CN103847759B - 轮轨辅助刹车器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在无道岔段固定在列车转向架或列车车厢底部将钢轨作为刹车器的一个部件辅助刹车器。利用巧妙简单的结构设计，将列车强大的动能利用制动片与钢轨顶部背面的摩擦耗散掉，达到减速或停止的目的。轮轨辅助刹车器由气缸2、摆杆3、刹车组件4、基座支点7、三位四通换向阀9及其附件几部分组成。轮轨辅助刹车器可根据制动距离需要进行制动而不脱轨。轮轨辅助刹车器是自铁路诞生240多年来轮轨关系的一次革命，使钢轨增加了制动的功能，解决了由于速度快制动距离大的世界性难题。同时也为轮轨铁路向特高速、超高速发展提供了技术安全保证，将对轨道运输的发展产生深远的影响。
Description
(一)发明专利的名称
轮轨辅助刹车器
(二)所属技术领域
本发明专利属于机械制造领域。
(三)背景技术
高速铁路是世界铁路发展的趋势，是铁路现代高新技术的综合集成，也是国家综合技术和经济实力的体现。列车能够跑得起来，跑得稳，停得准是世界各国主要攻克的综合性难题，是机械、电子、材料、计算机、控制等现代技术综合集成的集中体现。
随着我国国民经济的发展，铁路运输量高速增长，要求列车多拉快跑来缓解日益增加的运输压力。列车的速度越快，为了保证运行安全，要求列车制动装置就要有更强大的制动能力。由于列车的制动技术直接影响列车的运行安全，因此，研究和设计新型的制动系统以提高列车制动效能，成为急需解决的关键技术问题。
最初的铁路制动器是安装在车轮上的简单闸瓦，用手操作。1869年，美国人发明了气动制动器。这种气动制动器系统1872年第一次在客车上试验，为铁路运输做出了巨大贡献。其工作原理一直沿用至今。
现在世界上拥有高速铁路的国家，其制动系统均为混合制动系统。日本、法国、德国、西班牙和中国均采用再生制动+轮盘制动及轴盘制动等，均在轮和轴上进行制动开发与设计。
在轮轨铁路的发展过程中，自第一台蒸汽机车诞生时时速5至6公里，至现在世界高铁最高速是法国人保持的，2007年4月5日，法国TGV系列中的”V150“，创造了574.8Km/h的速度。不仅打破了1990年5月18日法国自己创造的轮轨系高速列车最高试验速度515.3Km/h的速度的记录，而且已经超过了日本超导磁悬浮列车于1999年4月14日创造的552Km/h的速度最高试验速度记录。
轮轨辅助刹车器突破传统思维方式，将钢轨作为刹车器的一个部件。利用简单的结构设计，将列车强大的动能利用制动片与钢轨顶部外侧背面的摩擦耗散掉，达到减速或停止的目的。轮轨辅助刹车器适用于无道岔段的任何铁路段落，通过道岔时轮轨辅助刹车器必须处于非工作的安全状态。其结构简单，维修方便，易损件易于更换且价值低。无论在怎样速度的情况下进行制动都不会脱轨。轮轨辅助刹车器的安装须成对安装，尽量靠近轮轨点的位置，这样在制动时，由于轮缘的作用可以产生强大的制动力，将制动距离根据需要进行制动而不脱轨。
轮轨辅助刹车器的安装立足于既有的机车、车辆及轨道类型。如果对既有钢轨的断面进行单独设计，会使列车的速度更快。如加高轨腰、加大轨头、轨底、改变轨面背面的角度和强度等。
总之，轮轨辅助刹车器是自铁路诞生240多年来轮轨关系的一次革命，使钢轨增加了制动的功能，解决了由于速度快制动距离大的世界性难题。同时也为轮轨铁路向特高速、超高速发展提供了技术安全保证，将对轨道运输的发展产生深远的影响。
(四)目的
轮轨辅助刹车器使轮轨运输工具在紧急情况下在最短的距离内停止运动。
(五)技术方案
本发明专利涉及一种在不改变原来制动系统的情况下增加的适用于无道叉段的轮轨辅助刹车装置。轮轨辅助刹车器分为外置式轮轨辅助刹车器及内置式轮轨辅助刹车器两种，轮轨辅助刹车器是由三位四通换向阀9自动或手动控制气(液)缸2的伸缩动力，由高压气(液)管将各节车厢的轮轨辅助刹车器连接起来，形成轮轨辅助刹车系统，保证整个列车的运动在最短距离内停止。轮轨辅助刹车器由气缸2、摆杆3、刹车组件4、基座支点7、三位四通换向阀9及其附件几部分组成，该装置固定在列车转向架或列车车厢底部上；气缸2一端通过气缸支点8与机座铰接，另一端与摆杆3铰接；摆杆3一端通过基座支点7与机座铰接，通过气缸2伸缩带动摆杆3摆动，实现刹车组件4与钢轨的分合。刹车组件4通过法兰固定在摆杆3上，刹车片与钢轨背面接触部分呈长椭圆形，两侧倒角方便通过两节钢轨之间的间隙。在列车需要制动时，高强碳合金刹车片4与钢轨背面保持紧密接触且有一定压力，产生需要制动的摩擦力，使列车在最短距离内停止。高强碳合金刹车片4沿着钢轨背面的长度范围20——100厘米。这样就使无道叉段轨道运输中交通事故的发生大大降低，大大提高轮轨运输的安全性，起到了辅助刹车作用。
(六)有益效果
轮轨辅助刹车器的辅助刹车作用，大大缩短刹车距离。投资少，列车运行的安全性有质的提高，且客运列车和货运列车均可安装。根据现在运行的列车数量，经济效益较大，社会效益巨大，行业发展和国际市场竞争潜力巨大。
在不改变现有车体结构或在安装部位稍加加强的情况下，将发明装置安装在列车转向架或车厢底梁适当位置上即可。结构简单，维修方便，易损件价值低、易更换。
(七)附图说明
图1外置式轮轨辅助刹车器的主视图；
图2外置式轮轨辅助刹车器的右视图；
图3内置式轮轨辅助刹车器的主视图；
图4内置式轮轨辅助刹车器的右视图；
图5轨轮辅助刹车器刹车片结构示意图；
图6轮轨辅助刹车器气动原理图；
图中1：转向架；2：气缸；3：摆杆；4：刹车组件；5：铁轨；6：列车轮子；7：基座支点；8：气缸支点；9：三位四通换向阀
(八)最佳实施方式
本实施例披露了一种用于辅助刹车的轮轨辅助刹车器，如图1所示轮轨辅助刹车器主要包括转向架1、气缸2、摆杆3、刹车组件4、基座支点7、三位四通换向阀9及其附件组成。机座固定在列车转向架1上；气缸2一端通过气缸支点8与机座铰接，另一端与摆杆3铰接；摆杆3一端通过基座支点7与机架铰接，摆杆3下端固接刹车组件4。三位四通换向阀9安装于转向架靠近气缸2的位置，其可以控制气缸2的伸缩，摆杆3随之摆动，从而带动刹车组件4实现与轨道的分合。
如图5所示，轮轨辅助刹车器的刹车组件4通过法兰固定在摆杆3上，这样也方便了安装和更换。刹车组件4与钢轨背面接触部分呈长椭圆形，两侧倒角方便通过两节钢轨之间的间隙。
轮轨辅助刹车器的操作可以在道岔外一定距离进行无线控制或可在列车操作室由驾驶员进行控制使列车运行更加安全；列车通过道岔时，轮轨辅助刹车器必须与钢轨脱开；轮轨辅助刹车器的工作根据轨道的情况选择使用或不使用。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种在不改变原来制动系统的情况下增加的适用于无道叉段的轮轨辅助刹车装置，分为外置式轮轨辅助刹车器及内置式轮轨辅助刹车器两种，轮轨辅助刹车器是由三位四通换向阀(9)自动或手动控制气缸或液缸(2)的伸缩动力，由高压气管或液管将各节车厢的轮轨辅助刹车器连接起来，形成轮轨辅助刹车系统，保证整个列车的运动在最短距离内停止；轮轨辅助刹车器由气缸或液缸(2)、摆杆(3)、刹车组件(4)、基座支点(7)、三位四通换向阀(9)及其附件几部分组成，该装置固定在列车转向架或列车车厢底部上；气缸或液缸(2)一端通过气缸或液缸支点(8)与机座铰接，另一端与摆杆(3)铰接；摆杆(3)一端通过基座支点(7)与机座铰接，通过气缸或液缸(2)伸缩带动摆杆(3)摆动，实现刹车组件(4)与钢轨的分合；刹车组件(4)通过法兰固定在摆杆(3)上，刹车片与钢轨背面接触部分呈长椭圆形，两侧倒角方便通过两节钢轨之间的间隙；在列车需要制动时，高强碳合金刹车片与钢轨背面保持紧密接触且有一定压力，产生需要的制动摩擦力，使列车在最短距离内停止；高强碳合金刹车片沿着钢轨背面的长度为20-100厘米。
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