[发明专利]一种提高铁路列车和乘客安全性的制动方法

说明书

技术领域

本发明针对铁路运输中的列车和乘客安全，提出了一种在本领域内新颖的方法及相应的辅助措施。通过采用该方法，可以使列车（特别是高速列车）的制动能力大幅度提高。并且通过采取发明中所阐述的一系列辅助性的技术措施，可以最大幅度的降低采用该方法后所带来的安全隐患，并提高该方法的实际效果。

背景技术

铁路运输能耗比较低，其中一个原因是车轮同铁轨之间的摩擦系数较低。高速运行的交通工具在设计时，都尽量设法降低其空气阻力，现代的飞机、列车及汽车行驶时的空气阻力非常低。这些特点制约了列车的制动能力。如在列车制动时，整体质量非常大，如果要兼顾车辆的动力学特性及轮轨的磨损和寿命，可以利用的技术措施和效果是有限的。复杂的制动方法，会提高制动机构的质量和空间，增加总体布置的难度、降低列车的整体性能，甚至还会影响到车轮和铁轨的寿命。高速运行的列车为了保证性能，就无法采取结构特别复杂、簧下质量增加非常大的制动方法。

运用空气动力学方法，利用空气阻力提高列车制动能力能克服以上所列的困难，提供优异的制动效果和很高的安全性。此外，所采取的技术措施，大部分可以设计到转向架之上的结构中，转向架以下增加的结构和质量不多，因此本专利另一个明显的优势就是簧下质量可以降低，对提高列车的性能和安全性有好处。

发明内容

本分明提出，在制动是改变列车的气动布局或采取辅助措施，提高其空气阻力。利用空气阻力为列车制动。实施空气阻力制动的同时，利用空气阻力控制技术调节空气阻力的幅度、方向和作用频率；并结合其他制动方式防止车轮滑行、实现粘着力控制，以控制列车的动力学状态和相互之间的作用力；使用转向架刚度和阻尼控制技术，实现列车动力学状态的调节和控制。以上综合的技术措施，保证列车实现高制动能力，高稳定性，从；而实现高裕度的安全性。

提高空气阻力的方法有：使用阻力伞、阻力板、空气涡流激发机构、附面层破坏结构等技术措施，改变列车制动时的气动布局、增加迎风面积、涡流、压差阻力及空气摩擦阻力。

这些提高空气阻力的结构措施，都设计为在不实施制动时隐藏、伸缩、封闭、多用途的形式，降低或消除对整车气动布局的影响。从而保证车体表面的流畅和气动布局的设计特征，兼顾列车低风阻行驶和高空气阻力制动的双重效果。

具体实施方式

 利用气动阻力实施制动，制动力会随气流的扰动出现大小、方向和频率上的随机性，可能形成对列车在纵向、横向的冲击和持续作用的不平衡力。在调节空气阻力进行制动的同时，还应通过对其他技术措施综合控制，调节和调整列车的姿态和动态特性，防止出现脱轨等其他事故，保证铁路设施、列车和乘客的安全。可采取的有效措施如下。

综合采用阻力伞、阻力板、空气涡流激发机构、附面层破坏结构，及[0004]中提到的提高空气阻力的措施，提高空气阻力调节的方向、幅度、带宽和响应性。

每节列车增加多个阻力伞、多个阻力板，或设置多个[0004]及[0007]中提到的提高空气阻力措施的具体结构，优化其结构和性能，保证列车和铁路设施安全。

以可控制的方式和增幅实施调节空气阻力的措施，在列车的稳定性、结构强度、乘客耐受能力等均能够承受的范围内，进行调节，保证列车、乘客等在制动过程中的安全。

在空气阻力制动过程中，结合再生制动或电阻制动，利用粘着控制技术防止车轮同铁轨的纯滑动摩擦，以得到峰值摩擦系数，进一步提高制动能力，同时提高列车的横向稳定性和可控能力，并减少车轮和铁轨的磨损。

利用阻尼和刚度调节技术，提高转向架的弹性元件和阻尼元件的性能，进一步提高列车在制动过程中的稳定性，保证列车在制动过程中的安全。

使用安全带及约束性的保护措施，最大程度防止乘客出现受到撞击，保证高强度的制动过程中乘客的伤害降低到更低程度。

控制和操作中使用机构驱动、电子驱动、液压驱动及爆炸填充方式。

采用数字化控制和专用通信总线传输通信数据，保证系统控制的可靠性和控制调节效果。