CN109747678A - 一种动车用非接触式制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通技术领域，且公开了一种动车用非接触式制动装置，包括轨道钢轮，轨道钢轮的内部设有连接轴，且连接轴的两端分别与两个轨道钢轮的内部活动套接，连接轴外表面的一侧固定安装有传动齿轮Ⅰ，所述传动齿轮Ⅰ的外表面设有传动齿轮Ⅱ，且传动齿轮Ⅰ与传动齿轮Ⅱ之间啮合传动，所述传动齿轮Ⅱ的内部固定套接有主动转轴，所述主动转轴的外表面设有箱体。该动车用非接触式制动装置，通过填充泵及存储箱的设置，可以根据动车行驶时的具体情况，来调整箱体内腔中22号透平油的充油量，从而控制其对于主动滚轮叶片的阻力，灵活的调整动车制动力的大小，进一步提高了该非接触式制动装置的在制动时的灵活性及可靠性。

Description

一种动车用非接触式制动装置

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体为一种动车用非接触式制动装置。

背景技术

动车上的制动装置是保证动车安全运行的必要设备，其目的是为了实现动车的减速或停止运动，随着动车组的高速发展，对其制动设备也相应的提出了更加严峻的挑战，目前，高速动车组主要采用的是再生制动为辅助制动系统，而空气制动及盘式制动为主要制动系统的混合制动装置，以满足动车在不同情况下的制动。

而再生制动系统是将电动机的工况切换成发电机的状态，利用车的惯性带动电动机的转子工作，从而产生反转力矩，对动车产生制动力，并将一部分的动能转化为电能加以储存、利用，但是再生制动装置的制动效果较差，无法根据实际情况灵活的调节制动力的大小，在动车速度高时，制动力大，而在动车速度低时，制动力则较小，而且当转子的转速小于磁场的同步转速时，就无法实现制动作用了，进而导致制动距离变长，严重降低了动车制动时的安全性。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明提供了一种动车用非接触式制动装置，具备非接触性制动、制动效果好、灵活调节制动力的大小、节约能源的优点，解决了再生制动系统是将电动机的工况切换成发电机的状态，利用车的惯性带动电动机的转子工作，从而产生反转力矩，对动车产生制动力，并将一部分的动能转化为电能加以储存、利用，但是再生制动装置的制动效果较差，无法根据实际情况灵活的调节制动力的大小，在动车速度高时，制动力大，而在动车速度低时，制动力则较小，而且当转子的转速小于磁场的同步转速时，就无法实现制动作用了，进而导致制动距离变长，动车制动时安全性低的问题。

(二)技术方案

本发明提供如下技术方案：一种动车用非接触式制动装置，包括轨道钢轮，所述轨道钢轮的内部设有连接轴，且连接轴的两端分别与两个轨道钢轮的内部活动套接，所述连接轴外表面的一侧固定安装有传动齿轮Ⅰ，所述传动齿轮Ⅰ的外表面设有传动齿轮Ⅱ，且传动齿轮Ⅰ与传动齿轮Ⅱ之间啮合传动，所述传动齿轮Ⅱ的内部固定套接有主动转轴，所述主动转轴的外表面设有箱体，所述主动转轴的一端贯穿并延伸至箱体的内腔且与箱体内腔一侧的底部活动套接，所述箱体内腔的底部设有主动滚轮，且主动滚轮的内部与主动转轴的外表面固定套接，所述箱体外部的底端设有转向架，且箱体的底端与转向架顶端的一侧固定连接，所述转向架的两端分别通过两个轴承座与连接轴的两端固定套接，所述箱体内腔的顶部设有从动转轴，且从动转轴的外表面固定套接有从动滚轮，所述从动转轴的一端与箱体内腔一侧的顶部活动套接，且从动转轴的另一端贯穿并延伸至箱体外部的一侧，所述转向架的顶端固定安装有发电机，且发电机的输出轴通过联轴器与从动转轴的另一端固定套接，所述转向架内腔的顶部分别固定安装有填充泵和存储箱，所述填充泵的一端与箱体内腔的底部连通，所述填充泵的另一端与存储箱内腔的底部连通，且存储箱的底端与转向架内腔的底部固定连接。

优选的，所述箱体内腔的底部设有22号透平油，且22号透平油的液面高度最低低于主动滚轮外表面的底端，最高与主动滚轮外表面的顶端平齐。

优选的，所述主动转轴的中心线与从动转轴的中心线之间的连线与竖直平面之间成60°夹角。

优选的，所述主动滚轮与从动滚轮的叶片数之比为1:3，且主动滚轮的叶片数目在10～18片之间，从动滚轮与主动滚轮之间的垂直间隙为3mm。

(三)有益效果

本发明具备以下有益效果：

1、该动车用非接触式制动装置，通过主动滚轮及转向架的设置，当动车需要制动时，向箱体的内腔中注入22号透平油，利用主动滚轮的旋转带动22号透平油产生离心运动，冲击并带动从动滚轮转动产生电能，用22号透平油对主动滚轮叶片的阻力来消耗并转化动车的动能，进而产生制动力，与现有的再生制动系统相比，其制动效果好，而且可以通过控制箱体内腔中充油量的多少来灵活的调节制动力的大小，不会受到动车速度的影响，其制动时稳定性好、安全可靠。

2、该动车用非接触式制动装置，通过填充泵及存储箱的设置，可以根据动车行驶时的具体情况，来调整箱体内腔中22号透平油的充油量，从而控制其对于主动滚轮叶片的阻力，灵活的调整动车制动力的大小，进一步提高了该非接触式制动装置的在制动时的灵活性及可靠性。

附图说明

图1为本发明结构的俯视图；

图2为本发明结构A-A处的剖视图；

图3为本发明结构转向架的剖面示意图；

图4为本发明结构主动滚轮的右侧示意图。

图中：1、轨道钢轮；2、连接轴；3、传动齿轮Ⅰ；4、传动齿轮Ⅱ；5、主动转轴；6、箱体；7、主动滚轮；8、转向架；9、从动转轴；10、从动滚轮；11、发电机；12、填充泵；13、存储箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种动车用非接触式制动装置，包括轨道钢轮1，轨道钢轮1的内部设有连接轴2，且连接轴2的两端分别与两个轨道钢轮1的内部活动套接，连接轴2外表面的一侧固定安装有传动齿轮Ⅰ3，传动齿轮Ⅰ3的外表面设有传动齿轮Ⅱ4，且传动齿轮Ⅰ3与传动齿轮Ⅱ4之间啮合传动，传动齿轮Ⅱ4的内部固定套接有主动转轴5，主动转轴5的外表面设有箱体6，主动转轴5的一端贯穿并延伸至箱体6的内腔且与箱体6内腔一侧的底部活动套接，箱体6内腔的底部设有主动滚轮7，且主动滚轮7的内部与主动转轴5的外表面固定套接，箱体6外部的底端设有转向架8，且箱体6的底端与转向架8顶端的一侧固定连接，转向架8的两端分别通过两个轴承座与连接轴2的两端固定套接，箱体6内腔的顶部设有从动转轴9，且从动转轴9的外表面固定套接有从动滚轮10，从动转轴9的一端与箱体6内腔一侧的顶部活动套接，且从动转轴9的另一端贯穿并延伸至箱体6外部的一侧，转向架8的顶端固定安装有发电机11，且发电机11的输出轴通过联轴器与从动转轴9的另一端固定套接，转向架8内腔的顶部分别固定安装有填充泵12和存储箱13，填充泵12的一端与箱体6内腔的底部连通，填充泵12的另一端与存储箱13内腔的底部连通，且存储箱13的底端与转向架8内腔的底部固定连接。

本技术方案中，箱体6内腔的底部设有22号透平油，且22号透平油的液面高度最低低于主动滚轮7外表面的底端，最高与主动滚轮7外表面的顶端平齐，对于22号透平油的设置，可以通过箱体6内腔中22号透平油充油量的多少，来灵活的控制该制动装置的开启与关闭，以及调整在对动车制动时其制动力的大小，同时以柔性连接的方式来制动，确保动车在制动过程中不会产生大量热能。

本技术方案中，主动转轴5的中心线与从动转轴9的中心线之间的连线与竖直平面之间成60°夹角，对于主动转轴5与箱体6之间角度的设置，当22号离心力的作用下被甩出时，可以以合适的角度来冲击从动滚轮10来带动从动滚轮10转动，从而在最大程度上将22号透平油上的内能转化为从动滚轮10的机械能，有效的提高动车能量的转化率及利用率。

本技术方案中，主动滚轮7与从动滚轮10的叶片数之比为1:3，且主动滚轮7的叶片数目在10～18片之间，从动滚轮10与主动滚轮7之间的垂直间隙为3mm，对于主动滚轮7与从动滚轮10之间叶片数的设置，在保证可以为动车提供足够可靠的制动力的同时，可以最大程度上转化利用动车的动能，以减少能量的浪费，同时对于从动滚轮10与主动滚轮7之间间隙的设置，确保主动滚轮7与从动滚轮10在相互独立旋转的过程中不会发生摩擦碰撞。

本实施例的使用方法和工作原理：

当动车在行驶的过程中需要减速或停止时，首先关闭动车的驱动装置，在惯性的作用下，动车会继续向前运动，之后启动填充泵12，将存储箱13内腔中一部分的22号透平油输送到箱体6的内腔中，同时在传动齿轮Ⅰ3、传动齿轮Ⅱ4及主动转轴5的传动作用下，转动的连接轴2会带动主动滚轮7转动，进而带动位于箱体6内腔底部的22号透平油作离心运动，而且在离心运动状态下的22号透平油会冲击从动滚轮10，然后带动从动滚轮10转动，之后在从动转轴9的传动作用下带动发电机11中的转子旋转做功，产生感应电流，从而将动车制动时的动能转化为电能，而冲击从动滚轮10之后的22号透平油在重力的作用下会自动的落下，同时由于22号透平油会对旋转的主动滚轮7一直产生的阻力，直至没有动力输出的动车会缓慢的停下来，不再带动主动滚轮7旋转，当需要增加动车的制动力时，就延长填充泵12输送的时间，以增加箱体6内腔中22号透平油的充油量，使得主动滚轮7更多的浸没在22号透平油中，以增加其对于主动滚轮7叶片的阻力，从而提高动车的制动力；

当动车需要加速行驶不需要制动时，则反向打开填充泵12，将箱体6内腔中的22号透平油输送到存储箱13中，使得主动滚轮7完全的暴露出来，从而避免22号透平油对于主动滚轮7产生阻力的问题，进而减低动车在行驶过程中的阻力，当动车需要减速或停止时，重复上述往箱体6的内腔中填充22号透平油的步骤；

而且由于该制动方式采用的是非接触式的制动，利用柔性接触的方式来对动车产生制动力，既可以有效的防止热能的产生，又能通过箱体6内腔中充油量的多少来增加或减少其对于主动滚轮7的阻力，进而调整动车制动力的大小，使用安全可靠、简单方便。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种动车用非接触式制动装置，包括轨道钢轮(1)，其特征在于：所述轨道钢轮(1)的内部设有连接轴(2)，且连接轴(2)的两端分别与两个轨道钢轮(1)的内部活动套接，所述连接轴(2)外表面的一侧固定安装有传动齿轮Ⅰ(3)，所述传动齿轮Ⅰ(3)的外表面设有传动齿轮Ⅱ(4)，且传动齿轮Ⅰ(3)与传动齿轮Ⅱ(4)之间啮合传动，所述传动齿轮Ⅱ(4)的内部固定套接有主动转轴(5)，所述主动转轴(5)的外表面设有箱体(6)，所述主动转轴(5)的一端贯穿并延伸至箱体(6)的内腔且与箱体(6)内腔一侧的底部活动套接，所述箱体(6)内腔的底部设有主动滚轮(7)，且主动滚轮(7)的内部与主动转轴(5)的外表面固定套接，所述箱体(6)外部的底端设有转向架(8)，且箱体(6)的底端与转向架(8)顶端的一侧固定连接，所述转向架(8)的两端分别通过两个轴承座与连接轴(2)的两端固定套接，所述箱体(6)内腔的顶部设有从动转轴(9)，且从动转轴(9)的外表面固定套接有从动滚轮(10)，所述从动转轴(9)的一端与箱体(6)内腔一侧的顶部活动套接，且从动转轴(9)的另一端贯穿并延伸至箱体(6)外部的一侧，所述转向架(8)的顶端固定安装有发电机(11)，且发电机(11)的输出轴通过联轴器与从动转轴(9)的另一端固定套接，所述转向架(8)内腔的顶部分别固定安装有填充泵(12)和存储箱(13)，所述填充泵(12)的一端与箱体(6)内腔的底部连通，所述填充泵(12)的另一端与存储箱(13)内腔的底部连通，且存储箱(13)的底端与转向架(8)内腔的底部固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种动车用非接触式制动装置，其特征在于：所述箱体(6)内腔的底部设有22号透平油，且22号透平油的液面高度最低低于主动滚轮(7)外表面的底端，最高与主动滚轮(7)外表面的顶端平齐。

3.根据权利要求1所述的一种动车用非接触式制动装置，其特征在于：所述主动转轴(5)的中心线与从动转轴(9)的中心线之间的连线与竖直平面之间成60°夹角。

4.根据权利要求1所述的一种动车用非接触式制动装置，其特征在于：所述主动滚轮(7)与从动滚轮(10)的叶片数之比为1:3，且主动滚轮(7)的叶片数目在10～18片之间，从动滚轮(10)与主动滚轮(7)之间的垂直间隙为3mm。