RU2138413C1 - High speed train aerodynamic brake - Google Patents
High speed train aerodynamic brake Download PDFInfo
- Publication number
- RU2138413C1 RU2138413C1 RU98110848A RU98110848A RU2138413C1 RU 2138413 C1 RU2138413 C1 RU 2138413C1 RU 98110848 A RU98110848 A RU 98110848A RU 98110848 A RU98110848 A RU 98110848A RU 2138413 C1 RU2138413 C1 RU 2138413C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fairing
- aerodynamic
- braking
- brake
- rolling stock
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к наземному подвижному транспортному средству, а более конкретно, к тормозным системам высокоскоростных подвижных составов, а именно, к аэродинамическому тормозу наземного подвижного состава на железнодорожном транспорте. The present invention relates to a land mobile vehicle, and more specifically, to brake systems of high-speed rolling stocks, namely, to the aerodynamic brake of a ground rolling stock in railway transport.
Как известно, основным средством обеспечения безопасности движения поездов на маршруте и в аварийной ситуации, являются обычные колодочные фрикционно- механические тормоза, которые создают тормозные силы трения непосредственно на поверхности катания колес подвижного состава или на специальных дисках (барабанах), жестко установленных на осях колесных пар. As you know, the main means of ensuring the safety of train traffic on the route and in an emergency are ordinary shoe friction mechanical brakes that create braking friction forces directly on the rolling surface of the rolling stock wheels or on special disks (drums) rigidly mounted on the axles of the wheelsets .
Такие тормоза представляют собой замкнутую механическую систему (т.е. колеса и тормозные колодки принадлежат к одной и той же несущей конструкции и не связаны с внешней неподвижной средой) и если даже блокировать (заклинить колесные пары) колеса тормозами, то при непогашенной кинетической энергии подвижного состава, колеса будут скользить юзом по рельсам (что при нормальной эксплуатации недопустимо), а подвижной состав не остановят. Such brakes are a closed mechanical system (i.e. wheels and brake pads belong to the same supporting structure and are not connected to an external stationary medium) and even if the wheels are locked (wedged in) by brakes, then the kinetic energy of the moving of the composition, the wheels will slide skidding along the rails (which is unacceptable during normal operation), but the rolling stock will not be stopped.
Поэтому такой фрикционно-механический тормоз уже не может полностью удовлетворять требованиям высокоскоростных подвижных составов на железнодорожном транспорте (при скоростях, к примеру: в Швеции - 200 км/ч; в Италии и Англии - 250 км/ч; в Германии, поезд "Интерсити" - 250 км/ч; во Франции, поезд "ТЖВ- Атлантик" - 300 км/ч; проектируемый в России, поезд "Сокол" - 250....300 км/ч и даже до 350 км/ч) и может быть использован только в качестве вспомогательного средства торможения. Therefore, such a friction-mechanical brake can no longer fully satisfy the requirements of high-speed rolling stock in railway transport (at speeds, for example: in Sweden - 200 km / h; in Italy and England - 250 km / h; in Germany, the Intercity train - 250 km / h; in France, the TZHV-Atlantic train is 300 km / h; designed in Russia, the Sokol train is 250 .... 300 km / h and even up to 350 km / h) and can be used only as an aid to braking.
Исходя из изложенного в настоящее время происходит ломка и переосмысление старых норм и понятий. Based on the foregoing, there is currently a breaking and rethinking of old norms and concepts.
Так, к примеру, аварийное экстренное торможение остается только теоретическим понятием, поскольку тормозной путь вышеуказанных высокоскоростных подвижных составов, при скоростях 250...300 км/ч, составляет около 2 км, а просматривается визуально впереди лежащий путь при движении всего лишь на 300....400 м. So, for example, emergency emergency braking remains only a theoretical concept, since the braking distance of the above-mentioned high-speed rolling stocks, at speeds of 250 ... 300 km / h, is about 2 km, and the path lying visually ahead can be seen with a movement of only 300. ... 400 m.
Поэтому на практике движения высокоскоростного состава организовано так и система так налажена, что необходимость в аварийном торможении не возникает никогда. Therefore, in practice, the movement of the high-speed train is organized in such a way that the system is so tuned that the need for emergency braking never arises.
Но, с другой стороны, очевидно, что и при высокоскоростном движении подвижного состава необходимо уменьшение (регулирование) скорости на маршруте: при въезде, к примеру в тоннель, при проходе мостов, на участках с некоторым отклонением пути от прямолинейного, при подходе к конечной станции и в др. случаях торможения на маршруте. But, on the other hand, it is obvious that even with high-speed movement of rolling stock, a decrease (regulation) of speed along the route is necessary: when entering, for example, a tunnel, when passing bridges, in areas with some deviation from straight-line, when approaching the end station and in other cases of braking on the route.
В таком случае необходим основной тормоз, взаимодействующий с неподвижной окружающей средой (к примеру, с землей или воздухом) в сочетании с известными вспомогательными колодочными фрикционно-механическими тормозами, что надежно обеспечивает в совокупности регулирование скорости подвижного состава на маршруте и в аварийной ситуации. In this case, the main brake is needed, which interacts with a stationary environment (for example, with the ground or air) in combination with the known auxiliary block friction-mechanical brakes, which reliably provides in aggregate the regulation of the speed of the rolling stock along the route and in an emergency.
К известным аналогам в первую очередь нужно отнести электромагнитный тормоз (см. книгу "Автотормоза", автор: В.М. Казаринов, изд. "Транспорт", Москва, 1974 г., стр. 13, рис. 8, а), взаимодействующий с неподвижной внешней средой при торможении, а именно с рельсами железнодорожного пути. First of all, the known analogues include the electromagnetic brake (see the book "Autobrakes", author: V.M. Kazarinov, publishing house "Transport", Moscow, 1974, p. 13, Fig. 8, a) interacting with a fixed external environment during braking, namely with the rails of the railway track.
Такой тормоз относиться к электропневматическим и представляет собой тормозной электромагнитный башмак, с тормозными колодками, укрепленный на нижней раме кузова над рельсом, который под воздействием сжатого воздуха, подаваемого в пневмоцилиндры, может опускаться на рельсы и в результате прохождения в этот момент через электромагниты электротока от аккумуляторов подвижного состава, притягивается к рельсам, осуществляя торможение. Such a brake is electro-pneumatic and represents a brake electromagnetic shoe, with brake pads, mounted on the lower frame of the body above the rail, which, under the influence of compressed air supplied to the pneumatic cylinders, can fall onto the rails and as a result of the passage of electric current from the batteries through the electromagnets rolling stock, attracted to the rails, braking.
Электробашмаки выполняются обычно со съемными тормозными колодками, которые заменяются по мере износа. Electric shoes are usually made with removable brake pads, which are replaced as they wear.
В России такое электромагнитное рельсовое торможение используется на высокоскоростном подвижном составе ЭР-200 (скорость 200 км/ч). In Russia, such electromagnetic rail braking is used on the high-speed rolling stock ER-200 (speed 200 km / h).
К недостаткам такого тормоза относятся:
- большой износ тормозных съемных колодок, работающих в тяжелом режиме;
- происходит засорение окружающего пространства продуктами износа колодок;
- при торможении тормозные колодки скользят по "грязному" рельсу, покрытому смазкой, пылью, влагой и пр. (т. е. рельсы практически не бывают "чистыми"), что снижает сцепление колодок подвижного состава с неподвижной средой (т. е. рельсами) и следовательно, эффективность торможения;
- электромагнитное рельсовое торможение является "пассивным", т. е. оно не создает сил, направленных против движения подвижного состава, а только как бы "удерживает" его, переводя кинетическую энергию подвижного состава постепенно, за счет интенсивного трения, в тепло;
- при электромагнитном торможении весьма значительно расходуется энергия аккумуляторов подвижного состава, т. е. они практически разряжаются полностью.The disadvantages of such a brake include:
- heavy wear brake removable pads, working in heavy mode;
- there is a clogging of the surrounding space products of wear pads;
- when braking, the brake pads slide along a “dirty” rail covered with grease, dust, moisture, etc. (that is, the rails are practically not “clean”), which reduces the adhesion of the pads of the rolling stock to a stationary medium (ie, rails ) and therefore braking performance;
- electromagnetic rail braking is "passive", that is, it does not create forces against the movement of the rolling stock, but only "holds" it, translating the kinetic energy of the rolling stock gradually, due to intense friction, into heat;
- with electromagnetic braking, the energy of the batteries of the rolling stock is very significantly consumed, that is, they are almost completely discharged.
Известен еще тормоз, взаимодействующий с неподвижной окружающей средой (по патенту России N 2006402, кл. B 61 H 11/00, 1993 г.), который содержит тормозные элементы, установленные под нижней рамой кузова вагона и снабжен, установленным перед задней тележкой (по ходу состава) воздушным резервуаром со сжатым воздухом и связанным с ним пневматически через электровоздухораспределители жидкостным резервуаром с жидкостью, который через электрогидрораспределители связан патрубками с рабочими камерами, причем рабочие камеры выполнены в виде полого основания на поворотном шарнире с крышками, содержащими съемные сопла, которые направлены в сторону движения подвижного состава, и винтовых шарнирных устройств для регулирования угла наклона указанных сопел, а все элементы устройства соединены между собой в единый узел с помощью крепежных элементов и закрыты снизу защитным кожухом (экраном). There is also known a brake interacting with a stationary environment (according to Russian patent N 2006402, class B 61
Кроме вышеописанных элементов, устройство содержит элементы контроля, регулирования и управления. In addition to the above elements, the device contains elements of control, regulation and control.
Управление тормозом производится из кабины машиниста. The brake is controlled from the driver’s cab.
При торможении скоростного подвижного состава жидкостно-реактивные струи из сопел, направленные по движению подвижного состава под углом к полотну железной дороги, создают мощную реактивную тормозную силу, направленную против движения подвижного состава, которая не зависит от силы сцепления колес с рельсами, а взаимодействует с внешней неподвижной средой, т. е. полотном железной дороги. When braking a high-speed rolling stock, liquid-jet jets from nozzles directed along the movement of the rolling stock at an angle to the railroad bed create a powerful reactive braking force directed against the movement of the rolling stock, which does not depend on the force of adhesion of the wheels to the rails, but interacts with the external motionless medium, i.e., a railroad track.
Необходимо отметить, что наличие аварийного тормоза скоростного подвижного состава не исключает использования известных колодочных фрикционно-механических тормозов, а обеспечивает в совокупности с ними совместную согласованную работу. It should be noted that the presence of an emergency brake for high-speed rolling stock does not exclude the use of known block friction-mechanical brakes, but provides for joint coordinated work with them.
К недостаткам этого известного устройства относятся следующие:
- устройство содержит строго определенный объем жидкости и сжатого воздуха и для последующей подготовки для аварийного торможения необходима их дозаправка и время;
- необходим постоянный контроль за уровнем жидкости и давлением воздуха и при необходимости дозаправка до исходного состояния;
- для обеспечения нормального функционирования взаимосвязанных узлов и деталей устройства необходимы в большом количестве элементы контроля и управления: манометры давления, датчики уровня жидкости, термометры, электрогидро- и воздухораспределители, предохранительные клапаны, реле и пр.;
- при торможении жидкостно-реактивные струи неизбежно размывают балласт между шпалами полотна железной дороги.The disadvantages of this known device include the following:
- the device contains a strictly defined volume of liquid and compressed air and for subsequent preparation for emergency braking, their refueling and time are necessary;
- constant monitoring of the liquid level and air pressure is necessary and, if necessary, refueling to the initial state;
- to ensure the normal functioning of the interconnected nodes and parts of the device, a large number of monitoring and control elements are necessary: pressure gauges, liquid level sensors, thermometers, electro-hydraulic and air distributors, safety valves, relays, etc .;
- when braking, liquid-jet jets inevitably erode the ballast between the sleepers of the railroad tracks.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по своей технической сути и достигаемому эффекту является аэродинамический тормоз по патенту ФРГ N 2851973, кл. B 60 T 1/16, 1980 г., который при работе (торможении) взаимодействует с неподвижной окружающей средой т. е. воздухом. Closest to the proposed technical solution in its technical essence and the achieved effect is the aerodynamic brake according to the patent of Germany N 2851973, class. B 60
Указанный аэродинамический тормоз (см. фиг. 1 и фиг. 2 патента) представляет собой, установленный над крышей 5 кабины 3 грузовика 1, перед фургоном 6 (грузовым сооружением), который возвышается за кабиной 3 грузовика 1, поворотный управляемый обтекатель (экран) 7 на поперечной оси 10, между опорных стенок 9, установленных на боковых стойках 13 жестко связанных с рамой 2 грузовика 1 и управляемый поворотным силовым элементом 11. The specified aerodynamic brake (see Fig. 1 and Fig. 2 of the patent) is, mounted above the
При движении (ездовое положение) грузовика 1. Управляемый обтекатель (экран) 7 расположен под углом (≈ 45o) к направлению набегающего воздушного потока 8 и служит в качестве обтекателя для фургона 6 (грузового сооружения).When driving (driving position) of the
При торможении грузовика 1, управляемый обтекатель (экран) 7 поворачивается (по часовой стрелке, примерно, на 75oC) силовым элементом 11 на оси 10 так, что передний, нижний край щита (экрана) 7 поднимается выше горизонтального уровня крыши фургона 6 (грузового сооружения), навстречу потоку набегающего воздуха 8 и создает аэродинамические тормозные усилия.When the
Недостатками известного решения являются следующие:
а) обтекатель (экран) аэродинамического тормоза установлен на крыше кабины перед кузовом (грузовым сооружением), который расположен выше кабины и, следовательно, может быть использован только с такой лобовой формой подвижного средства, что снижает его применяемость;
б) обтекатель (экран) имеет незначительные размеры по своей площади, что создает при взаимодействии с воздушным потоком весьма незначительную величину тормозного усилия т. е. такая конструкция аэродинамического тормоза недостаточна эффективна в работе;
в) передача тормозных усилий на раму подвижного средства, через промежуточные боковые стойки с ребрами жесткости, этим значительно усложняет, удорожает и утяжеляет все устройство;
г) тормозные усилия аэродинамического тормоза прилагаются к верхней части кабины, на большом расстоянии (высоте) от опоры колес, что при торможении создает неустойчивое положение транспортного средства, а учитывая скорость движения это может создавать опасную ситуацию и вызвать аварию;
д) обтекатель (экран) при работе не имеет промежуточных фиксированных положений (т.е. только крайние). Поэтому момент торможения возникает дискретно, резко, в виде удара.The disadvantages of the known solutions are as follows:
a) the fairing (screen) of the aerodynamic brake is installed on the roof of the cab in front of the body (cargo structure), which is located above the cab and, therefore, can only be used with such a frontal shape of the movable means, which reduces its applicability;
b) the fairing (screen) has insignificant dimensions in its area, which creates, when interacting with the air flow, a very insignificant amount of braking force, i.e., such an aerodynamic brake design is not efficient enough to work;
c) the transmission of braking forces to the frame of the movable means, through intermediate side racks with stiffeners, this greatly complicates, increases the cost and makes the whole device heavier;
d) the braking forces of the aerodynamic brake are applied to the upper part of the cabin, at a great distance (height) from the wheel support, which when braking creates an unstable position of the vehicle, and given the speed it can create a dangerous situation and cause an accident;
e) fairing (screen) during operation does not have intermediate fixed positions (i.e., only extreme). Therefore, the braking moment occurs discretely, sharply, in the form of a shock.
Задачей предполагаемого изобретения является создание эффективного аэродинамического тормоза для высокоскоростного наземного подвижного состава, связанного при торможении непосредственно с неподвижной средой (воздухом) и позволяющего без значительных энергетических затрат плавно производить регулирование скорости подвижного состава на маршруте. The objective of the proposed invention is the creation of an effective aerodynamic brake for high-speed ground rolling stock associated with braking directly with a stationary medium (air) and allowing smoothly adjusting the speed of the rolling stock along the route without significant energy costs.
Задача решается тем, что аэродинамический тормоз высокоскоростного наземного подвижного состава, содержит аэродинамический обтекатель, установленный на кузове на поперечной оси с возможностью углового поворота относительно встречного воздушного потока посредством силовых элементов, причем аэродинамический обтекатель выполнен клинообразной коробчатой формы, повторяющей форму передней части кузова с П-образным поперечным сечением, для охвата лобовой и боковых частей кузова, а поперечная ось поворота обтекателя установлена в угловой зоне обтекателя и на нижней части рамы кузова, силовые элементы соединены шарнирно одним концом с рамой кузова, а другим - с боковыми стенками аэродинамического обтекателя. The problem is solved in that the aerodynamic brake of a high-speed ground rolling stock contains an aerodynamic fairing mounted on the body on the transverse axis with the possibility of angular rotation relative to the oncoming air flow by means of power elements, and the aerodynamic fairing is made of a wedge-shaped box-like shape that repeats the shape of the front of the body with P- shaped cross-section to cover the frontal and side parts of the body, and the transverse axis of rotation of the fairing is set in an angular In the fairing zone and on the lower part of the body frame, the power elements are pivotally connected at one end to the body frame and the other to the side walls of the aerodynamic fairing.
Кроме этого, аэродинамический обтекатель тормоза высокоскоростного наземного подвижного состава снабжен в своей верхней лобовой части смотровыми окнами для обзора дороги. In addition, the aerodynamic fairing of the brake of high-speed ground rolling stock is equipped in its upper frontal part with viewing windows for viewing the road.
Известно, что с целью снижения потерь на преодоление аэродинамического сопротивления окружающей воздушной среды, переднюю лобовую часть кузова высокоскоростного наземного подвижного состава делают максимально возможной аэродинамической, клиновой обтекаемой формы, к примеру (высокоскоростной подвижной состав Франции "ТЖВ-Атлантик", см. книгу: "Железная дорога от А до Я", автор: Л.П. Чарноцкая, изд. "Транспорт", Москва, 1990 г., стр. 198, верхний рисунок, или см. газету "Рабочая трибуна", N 220 (520), за 1991 г., статья: "Суперпоезда полюбились французам" и др.), поскольку аэродинамическое сопротивление движению возрастает, примерно, пропорционально квадрату скорости движения и является весьма значительным. It is known that in order to reduce losses in overcoming the aerodynamic drag of the surrounding air environment, the frontal frontal part of the body of high-speed ground rolling stock makes the aerodynamic, wedge streamlined as possible, for example (high-speed rolling stock of France "TZHV-Atlantic", see book: " Railway from A to Z ", author: L.P. Charnotskaya, publishing house" Transport ", Moscow, 1990, p. 198, top drawing, or see the newspaper" Working Tribune ", N 220 (520), for 1991, article: "Super trains fell in love with the French" and others. ), since the aerodynamic resistance to movement increases, approximately proportionally to the square of the speed of movement and is very significant.
Новизна предполагаемого изобретения состоит в применении, с целью торможения высокоскоростного наземного подвижного состава на маршруте, изменения геометрии формы передней лобовой обтекаемой части кузова подвижного состава, в результате чего будет изменяться и аэродинамическое сопротивление движению, а, следовательно, и скорость. The novelty of the proposed invention consists in the application, with the aim of braking high-speed ground rolling stock on the route, to change the geometry of the shape of the frontal streamlined body portion of the rolling stock, resulting in a change in aerodynamic resistance to movement, and, consequently, speed.
Общеизвестно, что аэродинамическая сила сопротивления движению подвижного состава равна:
Q = Cw•F•q0,
где Q - полная сила аэродинамического сопротивления в кГ;
Cw - коэффициент лобового сопротивления тела;
F - площадь (мидельное сечение) в м2 (т. е. это площадь проекции тела на плоскость, перпендикулярную к направлению движения тела);
q0 - скоростной напор набегающего потока воздуха в кГ/м2, который зависит от квадрата скорости подвижного состава (тела).It is well known that the aerodynamic force of resistance to movement of rolling stock is equal to:
Q = C w • F • q 0 ,
where Q is the total force of aerodynamic drag in kg;
C w is the drag coefficient of the body;
F is the area (mid-section) in m 2 (i.e., this is the area of the projection of the body onto a plane perpendicular to the direction of movement of the body);
q 0 is the velocity head of the incoming air flow in kg / m 2 , which depends on the square of the speed of the rolling stock (body).
Отсюда очевидно, что при F=Const (для конструкции данного подвижного состава) и q0=Const (при данной скорости) сила аэродинамического сопротивления будет зависеть исключительно только от Cw - коэффициента лобового сопротивления тела.Hence, it is obvious that at F = Const (for the construction of a given rolling stock) and q 0 = Const (at a given speed), the aerodynamic drag force will depend solely on C w , the drag coefficient of the body.
Так для плохообтекаемых тел, типа товарного или обычного пассажирского поезда и т. п., коэффициент лобового сопротивления составляет: Cw = 0,9... 1,0; а для высокоскоростных обтекаемых электровозов: Cw = 0,3...0,4.So for poorly streamlined bodies, such as a freight or ordinary passenger train, etc., the drag coefficient is: C w = 0.9 ... 1.0; and for high-speed streamlined electric locomotives: C w = 0.3 ... 0.4.
Максимальный коэффициент лобового сопротивления тела: Cmax = 1,3.The maximum drag coefficient of the body: C max = 1.3.
Таким образом, только за счет изменения геометрической формы передней лобовой части кузова скоростного подвижного состава, величина среднего значения коэффициента лобового сопротивления тела будет изменяться в диапазоне: Cw = 0,35...0,95 т.е., примерно, в 3 раза.Thus, only due to a change in the geometric shape of the frontal frontal part of the body of high-speed rolling stock, the average value of the drag coefficient of the body will vary in the range: C w = 0.35 ... 0.95 i.e., approximately, in 3 times.
Существенность отличий заключается в том, что благодаря наличию поворотного управляемого аэродинамического обтекателя, с возможностью плавного изменения геометрической формы лобовой части высокоскоростного подвижного состава, появляется новое свойство - активная аэродинамическая тормозящая сила, которая действует непосредственно между подвижным составом и окружающей неподвижной средой, в данном случае - воздухом (плотность воздуха в среднем ρ = 0,125 кг/м3) в диапазоне от Qwin до Qmax.The significance of the differences lies in the fact that due to the presence of a rotatable controlled aerodynamic fairing, with the possibility of smooth changes in the geometric shape of the frontal part of the high-speed rolling stock, a new property appears - the active aerodynamic braking force that acts directly between the rolling stock and the surrounding stationary medium, in this case - air (air density on average ρ = 0.125 kg / m 3 ) in the range from Q win to Q max .
Указанные свойства позволяют производить плавное торможение высокоскоростного наземного подвижного состава на маршруте, практически без энергетических затрат. These properties allow for smooth braking of high-speed ground rolling stock on the route, practically without energy costs.
К технико-экономическим преимуществам предлагаемого решения относятся следующие:
а) аэродинамический обтекатель тормоза и его силовые элементы установлены на нижней части подвижного состава, непосредственно на раме кузова, что способствует устойчивости подвижного состава при торможении;
б) клинообразная форма аэродинамического обтекателя повторяет (в исходном положении на маршруте) форму лобовой части кузова, в результате чего он прижимается колесами к рельсам под воздействием потока набегающего воздуха (см. фиг. 1 заявки), что способствует надежности сцепления колес с рельсами и большей устойчивости.The technical and economic advantages of the proposed solution include the following:
a) the aerodynamic fairing of the brake and its power elements are installed on the lower part of the rolling stock, directly on the body frame, which contributes to the stability of the rolling stock during braking;
b) the wedge-shaped shape of the aerodynamic fairing repeats (in the initial position on the route) the shape of the frontal part of the body, as a result of which it is pressed by the wheels to the rails under the influence of the incoming air flow (see Fig. 1 of the application), which contributes to the reliability of the adhesion of the wheels to the rails and more sustainability.
в) площадь аэродинамического обтекателя относительно значительна (см. фиг. 4 и 6 заявки), что создает при взаимодействии с набегающим воздушным потоком весьма значительную величину тормозного усилия;
г) аэродинамический обтекатель может быть (с помощью силовых элементов) установлен в любом промежуточном положении, что позволяет плавно регулировать величину тормозных усилий на маршруте;
д) торможение на маршруте производится практически без затрат дополнительной энергии;
е) аэродинамический обтекатель имеет застекленные окна для визуального обзора дороги;
ж) простота конструкции аэродинамического тормоза.c) the area of the aerodynamic fairing is relatively significant (see Fig. 4 and 6 of the application), which creates a very significant amount of braking force when interacting with the incoming air flow;
d) the aerodynamic fairing can be (with the help of power elements) installed in any intermediate position, which allows you to smoothly adjust the amount of braking forces on the route;
e) braking on the route is carried out practically without the cost of additional energy;
e) the aerodynamic fairing has glazed windows for a visual overview of the road;
g) simplicity of aerodynamic brake design.
Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 - показано расположение аэродинамического тормоза высокоскоростного наземного подвижного состава на виде сбоку при движении на маршруте;
на фиг. 2 - показано расположение аэродинамического тормоза на виде сверху при движении на маршруте;
на фиг. 3 - показан вид справа фиг. 1 при движении на маршруте;
на фиг. 4 - показано расположение аэродинамического тормоза при торможении на маршруте;
на фиг. 5 - показано расположение аэродинамического тормоза на виде сверху при торможении на маршруте;
на фиг. 6 - показан вид справа фиг. 4 при торможении на маршруте.The essence of the alleged invention is illustrated by drawings, where:
in FIG. 1 - shows the location of the aerodynamic brakes of high-speed ground rolling stock in side view when moving along the route;
in FIG. 2 - shows the location of the aerodynamic brake in a plan view when driving on a route;
in FIG. 3 is a right side view of FIG. 1 when driving on a route;
in FIG. 4 - shows the location of the aerodynamic brake during braking on the route;
in FIG. 5 - shows the location of the aerodynamic brake in a top view during braking on the route;
in FIG. 6 is a right side view of FIG. 4 when braking on the route.
На чертеже буквами обозначены:
A - направление движения высокоскоростного наземного подвижного состава;
B - направление встречного набегающего воздушного потока;
α - угол поворота между неподвижной лобовой стенкой аэродинамического обтекателя;
β между наружной поверхностью аэродинамического обтекателя и полотном (рельсами) железной дороги.In the drawing, the letters indicate:
A - direction of motion of high-speed ground rolling stock;
B is the direction of the oncoming incoming air flow;
α is the angle of rotation between the stationary frontal wall of the aerodynamic fairing;
β between the outer surface of the aerodynamic fairing and the canvas (rails) of the railway.
Предлагаемый аэродинамический тормоз высокоскоростного наземного подвижного состава (см. фиг. 1; 2; 3; 4; 5 и 6) содержит обычные колодочные или электромагнитные тормоза 1, расположенные под рамой кузова 2, который выполнен аэродинамической, клинообразной, обтекаемой формы и состоит из передней наклонной лобовой стенки 3, жестко укрепленной и связанной механически воедино с кузовом 2 и поворотного обтекателя 4 над ней, который имеет возможность поворачиваться вокруг своей нижней поперечной оси 5 на α угол, (т. е. угол, между передней наклонной лобовой стенкой 3 и подвижным поворотным обтекателем 4, равный, к примеру, от 0 до 60 ). The proposed aerodynamic brake of high-speed ground rolling stock (see Fig. 1; 2; 3; 4; 5 and 6) contains conventional shoe or
Поворотный обтекатель 4 (не должен превышать габаритных размеров подвижного состава в исходном положении) с боковыми ребрами жесткости 6 выполнен клинообразной коробчатой формы П-образного сечения, повторяющий форму передней части кузова 2, и на внутренних сторонах боковых ребер жесткости 6 установлены жестко полуоси 9, на которых шарнирно установлены силовые элементы 7 с помощью штоков 8 (к примеру, пневмо- или гидроцилиндры). A rotary fairing 4 (should not exceed the overall dimensions of the rolling stock in the initial position) with
Причем противоположные концы силовых элементов 7 шарнирно соединены с рамой кузова 2, что позволяет, под их воздействием, поворачивать аэродинамический обтекатель 4 на угол α и фиксировать его в любом промежуточном положении. Moreover, the opposite ends of the
На передней наклонной лобовой стенке 3, в верхней ее части 10, содержатся смотровые окна 11, которые совместно с боковыми стенками 12 составляет кузов 2 подвижного состава. On the front inclined
Поворотный обтекатель 4 имеет на уровне смотровых окон 11 кузова 2 т. е. на одной оси, в крайнем вертикальном положении аэродинамического обтекателя 4 при торможении (см. фиг. 4 заявки) смотровые окна 13 (застекленные), которые служат для визуального просмотра пути при торможении высокоскоростного наземного подвижного состава. The
При работе (см. фиг. 4; 5 и 6), при маршрутном режиме, для регулирования скорости высокоскоростного наземного подвижного состава, кроме аэродинамического торможения, может использоваться фрикционно-механическое, электромагнитное, а при электротяге рекуперативное, реостатное, в зависимости от конкретной необходимости. During operation (see Fig. 4; 5 and 6), in the route mode, in addition to aerodynamic braking, friction-mechanical, electromagnetic, and regenerative, rheostatic, depending on the specific need, can be used to control the speed of high-speed ground rolling stock, in addition to aerodynamic braking .
Применение же аэродинамического тормоза, работающего без затрат энергии при торможении, наряду с известными способами, является не только целесообразным и экономически выгодным, но и предпочтительным. The use of an aerodynamic brake that works without energy during braking, along with known methods, is not only expedient and cost-effective, but also preferred.
Включение аэродинамического тормоза производится из кабины машиниста путем подачи команды по проводам, в результате чего сжатый воздух или жидкость под давлением поступает в силовые элементы 7 (пневмо- или гидроцилиндры) и толкают штоки 8, которые через шарниры с полуосями 9, воздействуют на аэродинамический обтекатель 4 и поворачивает его (по часовой стрелке) вокруг нижней поперечной оси 5 на угол α и фиксируют его в этом положении (см. фиг. 4). The aerodynamic brake is applied from the driver’s cab by issuing a command via wires, as a result of which compressed air or liquid under pressure enters the power elements 7 (pneumatic or hydraulic cylinders) and push the
С момента начала поворота аэродинамического обтекателя 4 происходит плавное изменение аэродинамической клиновой обтекаемой формы кузова 2 на форму прямоугольного параллелепипеда за счет вертикально расположенного аэродинамического обтекателя 4, перпендикулярного направлению встречного набегающего воздушного потока (по стрелке B), что создает значительное увеличение аэродинамического сопротивления, в результате чего возникает аэродинамическая тормозная сила, препятствующая движению высокоскоростного подвижного состава по стрелке A. From the moment the
При снижении скорости до необходимого значения, командой из кабины машиниста подается сигнал на возвращение штоков 8 силовых элементов 7 в исходное положение и аэродинамический обтекатель 4 также возвращается в исходное положение (см. фиг. 1; 2 и 3), придавая кузову 2 вновь исходную аэродинамическую клиновую обтекаемую форму. When the speed decreases to the required value, a command from the driver’s cab gives a signal to return the
При необходимости можно оставлять аэродинамический обтекатель 4 в любом промежуточном положении, а также возвращать его в исходное положение с любой скоростью. If necessary, you can leave the
Наиболее рационально использовать предлагаемое техническое решение при реализации создания высокоскоростного наземного электроподвижного состава при скоростях 160...300 км/ч, в частности, при подготовке в эксплуатацию высокоскоростной магистрали Санкт Петербург - Москва, что даст значительный технический и экономический эффект. It is most rational to use the proposed technical solution when implementing the creation of a high-speed ground electric rolling stock at speeds of 160 ... 300 km / h, in particular, when preparing the high-speed highway St. Petersburg - Moscow for operation, which will give a significant technical and economic effect.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98110848A RU2138413C1 (en) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | High speed train aerodynamic brake |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98110848A RU2138413C1 (en) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | High speed train aerodynamic brake |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2138413C1 true RU2138413C1 (en) | 1999-09-27 |
Family
ID=20206951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98110848A RU2138413C1 (en) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | High speed train aerodynamic brake |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2138413C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2328311A1 (en) * | 2002-08-28 | 2009-11-11 | F. Javier Porras Vila | Air grille brake for vehicles. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
| RU2571841C1 (en) * | 2014-09-24 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Aerodynamic brake for high-speed rolling stock |
| CN111976754A (en) * | 2020-08-24 | 2020-11-24 | 中南大学 | Double-deck windage arresting gear, double-deck cab structure and high-speed train |
-
1998
- 1998-06-08 RU RU98110848A patent/RU2138413C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Казаринов В.М. Автотормоза. М.: Транспорт, 1974, с.13. Чарноцкая Л.П. Железная дорога от А до Я. - М.: Транспорт, 1990, с.198. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2328311A1 (en) * | 2002-08-28 | 2009-11-11 | F. Javier Porras Vila | Air grille brake for vehicles. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
| RU2571841C1 (en) * | 2014-09-24 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Aerodynamic brake for high-speed rolling stock |
| CN111976754A (en) * | 2020-08-24 | 2020-11-24 | 中南大学 | Double-deck windage arresting gear, double-deck cab structure and high-speed train |
| CN111976754B (en) * | 2020-08-24 | 2021-11-02 | 中南大学 | Double-deck windage arresting gear, double-deck cab structure and high-speed train |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100319230B1 (en) | Rail Gripping Vehicle | |
| US3890904A (en) | Railway system | |
| US6012396A (en) | Electric rail transportation system, vehicle, and rail used in the transportation system | |
| CN100482507C (en) | Guideway and chassis system for wheel based rail running vehicle | |
| JP5174349B2 (en) | Transportation system | |
| US20040250724A1 (en) | Multipurpose vehicle for various types of travel ways | |
| US3859925A (en) | Transportation system | |
| US20070256588A1 (en) | Monorial Vehicle | |
| JP2016049840A (en) | Monorail vehicle | |
| CN104325985A (en) | Bidirectional automatic unloading hopper car | |
| RU2494897C2 (en) | High-speed transport system, hollow lead beam (versions), bogie (versions) and rolling stock (versions) | |
| RU2138413C1 (en) | High speed train aerodynamic brake | |
| US9915035B1 (en) | Bidirectional railroad track to maglev guideway transition system | |
| Kuczyk et al. | The concept of suspended urban rail vehicle | |
| DE19804424A1 (en) | Air cushion locomotive on air cushion body | |
| CN2361664Y (en) | Movable beam track taking-up vehicle | |
| DE3926725A1 (en) | Light railway system with cabins on swinging axles - uses guidance by pairs of rollers on either side of overhead rail and alongside running rails | |
| KR100660151B1 (en) | Vehicles transit apparatus | |
| RU2145557C1 (en) | Overhead monorail transportation system | |
| RU2006402C1 (en) | Emergency brake of high-speed train | |
| CN212950566U (en) | Suspension type single-rail safety parking system | |
| DE4141426A1 (en) | High-speed monorail transport system combined with pipeline network - uses interior of hollow monorail for overhead vehicles as conveying pipeline for gas or liquid | |
| RU2130846C1 (en) | Railway vehicle emergency brake | |
| AU673257B2 (en) | Rail gripping vehicle | |
| RU2158211C1 (en) | Convertible monorail transport system |