一种列车制动闸瓦、列车制动装置及列车

本发明涉及轨道车辆，尤其涉及一种列车制动闸瓦、列车制动装置及列车。

背景技术：

1、列车的制动装置中常使用闸瓦；传统而言，闸瓦用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块，在制动时抱紧车轮踏面，通过摩擦使车轮停止转动；在这一过程中，制动装置要将巨大的动能转变为热能消散于大气之中；闸瓦具有较为成熟的结构，作为示例，专利cn218564246u即公开了一种地铁列车合成闸瓦。

2、然而，使用现有的闸瓦，制动时制动轮与闸瓦由于摩擦、碰撞及不完全贴合产生多边形振动，上述技术问题亟待解决。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种列车制动闸瓦、列车制动装置及列车，以有利于平衡制动时产生的摩擦振动，使制动时车辆更加平稳，可以防止零部件因制动不平稳产生摩擦碰撞、不贴合而出现断裂损伤。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种列车制动闸瓦，包括固定壳、调节托、瓦片及若干制动钉；所述调节托以可滑动方式安装于固定壳并由设在固定壳内的压力机构驱动滑动；所述瓦片呈弧形并固定在调节托远离固定壳的一端；

3、各所述制动钉以可滑动方式均匀分布于调节托内并由设在调节托内的相应伺服电动缸驱动滑动，所述制动钉的外端从瓦片伸出、内端与相应伺服电动缸配合且二者之间设有用于实时监测压力的压力传感器；所述压力传感器将制动钉的压力传递给分控制器，所述分控制器与总控制器连接，所述总控制器将压力信号处理后通过伺服电动缸控制制动钉的移动。

4、进一步，各所述制动钉顺应瓦片的弧形结构排列并指向弧形结构的中心。

5、进一步，所述压力机构包括液压缸及由液压缸驱动的液压杆，所述液压杆抵接于调节托靠近固定壳的一端。

6、进一步，所述压力机构还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧平行于液压缸设置。

7、进一步，所述瓦片远离调节托的一端覆盖有耐高温材料层，所述制动钉的外端从耐高温材料层中穿出。

8、第二方面，本发明还提供了一种列车制动装置，包括车轴及若干设于车轴径向侧的闸瓦；

9、所述闸瓦包括固定壳、调节托、瓦片及若干制动钉；所述调节托以可滑动方式安装于固定壳并由设在固定壳内的压力机构驱动滑动；所述瓦片呈弧形并固定在调节托远离固定壳的一端；

10、各所述制动钉以可滑动方式均匀分布于调节托内并由设在调节托内的相应伺服电动缸驱动滑动，所述制动钉的外端从瓦片伸出、内端与相应伺服电动缸配合且二者之间设有用于实时监测压力的压力传感器；所述压力传感器将制动钉的压力传递给分控制器，所述分控制器与总控制器连接，所述总控制器将压力信号处理后通过伺服电动缸控制制动钉的移动。

11、进一步，设同一闸瓦中的所有制动钉为系统，单个制动钉为子系统；

12、所述总控制器对系统的数学模型进行时域分析：

13、子系统时域受力表示为fi(t)，fi(t)是时域函数，表示随时间变化的力，系统总受力表示为ftotal；

14、

15、其中i＝1、2…，n，其中n为制动钉总数，i为制动钉编号：

16、所述分控制器对子系统的数学模型进行频域分析：

17、子系统时域受力经过傅里叶变换后表示为fj(t)；子系统振幅为a；为子系统初相；ω为子系统角速度，角速度越大频率越高，周期越短；

18、

19、其中j＝1、2…n，其中n为制动钉总数，j为制动钉编号；

20、变换得到：

21、

22、选取振动频率贡献大的前h项，将其作为振动频率特性；

23、所述总控制器通过下列算法将转换后的电信号输入到每个子系统对应的伺服电动缸：

24、

25、

26、vz(t)＝s×az(t)；

27、iz(t)＝k×vz(t)；

28、其中z＝1、2…n，其中n为制动钉总数，z为制动钉编号；

29、fz(t)为总控制器处理后子系统受到的压力，h为振动贡献率大的第h项，az(t)为子系统对应的加速度，m为子系统质量，s为传感器灵敏度，k为传感器转换系数，vz(t)为子系统对应电压，iz(t)为子系统所需输出电信号。

30、进一步，各所述制动钉顺应瓦片的弧形结构排列并指向弧形结构的中心。

31、进一步，所述压力机构包括液压缸及由液压缸驱动的液压杆，所述液压杆抵接于调节托靠近固定壳的一端；

32、所述压力机构还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧平行于液压缸设置；

33、所述瓦片远离调节托的一端覆盖有耐高温材料层，所述制动钉的外端从耐高温材料层中穿出。

34、第三方面，本发明还提供了一种列车，包括车体和上述列车制动装置，列车制动装置安装于所述车体上。

35、与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：

36、本发明提供的一种列车制动闸瓦，使用时，调节托在压力机构的作用下沿被制动体方向移动，并带动瓦片和制动钉同步移动，直到各制动钉与被制动体表面接触并产生摩擦制动力，压力传感器将制动钉所受压力传递给分控制器，分控制器与总控制器相配合，总控制器将压力信号处理后传递给伺服电机从而控制伺服电动缸工作，伺服电动缸接收到电信号后通过活塞运动来控制相应制动钉进行微调，从而使得制动钉的外端均可与被制动体表面贴合，抵消列车制动时产生的不规则振动。

37、本发明提供的一种列车制动装置及一种列车，由于应用了上述闸瓦，因此也具备相同的技术效果。

38、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种列车制动闸瓦，其特征在于：包括固定壳、调节托、瓦片及若干制动钉；所述调节托以可滑动方式安装于固定壳并由设在固定壳内的压力机构驱动滑动；所述瓦片呈弧形并固定在调节托远离固定壳的一端；

2.根据权利要求1所述的一种列车制动闸瓦，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种列车制动闸瓦，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种列车制动闸瓦，其特征在于：

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种列车制动闸瓦，其特征在于：

6.一种列车制动装置，其特征在于：包括车轴及若干设于车轴径向侧的闸瓦；

7.根据权利要求6所述的一种列车制动装置，其特征在于：

8.根据权利要求6所述的一种列车制动装置，其特征在于：

9.根据权利要求6所述的一种列车制动装置，其特征在于：

10.一种列车，其特征在于：包括车体和如权利要求6至9任一项所述的列车制动装置，所述列车制动装置安装于所述车体上。

技术总结
本发明公开了一种列车制动闸瓦、列车制动装置及列车；闸瓦包括固定壳、调节托、瓦片及若干制动钉；调节托以可滑动方式安装于固定壳并由设在固定壳内的压力机构驱动滑动；瓦片呈弧形并固定在调节托远离固定壳的一端；各制动钉以可滑动方式均匀分布于调节托内并由设在调节托内的相应伺服电动缸驱动滑动，制动钉的外端从瓦片伸出、内端与相应伺服电动缸配合且二者之间设有用于实时监测压力的压力传感器；制动装置包括车轴及若干设于车轴径向侧的闸瓦；列车包括车体和列车制动装置，列车制动装置安装于车体上。本发明有利于平衡制动时产生的摩擦振动，使制动时列车更加平稳，可以防止零部件因制动不平稳产生摩擦碰撞、不贴合而出现断裂损伤。

技术研发人员：蒋咏志,徐向阳,段平益,刘文杰
受保护的技术使用者：重庆交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17