨发生摩伤；此外，辅助加减速车轮还可以减少列车起动与制动过程中轮轨之间的振动与噪声，同时保护钢轮与钢轨之间的磨耗，也减小了列车运行过程的能耗，提高列车的运行效率。

附图说明

图1为本发明中列车的辅助起动与制动装置的侧视图；

图2为本发明中辅助加减速车轮的截面示意图；

图3为图2中a-a处的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-3，图中标记1-9分别为：辅助加减速轮对1、轮对升降控制系统2、列车转向架3、轮轴4、辅助加减速车轮5、升降装置6、斜撑杆7、橡胶套8、齿形凸起9、列车承重轮10。

实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种列车的辅助起动与制动装置及其工作方法，该列车的辅助起动与制动装置包括辅助加减速轮对1以及轮对升降控制系统2；辅助加减速轮对1通过轮对升降控制系统2安装在列车转向架3的端部。

如图1所示，辅助加减速轮对1包括轮轴4以及安装在轮轴4两端的辅助加减速车轮5；列车转向架3的前后两端各设置有一组辅助加减速轮对1，每个辅助加减速轮对1通过两个轮对升降控制系统2安装在列车转向架3的下表面；轮对升降控制系统2包括升降装置6以及斜撑杆7；升降装置6的顶端连接列车转向架3的下表面，其底端与轮轴4套接；斜撑杆7的一端铰接在列车转向架3的底部，其另一端与轮轴4套接。轮对升降控制系统2可通过控制升降装置6的伸缩驱动辅助加减速轮对1升降；当升降装置6伸长时，辅助加减速轮对1下降，同时辅助加减速车轮5的车轮踏面与钢轨接触，此时辅助加减速轮对1可以承受列车的部分荷载；当升降装置6伸长时辅助加减速轮对1向上升起。

如图1至3所示，辅助加减速车轮5的车轮踏面为橡胶套8，橡胶套8环绕辅助加减速车轮5设置，辅助加减速车轮5上设置有环向凹槽，橡胶套8嵌设在环向凹槽内部，环向凹槽的深度为4-6cm；橡胶套8为硬质实体耐磨橡胶，其最小厚度为7-10cm，最大厚度为11-16cm,其宽度为8-10cm；橡胶套8的截面形状及尺寸如图2所示，本实施例中橡胶套8的宽度和厚度采用合理的比例，使得橡胶套8承受的应力可以合理地扩散。

如图2、3所示，辅助加减速车轮5的环向凹槽的底面边缘间隔设置有齿形凸起9，橡胶套8与齿形凸起9紧密嵌合，可有效防止橡胶套8与辅助加减速车轮5之间发生相对滑动；环向凹槽的底面中心区域为平滑过渡的曲面，这使得辅助加减速车轮5具有较好的平顺性。

如图1所示，辅助加减速轮对1具有与列车承重轮10独立的动力系统以及制动系统；动力系统用于在列车加速过程中驱动辅助加减速车轮5转动；制动系统用于在列车减速的过程中对辅助加减速车轮5进行制动。

如图1至3所示，本实施例中列车的辅助起动与制动装置的工作方法包括以下步骤：当列车的加速度或减速度过大时，轮对升降控制系统2放下辅助加减速轮对1，使得辅助加减速轮对1的辅助加减速车轮5与钢轨接触，并承担列车承重轮的部分荷载。

具体的，当列车启动时，轮对升降控制系统2放下辅助加减速轮对1，使得辅助加减速轮对1的辅助加减速车轮5与钢轨接触，并承担0.6—0.95倍的列车承重轮10独立工作时的荷载，同时辅助加减速轮对1的动力系统驱动辅助加减速车轮5与列车承重轮10同步转动，列车承重轮10与辅助加减速车轮5同时起到牵引作用。当列车的加速度小于0.5—0.6倍列车承重轮10独立工作时的最大加速度的情况下，轮对升降控制系统2将辅助加减速轮对1向上抬升；并使辅助加减速轮对1停止转动，此时全部列车承重轮发挥牵引与承载的作用，以减少列车运行过程的阻力，减小能耗。

在列车减速的过程中，当列车的减速度小于0.8-0.9倍列车承重轮10独立工作时的最大减速度的情况下，为了防止列车承重轮10与钢轨之间发生相对滑动，轮对升降控制系统2放下辅助加减速轮对1，使得辅助加减速轮对1的辅助加减速车轮5与钢轨接触，并承担0.6—0.95倍的列车承重轮10独立工作时的荷载；同时辅助加减速轮对1的制动系统对辅助加减速车轮5进行制动，辅助加减速车轮5可以与列车承重轮10同步对列车进行制动；当列车完全停止后，轮对升降控制系统2将所述辅助加减速轮对1向上抬升。

本实施例的有益技术效果为：通过在列车转向架上加设辅助加减速车轮，借助辅助加减速车轮与钢轨之间的黏着摩擦系数大于钢轮钢轨之间的黏着摩擦系数的特性，使得列车在起动与制动过程中，辅助加减速车轮可以发挥牵引或制动的作用，从而实现了加大列车起动与制动过程中的加、减速度的效果；辅助加减速车轮还可改善紧急制动、上坡或下坡过程中轮轨黏着力不足的问题；此外，辅助加减速车轮还可以减少列车起动与制动过程中轮轨之间的振动与噪声，同时保护钢轮与钢轨之间的磨耗，也减小了列车运行过程的能耗，提高列车的运行效率。