一种高速列车风阻制动装置的制作方法

本发明涉及高速列车制动领域，特别是一种高速列车风阻制动装置。

背景技术：

风阻制动作为非黏着制动是现有高速列车制动系统的重要补充，风阻制动装置质量较轻、结构简单，且具有空气阻力与空气流速两次方成正比的特性，对原有车辆结构改动较小且利用风能，具有环保意义。在日本，以运行速度为500km/h为目标的超导磁浮列车、运行速度360km/h为目标的东日本铁路E954新干线试验车都有装车实例。在国内，由南车青岛四方与同济大学合作设计的风阻制动装置也在风洞试验中得到性能验证。

专利《风阻制动装置及使用该风阻制动装置的动车车体》(专利号CN201210460635)描述了一种风阻制动装置，包括风阻制动板和驱动机构；所述驱动机构包括驱动杆，所述驱动杆铰接于所述风阻制动板；所述风阻制动板的一端铰接于固定座，并由所述驱动杆驱动而可绕固定座转动。所述风阻制动板可绕所述固定座转动相应的角度，气流流向风阻制动板时，风阻制动板产生一定的空气阻力；且直接通过驱动杆推动风阻制动板转动，所需驱动力小，提高了效率，节约能源；风阻制动板对称安装于动车车体两侧的侧墙板，动车的平衡性很好；雨水、灰尘等杂物不会落入风阻制动装置而影响风阻制动装置的失灵，使用寿命长；并且动车车体两侧的安装面积广，从而方便安装使用。专利所述的风阻制动装置，主要用于单向行驶制动，需要依靠正反向安排布置实现双向制动。利用液压为驱动源，受载能力虽强但易发生泄漏，且不包含制动板在多个角度锁定的功能描述。

专利《高速动车组双向风阻制动装置》(专利号CN201410850137)公开了一种高速动车组双向风阻制动装置，包括风阻制动板，及与风阻制动板一端通过轴承铰接的第一支座，及与风阻制动板另一端通过轴承铰接的第二支座；及与第一支座和第二支座另一端铰接的轴承，及与轴承配合安装的板架；所述板架外加或内置安装于高速动车组车顶或/和高速动车组车体两侧；所述第一支座和第二支座为伸缩机构。本发明的高速动车组双向风阻制动装置，突破传统思维、由单向行驶刹车创造性地设计出双向行驶都适合的风阻制动装置；但同样未涉及多角度锁定方案设计，无法满足不同的制动工况。且液压缸易发生漏油难以维护。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有很好的制动效果、可以满足常用制动、紧急制动状态的不同需要、能实现风翼制动板0-75度内任意角度锁定的功能、能实现回收、具有更高的安装自由度、风翼板打开速度快，紧急制动响应速度快、装置体积小，重量轻，不会对客室面积以及运行稳定性产生影响的高速列车风阻制动装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种高速列车风阻制动装置，包括箱体，所述箱体固定嵌入于列车顶部，所述箱体内设有开启机构、锁闭装置、驱动机构、传动机构、锁定机构及角度传感器，所述驱动机构与传动机构相连接，所述开启机构和锁闭装置上端与所述制动风翼板内表面中部相接触，所述制动风翼板内表面为制动风翼板合上后收于车顶内部的面，所述箱体的底板上安装有止档轴承座，所述止档轴承座上安装有摇臂，所述摇臂基于止档轴承座旋转，所述锁定机构用于控制摇臂的旋转角度，所述摇臂上安装有制动风翼板，所述角度传感器用于测量摇臂的旋转角度。

所述驱动机构为电机，所述传动机构包括传动齿轮轴，所述传动齿轮轴上设有传动齿轮，所述止档轴承座上设置有轴承座孔，所述轴承座孔与传动齿轮轴向同轴配合，所述传动齿轮轴的一端与锁定机构同轴安装，所述传动齿轮轴的另一端与角度传感器同轴安装，所述电机的齿轮与传动齿轮相齿合。

所述箱体上设置有两块制动风翼板，所述两块制动的开启方向相反，实现车辆运行方向双向打开。

所述两块制动风翼板分别通过第一传动齿轮轴和第二传动齿轮轴传动，所述第一传动齿轮轴和第二传动齿轮轴相对设置并齿合。

所述制动风翼板与箱体的底板夹角为0-75度。

相比于现有技术，本发明的优点在于：本发明可以包含有源开启、无源开启两种方式，以满足常用制动、紧急制动状态的不同需要。且通过电机、电磁制动器与角度传感器配合，能实现制动风翼板0-75度内任意角度锁定的功能，打开不同角度的能使列车获得相应的制动减速度。通过电机正反转的控制，当列车以任意速度行驶时，本方案的小型风阻制动装置都能实现回收。本发明不需要大型的驱动装置，不需要配合转向架位置安装，具有更高的安装自由度。此外，因为高速状态下风力大，所以制动风翼板打开速度快，紧急制动响应速度快，而且该装置体积小，重量轻，不会对客室面积以及运行稳定性产生影响。能在列车以任意速度行驶的状态下对制动风翼板进行回收。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的齿轮箱内部示意图。

图3为本发明锁定机构安装示意图。

图中：1.制动风翼板 2.底板 3.摇臂 4.止档轴承座 5.锁定机构6.锁闭装置 7.开启机构 8.齿轮箱 9.电机 10.角度传感器 11.第一传动齿轮轴 12.第二传动齿轮轴 13.电机齿轮。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

如图1所示，一种高速列车风阻制动装置，包括箱体，所述箱体固定嵌入于列车顶部，所述箱体内设有开启机构7、锁闭装置6、驱动机构、传动机构、锁定机构5及角度传感器10，所述驱动机构与传动机构相连接，所述开启机构7和锁闭装置6上端与所述制动风翼板1内表面中部相接触，所述制动风翼板1内表面为制动风翼板1合上后收于车顶内部的面，所述箱体的底板2上安装有止档轴承座4，所述止档轴承座4上安装有摇臂3，所述摇臂3基于止档轴承座4旋转，所述锁定机构5用于控制摇臂3的旋转角度，所述摇臂3上安装有制动风翼板1，所述角度传感器10用于测量摇臂3的旋转角度。

所述箱体上设置有两块制动风翼板1，所述两块制动的开启方向相反。

所述驱动机构为电机9(含电磁制动器)，所述传动机构包括传动齿轮轴，所述传动齿轮轴上设有传动齿轮，所述止档轴承座4上设置有轴承座孔，所述轴承座孔与传动齿轮轴向同轴配合，如图3所示，所述传动齿轮轴的一端与锁定机构5同轴安装，所述止档轴承座4通过坡面防止摇臂3转动超过最大角。所述传动齿轮轴的另一端与角度传感器10同轴安装。

如图2所示，所述两块制动风翼板1分别通过第一传动齿轮轴11和第二传动齿轮轴传动12，所述第一传动齿轮轴11和第二传动齿轮轴12相对设置并齿合置于齿轮箱8内，所述电机齿轮13与传动齿轮相齿合置于齿轮箱8内。

所述制动风翼板1与箱体的底板2夹角为0-75度。

实施例一：

风阻制动装置的常用制动工作原理为：风阻制动装置需要实行常用制动时，根据制动系统控制器的输出信号，锁闭装置6解除锁定，开启机构7将制动风翼板1打开一个小角度，电机9正转，两侧传动齿轮轴带动制动风翼板1相反方向打开；当提供稳定的常用制动减速度时，根据制动系统控制器与角度传感器10的输出信号，电机9停转，两侧齿轮轴停止转动，制动风翼板1固定在一个角度，从而实现制动风翼板1与箱体的底板2在0-75度内任意角度锁定的功能。

实施例二：

风阻制动装置的紧急制动工作原理为：制动系统控制器输出信号或车辆失电时，本发明实行紧急制动锁闭装置6解除锁定，开启机构7被触发将制动风翼板1打开一个小角度，由走行风带动制动风翼板1相反方向打开，当达到最大角度时，止档轴承座4的止档部分(坡面)防止摇臂3转动超过最大角，锁定机构5限制转动角误差不超过一度，故在紧急制动工况下，制动风翼板1直接开启至75度并锁定。

风阻制动装置的回收工作原理为：无需实行制动时，电机9反转，两侧齿轮轴带动制动风翼板1相反方向关闭，锁闭装置6感应到制动风翼板1接触后将制动风翼板1锁定在与车顶表面贴合的位置。本发明风阻制动装置通过对电机9的控制能在列车以任意速度行驶的状态下回收。