CN109895802A - 高速列车风挡风阻制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明高速列车风挡风阻制动装置，包括内风挡、端墙、外风挡，所述内风挡与外风挡之间设有阻力制动结构，所述阻力制动结构包括平行设置于内风挡与外风挡之间的阻力板、连接阻力板与端墙的竖向伸缩机构、与阻力板相连并接收控制信号的驱动机构、与阻力板连接并接收控制信号的限位开关，紧急制动状态下所述驱动机构驱动阻力板上升至阻力板伸出内风挡与外风挡顶部，切换至非紧急制动状态下所述驱动机构驱动阻力板下降复位。本发明能够弥补现有高速列车风挡风阻制动装置的不足，为高速列车安全制动提供更可靠的辅助。

Description

高速列车风挡风阻制动装置

技术领域

本发明涉及高速列车制动技术领域，具体而言，涉及一种高速列车风挡风阻制动装置。

背景技术

随着时代的发展，技术的不断成熟，列车行驶速度越来越高。传统列车的制动方式主要有踏面制动、盘形制动、再生制动、电阻制动、磁轨制动、涡流制动、储能制动等。前四种主要依靠轮轨间的黏着力，但由于轮轨间的黏着系数会随着列车速度的提高而下降，高速时的黏着制动力较小会影响列车制动性能；后三种制动形式因其装置较笨重，并且安装于转向架上，会增大转向架簧下质量，降低车辆动力学性能和乘坐舒适性。因此，随着列车速度的不断提高，传统的黏着制动方式已经不能完全满足列车安全紧急制动的需求。由于空气阻力与速度的平方成正比，在车体上增设高速列车风挡风阻制动结构可以为高速列车组提供有效的辅助制动力。

高速列车的车体一般由头车、尾车、底架、车顶、侧墙、端墙以及车体各附件组成，为了降低车辆外部噪音对车厢内环境的影响，在两节车厢之间还设置有风挡。风挡组成为柔性连接，位于两个车厢之间，具体分为内风挡和外风挡两大部分，其中内风挡包括内风挡折棚以及渡板，外风挡则设置于车体外部，外风挡的端部通过边框与端墙连接在一起。

目前国内外对高速列车风挡风阻制动结构的结构布置和作用机理的研究尚不够深入，上述现有的高速列车风挡风阻制动结构虽然能够产生一定的空气阻力，然而随着高速列车技术的飞速发展，高速列车的运行速度也越来越快，对于高速运行的列车，尤其是运行速度在400km/h以上的高速列车来说现有的高速列车风挡风阻制动结构已经无法满足需求。对高速列车风阻制动的布局和辅助制动效果进行细致研究，在列车空气制动动力学的发展和列车安全制动方面具有重要意义。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种高速列车风挡风阻制动装置，以解决现有技术中的高速列车风挡风阻制动结构无法满足高速列车运行需求的问题。

本发明高速列车风挡风阻制动结构装置，包括内风挡、端墙、外风挡，其特征在于，所述内风挡与外风挡之间设有阻力制动结构，所述阻力制动结构包括平行设置于内风挡与外风挡之间的阻力板、连接阻力板与端墙的竖向伸缩机构、与阻力板相连并接收控制信号的驱动机构、与阻力板连接并接收控制信号的限位开关，紧急制动状态下所述驱动机构驱动阻力板上升至阻力板伸出内风挡与外风挡顶部，切换至非紧急制动状态下所述驱动机构驱动阻力板下降复位。

本发明高速列车风挡风阻制动装置在正常运行时风挡与现有风挡功能相同，起到减阻作用，当在列车控制室发出紧急制动信号时，驱动机构接收控制信号并启动，通过所述驱动机构驱动阻力板，与此同时，限位开关接收控制信号并打开，由此所述阻力板通过竖向伸缩机构上升至与外风挡的顶部齐平，由此通过内风挡、外风挡结合阻力板进行工作由此能够满足高速列车紧急制动；当列车紧急制动结束，列车控制室发出紧急制动结束信号，驱动机构驱动阻力板下降复位。

进一步地，所述驱动机构包括电动缸、与电动缸相连的驱动器，所述电动缸上的推杆与阻力板底部铰接。电动缸在接收到驱动器驱动之后，通过电动缸的推杆实现对阻力板的驱动。

进一步地，还包括与阻力板连接并接收控制信号的限位开关，所述限位开关包括电控锁，所述电控锁的锁芯压在阻力板底部延伸出的边沿上。在紧急制动状态下，电控锁的锁芯收回，阻力板在驱动机构的驱动下上升，切换至非紧急状态之后，待阻力板下降复位之后锁芯重新伸出并压在阻力板上。

进一步地，所述驱动机构、限位开关均固定于端墙上。

进一步地，所述外风挡顶部边沿设有内槽，所述驱动机构驱动阻力板底部上升至与外风挡的顶部齐平时阻力板底部边沿卡至外风挡顶部开设的内槽。由此限定阻力板的上升的极限位置，保证阻力板准确运动至外风挡顶部位置。

进一步地，所述阻力板下降复位后与端墙还通过卡扣结构相连。由此增强阻力板下降复位稳定性。

进一步地，所述卡扣结构包括设置于阻力板底部的卡块，还包括对应阻力板下降复位后卡块位置设置于端墙上供卡块卡接的卡槽。通过卡块与卡槽的卡接能够简单实现阻力板与端墙之间的卡扣结构。

进一步地，所述竖向伸缩机构包括固定于阻力板上的滑块、设置于端墙上并与滑块相适配的滑轨。通过滑块与滑轨适配能够实现阻力板竖向伸缩。

进一步地，所述端墙对应阻力板下降复位后底部对应的位置上设有弹簧避震器。由此减小列车运动过程中阻力制动结构的阻尼。

进一步地，所述端墙对应阻力板下降复位后底部对应的位置上还设有与驱动机构相连的光电传感器。光电传感器能够将阻力板的位置信号传输给驱动机构，由此准确触发驱动机构停止驱动。

可见，本发明高速列车风挡风阻制动装置在正常运行时风挡与现有风挡功能相同，起到减阻作用，当在列车控制室发出紧急制动信号时，驱动机构接收控制信号并启动，通过所述驱动机构驱动阻力板，与此同时，限位开关接收控制信号并打开，由此所述阻力板通过竖向伸缩机构上升至与外风挡的顶部齐平，由此通过内风挡、外风挡结合阻力板进行工作由此能够满足高速列车紧急制动；当列车紧急制动结束，列车控制室发出紧急制动结束信号，驱动机构驱动阻力板下降复位。本发明适用于高速列车技术领域。本发明能够弥补现有高速列车风挡风阻制动装置的不足，为高速列车安全制动提供更可靠的辅助。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明高速列车风挡风阻制动装置的主视图。

图2为本发明高速列车风挡风阻制动装置的侧视图。

图3为本发明高速列车风挡风阻制动装置的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本发明高速列车风挡风阻制动装置，包括内风挡10、端墙16、外风挡14，所述内风挡10与外风挡14之间设有阻力制动结构，所述阻力制动结构包括平行设置于内风挡10与外风挡14之间的阻力板11、连接阻力板11与端墙16的竖向伸缩机构、与阻力板11相连并接收控制信号的驱动机构，紧急制动状态下所述驱动机构驱动阻力板11上升至阻力板11伸出内风挡10与外风挡14顶部，切换至非紧急制动状态下所述驱动机构驱动阻力板11下降复位。

所述驱动机构包括电动缸5、与电动缸5相连的驱动器3，所述电动缸5上的推杆12与阻力板11底部铰接。

还包括与阻力板11连接并接收控制信号的限位开关，所述限位开关包括电控锁13，所述电控锁13的锁芯压在阻力板11底部延伸出的边沿上。

所述驱动机构、限位开关均固定于端墙16上。

所述外风挡14顶部边沿设有内槽16，所述驱动机构驱动阻力板11底部上升至与外风挡14的顶部齐平时阻力板11底部边沿卡至外风挡14顶部开设的内槽16。

所述阻力板11下降复位后与端墙16还通过卡扣结构相连。

所述卡扣结构包括设置于阻力板11底部的卡块6，还包括对应阻力板11下降复位后卡块6位置设置于端墙16上供卡块6卡接的卡槽8。

所述竖向伸缩机构包括固定于阻力板11上的滑块1、设置于端墙16上并与滑块1相适配的滑轨4。

所述端墙16对应阻力板11下降复位后底部对应的位置上设有弹簧避震器9。

所述端墙16对应阻力板11下降复位后底部对应的位置上还设有与驱动机构相连的光电传感器7。

如图1-3所示，高速列车风挡风阻制动装置，包括内风挡10、端墙16、外风挡14，所述内风挡10与外风挡14之间设有阻力制动结构，所述阻力制动结构包括平行设置于内风挡10与外风挡14之间的阻力板11、水平固定于阻力板11底部的阻力板15、连接阻力板11与内风挡10的竖向伸缩机构、与阻力板15相连并接收控制信号的驱动机构、与阻力板15连接并接收控制信号的限位开关，在本具体实施方式中紧急制动状态下所述驱动机构驱动阻力板15上升至与外风挡14的顶部齐平，在具体应用中还可以根据实际需要控制阻力板15的上升位置，切换至非紧急制动状态后所述驱动机构驱动阻力板15下降复位。

内风挡10、端墙16、外风挡14一般位于高速列车两节车厢之间。

所述驱动机构包括电动缸5、与电动缸5相连的驱动器3，所述电动缸5上的推杆12与阻力板11底部铰接。还包括与阻力板11连接并接收控制信号的限位开关，所述限位开关包括电控锁13，所述电控锁13的锁芯压在阻力板11底部延伸出的边沿上。所述驱动机构、限位开关均固定于端墙16上。

所述外风挡14顶部边沿设有内槽16，所述驱动机构驱动阻力板11底部上升至与外风挡14的顶部齐平时阻力板11底部边沿卡至外风挡14顶部开设的内槽16。

所述阻力板11下降复位后与端墙16还通过卡扣结构相连。所述卡扣结构包括设置于阻力板11底部的卡块6，还包括对应阻力板11下降复位后卡块6位置设置于端墙16上供卡块6卡接的卡槽8。所述竖向伸缩机构包括固定于阻力板11上的滑块1、设置于端墙16上并与滑块1相适配的滑轨4。所述端墙16对应阻力板11下降复位后底部对应的位置上设有弹簧避震器9。所述端墙16对应阻力板11下降复位后底部对应的位置上还设有与驱动机构相连的光电传感器7。

本发明工作过程如下：

初始状态：高速列车在正常运行或停止等不需要风阻制动的情况下，阻力板15在外风挡14和内风挡10之间。阻力板11保持初始位置；电控锁13的锁芯压在阻力板15的边沿上，防止其向上运动；卡槽8与卡块6紧密卡接；电动缸5不工作。本发明在应用到高速列车时电控锁13，电动缸5均与控制室的控制系统连接用以接收制动信号。

启动状态：列车紧急减速制动，车头控制室给出制动信号，电控锁13接收制动信号之后打开，电动缸5推动阻力板15上升。具体为电控锁13得到电信号，控制锁芯收回；5-电动缸5得到控制信号，开始启动，电动缸5的推杆推动阻力板15连带滑块1沿着滑轨4运动。

上升状态：上升过程中，由电动缸5提供动力，阻力板15上固定的滑块1沿着滑轨4运动。电动缸5推动阻力板11继续上升；电控锁13的锁芯伸出；滑块1沿着滑轨4运动。

极限位置：阻力板15上升到外风挡14顶部的极限位置时，电动缸5的推杆走完行程，停止提供动力，但能承受压力。同时阻力板15的边沿被外风挡14顶部的内槽16抵住。11-阻力板上升到极限位置，阻力板边沿被外风挡14的内槽16抵住；电动缸5推杆到达极限位置，自动停止；滑块1到达滑轨4的极限位置，在到达极限位置后，滑块1底部与外风挡14顶部的垂直距离约为110mm。

下降复位状态：车制动停稳后，电动缸5接收车头控制室发出的控制信号，控制推杆回收，阻力板15沿滑轨4向下运动。卡块6与卡槽8贴合，弹簧减震器9起缓冲作用。阻力板15边沿被电控锁13锁住，无法往上运动，由此列车制动结束。具体为，电动缸5接收到控制信号，推杆往回收；滑块1沿着滑轨4运动；阻力板11向下运动，边沿触碰电控锁13的锁芯，使其缩回，待阻力板11下降复位之后，电控锁13的锁芯伸出，重新压住阻力板15的边沿；弹簧减震器9起缓冲作用；阻力板15下降复位之后，光电传感器7被触发，使电动缸5停止工作。

以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.高速列车风挡风阻制动装置，包括内风挡(10)、端墙(16)、外风挡(14)，其特征在于，所述内风挡(10)与外风挡(14)之间设有阻力制动结构，所述阻力制动结构包括平行设置于内风挡(10)与外风挡(14)之间的阻力板(11)、连接阻力板(11)与端墙(16)的竖向伸缩机构、与阻力板(11)相连并接收控制信号的驱动机构，紧急制动状态下所述驱动机构驱动阻力板(11)上升至阻力板(11)伸出内风挡(10)与外风挡(14)顶部，切换至非紧急制动状态下所述驱动机构驱动阻力板(11)下降复位。

2.如权利要求1所述的高速列车风挡风阻制动结构装置，其特征在于，所述驱动机构包括电动缸(5)、与电动缸(5)相连的驱动器(3)，所述电动缸(5)上的推杆(12)与阻力板(11)底部铰接。

3.如权利要求1所述的高速列车风挡风阻制动装置，其特征在于，还包括与阻力板(11)连接并接收控制信号的限位开关，所述限位开关包括电控锁(13)，所述电控锁(13)的锁芯压在阻力板(11)底部延伸出的边沿上。

4.如权利要求3所述的高速列车风挡风阻制动装置，其特征在于，所述驱动机构、限位开关均固定于端墙(16)上。

5.如权利要求3所述的高速列车风挡风阻制动装置，其特征在于，所述外风挡(14)顶部边沿设有内槽(16)，所述驱动机构驱动阻力板(11)底部上升至与外风挡(14)的顶部齐平时阻力板(11)底部边沿卡至外风挡(14)顶部开设的内槽(16)。

6.如权利要求1所述的高速列车风挡风阻制动装置，其特征在于，所述阻力板(11)下降复位后与端墙(16)还通过卡扣结构相连。

7.如权利要求6所述的高速列车风挡风阻制动装置，其特征在于，所述卡扣结构包括设置于阻力板(11)底部的卡块(6)，还包括对应阻力板(11)下降复位后卡块(6)位置设置于端墙(16)上供卡块(6)卡接的卡槽(8)。

8.如权利要求1所述的高速列车风挡风阻制动结构装置，其特征在于，所述竖向伸缩机构包括固定于阻力板(11)上的滑块(1)、设置于端墙(16)上并与滑块(1)相适配的滑轨(4)。

9.如权利要求1所述的高速列车风挡风阻制动结构，其特征在于，所述端墙(16)对应阻力板(11)下降复位后底部对应的位置上设有弹簧避震器(9)。

10.如权利要求1所述的高速列车风挡风阻制动结构装置，其特征在于，所述端墙(16)对应阻力板(11)下降复位后底部对应的位置上还设有与驱动机构相连的光电传感器(7)。