一種高速列車的緊急制動技術的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬鐵路車輛制動技術領域，具體涉及一種高速列車的緊急制動技術。
【背景技術】
[0002] 目前，300公里時速的高速列車已經在國內多條客運線上正常運行，500公里時速 甚至更高速列車也已經在試驗當中，而法國早在2007年就創造了時速574. 8公里的世界 最高紀錄。越來越快的速度使列車的制動面臨越來越嚴重的挑戰.列車的制動方式按動能 消耗方式分為摩擦制動(又稱空氣制動）與動力制動，摩擦制動包括閘瓦制動(踏面制動)、 盤形制動、磁軌制動；動力制動包括電阻制動、再生制動、旋轉渦流制動、軌道渦流制動等； 按制動力形成方式又可分為粘著制動與非粘著制動，其中，閘瓦制動、盤形制動、電阻制動、 再生制動、旋轉渦流制動屬粘性制動，磁軌制動與軌道渦流制動屬非粘性制動。
[0003] 目前高速列車普遍采用空電復合制動模式，即空氣制動與動力制動結合，再加上 不受電氣故障影響的磁軌制動作為緊急制動的備用手段。磁軌制動屬于非黏著制動，制動 力不受輪軌黏著系數的影響，制動力較穩定，但目前磁軌制動技術只能提供總制動力的10% 多一點，而且磁軌制動直接與軌道摩擦，會產生很大的熱能，導致軌道升溫，同時它對鋼軌 磨損較大，因此磁軌制動被更多地運用于緊急制動。表1為我國高速試驗列車300km/h緊 急制動時各種制動方式制動力的分配比例，表2為不同初速下各種制動方式的制動距離。
[0004] 表1緊急制動時各制動方式制動力占比分配。
[0005] 表2高速列車的制動裝置和緊急制動距離。
[0006] 由表2可見，傳統的制動方式在時速300公里的初速下，即使動用全部的制動手 段也須有4000米左右的制動距離，當提高到380公里時速時，制動距離增大到8500米， 如果時速提高到500公里時速，制動距離將會急劇增大，而設想中的真空管道列車時速不 低于1000公里，制動距離將達到不可想象的地步。顯然，傳統制動技術已經很難保證在遇 到緊急情況時將列車速度降到安全范圍，也很難在列車前方突發險情如塌方、滑坡、山洪 時將列車及時停下來，這無疑給高速列車的安全行駛帶來了很大的隱患.究其原因，主要 是目前常用的制動方式如盤形制動受列車制動盤數量及制動盤材料耐熱極限制約，同時由 于高速下輪軌黏著系數降低，使得黏著制動力下降，而動力制動則受制動功率的限制也只 能提供總制動力的40%左右，況且緊急情況時，動力制動很可能因意外失電而無法發揮作 用。
[0007] 針對高速列車制動技術目前存在的問題，尤其在緊急制動方面存在的不足，本發 明設計了一種利用纜繩拖曳制動的緊急制動技術，其原理是，在緊急情況下，從列車車廂 底部自動伸出帶掛環的纜繩，掛環套在鐵軌中間帶傘蓋的鋼粧上(鋪設鐵軌時每隔一段距 離安裝的)，隨著纜繩從纏繞在車上的的卷揚機(帶摩擦制動及阻尼制動）逐漸釋放，給列車 施加拖曳力作為制動力，逐漸使列車減速停車。
【發明內容】
[0008] 本發明所要解決的技術問題是提供一種安全、可靠的高速列車的緊急制動技術。
[0009] -種高速列車的緊急制動技術，至少包括：卷揚機、制動盤、閘片、卡鉗、聯軸器、阻 尼油缸、纜繩、定滑輪、帶柄掛環、掛環腔、氣缸、手動推桿及帶傘蓋鋼粧。
[0010] 卷揚機固定在車體的底架上，制動盤以過盈配合裝在卷揚機的轉軸上；在制動盤 的外側，阻尼油缸通過聯軸器與卷揚機轉軸相連；纜繩的一頭固定并纏繞在卷揚機的卷筒 上，另一頭連著帶柄掛環，中間設有定滑輪；帶柄掛環置于掛環腔內；氣缸固定在掛環腔旁 邊；應急推桿置于掛環腔的另一側；帶傘蓋鋼粧固定在兩條鐵軌中間的鋼筋混凝土圓形立 柱上。
[0011] 正常行駛時，帶柄掛環在掛環腔內處于鎖定狀態，且掛環腔的出口護板處于關閉 狀態。當列車遇險情按下緊急制動按鈕時，列車的氣動及液壓系統啟動，在氣缸活塞的驅動 下使帶柄掛環伸出掛環腔，套住鐵軌中間的鋼粧，纜繩隨即從卷揚機上釋放；同時液壓裝置 驅動卡鉗使剎車閘片與制動盤表面接觸產生摩擦，阻尼油缸中的滾筒隨卷揚機的轉動而旋 轉，滾筒上的葉片與高粘度阻尼油產生摩擦；制動盤與阻尼油缸共同產生的摩擦力使纜繩 產生拖曳力從而實現列車的制動。當列車停穩后，從鋼粧上取下掛環，啟動電機使卷揚機收 回纜繩，并使帶柄掛環歸位，關閉掛環腔護板，完成整個緊急停車過程；為完成緊急制動目 標，可以在整個列車上裝備多套所述的制動裝置。
[0012] 所述的卷揚機由高強度不銹鋼或其它合金鋼材料制成，包括卷筒與轉軸，卷筒以 過盈配合裝在轉軸上，轉軸以過盈配合裝在兩端的滾動軸承上，軸承座焊接在車體的底架 上。
[0013] 進一步的，所述的卷揚機轉軸上至少安裝兩個制動盤，在制動盤外側，卷揚機轉軸 通過聯軸器分別與兩個阻尼油缸的滾筒轉軸連接。
[0014] 所述的制動盤由耐高溫且耐磨的合金鋼材料制成，以過盈配合裝在卷揚機的轉軸 上，分布在卷揚機卷筒的兩端。
[0015] 所述的阻尼油缸為圓筒形，由鑄鋼或其它高強度合金鋼制成，包括可拆分缸體、阻 尼滾筒、缸蓋及密封裝置，缸內充滿高粘度阻尼油。
[0016] 所述的阻尼滾筒由不銹鋼或高強度合金鋼制成，以過盈配合裝在滾筒的轉軸上， 在滾筒的圓周表面沿軸向焊接阻尼葉片。
[0017] 所述的纜繩可由不銹鋼、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維或碳纖維芳綸復合纖維 制成，也可由其它高抗拉強度的材料制成。
[0018] 所述的手動推桿可以使帶柄掛環從支架或掛鉤上脫落，同時可以擊碎掛環腔的出 口護板，是在電氣系統發生故障不能使帶柄掛環自動落下的情況下使用，手動推桿上裝油 保險銷。
[0019] 所述的帶傘蓋鋼粧由高強度不銹鋼或合金鋼制成，每隔一段距離如500-1000米 設置一個；帶傘蓋鋼粧固定在鐵軌中心的鋼筋混凝土圓形立柱上，立柱可以在鋪設鐵軌時 用打粧機打入地下；帶傘蓋鋼粧的最高點不高于鐵軌軌面；鋼粧的前后須有足夠長的直線 段鐵軌。
[0020] 以上所述的一種高速列車的緊急制動技術，可適用于大氣環境下的高速列車，也 可適用于真空管道環境下的高速列車；若用于真空管道環境下的高速列車，鋼粧可以焊接 在列車兩側的管道壁上用于雙纜繩制動，而不一定在列車底部。
[0021] 本發明的有益效果在于：1)設備簡單，無磨損件，維護保養簡單；2)制動力不依賴 于輪軌間的黏著摩擦力；3)可提供很大的制動力，能達到3-4m/s2甚至更大的減速度，雖然 可能會使部分乘客感到不適，但結合其它制動手段如空氣制動、磁軌制動等可保證將超高 時速的標準編組列車在最短的距離內停下來，從而大大降低重大事故發生的幾率；4)在非 常情況下，可以根據纜繩的長度，選擇強行停車，防止出現車毀人亡的事故；5)可滿足未來 1000公里以上時速真空管道列車的緊急制動要求。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發明之俯視圖。
[0023] 圖2為本發明之側視圖。
[0024] 圖3為本發明之卷揚機、制動盤及阻尼油缸連接示意圖。
[0025] 圖4為本發明之帶傘蓋鋼粧示意圖。
[0026] 圖5為本發明之帶柄掛環示意圖。