[發(fā)明專利]一種提高鐵路列車和乘客安全性的制動(dòng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110265499.5
• 申請(qǐng)日: 2011-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN102991529A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段鴻杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 段鴻杰
• 主分類號(hào): B61H11/00
• 分類號(hào): B61H11/00;B60T1/16
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明針對(duì)鐵路運(yùn)輸中的列車和乘客安全，提出了一種在本領(lǐng)域內(nèi)新穎的方法及相應(yīng)的輔助措施。通過采用該方法，可以使列車（特別是高速列車）的制動(dòng)能力大幅度提高。并且通過采取發(fā)明中所闡述的一系列輔助性的技術(shù)措施，可以最大幅度的降低采用該方法后所帶來的安全隱患，并提高該方法的實(shí)際效果。

背景技術(shù)

鐵路運(yùn)輸能耗比較低，其中一個(gè)原因是車輪同鐵軌之間的摩擦系數(shù)較低。高速運(yùn)行的交通工具在設(shè)計(jì)時(shí)，都盡量設(shè)法降低其空氣阻力，現(xiàn)代的飛機(jī)、列車及汽車行駛時(shí)的空氣阻力非常低。這些特點(diǎn)制約了列車的制動(dòng)能力。如在列車制動(dòng)時(shí)，整體質(zhì)量非常大，如果要兼顧車輛的動(dòng)力學(xué)特性及輪軌的磨損和壽命，可以利用的技術(shù)措施和效果是有限的。復(fù)雜的制動(dòng)方法，會(huì)提高制動(dòng)機(jī)構(gòu)的質(zhì)量和空間，增加總體布置的難度、降低列車的整體性能，甚至還會(huì)影響到車輪和鐵軌的壽命。高速運(yùn)行的列車為了保證性能，就無法采取結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜、簧下質(zhì)量增加非常大的制動(dòng)方法。

運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)方法，利用空氣阻力提高列車制動(dòng)能力能克服以上所列的困難，提供優(yōu)異的制動(dòng)效果和很高的安全性。此外，所采取的技術(shù)措施，大部分可以設(shè)計(jì)到轉(zhuǎn)向架之上的結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)向架以下增加的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量不多，因此本專利另一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)就是簧下質(zhì)量可以降低，對(duì)提高列車的性能和安全性有好處。

發(fā)明內(nèi)容

本分明提出，在制動(dòng)是改變列車的氣動(dòng)布局或采取輔助措施，提高其空氣阻力。利用空氣阻力為列車制動(dòng)。實(shí)施空氣阻力制動(dòng)的同時(shí)，利用空氣阻力控制技術(shù)調(diào)節(jié)空氣阻力的幅度、方向和作用頻率；并結(jié)合其他制動(dòng)方式防止車輪滑行、實(shí)現(xiàn)粘著力控制，以控制列車的動(dòng)力學(xué)狀態(tài)和相互之間的作用力；使用轉(zhuǎn)向架剛度和阻尼控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)列車動(dòng)力學(xué)狀態(tài)的調(diào)節(jié)和控制。以上綜合的技術(shù)措施，保證列車實(shí)現(xiàn)高制動(dòng)能力，高穩(wěn)定性，從；而實(shí)現(xiàn)高裕度的安全性。

提高空氣阻力的方法有：使用阻力傘、阻力板、空氣渦流激發(fā)機(jī)構(gòu)、附面層破壞結(jié)構(gòu)等技術(shù)措施，改變列車制動(dòng)時(shí)的氣動(dòng)布局、增加迎風(fēng)面積、渦流、壓差阻力及空氣摩擦阻力。

這些提高空氣阻力的結(jié)構(gòu)措施，都設(shè)計(jì)為在不實(shí)施制動(dòng)時(shí)隱藏、伸縮、封閉、多用途的形式，降低或消除對(duì)整車氣動(dòng)布局的影響。從而保證車體表面的流暢和氣動(dòng)布局的設(shè)計(jì)特征，兼顧列車低風(fēng)阻行駛和高空氣阻力制動(dòng)的雙重效果。

具體實(shí)施方式

?利用氣動(dòng)阻力實(shí)施制動(dòng)，制動(dòng)力會(huì)隨氣流的擾動(dòng)出現(xiàn)大小、方向和頻率上的隨機(jī)性，可能形成對(duì)列車在縱向、橫向的沖擊和持續(xù)作用的不平衡力。在調(diào)節(jié)空氣阻力進(jìn)行制動(dòng)的同時(shí)，還應(yīng)通過對(duì)其他技術(shù)措施綜合控制，調(diào)節(jié)和調(diào)整列車的姿態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，防止出現(xiàn)脫軌等其他事故，保證鐵路設(shè)施、列車和乘客的安全。可采取的有效措施如下。

綜合采用阻力傘、阻力板、空氣渦流激發(fā)機(jī)構(gòu)、附面層破壞結(jié)構(gòu)，及[0004]中提到的提高空氣阻力的措施，提高空氣阻力調(diào)節(jié)的方向、幅度、帶寬和響應(yīng)性。

每節(jié)列車增加多個(gè)阻力傘、多個(gè)阻力板，或設(shè)置多個(gè)[0004]及[0007]中提到的提高空氣阻力措施的具體結(jié)構(gòu)，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)和性能，保證列車和鐵路設(shè)施安全。

以可控制的方式和增幅實(shí)施調(diào)節(jié)空氣阻力的措施，在列車的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、乘客耐受能力等均能夠承受的范圍內(nèi)，進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證列車、乘客等在制動(dòng)過程中的安全。

在空氣阻力制動(dòng)過程中，結(jié)合再生制動(dòng)或電阻制動(dòng)，利用粘著控制技術(shù)防止車輪同鐵軌的純滑動(dòng)摩擦，以得到峰值摩擦系數(shù)，進(jìn)一步提高制動(dòng)能力，同時(shí)提高列車的橫向穩(wěn)定性和可控能力，并減少車輪和鐵軌的磨損。

利用阻尼和剛度調(diào)節(jié)技術(shù)，提高轉(zhuǎn)向架的彈性元件和阻尼元件的性能，進(jìn)一步提高列車在制動(dòng)過程中的穩(wěn)定性，保證列車在制動(dòng)過程中的安全。

使用安全帶及約束性的保護(hù)措施，最大程度防止乘客出現(xiàn)受到撞擊，保證高強(qiáng)度的制動(dòng)過程中乘客的傷害降低到更低程度。

控制和操作中使用機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)、電子驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)及爆炸填充方式。

采用數(shù)字化控制和專用通信總線傳輸通信數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)控制的可靠性和控制調(diào)節(jié)效果。