專利名稱：雙翼板作用式空氣動力制動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鐵路車輛，包括磁懸浮列車、高速電力機車及高速動車組等的制動裝置，特別涉及一種雙翼板作用式空氣動力制動裝置。
背景技術：
隨著列車運營速度的提高，安全問題將越來越受到人們的關注。而制動技術作為保障旅客生命安全的一道重要防線，越發(fā)受到重視。尤其是時速350km及以上的高速列車的制動安全技術已經成為世界各國高速列車研究的重點。目前國內外在運行速度300km/h 的高速列車上，通常只采用粘著制動，但是粘著制動的制動力取決于輪軌間的粘著系數，而粘著系數是隨列車速度增加而下降的，這意味著在列車高速行駛時，可以利用的粘著力反而下降了。隨著列車速度的提高，以車速從300km/h增加到350km/h為例，動能增加約40%， 將這部分動能轉移出去時，如果純粹依靠盤型制動，那么制動過程中制動盤的溫升、熱應力等將面臨嚴峻考驗。因此，對350km/h及以上的高速列車有必要考慮采用非粘制動作為緊急情況下的制動方式或者是高速時的常用制動方式，以彌補高速制動工況下粘著制動的缺陷，確保高速列車安全可靠制動。在目前研發(fā)的350km/h及以上的高速列車上，已開展線性渦流制動、磁軌制動和空氣動力制動這三種非粘制動方式的研究。渦流制動是利用勵磁電磁鐵與鋼軌的相對運動，在鋼軌中產生渦流，渦流產生的磁場與勵磁電磁鐵產生的磁場相互作用，獲得與列車前進方向相反的作用力分量。軌道渦流制動需要在現有高速列車基礎上增加電磁鐵等制動裝置，增加了列車重量，所需消耗的能量大，而且會產生電磁干擾和電磁輻射污染等負面效應。磁軌制動又稱為電磁軌道制動。它是通過將車輛轉向架上的電磁鐵吸附在軌道上并使車輛在軌道上滑行產生的制動。與軌道渦流制動類似，增加電磁鐵等制動裝置也會加重列車重量。更值得注意的是磁軌制動是通過與軌道摩擦產生熱來消耗列車動能，會對鋼軌產生磨耗，維修費用大。空氣動力制動從空氣動力學角度開展研究，完全避免了軌道渦流制動和磁軌制動這兩種非粘制動方式暴露出來的一些問題，它是用車頂展開的翼板增加運動方向上的迎風面積，利用大氣與翼板的相對摩擦將列車的動能轉化為熱能，并隨著空氣的快速流動散于大氣。它具有以下幾個方面的優(yōu)點1、利用車頂展開的翼板增加空氣阻力來產生制動力，大小與速度的平方成正比，速度越高則制動力越大，在高速時這一制動方式具有優(yōu)良性能，彌補了高速時粘著制動的缺陷；2、空氣動力制動充分利用風能這種清潔能源，具有節(jié)能環(huán)保的意義；3、空氣動力制動裝置僅需對車頂翼板安裝位置處進行改動，與渦流制動對轉向架的改動相比，空氣動力制動對原有車輛結構改動較小，且改造周期短、設計相對簡單；4、空氣動力制動裝置沒有磨耗件，與盤型制動相比，摩擦熱很小，而且產生的摩擦熱也能隨時散于大氣，具有可靠性高、維修費用低等特點
發(fā)明內容
為了解決現有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于空氣動力學的列車制動
直ο本發(fā)明的技術方案如下
一種雙翼板作用式空氣動力制動裝置，至少包含兩個箱體，并排設置于列車頂部左右兩側，每個所述箱體連接一制動風翼，左右兩個所述制動風翼在同一水平線上且二者之間存在一間距，所述制動風翼的下表面通過一根中部有轉軸的連桿機構與所述箱體內部相連，且所述連桿機構連接一設置在箱體內部的液壓缸；所述制動風翼的下表面兩端分別設置卡軸，所述箱體內部設置卡套聯(lián)動機構，所述卡套聯(lián)動機構與所述卡軸相互配合，以控制所述制動風翼的開啟或關閉。作為較佳的實施方式，所述卡套聯(lián)動機構包含聯(lián)動桿，所述聯(lián)動桿內設置有壓縮彈簧，聯(lián)動桿兩端為卡套，所述卡套外部設置限位擋塊，所述卡套聯(lián)動機構還包含卡套驅動缸，無需制動時，所述卡套借助壓縮彈簧的彈力與所述卡軸緊密配合，使得制動風翼處于閉合狀態(tài)，需要制動時，所述卡套驅動缸拉動聯(lián)動桿一端的卡套與卡軸分離，聯(lián)動桿另一端的卡套與卡軸作為旋轉軸，以開啟所述制動風翼。兩個所述限位擋塊之間的距離值與壓縮彈簧處于壓縮狀態(tài)下所述聯(lián)動桿的長度值之間的差值大于一根所述卡軸的寬度值且小于兩根所述卡軸的寬度值。需要制動時，根據列車行駛的方向，所述卡套驅動缸拉動聯(lián)動桿的距離車頭方向遠的一端的卡套與卡軸分離，聯(lián)動桿另一端的卡套與卡軸作為旋轉軸，以開啟所述制動風
^r ο所述液壓缸控制所述制動風翼的開啟角度。本發(fā)明的有益效果在于1、這種打開方式的制動風翼外形，將一整塊風翼一分為二，左右對稱布置，這樣就避開了高壓線纜與制動風翼的干涉問題，雖然犧牲了部分迎風面積，但在高速時制動效果還是比較明顯；2、考慮到列車雙向運行工況，制動風翼也能雙向打開；3、僅占有車頂的空間，不會涉及到車內空間；4、整體植入式的設計理念，僅需車輛廠在車頂預留一部分空間，然后將安裝有制動風翼裝置的箱體與車體聯(lián)接，極大地方便了安裝和維護；5、制動風翼是在背風條件下打開，這樣避免了風翼打開到最終狀態(tài)時產生的瞬間沖擊過大問題；6、設計了兩側卡套與卡軸的連鎖機構，通過在卡套內設計安裝彈簧，使得即使兩個卡套驅動缸同時作用，也不會出現兩側的卡套與卡軸同時脫離的現象，從而避免了制動風翼從車頂飛出去；7、由于制動風翼背風打開，這樣就可以通過調節(jié)液壓缸的行程來控制風翼的打開角度，進而提供所需的制動力，為空氣動力制動運用到常用制動提供了可能；8、此方案中的連桿機構不存在死點。


圖1為本發(fā)明的一種具體實施方式
的示意圖。圖2為本發(fā)明安裝于列車頂部的示意圖。圖3為本發(fā)明中制動風翼的開啟方向示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述如圖1所示，一種雙翼板作用式空氣動力制動裝置，至少包含兩個箱體8，并排設置于列車頂部左右兩側，每個所述箱體8連接一制動風翼1，左右兩個所述制動風翼1在同一水平線上且二者之間存在一間距，所述制動風翼1的下表面通過一根中部有轉軸的連桿機構 9與所述箱體8內部相連，且所述連桿機構9連接一設置在箱體8內部的液壓缸10，液壓缸 10設置在液壓缸支座11上；所述制動風翼1的下表面兩端分別設置卡軸13，卡軸13設置在風翼支座12上，所述箱體8內部設置卡套聯(lián)動機構，所述卡套聯(lián)動機構與所述卡軸13相互配合，以控制所述制動風翼1的開啟或關閉。參見圖2，將一整塊制動風翼一分為二，左右對稱布置于車體2的頂部，這樣就避開了高壓線纜與制動風翼1的干涉問題，雖然犧牲了部分迎風面積，但在高速時制動效果還是比較明顯的。繼續(xù)參見圖1，作為較佳的實施方式，所述卡套聯(lián)動機構包含聯(lián)動桿3，所述聯(lián)動桿3內設置有壓縮彈簧，聯(lián)動桿3兩端為卡套7，所述卡套7外部設置限位擋塊6，所述卡套聯(lián)動機構還包含卡套驅動缸4和卡套支座5，無需制動時，所述卡套7借助壓縮彈簧的彈力與所述卡軸13緊密配合，使得制動風翼1處于閉合狀態(tài)，需要制動時，所述卡套驅動缸4拉動聯(lián)動桿3 —端的卡套7與卡軸13分離，聯(lián)動桿3另一端的卡套7與卡軸13作為旋轉軸， 以開啟所述制動風翼1。兩個所述限位擋塊6之間的距離值與壓縮彈簧處于壓縮狀態(tài)下所述聯(lián)動桿3的長度值之間的差值大于一根所述卡軸13的寬度值且小于兩根所述卡軸13的寬度值。壓縮彈簧設置在聯(lián)動桿3兩端的卡套孔內部，制動風翼不作用時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，保證兩側的卡套7僅僅抱住卡軸13，卡軸13依靠兩端的限位擋塊6支撐。上述設計使得即使兩個卡套驅動缸4同時作用，也不會出現兩側的卡套7與卡軸13同時脫離的現象，從而避免了制動風翼1從車頂飛出去。需要制動時，根據列車行駛的方向，所述卡套驅動缸4拉動聯(lián)動桿3的距離車頭方向遠的一端的卡套7與卡軸13分離，聯(lián)動桿3另一端的卡套7與卡軸13作為旋轉軸，以開啟所述制動風翼1。由于制動風翼1是在背風條件下打開的，這樣避免了制動風翼1打開到最終狀態(tài)時產生的瞬間沖擊過大問題；此外，由于制動風翼1背風打開，這樣就可以通過調節(jié)液壓缸10的行程來控制制動風翼1的打開角度，進而提供所需的制動力，為空氣動力制動運用到常用制動提供了可能。圖1結合圖3為例，假設列車向右行駛，則風向為向左，此時左側的卡套驅動缸4 克服彈簧阻力，將卡套7向右拉動，脫離卡軸13，液壓缸10開始作用，推動兩根連桿逐漸伸展，制動風翼1以右側卡軸13作為旋轉軸轉動，可以達到的最終狀態(tài)A ；同理，列車若向左行駛，則可達到最終狀態(tài)B。但無論列車運行方向如何，制動風翼1均是在背風條件下展開的。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種雙翼板作用式空氣動力制動裝置，其特征在于，至少包含兩個箱體，并排設置于列車頂部左右兩側，每個所述箱體連接一制動風翼，左右兩個所述制動風翼在同一水平線上且二者之間存在一間距，所述制動風翼的下表面通過一根中部有轉軸的連桿機構與所述箱體內部相連，且所述連桿機構連接一設置在箱體內部的液壓缸；所述制動風翼的下表面兩端分別設置卡軸，所述箱體內部設置卡套聯(lián)動機構，所述卡套聯(lián)動機構與所述卡軸相互配合，以控制所述制動風翼的開啟或關閉。
2.根據權利要求1所述的雙翼板作用式空氣動力制動裝置，其特征在于，所述卡套聯(lián)動機構包含聯(lián)動桿，所述聯(lián)動桿內設置有壓縮彈簧，聯(lián)動桿兩端為卡套，所述卡套外部設置限位擋塊，所述卡套聯(lián)動機構還包含卡套驅動缸，無需制動時，所述卡套借助壓縮彈簧的彈力與所述卡軸緊密配合，使得制動風翼處于閉合狀態(tài)，需要制動時，所述卡套驅動缸拉動聯(lián)動桿一端的卡套與卡軸分離，聯(lián)動桿另一端的卡套與卡軸作為旋轉軸，以開啟所述制動風翼 ο
3.根據權利要求2所述的雙翼板作用式空氣動力制動裝置，其特征在于，兩個所述限位擋塊之間的距離值與壓縮彈簧處于壓縮狀態(tài)下所述聯(lián)動桿的長度值之間的差值大于一根所述卡軸的寬度值且小于兩根所述卡軸的寬度值。
4.根據權利要求2所述的雙翼板作用式空氣動力制動裝置，其特征在于，需要制動時， 根據列車行駛的方向，所述卡套驅動缸拉動聯(lián)動桿的距離車頭方向遠的一端的卡套與卡軸分離，聯(lián)動桿另一端的卡套與卡軸作為旋轉軸，以開啟所述制動風翼。
5.根據權利要求4所述的雙翼板作用式空氣動力制動裝置，其特征在于，所述液壓缸控制所述制動風翼的開啟角度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙翼板作用式空氣動力制動裝置，至少包含兩個箱體，并排設置于列車頂部左右兩側，每個所述箱體連接一制動風翼，左右兩個所述制動風翼在同一水平線上且二者之間存在一間距，所述制動風翼的下表面通過一根中部有轉軸的連桿機構與所述箱體內部相連，且所述連桿機構連接一設置在箱體內部的液壓缸；所述制動風翼的下表面兩端分別設置卡軸，所述箱體內部設置卡套聯(lián)動機構，所述卡套聯(lián)動機構與所述卡軸相互配合，以控制所述制動風翼的開啟或關閉。本發(fā)明提供的列車制動裝置，避開了高壓線纜與制動風翼的干涉問題，在高速列車上使用時制動效果明顯。
文檔編號B61H11/06GK102530016SQ20111045290
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者倪成權, 劉睿, 吳萌嶺, 曾憲華 申請人:上海龐豐機電科技有限公司, 常州龐豐機電科技有限公司