一种高速列车的制动装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及铁路车辆，包括磁悬浮列车、高速电力机车及高速动车组等的制动装 置，特别设及一种利用空气阻力制动的列车制动装置。
【背景技术】
[0002] 高速列车的可靠制动是行车安全的基本要求，列车的制动方式按动能消耗方式分 为摩擦制动(又称空气制动）与动力制动，摩擦制动包括闽瓦制动(踏面制动)、盘形制动、磁 轨制动；动力制动包括电阻制动、再生制动、旋转满流制动、轨道满流制动等。按制动力形成 方式又可分为粘着制动与非粘着制动，其中，闽瓦制动、盘形制动、电阻制动、再生制动、旋 转满流制动属粘性制动，磁轨制动与轨道满流制动属非粘性制动； 目前高速列车普遍采用空电复合制动模式，即空气制动与动力制动结合，再加上不受 电气故障影响的磁轨制动作为紧急制动的备用手段。磁轨制动是通过使列车转向架上的磁 铁放下，利用磁铁与轨道之间的吸引力来产生较大的摩擦力，从而使列车减速。磁轨制动属 于非黏着制动，制动力不受轮轨黏着系数的影响，制动力较稳定，但目前磁轨制动技术只能 提供总制动力的10%多一点，而且磁轨制动直接与轨道摩擦，会产生很大的热能，导致轨道 升溫，同时它对钢轨磨损较大，因此磁轨制动被更多地运用于紧急制动。表1为我国高速试 验列车300km/h紧急制动时各种制动方式制动力的分配比例，表2为不同初速下各种制动 方式的制动距离。
[0003] 表1紧急制动时各制动方式制动力占比分配
表2高速列车的制动装置和紧急制动距离
在正常情况下高速列车w动力制动为主，不足部分w空气制动作为补偿。在该制动模 式中，动力制动能力主要取决于动车的数量和各动车的动力制动功率。在动力分散式高速 列车中，动力制动的能量占50%W上。对于动力集中式高速列车，在调速制动时，动力制动 也占有较大的比例；在常用全制动和紧急制动时，空气制动则占有较大的比例，此时动力制 动力已达到最大值，可调的是空气制动力，而且在低速及停车时必须依靠空气制动作用。
[0004] 目前的空气制动普遍采用盘形摩擦制动的方式，在其他制动方式失效的情况 下，可W保证高速列车能够在规定的距离之内停车，W确保列车运行的安全。但是盘形制 动方式随着列车运行速度的提高，动能的增加，制动时产生的热能也大大增加，巨大的 制动热负荷使制动盘容易产生热疲劳破坏，主要表现在交变溫度和交变热应力同时作用下 的机械损伤、组织蚁变和氧化腐蚀，严重时会在制动盘摩擦面上产生径向裂纹，容易导致 制动盘的脆性断裂，影响行车安全，此外制动盘表面发生高溫蠕变、高溫氧化及摩擦热造 成材料软化等问题，另外，制动盘使黃下重量及其引起的冲击振动增大；运行中还要消耗牵 引功率，速度愈高，运种功率损失也越大。
[0005] 动力制动虽然效率较高，在常规制动中大量使用，但由于该制动装置设计复杂，安 装精度高，管线多，在意外情况下，列车可能发生电气故障而导致失电，所W在紧急制动中 只能作为备选手段而不能作为终极的制动手段。
[0006] 从表2可W看出，目前的制动方式普遍存在制动距离过长的问题，随着我国铁路 不断向高速、超高速化发展，现有的制动方式从装置的材质、制动能量及舒适性方面考虑已 经越来越难W满足300km/hW上时速的高速列车的营运要求。
[0007] 针对运种情况，本发明设计了一种利用空气阻力制动的装置，其原理是利用从车 厢两侧伸出的风阻板产生的空气阻力作为减速制动力；与传统制动装置相比，风阻板制动 装置具有制动力大、制动距离短、无机械磨损、维护保养简单及技术成熟的优点。
【发明内容】
[0008] 为了解决高速列车现有制动技术中存在的制动方式单一，机械磨损严重W及制动 力不足的问题，本发明提供了一种利用空气阻力制动的列车制动装置。
[0009] 1.本发明提供的制动装置，至少包括：支架、风阻板、组合上导轨、下滑轨、防脱 链、传动气缸、顶杆及应急手柄；支架整体焊接在车厢的端墙上，是整个装置的主要承重构 件；下滑轨焊接在支架底部，组合上导轨焊接在支架上部同一高度的前后侧，支架的内侧 (靠通道一侧）焊接一档板；风阻板安装在支架内，处于组合上导轨、下滑轨与挡板之间；传 动气缸安装在风阻板下方，通过顶杆与风阻板相连；列车正常行驶时，传动气缸处于原始 回缩状态，风阻板处于原位(未伸出车体）；需要制动时，在电气系统操纵下传动气缸充气加 压，推动活塞向前运动，与活塞相连的顶杆向前推动风阻板向车体外伸出，利用空气阻力产 生制动力；需关闭制动时，传动气缸排气回缩，风阻板回归原位；应急手柄是在传动气缸工 作异常时用人力将风阻板从原位拉出并锁定的装置；W上装置均为两套，左右各一，对称分 布在车厢通道两侧的端墙上，两套装置的规格、型号及安装方法完全相同，制动时两套装置 同时起作用，保证车体所受空气阻力平衡。
[0010] 2.所述的支架为长方体框架，由不诱钢、侣合金或其它高强度材料焊接而成；两 个支架分别焊接在通道两侧的端墙外表面。
[0011] 3.所述的风阻板为矩形板或近矩形板，其长宽尺寸略小于支架尺寸，由不诱钢板、 侣合金或其它高强度刚性材料制成；风阻板上装有滚轮，滚轮安装在风阻板的底边，垂直向 下，风阻板可沿上导轨及下滑轨自由伸出车体，伸出车体的风阻板与车体垂直；两块风阻板 对称安装于端墙两侧的支架上。
[0012] 4.所述的组合上导轨为两条带滚珠的导轨组合，滚珠为圆柱体或球体，由耐磨、耐 腐蚀的金属或合金材料制成，两条导轨相向焊接在支架的横梁上，两条导轨高度相同，轨面 均与端墙平行；下滑轨焊接在支架最底部，轨面与端墙垂直。
[0013] 5.所述的防脱链由具有高抗拉强度的的金属链或其它材料制成，一端固定在支 架的挡板上，另一端连在风阻板的内侧(靠近通道一侧)，防脱链的长度为风阻板宽度的 2/3~4/5,确保风阻板在正常行驶及制动时不会从支架滑落。
[0014] 6.所述的传动气缸主要由腔体、进气阀、排气阀、活塞及拉伸弹黃组成；两个传动 气缸对称分布于通道两侧的端墙底部；列车正常行驶时，传动气缸内无气压，拉伸弹黃处于 回缩状态，风阻板处于原位；列车制动时，在电气系统操纵下传动气缸充气，推动活塞向前 运动，顶杆随之向前推动风阻板伸出车体；关闭制动时，传动气缸排气回缩，风阻板回归原 位。
[0015] 7.所述的顶杆一端连在传动气缸的活塞上，另一端连在风阻板内侧。
[0016] 8.应急手柄安装在车厢内的端墙上，在传动气缸失灵的情况下，由工作人员用人 力将风阻板从原位拉出并锁定。
[0017] 本发明的优越性 (1) 可W提供很大的制动力，大大缩短制动所需的时间及制动距离，特别在传统制动手 段失效时可W发挥中终极制动作用，明显降低列车发生意外的几率； (2) 没有活动部件，不存在机械磨损，维修保养的成本很低； (3) 制动力大小可通过改变风阻板的迎风面积方便实现调节； (4) 所设及的设备均为技术成熟产品，制造成本低； (5)装置结构简单，部件少，安装在车厢端墙上，无需对高速列车的结构做大的改动， 容易在现有列车上改装。
【附图说明】
[0018] 图1为风阻板制动装置示意