專利名稱：一種提高鐵路列車和乘客安全性的制動(dòng)方法
一種提高鐵路列車和乘客安全性的制動(dòng)方法技術(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?？刹扇〉挠行Т胧┤缦?。
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
中提到 的提聞空氣阻力的措施，提聞空氣阻力調(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)
及
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 聞列車在制動(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。
權(quán)利要求
1.將提高空氣阻力的技術(shù)措施用于列車制動(dòng)，以使列車獲得強(qiáng)大的制動(dòng)力，彌補(bǔ)其他制動(dòng)方式在制動(dòng)力方面的不足。
2.按權(quán)利要求1，將空氣阻力用于增加制動(dòng)力，可以單獨(dú)或聯(lián)合采用阻力傘、阻力板和其他提聞空氣阻力的措施，以提聞控制空氣阻力調(diào)節(jié)的幅度、帶寬和響應(yīng)性的可能性和范圍。
3.按權(quán)利要求1和2，由于空氣阻力在短時(shí)間內(nèi)大幅度提高，會(huì)伴隨著縱向、橫向的沖擊力和持續(xù)的作用力，列車的穩(wěn)定性和乘客的安全需要給以保證，每節(jié)列車匹配多個(gè)阻力傘、多個(gè)阻力板，或設(shè)置多個(gè)其他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。
4.按權(quán)利要求1，2和3，調(diào)節(jié)空氣阻力的措施，以可控制的方式、次序增加或緩變的增幅等方式給以實(shí)施。
5.按權(quán)利要求1，2，3和4，采取進(jìn)一步的控制措施，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)，實(shí)施空氣阻力的調(diào)節(jié)措施，并保證列車、乘客等在制動(dòng)過程中的安全。
6.按權(quán)利要求1調(diào)節(jié)空氣阻力的同時(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。
7.按權(quán)利要求1和6，在制動(dòng)過程中，利用粘著控制技術(shù)防止車輪同鐵軌的純滑動(dòng)摩擦，以得到峰值的摩擦系數(shù)，進(jìn)一步提高制動(dòng)能力，同時(shí)可以提高列車的橫向穩(wěn)定性和可控能力，并減少磨損。
8.按權(quán)利要求1，6和7，利用阻尼和剛度調(diào)節(jié)技術(shù)，提高轉(zhuǎn)向架的空氣彈簧和減振器的性能，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。
9.按權(quán)利要求1、2和3所采取的以空氣阻力增加制動(dòng)力的措施，在制動(dòng)結(jié)束后可以修復(fù)或解除。
10.按權(quán)利要求1采取措施，使用安全帶或其他約束性的保護(hù)措施，最大程度防止列車上的乘客出現(xiàn)意外的撞擊，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。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種列車制動(dòng)的方法及設(shè)備，用于提高列車的制動(dòng)性能，提高乘客制動(dòng)過程中的安全。所述設(shè)備包括若干阻力傘、阻力板及其他幾種提高提高空氣阻力的措施。在使用提高空氣阻力設(shè)備的同時(shí)，需要采用發(fā)明中所述的方法，提高利用空氣阻力制動(dòng)的效果和安全性。方法包括控制空氣阻力調(diào)節(jié)過程、控制輪軌粘著、控制轉(zhuǎn)向架特性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)列車動(dòng)力學(xué)狀態(tài)的控制，保證列車安全。在制動(dòng)過程中，要使用約束性的保護(hù)措施，防止乘客受到傷害。提高空氣阻力的設(shè)備和結(jié)構(gòu)在不實(shí)施制動(dòng)時(shí)，以隱藏、伸縮、封閉、多用途的形式，降低或消除在行車過程中整車氣動(dòng)布局對(duì)降低氣動(dòng)阻力需求的影響。
文檔編號(hào)B60T1/16GK102991529SQ201110265499
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者段鴻杰 申請(qǐng)人:段鴻杰