專利名稱：磁軌制動(dòng)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(dòng)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(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磁軌制動(dòng)器主要由制動(dòng)梁、懸掛/升降裝置、磁鐵、極靴等構(gòu)成。磁軌制動(dòng)的工作原理是利用制動(dòng)器極靴與鋼軌面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力來(lái)減速，從而達(dá)到制動(dòng)的目 的。制動(dòng)過(guò)程是ー個(gè)動(dòng)態(tài)的摩擦過(guò)程，它的摩擦制動(dòng)系統(tǒng)由極靴、鋼軌面和界面膜組成，摩擦把列車的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，同時(shí)導(dǎo)致鋼軌與極靴的溫度升高、磨損加劇等。摩擦過(guò)程中產(chǎn)生高溫會(huì)對(duì)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(dòng)器摩擦接觸峰點(diǎn)的面積只有極靴底部面積的O. 01% O. 1%，對(duì)于重載高速摩擦副，接觸峰點(diǎn)的表面壓カ有時(shí)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(diǎn)廣生粘著，隨后在滑動(dòng)中粘著結(jié)點(diǎn)破壞。這種粘著、破壞、再粘著的交替過(guò)程就構(gòu)成粘著磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致極靴與鋼軌的表面出現(xiàn)粘焊現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)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(dòng)器工作過(guò)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(jiǎn)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(dòng)器在制動(dòng)過(guò)程中能降低極靴與軌道因摩擦制動(dòng)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(dòng)器勵(lì)磁線圈的安全性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明磁軌制動(dòng)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(cè)制動(dòng)器極靴和鋼軌的溫度，制動(dòng)器極靴的側(cè)面開(kāi)有通水孔、底部開(kāi)有噴水小孔，所述通水孔與所述噴水小孔在制動(dòng)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(jì)，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(jì)及各個(gè)所述電磁閥均連接電子控制單兀。本發(fā)明的磁軌制動(dòng)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(kāi)啟狀態(tài)；2)當(dāng)所述磁軌制動(dòng)器不工作且電子控制單元通過(guò)液位計(jì)檢測(cè)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(kāi)啟，水箱加水；3)當(dāng)電子控制単元通過(guò)液位計(jì)檢測(cè)到水箱中的水量超過(guò)預(yù)設(shè)液位值B以上時(shí)，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(kāi)啟；4)當(dāng)電子控制単元通過(guò)第一、第二非接觸式溫度傳感器檢測(cè)制動(dòng)器極靴或鋼軌的溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度C吋，電子控制單元控制第一電磁閥開(kāi)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(duì)制動(dòng)器極靴與鋼軌噴水降溫；5)當(dāng)電子控制単元通過(guò)第一、第二非接觸式溫度傳感器檢測(cè)到制動(dòng)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(duì)極靴和鋼軌進(jìn)行有效地降溫，防止磁軌制動(dòng)器工作時(shí)極靴和鋼軌的過(guò)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(dòng)器極靴與鋼軌降溫，提高了降溫系統(tǒng)的響應(yīng)速度而無(wú)需另設(shè)加壓水泵。3、采用自動(dòng)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(dòng)器極靴與鋼軌的溫度，減少磁軌制動(dòng)過(guò)程中的極靴和鋼軌的過(guò)度磨損及粘焊，保護(hù)列車行駛軌道、延長(zhǎng)制動(dòng)器極靴的使用壽命，從而提高了磁軌制動(dòng)器的粘著力、制動(dòng)カ和總制動(dòng)里程。4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，具有極高的實(shí)用性與有效性。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。
圖I是本發(fā)明磁軌制動(dòng)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(dòng)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(jì)；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(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明ー種磁軌制動(dòng)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(guò)信號(hào)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(cè)制動(dòng)器極靴2的溫度，第二非接觸式溫度傳感器4檢測(cè)鋼軌I的溫度。制動(dòng)器極靴2的側(cè)面開(kāi)有通水孔，制動(dòng)器極靴2底部開(kāi)有噴水小孔，通水孔與噴水小孔在制動(dòng)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(kāi)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(dòng)器極靴2的側(cè)面通水孔進(jìn)入，通過(guò)極靴底部噴水小孔可噴水冷卻制動(dòng)器極靴2及鋼軌I。水箱7內(nèi)設(shè)有液位計(jì)9，液位計(jì)9通過(guò)信號(hào)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(dòng)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(jì)9及各個(gè)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(guò)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(jì)9 一起構(gòu)成制動(dòng)器極靴與軌道溫度控制裝置的電子控制系統(tǒng)。對(duì)圖I所示的磁軌制動(dòng)器極靴與軌道溫度控制裝置進(jìn)行控制時(shí)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(kāi)啟狀態(tài)。2)當(dāng)列車位于始發(fā)站時(shí)，或當(dāng)磁軌制動(dòng)器不工作且電子控制單元13通過(guò)液位計(jì)9檢測(cè)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(kāi)啟，為水箱7加水，此時(shí)，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(guò)液位計(jì)9檢測(cè)到水箱7中的水量超過(guò)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(kāi)啟，使水箱7處于準(zhǔn)備噴水狀態(tài)。此時(shí)，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(guò)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(cè)制動(dòng)器極靴2或鋼軌I的其一溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度C吋，電子控制単元13控制第一電磁閥6開(kāi)啟，此時(shí)，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(kāi)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(duì)制動(dòng)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(guò)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(cè)到制動(dòng)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(shí)，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(kāi)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(guò)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(kāi)啟吋，禁止對(duì)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(kāi)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(wú)需另設(shè)加壓水泵。以上是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制，除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)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(hù)的范圍之內(nèi)。權(quán)利要求
1.一種磁軌制動(dòng)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(cè)制動(dòng)器極靴(2)和鋼軌(I)的溫度，制動(dòng)器極靴(2)的側(cè)面開(kāi)有通水孔、底部開(kāi)有噴水小孔，所述通水孔與所述噴水小孔在制動(dòng)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(jì)(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(jì)(9)及各個(gè)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(dòng)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(shí)，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(kāi)啟狀態(tài)； .2)當(dāng)所述磁軌制動(dòng)器不工作且電子控制單元(13)通過(guò)液位計(jì)(9)檢測(cè)到水箱(7)中的水量低于預(yù)設(shè)液位值A(chǔ)以下時(shí)，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(kāi)啟，水箱(7)加水； .3)當(dāng)電子控制単元(13)通過(guò)液位計(jì)(9)檢測(cè)到水箱(7)中的水量超過(guò)預(yù)設(shè)液位值B以上時(shí)，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(kāi)啟； .4)當(dāng)電子控制単元(13)通過(guò)第一、第二非接觸式溫度傳感器(3、4)檢測(cè)制動(dòng)器極靴(2)或鋼軌(I)的溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度C時(shí)，電子控制單元(13)控制第一電磁閥(6)開(kāi)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(duì)制動(dòng)器極靴(2)與鋼軌(I)噴水降溫； .5)當(dāng)電子控制単元(13)通過(guò)第一、第二非接觸式溫度傳感器(3、4)檢測(cè)到制動(dòng)器極靴(2)和鋼軌(I)的溫度均低于預(yù)設(shè)溫度D時(shí)，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(kāi)一種磁軌制動(dòng)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(cè)制動(dòng)器極靴和鋼軌的溫度，制動(dòng)器極靴的側(cè)面開(kāi)有通水孔、底部開(kāi)有噴水小孔，通水孔與噴水小孔在制動(dòng)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(jì)，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(jì)及各個(gè)電磁閥均連接電子控制單元；可對(duì)極靴和鋼軌進(jìn)行有效地降溫，防止磁軌制動(dòng)器工作時(shí)極靴和鋼軌的過(guò)度磨損及粘焊。
文檔編號(hào)B61H7/08GK102673601SQ20121014825
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)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(qǐng)人:江蘇大學(xué)