CN102673601B - 磁轨制动器极靴与轨道温度控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种磁轨制动器极靴与轨道温度控制装置及控制方法，第一非接触式温度传感器和第二非接触式温度传感器分别检测制动器极靴和钢轨的温度，制动器极靴的侧面开有通水孔、底部开有喷水小孔，通水孔与喷水小孔在制动器极靴的内部相连通，通水孔依次经螺旋弹性软管和第一电磁阀连接密闭的水箱下部，水箱内设有液位计，水箱顶部经第二电磁阀与大气相通，水箱侧部经第四电磁阀连接列车上的水管，水箱侧部还依次经单向阀和第三电磁阀连接列车上的风管；液位计及各个电磁阀均连接电子控制单元；可对极靴和钢轨进行有效地降温，防止磁轨制动器工作时极靴和钢轨的过度磨损及粘焊。

Description

磁轨制动器极靴与轨道温度控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种磁轨制动器极靴与轨道温度控制装置及其控制方法，属于轨道车辆行车制动技术领域。

背景技术

磁轨制动器主要由制动梁、悬挂/升降装置、磁铁、极靴等构成。磁轨制动的工作原理是利用制动器极靴与钢轨面相对运动时产生的摩擦阻力来减速，从而达到制动的目的。制动过程是一个动态的摩擦过程，它的摩擦制动系统由极靴、钢轨面和界面膜组成，摩擦把列车的动能转变为热能，同时导致钢轨与极靴的温度升高、磨损加剧等。摩擦过程中产生高温会对摩擦系统的表层材料产生巨大影响，并引发一系列的物理化学变化。

通常磁轨制动器摩擦接触峰点的面积只有极靴底部面积的0.01%～0.1%，对于重载高速摩擦副，接触峰点的表面压力有时可达5000MPa，并产生 1000℃以上的瞬间温度。摩擦表面处于这种状态下，使接触峰点产生粘着，随后在滑动中粘着结点破坏。这种粘着、破坏、再粘着的交替过程就构成粘着磨损，严重时会导致极靴与钢轨的表面出现粘焊现象，进而对极靴与钢轨产生严重的损坏。

发明内容

本发明的目的是克服当前磁轨制动器工作过程中极靴及钢轨温度极易升高而导致磨损加剧的缺陷，提供了一种结构简单、性能可靠的极靴与轨道温度控制装置及控制方法，使磁轨制动器在制动过程中能降低极靴与轨道因摩擦制动产生的高温，减少粘焊现象发生及提高电磁式磁轨制动器励磁线圈的安全性。

为实现上述目的，本发明磁轨制动器极靴与轨道温度控制装置采用的技术方案是：包括电子控制单元及与电子控制单元相连的第一、第二非接触式温度传感器，第一非接触式温度传感器和第二非接触式温度传感器分别检测制动器极靴和钢轨的温度，制动器极靴的侧面开有通水孔、底部开有喷水小孔，所述通水孔与所述喷水小孔在制动器极靴的内部相连通，所述通水孔依次经螺旋弹性软管和第一电磁阀连接密闭的水箱下部，水箱内设有液位计，水箱顶部经第二电磁阀与大气相通，水箱侧部经第四电磁阀连接列车上的水管，水箱侧部还依次经单向阀和第三电磁阀连接列车上的风管；液位计及各个所述电磁阀均连接电子控制单元。

本发明的磁轨制动器极靴与轨道温度控制装置的控制方法采用的技术方案是具有如下步骤：1）当所述温度控制装置不工作时，电子控制单元控制第一、第二、第四电磁阀均处于关闭状态，第三电磁阀处于开启状态；2）当所述磁轨制动器不工作且电子控制单元通过液位计检测到水箱中的水量低于预设液位值A以下时，电子控制单元控制第三电磁阀关闭、第二、第四电磁阀开启，水箱加水；3）当电子控制单元通过液位计检测到水箱中的水量超过预设液位值B以上时，电子控制单元先控制第二、第四电磁阀关闭，水箱结束加水，再控制第三电磁阀开启；4）当电子控制单元通过第一、第二非接触式温度传感器检测制动器极靴或钢轨的温度超过预设温度C时，电子控制单元控制第一电磁阀开启，水箱中的冷却水依次经第一电磁阀、螺旋弹性软管、通水孔、喷水小孔后对制动器极靴与钢轨喷水降温；5）当电子控制单元通过第一、第二非接触式温度传感器检测到制动器极靴和钢轨的温度均低于预设温度D时，电子控制单元控制第一电磁阀关闭，结束喷水降温。

本发明采用上述技术方案后，具有的有益效果是：

1、可对极靴和钢轨进行有效地降温，防止磁轨制动器工作时极靴和钢轨的过度磨损及粘焊。

2、利用列车固有风管为降温用水加压，既不需要列车添加额外的通风系统与供水系统，又能够准确、迅速的为制动器极靴与钢轨降温，提高了降温系统的响应速度而无需另设加压水泵。

3、采用自动控制系统执行加水和降温操作可确保降温系统可靠与迅速地工作，有效的控制制动器极靴与钢轨的温度，减少磁轨制动过程中的极靴和钢轨的过度磨损及粘焊，保护列车行驶轨道、延长制动器极靴的使用寿命，从而提高了磁轨制动器的粘着力、制动力和总制动里程。

4、本发明结构简单、性能可靠，具有极高的实用性与有效性。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明磁轨制动器极靴与轨道温度控制装置的结构连接示意图；

图中：1.钢轨；2.制动器极靴；3.第一非接触式温度传感器；4.第二非接触式温度传感器；5.螺旋弹性软管；6.第一电磁阀；7.水箱；8.第二电磁阀；9.液位计；10.单向阀；11.第三电磁阀；12.第四电磁阀；13.电子控制单元。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种磁轨制动器极靴与轨道温度的控制装置包括电子控制单元13及与电子控制单元13通过信号线相连的第一、第二非接触式温度传感器3、4，其中，第一非接触式温度传感器3检测制动器极靴2的温度，第二非接触式温度传感器4检测钢轨1的温度。

制动器极靴2的侧面开有通水孔，制动器极靴2底部开有喷水小孔，通水孔与喷水小孔在制动器极靴2的内部相连通，该通水孔还依次经螺旋弹性软管5和常闭通电开启的第一电磁阀6连接密闭的水箱7下部。水箱7中的冷却水由制动器极靴2的侧面通水孔进入，通过极靴底部喷水小孔可喷水冷却制动器极靴2及钢轨1。

水箱7内设有液位计9，液位计9通过信号线与电子控制单元13相连接，水箱7顶部经第二电磁阀8与大气相通，水箱7侧部经第四电磁阀12连接列车上的水管，水箱7侧部还依次经单向阀10和第三电磁阀11连接列车上的风管（列车主制动器用的压缩空气管道），单向阀10保证压缩空气由风管流向水箱7；液位计9及各个所述电磁阀均连接电子控制单元13。

第一电磁阀6、第二电磁阀8、第三电磁阀11、第四电磁阀12均通过控制线与电子控制单元13相连，与第一非接触式温度传感器3、第二非接触式温度传感器4和液位计9一起构成制动器极靴与轨道温度控制装置的电子控制系统。

对图1所示的磁轨制动器极靴与轨道温度控制装置进行控制时的方法是：

1）该温度控制装置不工作，即不加水、不喷水时，电子控制单元13控制第一电磁阀6、第二电磁阀8与第四电磁阀12均处于关闭状态，第三电磁阀11处于开启状态。

2）当列车位于始发站时，或当磁轨制动器不工作且电子控制单元13通过液位计9检测到水箱7中的水量低于预设液位值A以下时，电子控制单元13控制第三电磁阀11关闭，并控制第二电磁阀8和第四电磁阀12开启，为水箱7加水，此时，第一电磁阀6仍处于关闭状态。

3）当电子控制单元13通过液位计9检测到水箱7中的水量超过预设液位值B以上时，电子控制单元13先控制第二电磁阀8和第四电磁阀12关闭，结束为水箱7加水，再控制第三电磁阀11开启，使水箱7处于准备喷水状态。此时，第一电磁阀6仍处于关闭状态。

4）当电子控制单元13通过第一非接触式温度传感器3和第二非接触式温度传感器4检测制动器极靴2或钢轨1的其一温度超过预设温度C时，电子控制单元13控制第一电磁阀6开启，此时，第二电磁阀8和第四电磁阀12仍处于关闭状态，且第三电磁阀11仍处于开启状态。水箱7中的冷却水依次经第一电磁阀6、螺旋弹性软管5、通水孔、喷水小孔后对制动器极靴2与钢轨1进行喷水降温。

5）当电子控制单元13通过第一非接触式温度传感器3和第二非接触式温度传感器4检测到制动器极靴2和钢轨1的温度均低于预设温度D时，电子控制单元13控制第一电磁阀6关闭，结束喷水降温。此时，第二电磁阀8和第四电磁阀12仍处于关闭状态，且第三电磁阀11仍处于开启状态。

本发明的预设液位值A小于预设液位值B，预设液位值A可以设定为水量低于水箱容积50%，预设液位值B可以设定为水量超过水箱容积90%；预设温度C大于预设温度D，预设温度C可设定为200℃，预设温度D可设定为50℃。当第一电磁阀6开启时，禁止对水箱7进行加水操作。单向阀10保证压缩空气由风管流向水箱7，开启第三电磁阀11后，利用列车固有风管为降温用水加压，提高了降温系统的响应速度而无需另设加压水泵。

以上是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案均落在本发明所要保护的范围之内。

Claims (1)

1.一种磁轨制动器极靴与轨道温度控制方法，采用磁轨制动器极靴与轨道温度控制装置，所述磁轨制动器极靴与轨道温度控制装置包括电子控制单元（13）及与电子控制单元（13）相连的第一、第二非接触式温度传感器（3、4），其特征是：第一非接触式温度传感器（3）和第二非接触式温度传感器（4）分别检测制动器极靴（2）和钢轨（1）的温度，制动器极靴（2）的侧面开有通水孔、底部开有喷水小孔，所述通水孔与所述喷水小孔在制动器极靴（2）的内部相连通，所述通水孔依次经螺旋弹性软管（5）和第一电磁阀（6）连接密闭的水箱（7）的下部，水箱（7）内设有液位计（9），水箱（7）顶部经第二电磁阀（8）与大气相通，水箱（7）侧部经第四电磁阀（12）连接列车上的水管，水箱（7）侧部还依次经单向阀（10）和第三电磁阀（11）连接列车上的风管；液位计（9）及各个所述电磁阀均连接电子控制单元（13），其特征是具有如下步骤：

1）当所述温度控制装置不工作时，电子控制单元（13）控制第一、第二、第四电磁阀（6、8、12）均处于关闭状态，第三电磁阀（11）处于开启状态；

2）当所述磁轨制动器不工作且电子控制单元（13）通过液位计（9）检测到水箱（7）中的水量低于预设液位值A以下时，电子控制单元（13）控制第三电磁阀（11）关闭、第二、第四电磁阀（8、12）开启，水箱（7）加水；

3）当电子控制单元（13）通过液位计（9）检测到水箱（7）中的水量超过预设液位值B以上时，电子控制单元（13）先控制第二、第四电磁阀（8、12）关闭，水箱（7）结束加水，再控制第三电磁阀（11）开启；

4）当电子控制单元（13）通过第一、第二非接触式温度传感器（3、4）检测制动器极靴（2）或钢轨（1）的温度超过预设温度C时，电子控制单元（13）控制第一电磁阀（6）开启，水箱（7）中的冷却水依次经第一电磁阀（6）、螺旋弹性软管（5）、通水孔、喷水小孔后对制动器极靴（2）与钢轨（1）喷水降温；

5）当电子控制单元（13）通过第一、第二非接触式温度传感器（3、4）检测到制动器极靴（2）和钢轨（1）的温度均低于预设温度D时，电子控制单元（13）控制第一电磁阀（6）关闭，结束喷水降温。