利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用以减轻铁路车辆高速行驶时发生的宽度方向的晃动(横摇、偏摇)、缩短制动距离、提高在曲线轨道上的速度及增大安全性的利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置。铁路车辆用制动倾斜装置包括：可变翼，以能够以其垂直旋转中心为基准而旋转的方式设置到编组列车的所有车辆的上部，沿两方向具有长度；以及驱动单元，设置到所述车辆而向所述垂直旋转中心传递旋转力；所述驱动单元在所述车辆直线行驶时沿所述车辆的前后方向定位所述可变翼的长度方向，在所述车辆曲线行驶时沿斜线倾斜地定位所述可变翼的长度方向，以便所述车辆受到曲线轨道的内侧的空气阻力，在所述车辆制动时沿所述车辆的宽度方向定位所述可变翼的长度方向，沿所述车辆的前后方向以隔开的状态排列多个所述可变翼，所述驱动单元在所述车辆曲线行驶时使所述可变翼以与曲率半径及速度成正比的角度旋转定位。

Brake tilting device for railway vehicles using air resistance

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置
本技术涉及一种利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置，更详细而言，涉及一种用以减轻铁路车辆高速行驶时发生的宽度方向的晃动(横摇(rolling)、偏摇(yawing))、缩短制动距离、提高在曲线轨道上的速度及增大安全性的利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置。
技术介绍
通常，铁路车辆的行驶轨道及车轮呈倾斜构造，这种轨道与车轮构造是为了在铁路车辆在行驶中向左右方向移动时向铁路车辆的中心方向提供恢复力来谋求安全。根据这种构造，铁路车辆即便遇到横风等较小的力也会像蛇一样左右移动来行驶，也将其称为蛇行动(hunting)。例如，在铁路车辆的蛇行动周期变短的情况下，用以防止脱轨的铁路车辆的凸缘(flange)与行驶轨道(rail)的接触变频繁，此时凸缘的损伤还会引发脱轨而造成大型事故。因此，以往为了减少铁路车辆的蛇行动而研究车轮倾斜度的适当值，安装用于减少铁路车辆的蛇行动的阻尼器(anti-yawdamper)及用于减少横摇的阻尼器(anti-rollingdamper)等。另外，在以往的铁路车辆中，作为产生推进力及制动力的部位的车轮与行驶轨道均为金属制，因此摩擦系数必然远远低于其他道路交通手段(在静止状态下为0.3左右)。尤其，在介入雪、雨、灰尘等的状况下，车轮与行驶轨道的摩擦系数明显下降，另外，如果铁路车辆的速度增加，则摩擦系数进一步减小。因此，铁路车辆因上述原因而制动距离必然长于其他道路交通手段，即便在实际以300km左右的时速进行行驶的过程中发挥紧急制动力，制动距离也测定为约3,000m左右(根据韩国国土部铁路安全法，规定在300km的时速下紧急制动距离为3,300m以内)。例如，在作用适当水准以上的制动力的情况下，铁路车辆的车轮以停止的状态在轨道上滑动(动摩擦系数小于静摩擦系数)。此时，铁路车辆的车轮与行驶轨道产生损伤，并且制动距离进一步变长，受损的车轮也成为使铁路车辆在行驶时发生颠簸而导致乘车舒适感下降及故障的因素。为了解决上述情况，以往将与汽车的防抱死制动系统(AntilockBrakesSystem，ABS)装置相似的防滑装置(车轮滑动保护(Wheelslidingprotection，WSP))安装到铁路车辆而附加固定粘着力(摩擦力)以下的制动力以不使车轮滑动。因此，为了缩短因铁路车辆的特性而较长的制动距离，需确保除粘着力以外的追加制动力。为此，以往也使用如下的涡流制动装置(eddy-currentbrake)：在铁路车辆的转向架(bogie)安装电磁铁功能的装置，从而在行驶过程中向车辆方向(垂直方向)吸引行驶轨道而将水平方向的分力用作追加制动力。然而，涡流制动装置其本身的重量较大(约1吨/个)，在进行动作时使行驶轨道的温度大幅上升且增加轴重，而轴重的增加及温度上升直接导致轨道的寿命缩短。并且，在许多国家中也使用在铁路车辆紧急制动时向铁路车辆的车轮与行驶轨道之间喷射沙子的方法。然而，喷射沙子的方法虽具有在喷射沙子的短期间内略微提升摩擦系数的效果，但也使铁路车辆的车轮与行驶轨道产生较小的凹槽。涡流制动装置虽存在如上所述的问题，但韩国国外的一部分高速铁路车辆为了缩短制动距离而不得不使用这种涡流制动装置，并且也只是在铁路车辆高速行驶的情况下发挥制动效果。另外，铁路车辆需沿设定的行驶轨道行驶，尤其在曲线行驶轨道中，向行驶轨道的外侧作用离心力，因此铁路车辆的稳定性下降。因此，为了防止铁路车辆发生脱轨事故，使用如下等方法：以相对高于内侧轨道的方式设置行驶轨道的外侧轨道，降低通过曲线行驶轨道的铁路车辆的速度。而且，也有在以往的铁路车辆中应用在通过曲线行驶轨道时使车体向行驶轨道的内侧方向倾斜的倾斜(Tilting)装置的情况，但这种倾斜装置存在构造复杂且要求高技术力及高费用的缺点。作为与本技术相关的现有文献，有韩国公开专利第10-2013-0107975号(公开日期：2013年10月2日)，在所述现有文献中揭示有车体与转向架间旋回角联动铁路车辆用转向及倾斜转向架构造。
技术实现思路
技术欲解决的课题本技术提供一种在铁路车辆的上部设置可变更角度的可变翼来达成如下3个目的的利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置：防止车辆在直线轨道上高速行驶时发生晃动(横摇(rolling)与偏摇(yawing))等，从而可提高乘车舒适感及行驶稳定性；可在曲线轨道上抵消离心力，从而可提高曲线轨道上的通过性能；可将空气阻力用作制动力，从而可缩短制动距离。解决课题的手段本技术的利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置的特征在于包括：可变翼，以能够以垂直旋转中心为基准而旋转的方式设置到编组列车的所有车辆的上部，沿两方向具有长度；以及驱动单元，设置到所述车辆而向所述垂直旋转中心传递旋转力；且所述驱动单元在所述车辆直线行驶时沿所述车辆的前后方向定位所述可变翼的长度方向，在所述车辆曲线行驶时沿斜线倾斜地定位所述可变翼的长度方向，以便所述车辆受到曲线轨道的内侧的空气阻力，在所述车辆制动时沿所述车辆的宽度方向定位所述可变翼的长度方向，沿所述车辆的前后方向以隔开的状态排列多个所述可变翼，所述驱动单元在所述车辆曲线行驶时使所述可变翼以与曲率半径及速度成正比的角度旋转定位。此处，优选为所述可变翼的宽度方向的两侧壁面越朝向上部则宽度越逐渐变小。另外，可在所述可变翼的上端形成辅助翼，所述辅助翼的两端可向所述可变翼的宽度方向两侧水平地突出形成。另外，优选为位于所述车辆的最前部的可变翼的前端及位于后部的可变翼的后端沿所述车辆的前后方向形成为流线形。另外，优选为所述可变翼同时旋转而以相同的角度旋动定位。另外，所述可变翼可在所述车辆的中心线上沿所述车辆的前后方向定位成一列。另外，所述可变翼也能够以所述车辆的中心线为基准而沿所述车辆的前后方向并列地定位。另外，优选为可沿所述车辆的前后方向排列偶数个所述可变翼，在所述车辆制动的情况下，所述可变翼的一半向顺时针方向旋转，与此同时，剩余一半向逆时针方向旋转，从而在所述车辆的宽度方向上抵消空气阻力冲击力。另外，优选为在所述车辆的上部还可设置沿所述车辆的前后方向具有长度的固定翼，所述固定翼的中心与所述可变翼的垂直旋转中心沿所述车辆的前后方向位于同一线上。另外，优选为所述固定翼配置到所述可变翼之间的间隔。另外，优选为所述可变翼在所述车辆直线行驶时沿所述车辆的前后方向与所述固定翼并排定位。另外，优选为所述可变翼与所述固定翼的宽度方向的两侧壁面沿长度方向形成为一直线。另外，优选为所述驱动单元在所述车辆停车后沿所述车辆的前后方向定位所述可变翼。另外，优选为所述驱动单元在所述车辆曲线行驶时使所述可变翼以与曲率半径及速度成正比的角度旋转定位。另外，所述驱动单元可具备：驱动马达，向所述垂直旋转中心传递旋转力；感测部，在所述车辆行驶时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置，其特征在于包括：可变翼，以能够以所述可变翼的垂直旋转中心为基准而旋转的方式设置到编组列车的所有车辆的上部，沿两方向具有长度；以及驱动单元，设置到所述车辆而向所述可变翼的垂直旋转中心传递旋转力；所述驱动单元在所述车辆直线行驶时沿所述车辆的前后方向定位所述可变翼的长度方向，在所述车辆曲线行驶时沿斜线倾斜地定位所述可变翼的长度方向，以便所述车辆受到曲线轨道的内侧的空气阻力，在所述车辆制动时沿所述车辆的宽度方向定位所述可变翼的长度方向，/n沿所述车辆的前后方向以隔开的状态排列多个所述可变翼，所述驱动单元在所述车辆曲线行驶时使所述可变翼以与曲率半径及速度成正比的角度旋转定位。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170317 KR 10-2017-00336251.一种利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置，其特征在于包括：可变翼，以能够以所述可变翼的垂直旋转中心为基准而旋转的方式设置到编组列车的所有车辆的上部，沿两方向具有长度；以及驱动单元，设置到所述车辆而向所述可变翼的垂直旋转中心传递旋转力；所述驱动单元在所述车辆直线行驶时沿所述车辆的前后方向定位所述可变翼的长度方向，在所述车辆曲线行驶时沿斜线倾斜地定位所述可变翼的长度方向，以便所述车辆受到曲线轨道的内侧的空气阻力，在所述车辆制动时沿所述车辆的宽度方向定位所述可变翼的长度方向，
沿所述车辆的前后方向以隔开的状态排列多个所述可变翼，所述驱动单元在所述车辆曲线行驶时使所述可变翼以与曲率半径及速度成正比的角度旋转定位。


2.根据权利要求1所述的利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置，其特征在于，
所述可变翼的宽度方向的两侧壁面越朝向上部则宽度越逐渐变小。


3.根据权利要求2所述的利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置，其特征在于，
在所述可变翼的上端形成辅助翼，
所述辅助翼的两端向所述可变翼的宽度方向两侧水平地突出形成。


4.根据权利要求1所述的利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置，其特征在于，
位于所述车辆的最前部的所述可变翼的前端及位于后部的所述可变翼的后端沿所述车辆的前后方向形成为流线形。


5.根据权利要求4所述的利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置，其特征在于，
所述可变翼同时旋转而以相同的角度旋动定位。


6.根据权利要求4所述的利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置，其特征在于，
所述可变翼在所述车辆的中心线上沿所述车辆的前后方向定位成一列。


7.根据权利要求4所述的利用空气阻力的铁路车辆用制动倾斜装置，其特征在于，
所述可变翼以所述车辆的中心线为基准而沿所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大成，
申请(专利权)人：张大成，
类型：新型
国别省市：韩国;KR