【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道交通车辆的制动摩擦学，特别涉及一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置及方法。
技术介绍
1、在轨道交通车辆运行过程中，制动系统对于确保行车安全发挥着关键作用。具体而言，盘式制动和踏面制动作为两种主要的制动方式，在不同类型和运行环境的轨道交通车辆中，各自发挥着不可或缺的作用，为载运工具的安全停靠提供了稳固可靠的保障。然而，制动过程中制动闸片与制动盘或者闸瓦与车轮之间的磨损会产生颗粒和粉尘。这些微小的磨损颗粒会在摩擦界面之间积聚，导致制动性能下降、磨损加剧、温度升高，最终加速制动系统的磨损，增加维护成本和维修频率，进而影响列车运行的安全性和可靠性。这些颗粒物被排出后，会对人体健康和环境造成严重影响。颗粒物可能被吸入人体呼吸系统，依据其尺寸不同，它们可能沉积在上呼吸道、支气管甚至肺泡，进而引发或加剧呼吸系统疾病。长期暴露在高浓度制动颗粒环境中，对候车乘客、列车工作人员及维修人员的健康构成潜在威胁。此外，制动颗粒物还会对环境造成多方面的负面影响。例如，在城市间频繁运行的城际列车，其制动过程中产生的颗粒物会直接沉降在铁路沿线区域的地表，污染土壤和水体，这不仅会影响植物的生长，还可能破坏水生生态系统的平衡。再者，这些颗粒物还会降低空气质量，减少视觉清晰度，影响城市的整体美观。更为严重的是，这些颗粒物可能与其他污染物发生化学反应，形成更具危害性的次级污染物。因此，深入研究轨道交通车辆制动系统的排放特性及其产生颗粒的性质，对于提升列车制动系统的可靠性和环境友好型具有重要意义。
2、现有的轨道交通车辆制动排放试验
3、因此，为了更全面地研究轨道交通车辆制动排放特性，有必要设计一种试验装置。这种装置能完成列车盘式制动以及踏面制动两种制动方式的排放特性试验，同时能实时检测颗粒特性并高效收集制动过程中所产生的颗粒，防止颗粒堵塞，且能够有效地屏蔽外界因素的干扰，保证试验结果的准确性。该装置对于优化轨道交通车辆的制动系统以及进一步研究其环境友好型摩擦副具有极其重要的意义。
技术实现思路
1、针对上述所提出的现有装置的不足，本专利技术旨在提供一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置及方法，其目的在于：设置不同摩擦制动模块，实现在同一装置中根据试验需求即可完成盘式制动和踏面制动的测试，而无需另外研制试验台。并且，该装置能在一组试验中同时完成对颗粒的实时检测以及高效收集，保持试验过程中管道的畅通，同时避免外界因素对于试验结果的干扰。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，包括试验台基座、制动模拟系统、氛围腔体、排放回路、颗粒过滤系统以及数据采集系统，所述试验台基座上设置有制动模拟系统和氛围腔体，所述制动模拟系统外部设置有数据采集系统，所述氛围腔体与颗粒过滤系统通过排放回路相连接；所述制动模拟系统包括控制系统、驱动装置、传动装置以及摩擦制动模块，所述控制系统分别与所述驱动装置和所述摩擦制动模块相连，所述摩擦制动模块包括盘式制动模块以及踏面制动模块。
4、优选的，所述摩擦制动模块与传动装置置于氛围腔体内部，所述氛围腔体包括与试验台基座相连的底板和壳体。
5、优选的，所述氛围腔体内部设置有清理装置，下端设置有颗粒汇集装置，所述颗粒汇集装置的顶部设有倾斜延伸板，所述倾斜延伸板的另一端与所述氛围腔体的内侧壁抵接，所述氛围腔体表面设有可拆玻璃观察窗。
6、优选的，所述排放回路包括进风口、出风口以及排风管，所述出风口与所述颗粒汇集装置的底部相连通，所述进风口和出风口在与氛围腔体连接处设置有颗粒净化装置。
7、优选的，所述排放回路还包括离心风机和离心风机变频控制系统，所述排放回路由所述离心风机驱动，所述离心风机由所述离心风机变频控制系统控制。
8、优选的，所述颗粒过滤系统包括颗粒过滤壳体和设置在所述颗粒过滤壳体外部的振动装置，所述颗粒过滤壳体内从上至下设有过滤装置和储存装置，所述过滤装置和所述储存装置将所述壳体内部分为三层结构；所述颗粒过滤壳体的中层设有入口端，上层设有出口端，下层设有清空端口；所述入口端与所述出口端均与所述排放回路相连。
9、进一步优选的，所述储存装置包括储存板与漏斗板，所述储存板的中部设有通孔，且所述通孔通过所述漏斗板与所述清空端口相连通，所述漏斗板的一端与所述储存板相连，另一端抵接所述颗粒过滤壳体的内底部，所述漏斗板环绕所述清空端口设置。
10、进一步优选的，所述过滤装置以及振动装置由控制系统分别控制。
11、优选的，所述数据采集系统包括设置在所述氛围腔体内部的环境监测传感器、设置在所述制动系统上的三向振动加速度传感器、设置在所述制动系统接触界面下端的声音采集装置、设置在试验台基座一侧与所述制动系统接触界面水平的热成像仪、设置在正对所述排放回路出口端的激光粒子计数器，所述环境监测传感器用于监测温度、湿度、气压中的任意一种或多种。
12、另一方面，还提供一种轨道交通车辆制动排放颗粒检测方法，采用上述任意一项所述的轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置进行测试，能够进行轨道交通车辆不同工况下采用不同制动方式的制动排放测试。
13、本专利技术的有益效果是：
14、1、本专利技术可以通过设置不同摩擦制动模块，实现在同一试验装置上，根据所需试验要求而进行盘式制动或踏面制动两种制动方式的制动排放试验，能有效地节省工作场地的使用空间，避免试验台的重复性研制和生产，从而降低了生产与使用成本。
15、2、本专利技术通过将传动装置及摩擦制动模块设置在氛围腔体内部，同时保证颗粒在试验过程中仅在排风管位置才与外界接触，使其能屏蔽试验过程中其他环境因素的影响，有利于进行不同工况下的制动排放试验，提高试验结果的准确性。
16、3、本专利技术通过设置所述数据采集系统能够采集到试验过程中接触界面的振动加速度、噪声、温度等数据以及实时检测制动所产生的颗粒并能同时收集这些颗粒，从而更加精确地揭示了不同工况下制动系统的制动排放特性，使得实验结果更加可靠和具有借鉴意义。
17、4、本专利技术通过在氛围腔体内部设置清理装置以及颗粒汇集装置，能够提高颗粒的汇集效率，更好地保证了试验过程中制动所产生的颗粒在后续能更全面地被检测以及收集。
18、5、另外，过滤装置通过被控制系统精准控制，可以定期对过滤装置上所吸附的颗粒进行清本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，包括试验台基座(3)、制动模拟系统、氛围腔体(2)、排放回路(4)、颗粒过滤系统(5)以及数据采集系统，所述试验台基座(3)上设置有制动模拟系统和氛围腔体(2)，所述制动模拟系统外部设置有数据采集系统，所述氛围腔体(2)与颗粒过滤系统(5)通过排放回路(4)相连接；所述制动模拟系统包括控制系统、驱动装置(1)、传动装置(7)以及摩擦制动模块，所述控制系统分别与所述驱动装置(1)和所述摩擦制动模块相连，所述摩擦制动模块为盘式制动模块或踏面制动模块。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，所述摩擦制动模块与传动装置(7)置于氛围腔体(2)内部，所述氛围腔体(2)包括与试验台基座(3)相连的底板和壳体。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，所述氛围腔体(2)内部设置有清理装置(204)，下端设置有颗粒汇集装置(203)，所述颗粒汇集装置(203)的顶部设有倾斜延伸板(202)，所述倾斜延伸板(202)的另一端与所述氛围
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，所述排放回路(4)包括进风口(401)、出风口(402)以及排风管(403)，所述出风口(402)与所述颗粒汇集装置(203)的底部相连通，所述进风口(401)和出风口(402)在与氛围腔体(2)连接处设置有颗粒净化装置(16)。
5.根据权利要求4所述的一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，所述排放回路(4)还包括离心风机(404)和离心风机变频控制系统(405)，所述排放回路(4)由所述离心风机(404)驱动，所述离心风机(404)由所述离心风机变频控制系统(405)控制。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，所述颗粒过滤系统(5)包括颗粒过滤壳体(506)和设置在颗粒过滤壳体(506)外部的振动装置(502)，所述颗粒过滤壳体(506)内从上至下依次设有过滤装置(504)和储存装置(503)，所述过滤装置(504)和所述储存装置(503)将所述壳体内部分为三层结构；所述颗粒过滤壳体(506)的中层设有入口端(501)，上层设有出口端(505)，下层设有清空端口(507)；所述入口端(501)与所述出口端(505)均与所述排放回路(4)相连。
7.根据权利要求6所述的一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，所述储存装置(503)包括储存板与漏斗板，所述储存板的中部设有通孔，且所述通孔通过所述漏斗板与所述清空端口(507)相连通，所述漏斗板的一端与所述储存板相连，另一端抵接所述颗粒过滤壳体(506)的内底部，所述漏斗板(503)环绕所述清空端口(507)设置。
8.根据权利要求6所述的一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，所述过滤装置(504)以及振动装置(502)由控制系统分别控制。
9.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，所述数据采集系统包括设置在所述氛围腔体(2)内部的环境监测传感器(602)、设置在所述制动系统上的三向振动加速度传感器(604)、设置在所述制动系统接触界面下端的声音采集装置(603)、设置在试验台基座(3)一侧与所述制动系统接触界面水平的热成像仪(601)、设置在正对所述排放回路出口端的激光粒子计数器(605)，所述环境监测传感器(602)用于监测温度、湿度、气压中的任意一种或多种。
10.一种轨道交通车辆制动排放颗粒检测方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任意一项所述的轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置进行测试，能够进行轨道交通车辆在不同工况下采用不同制动方式的制动排放测试。
...【技术特征摘要】
1.一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，包括试验台基座(3)、制动模拟系统、氛围腔体(2)、排放回路(4)、颗粒过滤系统(5)以及数据采集系统，所述试验台基座(3)上设置有制动模拟系统和氛围腔体(2)，所述制动模拟系统外部设置有数据采集系统，所述氛围腔体(2)与颗粒过滤系统(5)通过排放回路(4)相连接；所述制动模拟系统包括控制系统、驱动装置(1)、传动装置(7)以及摩擦制动模块，所述控制系统分别与所述驱动装置(1)和所述摩擦制动模块相连，所述摩擦制动模块为盘式制动模块或踏面制动模块。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，所述摩擦制动模块与传动装置(7)置于氛围腔体(2)内部，所述氛围腔体(2)包括与试验台基座(3)相连的底板和壳体。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，所述氛围腔体(2)内部设置有清理装置(204)，下端设置有颗粒汇集装置(203)，所述颗粒汇集装置(203)的顶部设有倾斜延伸板(202)，所述倾斜延伸板(202)的另一端与所述氛围腔体(2)的内侧壁抵接，所述氛围腔体(2)表面设有可拆玻璃观察窗(201)。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，所述排放回路(4)包括进风口(401)、出风口(402)以及排风管(403)，所述出风口(402)与所述颗粒汇集装置(203)的底部相连通，所述进风口(401)和出风口(402)在与氛围腔体(2)连接处设置有颗粒净化装置(16)。
5.根据权利要求4所述的一种轨道交通车辆制动排放颗粒收集与检测装置，其特征在于，所述排放回路(4)还包括离心风机(404)和离心风机变频控制系统(405)，所述排放回路(4)由所述离心风机(404)驱动，所述离心风机(404)由所述离心风机变频控制系统(405)控制。
6.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫继良，刘航，张棋翔，何志成，王志伟，赵春光，金文伟，朱松，翟财周，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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