一种高速列车的制动装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铁路车辆的制动技术领域，具体设及一种带喷水冷却装置的高速列车 的制动装置。
【背景技术】
[0002] 自法国高铁2007年创下每小时574.8公里的世界纪录后，世界各国对更高时速列 车的研制热情持续高涨，中国也不例外。高速列车的不断提速，对制动技术提出了越来越高 的要求。可靠的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复合制 动模式，即空气制动与动力制动结合。表1为我国高速试验列车300 km/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(％ )。
[0004]表2高速列车的制动装置和紧急制动距离。
[000引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。在该模 式下，动力制动的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。
[0006] 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。
[0007] 目前的空气制动普遍采用盘形摩擦制动的方式，在其它制动方式失效的情况下， 盘型制动是高速列车唯一能够依靠的制动方式，但是该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急剧增加，譬如300km时速的列车，制动时制动闽 片的瞬间溫度接近l〇〇〇°C，整个制动过程平均溫度接近500°C，巨大的制动热负荷不仅使制 动闽片产生热疲劳，也易使制动盘产生热疲劳破坏，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。
[0008] 对于盘形制动系统而言，制动盘由于面积大，且有半强制通风的散热筋结构，散热 相对比较容易，而制动闽片结构紧凑，面积狭小，无风冷结构，摩擦产生的热很难消散，所W 闽片的工作环境比制动板更加恶劣，如果时速提高到600km或更高，刹车片的瞬间溫度将远 高于1000°C，平均溫度也远高于500°C，由高溫引发的问题将会更加严重，现有的盘型制动 方式从装置的材质、制动能量、舒适性及安全性等各方面已经很难满足更高时速列车的营 运要求。
[0009] 针对运种情况，本发明设计了一种带喷水的盘型制动装置，利用雾状水与高溫制 动盘及闽片直接接触，通过水的汽化潜热带走大量的热量，其散热效果远远超过仅依赖风 冷的制动盘，可使制动盘与闽片始终处于较低的溫度，确保制动的可靠性与安全性，同时延 长闽片的使用寿命，可满足更高速列车的制动要求。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供一种磨损少、溫度低、寿命长、安全可靠的高速列车的制动装 置。
[0011] -种高速列车的制动装置，至少包括:制动盘、制动闽片、闽片散热腔、卡错、水箱、 进水管、罐底阀、出水管、高压水累、四通管、输水软管、喷嘴、定位杆及驱动机构。列车制动 时，驱动机构操纵卡错抱住制动盘，水箱的气动罐底阀打开，高压水累启动，高压水经四通 管进入输水软管后从喷嘴喷出，一路从制动盘带散热筋的通风道喷入，另两路从制动闽片 背板一侧专口设计的散热腔喷入，雾状水滴与高溫的金属表面接触，瞬间受热汽化，水蒸气 带走大量的热量，使制动盘及制动闽片的溫度始终保持在较低的溫度;制动结束时，高压水 累首先停机，然后罐底阀关闭，喷嘴停止喷水;驱动机构操纵卡错与制动盘脱离接触;水箱 经进水管从总输水管补水，使水位保持在要求的范围。
[0012] 所述制动盘装配于车轴上，由耐磨耐热的合金钢材料制成，其散热筋的外缘至少 低于制动盘外缘20mm，，可确保喷嘴喷出的水雾不瓣在制动盘的摩擦面上。
[0013] 所述的制动闽片由一体成型的粉末冶金摩擦块、钢背及防脱柱构成;摩擦块与摩 擦块之间有缝隙。
[0014] 所述的摩擦块与钢背烧结在一起，烧结时，钢背垂直伸出的防脱柱与粉末冶金烧 结在一起;摩擦块与钢背之间不存在空气间隙。
[0015] 所述的闽片散热腔由钢背及沿钢背长度方向焊接的顶板与底板构成，钢背上同时 焊接散热翅片，钢背的对面一边为敞口；钢质顶板与底板上均开有筛孔，顶板上有喷嘴伸入 P。
[0016] 所述的水箱为圆柱形不诱钢罐体，固定在车体的底架上，设有上部进水口与罐底 出口阀，气源由列车的压缩空气系统提供;一节车厢至少配备一只水箱。
[0017] 所述的高压水累由电力驱动，遇到电网故障时，由车载备用电源及时供电；一个转 向架配备一台水累，可为多个喷嘴提供水源。
[0018] 所述的进水管与出水管均为不诱钢材质，进水管与输水总管连接，进水管上有电 磁阀；出水管与四通管连接。
[0019] 所述的输水软管为耐压橡胶管，一个水箱配备多根输水软管，输水软管的一头接 四通管，一头接喷嘴。
[0020] 所述的喷嘴为大流量雾化喷嘴，可由不诱钢、黄铜或非金属材料制成;喷嘴与输水 软管相接。
[0021] 所述的定位杆由不诱钢或侣合金制成，用来固定喷嘴，使喷嘴处于合适的位置；用 于制动盘的喷嘴可W处于固定位置，用于制动闽片的喷嘴可W随制动卡错移动。
[0022] W上所述的制动装置既适用于大气环境中高速列车的常规制动，也适用于真空环 境中高速列车的紧急制动。
[0023] 本发明的有益效果在于：（1)降低制动盘及制动闽片的热负荷，减少因热负荷导 致的机械损伤，延长制动盘及制动闽片的使用寿命;（2)制动过程中不产生传统制动盘及闽 片的高溫，增加了制动装置的可靠性，大大降低制动发生意外的几率；（3)降低制动闽片对 制造材料的苛刻要求，降低制动闽片的制造成本;（4)特别适合超高速列车的常规制动及真 空环境中的紧急制动。
【附图说明】
[0024] 图1为带喷水冷却装置的制动装置示意图。