CN113565905A - 轴装制动盘及轨道车辆 - Google Patents

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齐洪峰
任坤华
梁瑜
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Abstract

本发明提供一种轴装制动盘及轨道车辆，该轴装制动盘，包括轴盘主体，所述轴盘主体内设有储存腔，所述储存腔内设有相变储热材料。本发明实现储存腔内的相变储热材料的相变进行储热，将轴盘主体在制动过程中摩擦产生的热量储存在相变材料中，进而实现降低制动盘的最高温度，保护轴盘主体的安全，同时，可提高列车的最大行驶速度。

Description

轴装制动盘及轨道车辆
技术领域
本发明涉及轨道车辆制动技术领域，尤其涉及一种轴装制动盘及轨道车辆。
背景技术
随着高速列车的快速发展，列车速度等级不断提高。目前，高速列车在时速350公里速度运行的条件下进行安全制动时，锻钢制动盘的最高瞬时温度接近锻钢制动盘许用温度的上限700℃，而对于时速400公里高速列车，轮装制动盘尚能满足主机厂的技术要求。由于轴装制动盘需要承担更多的制动能量，所以现有轴装制动盘存在温度超标的隐患。
传统的通风盘式制动盘使用列车走行风对制动盘进行强制风冷冷却，受结构强度和强制风冷散热方式的限制，散热效果无法有显著的改善，进而无法对列车的时速进行有效提升。
发明内容
本发明提供一种轴装制动盘及轨道车辆，用以解决现有技术中轴装制动盘的散热效果差的缺陷，实现提高轴装制动盘的散热效果，降低制动盘在制动过程中的最高温度。
本发明提供一种轴装制动盘，包括轴盘主体，所述轴盘主体内设有储存腔，所述储存腔内设有相变储热材料。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，所述储存腔内设有支撑件，所述支撑件沿所述轴盘主体的轴向设置。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，所述轴盘主体设有灌注孔，所述灌注孔与所述储存腔连通，所述灌注孔内设有堵头。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，所述灌注孔内设有与所述堵头密封适配的石墨密封垫。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，所述储存腔的侧壁喷涂有石墨烯涂料。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，所述相变储热材料为固液相变材料，所述相变储热材料包括纳米颗粒或石墨粉末。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，固态所述相变储热材料的比热容大于等于1.8kJ/kg〃K，液态所述相变储热材料的比热容大于等于2.09kJ/kg〃K，所述相变储热材料的固液相变潜热大于等于541kJ/L。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，所述相变储热材料的蓄热量为1206kJ/L。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，所述储存腔设置多个，多个所述储存腔沿所述轴盘主体的周向均匀布置。
本发明还提供一种轨道车辆，包括如上所述的轴装制动盘。
本发明提供的轴装制动盘及轨道车辆，通过设置轴盘主体，所述轴盘主体内设有储存腔，所述储存腔内设有相变储热材料，实现储存腔内的相变储热材料的相变进行储热，将轴盘主体在制动过程中摩擦产生的热量储存在相变材料中，进而实现降低制动盘的最高温度，保护轴盘主体的安全，同时，可提高列车的最大行驶速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的轴装制动盘的径向剖视图；
图2是本发明提供的轴装制动盘的结构示意图；
图3是本发明提供的轴装制动盘中堵头的装配示意图；
附图标记：
1：轴盘主体； 2：储存腔； 3：支撑件；
4：灌注孔； 5：堵头； 6：石墨密封垫。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
下面结合图1至图3描述本发明的一种轴装制动盘，包括轴盘主体1，轴盘主体1内设有储存腔2，储存腔2内设有相变储热材料。可以理解的是，轴盘主体1内设置储存腔2，轴盘主体1的轴向侧面为摩擦面，在制动过程中摩擦生热。储存腔2内设有相变储热材料，在制动过程中，轴盘主体1摩擦产生的热量传递至相变储热材料，相变储热材料吸热发生相变，储存热量，降低制动过程中轴装制动盘的最高温度，保证轴盘主体1的安全；待制动过程结束后，相变储热材料的储存的热量逐步释放，通过轴盘主体1将热量释放到环境空气中，恢复带吸热状态，进而备下次制动吸热用。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，储存腔2内设有支撑件3，支撑件3沿轴盘主体1的轴向设置。可以理解的是，储存腔2内设置多个支撑件3，支撑件3沿轴盘主体1的轴向设置，以保证在制动钳夹紧条件下轴盘主体1的整体结构强度，同时，通过设置多个支撑件3，可增加轴盘主体1与相变储热材料的接触面积，有利于轴盘主体1的热量更快的传递至相变储热材料，具有强化传热的作用。
值得说明的是，支撑件3可选用支撑柱。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，轴盘主体1设有灌注孔4，灌注孔4与储存腔2连通，灌注孔4内设有堵头5。可以理解的是，轴盘主体1设有灌注孔4，灌注孔4与储存腔2连通，通过灌注孔4将相变储热材料灌注在储存腔2内，灌注方便，便于更换。灌注孔4内设有堵头5，实现对灌注孔4的封堵，防止储存腔2内的相变储热材料泄漏。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，灌注孔4内设有与堵头5密封适配的石墨密封垫6。可以理解的是，灌注孔4内设有石墨密封垫6，实现灌注孔4与堵头5的密封配合，保证密封效果。采用石墨密封垫6可在-40℃～1000℃温度环境下有效密封，保证耐高温。
具体的，堵头5设有外螺纹，灌注孔4内设有内螺纹，实现堵头5与灌注孔4的螺纹连接，进而压紧石墨密封垫6，保证密封效果。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，储存腔2的侧壁喷涂有石墨烯涂料。可以理解的是，储存腔2的侧壁喷涂有石墨烯涂料，也就是说，轴盘主体1的内侧壁上喷涂石墨烯涂料，实现在轴盘主体1内表面形成石墨烯导热膜，以增加轴盘主体1内表面的温度均匀性，有利于加快轴盘主体1向相变储热材料传递热量。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，相变储热材料为固液相变材料，相变储热材料包括纳米颗粒或石墨粉末。可以理解的是，相变储热材料采用固液相变材料，并基于纳米共晶技术制备，与石蜡相比，具有潜热大、过冷小、稳定性好的优点。相变储热材料添加纳米颗粒或石墨粉末，用以提高相变储热材料的导热性能。本实施例中，纳米颗粒可以为金属或金属氧化物。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，固态相变储热材料的比热容大于等于1.8kJ/kg〃K，液态相变储热材料的比热容大于等于2.09kJ/kg〃K，相变储热材料的固液相变潜热大于等于541kJ/L。可以理解的是，采用上述参数的相变储热材料具有比热容大，相变潜热大，有效提高相变储热效率。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，相变储热材料的蓄热量为1206kJ/L。可以理解的是，相变储热材料的需热量(470℃～530℃)为1206kJ/L。
根据本发明提供的一种轴装制动盘，储存腔2设置多个，多个储存腔2沿轴盘主体1的周向均匀布置。可以理解的是，储存腔2设置多个，多个储存腔2独立设置，并沿轴盘主体1的周向均匀布置，提高对轴盘主体1的均匀吸热，提高降温的均匀性，防止局部过热的现象出现。每个储存腔2对应一个灌注孔4，实现对每个储存腔2的独立灌注或更换相变储热材料，保证每个储存腔2内的相变储热材料的吸热储热性能。
本发明还提供一种轨道车辆，包括如上所述的轴装制动盘。
本发明提供的轴装制动盘及轨道车辆，通过设置轴盘主体，轴盘主体内设有储存腔，储存腔内设有相变储热材料，实现储存腔内的相变储热材料的相变进行储热，将轴盘主体在制动过程中摩擦产生的热量储存在相变材料中，进而实现降低制动盘的最高温度，保护轴盘主体的安全，同时，可提高列车的最大行驶速度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种轴装制动盘，其特征在于，包括轴盘主体，所述轴盘主体内设有储存腔，所述储存腔内设有相变储热材料。
2.根据权利要求1所述的轴装制动盘，其特征在于，所述储存腔内设有支撑件，所述支撑件沿所述轴盘主体的轴向设置。
3.根据权利要求1所述的轴装制动盘，其特征在于，所述轴盘主体设有灌注孔，所述灌注孔与所述储存腔连通，所述灌注孔内设有堵头。
4.根据权利要求3所述的轴装制动盘，其特征在于，所述灌注孔内设有与所述堵头密封适配的石墨密封垫。
5.根据权利要求1所述的轴装制动盘，其特征在于，所述储存腔的侧壁喷涂有石墨烯涂料。
6.根据权利要求1所述的轴装制动盘，其特征在于，所述相变储热材料为固液相变材料，所述相变储热材料包括纳米颗粒或石墨粉末。
7.根据权利要求6所述的轴装制动盘，其特征在于，固态所述相变储热材料的比热容大于等于1.8kJ/kg·K，液态所述相变储热材料的比热容大于等于2.09kJ/kg·K，所述相变储热材料的固液相变潜热大于等于541kJ/L。
8.根据权利要求6所述的轴装制动盘，其特征在于，所述相变储热材料的蓄热量为1206kJ/L。
9.根据权利要求1至8任一项所述的轴装制动盘，其特征在于，所述储存腔设置多个，多个所述储存腔沿所述轴盘主体的周向均匀布置。
10.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的轴装制动盘。
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