專利名稱：磁軌制動器極靴與軌道溫度控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁軌制動器極靴與軌道溫度控制裝置及其控制方法，屬于軌道車輛行車制動技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磁軌制動器主要由制動梁、懸掛/升降裝置、磁鐵、極靴等構(gòu)成。磁軌制動的工作原理是利用制動器極靴與鋼軌面相對運動時產(chǎn)生的摩擦阻力來減速，從而達(dá)到制動的目 的。制動過程是ー個動態(tài)的摩擦過程，它的摩擦制動系統(tǒng)由極靴、鋼軌面和界面膜組成，摩擦把列車的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑫r導(dǎo)致鋼軌與極靴的溫度升高、磨損加劇等。摩擦過程中產(chǎn)生高溫會對摩擦系統(tǒng)的表層材料產(chǎn)生巨大影響，并引發(fā)一系列的物理化學(xué)變化。通常磁軌制動器摩擦接觸峰點的面積只有極靴底部面積的O. 01% O. 1%，對于重載高速摩擦副，接觸峰點的表面壓カ有時可達(dá)5000MPa，并產(chǎn)生1000°C以上的瞬間溫度。摩擦表面處于這種狀態(tài)下，使接觸峰點廣生粘著，隨后在滑動中粘著結(jié)點破壞。這種粘著、破壞、再粘著的交替過程就構(gòu)成粘著磨損，嚴(yán)重時會導(dǎo)致極靴與鋼軌的表面出現(xiàn)粘焊現(xiàn)象，進(jìn)而對極靴與鋼軌產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服當(dāng)前磁軌制動器工作過程中極靴及鋼軌溫度極易升高而導(dǎo)致磨損加劇的缺陷，提供了ー種結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠的極靴與軌道溫度控制裝置及控制方法，使磁軌制動器在制動過程中能降低極靴與軌道因摩擦制動產(chǎn)生的高溫，減少粘焊現(xiàn)象發(fā)生及提高電磁式磁軌制動器勵磁線圈的安全性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明磁軌制動器極靴與軌道溫度控制裝置采用的技術(shù)方案是包括電子控制単元及與電子控制単元相連的第一、第二非接觸式溫度傳感器，第一非接觸式溫度傳感器和第二非接觸式溫度傳感器分別檢測制動器極靴和鋼軌的溫度，制動器極靴的側(cè)面開有通水孔、底部開有噴水小孔，所述通水孔與所述噴水小孔在制動器極靴的內(nèi)部相連通，所述通水孔依次經(jīng)螺旋彈性軟管和第一電磁閥連接密閉的水箱下部，水箱內(nèi)設(shè)有液位計，水箱頂部經(jīng)第二電磁閥與大氣相通，水箱側(cè)部經(jīng)第四電磁閥連接列車上的水管，水箱側(cè)部還依次經(jīng)單向閥和第三電磁閥連接列車上的風(fēng)管；液位計及各個所述電磁閥均連接電子控制單兀。本發(fā)明的磁軌制動器極靴與軌道溫度控制裝置的控制方法采用的技術(shù)方案是具有如下步驟1)當(dāng)所述溫度控制裝置不工作吋，電子控制單元控制第一、第二、第四電磁閥均處于關(guān)閉狀態(tài)，第三電磁閥處于開啟狀態(tài)；2)當(dāng)所述磁軌制動器不工作且電子控制單元通過液位計檢測到水箱中的水量低于預(yù)設(shè)液位值A(chǔ)以下吋，電子控制單元控制第三電磁閥關(guān)閉、第二、第四電磁閥開啟，水箱加水；3)當(dāng)電子控制単元通過液位計檢測到水箱中的水量超過預(yù)設(shè)液位值B以上時，電子控制單元先控制第二、第四電磁閥關(guān)閉，水箱結(jié)束加水，再控制第三電磁閥開啟；4)當(dāng)電子控制単元通過第一、第二非接觸式溫度傳感器檢測制動器極靴或鋼軌的溫度超過預(yù)設(shè)溫度C吋，電子控制單元控制第一電磁閥開啟，水箱中的冷卻水依次經(jīng)第一電磁閥、螺旋彈性軟管、通水孔、噴水小孔后對制動器極靴與鋼軌噴水降溫；5)當(dāng)電子控制単元通過第一、第二非接觸式溫度傳感器檢測到制動器極靴和鋼軌的溫度均低于預(yù)設(shè)溫度D吋，電子控制單元控制第一電磁閥關(guān)閉，結(jié)束噴水降溫。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，具有的有益效果是
I、可對極靴和鋼軌進(jìn)行有效地降溫，防止磁軌制動器工作時極靴和鋼軌的過度磨損及粘焊。2、利用列車固有風(fēng)管為降溫用水加壓，既不需要列車添加額外的通風(fēng)系統(tǒng)與供水系統(tǒng)，又能夠準(zhǔn)確、迅速的為制動器極靴與鋼軌降溫，提高了降溫系統(tǒng)的響應(yīng)速度而無需另設(shè)加壓水泵。3、采用自動控制系統(tǒng)執(zhí)行加水和降溫操作可確保降溫系統(tǒng)可靠與迅速地工作，有 效的控制制動器極靴與鋼軌的溫度，減少磁軌制動過程中的極靴和鋼軌的過度磨損及粘焊，保護列車行駛軌道、延長制動器極靴的使用壽命，從而提高了磁軌制動器的粘著力、制動カ和總制動里程。4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，具有極高的實用性與有效性。以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。


圖I是本發(fā)明磁軌制動器極靴與軌道溫度控制裝置的結(jié)構(gòu)連接示意 圖中1.鋼軌；2.制動器極靴；3.第一非接觸式溫度傳感器；4.第二非接觸式溫度傳感器；5.螺旋彈性軟管；6.第一電磁閥；7.水箱；8.第二電磁閥；9.液位計；10.單向閥；11.第三電磁閥；12.第四電磁閥；13.電子控制單元。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明ー種磁軌制動器極靴與軌道溫度的控制裝置包括電子控制單元13及與電子控制単元13通過信號線相連的第一、第二非接觸式溫度傳感器3、4，其中，第一非接觸式溫度傳感器3檢測制動器極靴2的溫度，第二非接觸式溫度傳感器4檢測鋼軌I的溫度。制動器極靴2的側(cè)面開有通水孔，制動器極靴2底部開有噴水小孔，通水孔與噴水小孔在制動器極靴2的內(nèi)部相連通，該通水孔還依次經(jīng)螺旋彈性軟管5和常閉通電開啟的第一電磁閥6連接密閉的水箱7下部。水箱7中的冷卻水由制動器極靴2的側(cè)面通水孔進(jìn)入，通過極靴底部噴水小孔可噴水冷卻制動器極靴2及鋼軌I。水箱7內(nèi)設(shè)有液位計9，液位計9通過信號線與電子控制單元13相連接，水箱7頂部經(jīng)第二電磁閥8與大氣相通，水箱7側(cè)部經(jīng)第四電磁閥12連接列車上的水管，水箱7側(cè)部還依次經(jīng)單向閥10和第三電磁閥11連接列車上的風(fēng)管(列車主制動器用的壓縮空氣管道)，單向閥10保證壓縮空氣由風(fēng)管流向水箱7 ;液位計9及各個所述電磁閥均連接電子控制単元13。第一電磁閥6、第二電磁閥8、第三電磁閥11、第四電磁閥12均通過控制線與電子控制單元13相連，與第一非接觸式溫度傳感器3、第二非接觸式溫度傳感器4和液位計9 一起構(gòu)成制動器極靴與軌道溫度控制裝置的電子控制系統(tǒng)。對圖I所示的磁軌制動器極靴與軌道溫度控制裝置進(jìn)行控制時的方法是
O該溫度控制裝置不工作，即不加水、不噴水吋，電子控制単元13控制第一電磁閥6、第二電磁閥8與第四電磁閥12均處于關(guān)閉狀態(tài)，第三電磁閥11處于開啟狀態(tài)。2)當(dāng)列車位于始發(fā)站時，或當(dāng)磁軌制動器不工作且電子控制單元13通過液位計9檢測到水箱7中的水量低于預(yù)設(shè)液位值A(chǔ)以下吋，電子控制単元13控制第三電磁閥11關(guān)閉，并控制第二電磁閥8和第四電磁閥12開啟，為水箱7加水，此時，第一電磁閥6仍處于關(guān)閉狀態(tài)。3)當(dāng)電子控制単元13通過液位計9檢測到水箱7中的水量超過預(yù)設(shè)液位值B以上吋，電子控制単元13先控制第二電磁閥8和第四電磁閥12關(guān)閉，結(jié)束為水箱7加水，再控制第三電磁閥11開啟，使水箱7處于準(zhǔn)備噴水狀態(tài)。此時，第一電磁閥6仍處于關(guān)閉狀態(tài)。4)當(dāng)電子控制単元13通過第一非接觸式溫度傳感器3和第二非接觸式溫度傳感器4檢測制動器極靴2或鋼軌I的其一溫度超過預(yù)設(shè)溫度C吋，電子控制単元13控制第一電磁閥6開啟，此時，第二電磁閥8和第四電磁閥12仍處于關(guān)閉狀態(tài)，且第三電磁閥11仍處于開啟狀態(tài)。水箱7中的冷卻水依次經(jīng)第一電磁閥6、螺旋彈性軟管5、通水孔、噴水小孔后對制動器極靴2與鋼軌I進(jìn)行噴水降溫。5)當(dāng)電子控制単元13通過第一非接觸式溫度傳感器3和第二非接觸式溫度傳感器4檢測到制動器極靴2和鋼軌I的溫度均低于預(yù)設(shè)溫度D吋，電子控制単元13控制第一電磁閥6關(guān)閉，結(jié)束噴水降溫。此時，第二電磁閥8和第四電磁閥12仍處于關(guān)閉狀態(tài)，且第三電磁閥11仍處于開啟狀態(tài)。本發(fā)明的預(yù)設(shè)液位值A(chǔ)小于預(yù)設(shè)液位值B，預(yù)設(shè)液位值A(chǔ)可以設(shè)定為水量低于水箱容積50%，預(yù)設(shè)液位值B可以設(shè)定為水量超過水箱容積90% ;預(yù)設(shè)溫度C大于預(yù)設(shè)溫度D，預(yù)設(shè)溫度C可設(shè)定為200°C，預(yù)設(shè)溫度D可設(shè)定為50°C。當(dāng)?shù)谝浑姶砰y6開啟吋，禁止對水箱7進(jìn)行加水操作。單向閥10保證壓縮空氣由風(fēng)管流向水箱7，開啟第三電磁閥11后，利用列車固有風(fēng)管為降溫用水加壓，提高了降溫系統(tǒng)的響應(yīng)速度而無需另設(shè)加壓水泵。以上是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限制，除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案均落在本發(fā)明所要保護的范圍之內(nèi)。權(quán)利要求
1.一種磁軌制動器極靴與軌道溫度控制裝置，包括電子控制単元(13)及與電子控制単元(13)相連的第一、第二非接觸式溫度傳感器(3、4)，其特征是第一非接觸式溫度傳感器(3)和第二非接觸式溫度傳感器(4)分別檢測制動器極靴(2)和鋼軌(I)的溫度，制動器極靴(2)的側(cè)面開有通水孔、底部開有噴水小孔，所述通水孔與所述噴水小孔在制動器極靴(2)的內(nèi)部相連通，所述通水孔依次經(jīng)螺旋彈性軟管(5)和第一電磁閥(6)連接密閉的水箱(7)的下部，水箱(7)內(nèi)設(shè)有液位計(9)，水箱(7)頂部經(jīng)第二電磁閥(8)與大氣相通，水箱(7)側(cè)部經(jīng)第四電磁閥(12)連接列車上的水管，水箱(7)側(cè)部還依次經(jīng)單向閥(10)和第三電磁閥(11)連接列車上的風(fēng)管；液位計(9)及各個所述電磁閥均連接電子控制單元(13)。
2.一種如權(quán)利要求I所述的磁軌制動器極靴與軌道溫度控制裝置的控制方法，其特征是具有如下步驟 .1)當(dāng)所述溫度控制裝置不工作時，電子控制單元(13)控制第一、第二、第四電磁閥(6、.8、12)均處于關(guān)閉狀態(tài)，第三電磁閥(11)處于開啟狀態(tài)； .2)當(dāng)所述磁軌制動器不工作且電子控制單元(13)通過液位計(9)檢測到水箱(7)中的水量低于預(yù)設(shè)液位值A(chǔ)以下時，電子控制單元(13)控制第三電磁閥(11)關(guān)閉、第二、第四電磁閥(8、12)開啟，水箱(7)加水； .3)當(dāng)電子控制単元(13)通過液位計(9)檢測到水箱(7)中的水量超過預(yù)設(shè)液位值B以上時，電子控制單元(13)先控制第二、第四電磁閥(8、12)關(guān)閉，水箱(7)結(jié)束加水，再控制第三電磁閥(11)開啟； .4)當(dāng)電子控制単元(13)通過第一、第二非接觸式溫度傳感器(3、4)檢測制動器極靴(2)或鋼軌(I)的溫度超過預(yù)設(shè)溫度C時，電子控制單元(13)控制第一電磁閥(6)開啟，水箱(7)中的冷卻水依次經(jīng)第一電磁閥(6)、螺旋彈性軟管(5)、通水孔、噴水小孔后對制動器極靴(2)與鋼軌(I)噴水降溫； .5)當(dāng)電子控制単元(13)通過第一、第二非接觸式溫度傳感器(3、4)檢測到制動器極靴(2)和鋼軌(I)的溫度均低于預(yù)設(shè)溫度D時，電子控制單元(13)控制第一電磁閥(6)關(guān)閉，結(jié)束噴水降溫。
全文摘要
本發(fā)明公開一種磁軌制動器極靴與軌道溫度控制裝置及控制方法，第一非接觸式溫度傳感器和第二非接觸式溫度傳感器分別檢測制動器極靴和鋼軌的溫度，制動器極靴的側(cè)面開有通水孔、底部開有噴水小孔，通水孔與噴水小孔在制動器極靴的內(nèi)部相連通，通水孔依次經(jīng)螺旋彈性軟管和第一電磁閥連接密閉的水箱下部，水箱內(nèi)設(shè)有液位計，水箱頂部經(jīng)第二電磁閥與大氣相通，水箱側(cè)部經(jīng)第四電磁閥連接列車上的水管，水箱側(cè)部還依次經(jīng)單向閥和第三電磁閥連接列車上的風(fēng)管；液位計及各個電磁閥均連接電子控制單元；可對極靴和鋼軌進(jìn)行有效地降溫，防止磁軌制動器工作時極靴和鋼軌的過度磨損及粘焊。
文檔編號B61H7/08GK102673601SQ20121014825
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者何仁, 厲萱, 姚明, 張世金, 王勝, 陳士安, 顧宇峰 申請人:江蘇大學(xué)