[发明专利]一种用于高速列车的减速伞制动装置

说明书

技术领域

本发明涉及高速列车的制动技术，特别涉及运用空气动力学理论，通过在列车尾部安装减速伞制动装置，以对高速行驶的列车在常规制动或紧急制动过程中提供额外的制动阻力来缩短制动距离进而提高制动安全性。

背景技术

高速列车制动能力主要体现停车制动过程中列车的制动距离，制动距离的大小直接影响着列车的安全性能。在线路、制动系统、制动方式和司机操纵方式等条件不变的情况下，列车的制动距离基本上与列车制动初速度的平方成正比例关系。因而随着列车速度的提高，必须改进其制动装置和制动控制方式以满足高速列车制动距离相对较短的要求，高速列车一般包括常规制动和紧急制动，其紧急制动距离是检验列车制动能力和运行安全性的重要技术条件，同时也是通信信号系统设计和运输组织合理规划的重要依据。

综合多方面的因素考虑,，高速列车制动系统必需具备以下条件：

(1)尽可能的缩短制动距离以保障行车安全；

(2)保证高速制动时不滑行；

(3)司机操纵列车制动系统灵活可靠，能满足列车自动制动的要求；

(4)尽量减轻制动装置重量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能绿色环保的高速列车制动方式，以缩短列车高速运行中的制动距离提高制动安全性；本发明运用空气动力学理论，通过在列车尾部安装减速伞制动装置为高速列车提供额外的制动阻力，以提高列车常规制动或紧急制动时的总制动阻力，缩短高速列车的制动距离，提高列车制动时的安全性。同时，该制动阻力由空气动力产生，不额外消耗能源，不产生污染。

本发明所述的一种用于高速列车的减速伞制动技术，不仅适用于现有的CRH系列高速列车，也适用于未来研制使用的更高速列车。

本发明采用的减速伞制动装置，是利用气流与减速伞系统相互作用会产生气动阻力这一空气动力学理论，在列车尾部安装减速伞来加强高速列车的制动效果。

本发明采用的减速伞制动装置，是安装在列车最后一节车厢尾部的上端处。减速伞工作时，离地高度较大，避免减速伞接地损坏制动装置。

本发明采用的减速伞制动装置，主要包括伞舱控制台、引导伞、伞衣套和减速伞。伞舱控制台控制减速伞的工作状态；引导伞带有中心绳，在制动时将包装好的减速伞从伞舱中拉出，拉直并拉脱伞衣套；伞衣套的作用是使减速伞有良好的开伞程序；减速伞提供列车制动时所需的空气阻力。

本发明采用的减速伞制动装置，在列车常规制动或紧急制动时由驾驶员控制减速伞弹出，在引导伞以及气流的作用下张开工作；并在列车制动减速至50km/h时，由伞舱控制台控制回收。减速伞张满后迎风面半径为2.5m，迎风面积为伞面积为19.625m²，减速伞下端距离铁轨高度为1.3m左右。

本发明的优点在于：

(1)本发明采用的减速伞制动装置，当列车正常行驶时，收缩在伞舱控制台内，不破坏列车原有的气动外形，不产生额外的阻力。而且由于仅需要对列车尾部进行改造，破坏性小，不仅适合在列车生产过程中进行安装，也适合对已运营的列车进行升级改造。

(2)本发明采用的减速伞制动装置，工作时给列车提供的气动制动阻力来源于伞系统与空气的相对运动，不产生额外的能源消耗，也不会产生额外的环境污染。

(3)本发明采用的减速伞制动装置，在列车高速时能够提供较大的制动减速度，而且列车速度越大，产生的制动阻力和制动减速度越大，制动效率高，应用范围广。

(4)本发明采用的减速伞制动装置，在列车制动至较小速度时，由伞舱控制台控制回收，能够回收利用。

附图说明

图1为列车正常行驶，减速伞制动装置不工作时的二位侧视图；

图2为列车制动或紧急制动时，减速伞制动装置工作时的二维侧视图；

图3为列车制动或紧急制动时，减速伞制动装置组成各部分示意图；

图4为减速伞制动装置工作时，列车运行速度为300Km/h时，不同主伞迎风面积下，CFD数值模拟的制动装置提供的阻力系数和气动阻力图；

图5为减速伞制动装置工作时，列车运行速度为300Km/h时，不同主伞迎风面积下，CFD数值模拟的制动装置提供的制动减速度图；

图6为减速伞制动装置工作时，主伞迎风面半径为2.5m，列车速度在目前高铁运营速度下以及未来可能出现的更高速度下时，CFD数值模拟的制动装置额外提供的阻力系数和气动阻力图。