高速列车采用铝制动盘
复合材料的研究热点
复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各组元材料的优点，克服单一组元的缺陷。
复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料，根据基体种类可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料、聚合物基复合材料和炭基复合材料等，按增强（韧）相可分为颗粒增强、晶须增强或纤维增强复合材料。
复合材料已广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、体育器材、医疗器械等领域，近几年更是得到了突飞猛进的发展。
1金属基复合材料金属基复合材料是包括颗粒、晶须、纤维增强金属基体的复合材料。
金属基复合材料兼具金属与非金属的综合性能，材料的强韧性、耐磨性、耐热性、导电导热性及耐候性能适应广泛的工程要求，且比强度、比模量及耐热性超过基体金属，对航空航天等尖端领域的发展具有重要作用。
在该类材料中，所用基体金属包括轻合金（铝、镁、钛）、高温合金与金属间化合物，以及钢、铜、锌、铅等；增强纤维包括炭（石墨）、碳化硅、硼、氧化铝、不锈钢及钨等纤维；增强颗粒包括碳化硅、氧化铝、氧化锆、硼化钛、碳化钛、碳化硼等；增强晶须包括碳化硅、氧化硅、硼酸铝、钛酸钾等。
以上各种基体和增强体可组成大量金属基复合材料，但目前多数处于研发阶段，只有少数得到应用。
如硼、石墨纤维增强铝（镁）用于卫星、航天飞机结构、空间望远镜部件，碳化硅纤维与颗粒增强钛合金用于大推比飞机压气机部件，颗粒增强铝基复合材料（PRA）广泛用于航空、航天及汽车、电子领域。
在金属基复合材料中颗粒增强铝基复合材料最具发展潜力。
该材料具有比强度和比模量高，耐磨性、阻尼性及导热性好，热膨胀系数小等优异性能。
其主要应用领域一是航空、航天和军事领域，二是汽车、电子信息和高速机械等民用领域。
发展目标是代替铝合金、钛合金、钢等用于制造高性能的构件，减重并提高性能和仪器精度。
美国已从Ф455mm圆坯中挤压出182kg重的SiCp/Al型材，并轧制出尺寸为3050mm×1320mm×3mm的板材，制造了火箭发动机、导弹和卫星上的零件。
时速350km的电动车组
时速350km/h等级世界高速列车技术（根据网上资料整理）高速铁路是世界铁路发展的亮点，是铁路现代高新技术的综合集成。
而高速列车是高速铁路的技术核心，是机车车辆现代化的具体载体，是机械、电子、材料、计算机、控制等现代技术综合集成的集中体现。
一般来说速度代表了高速列车的综合技术水平。
2007 年4月3 日法国最新型的AGV V-150 试验型高速列车在巴黎～斯特拉斯堡高速线上创造了地面交通运输系统试验速度的世界最高记录——574.8km/h，不仅打破了1990 年 5 月18 日法国自己创造的轮轨系TGV-A 型高速列车的最高试验速度515.3km/h的记录，而且已经超过了日本超导磁悬浮列车于1999 年4 月14 日创造的552km/h 最高试验速度记录。
目前世界高速列车技术正处于日新月异发展之中，最具代表性的350km/h 等级高速列车有法国AGV、日本Fastech360、德国ICE350E、西班牙T algo-350 及韩国KHST 等五种各具有自主知识产权的类型。
一、法国AGV 高速列车2007 年4 月3 日破记录的法国试验列车V-150 型试验列车由5 辆动车( 两辆头车、三辆双层中间车) 编组而成，全长106m，重268t，该试验列车采用了法国最新研发的运行速度达360km/h 的AGV 高速列车一系列高新技术，并将车轮直径从920mm 增加到1092mm，牵引力也增加了一倍，牵引功率达19600kW。
列车起动后行驶了73km 路程，速度就达到574.8km/h。
图1 V-150 型试验列车AGV 高速列车是法国第4 代高速列车，设计时速360km/h，2008 年将在法国巴黎～斯特拉斯堡高速新线上正式投入运营，这将使从巴黎到斯特拉斯堡只需2h20min，巴黎到卢森堡只需2h15min。
AGV 高速列车每三辆车组成一个不可分离的牵引单元，设计的编组方案有6 辆，9 辆，12 辆等多种，以列车编组9 辆为例，全长175m，定员359 人，共有14 根动轴，8 根非动轴，头车的两端为非动力转向架，一等车座席间距为1649mm，二等车座席间距为968mm。
高铁列车制动系统热负荷与散热性能研究
高铁列车制动系统热负荷与散热性能研究一、引言随着高铁列车的快速发展，其制动系统的热负荷和散热性能成为了关注的热点问题。
高铁列车在运行过程中，制动系统会产生大量的热量，如果不能有效散热，将会导致列车制动性能下降甚至发生制动失效的严重后果，为了确保高铁列车的安全运行，必须对其制动系统的热负荷和散热性能进行深入研究。
二、高铁列车制动系统热负荷分析1. 制动系统热负荷来源高铁列车的制动系统主要由制动盘、制动块和制动离合器等组成，当列车行驶过程中需要制动时，摩擦会产生热量，这部分热量主要由制动盘和制动块吸收。
另外，制动系统还会受到列车的牵引力和阻力等因素的影响，从而产生额外的热负荷。
2. 制动系统热负荷计算为了准确计算高铁列车的制动系统热负荷，需要考虑列车的运行速度、列车的质量、制动盘和制动块的摩擦系数等因素，采用数学模型进行计算。
通过对不同情况下的制动系统热负荷进行分析，可以更好地了解高铁列车制动系统的工作特点。
三、高铁列车制动系统散热性能分析1. 制动系统散热方式高铁列车的制动系统散热主要通过空气冷却、水冷却和风扇冷却等方式来实现。
其中，空气冷却是最常用的散热方式，通过制动盘表面的散热片将热量传递给周围空气，实现散热效果。
此外，部分列车还采用水冷却系统，将散热片连接到水冷却系统中，通过水的流动来实现散热。
2. 制动系统散热性能分析为了评估高铁列车的制动系统散热性能，需要考虑制动盘和制动块的热传导系数、散热片的面积和设计、空气流速等因素。
采用数值模拟或实验方法对高铁列车制动系统的散热性能进行评估，可以提供有效的参考数据，为优化散热设计提供依据。
四、高铁列车制动系统热负荷与散热性能的关联分析1. 制动系统热负荷与散热性能之间的关系制动系统的热负荷与散热性能密切相关，热负荷过高会导致制动系统温度升高，从而影响制动性能；而良好的散热性能可以有效降低制动系统温度，提高制动系统的工作效率。
因此，制动系统的热负荷和散热性能必须在设计阶段就得到合理的平衡。
动车组制动盘不规则磨耗原因分析及建议
动车组制动盘不规则磨耗原因分析及建议摘要：随着经济和科技水平的快速发展，磨粒磨损是指物体材料摩擦时由于摩擦副表面有凸起硬质颗粒或存在游离硬质颗粒对材料表面进行划擦而导致表层材料损伤或流失。
轨道车辆基础制动主要是指盘形制动和闸瓦制动，盘形制动一般都应用于准动车组以上的车辆，制动盘对轨道车辆制动系统的制动性能具有重要影响。
由于轨道车辆制动盘长期暴露在外界自然环境中，尤其是动车组在、风沙环境中进行制动时，闸片与制动盘之间存在第三体硬质颗粒对制动盘造成异常磨损。
在制动过程中闸片表面硬质颗粒脱落或凸起都会导致制动盘产生磨粒磨损，从而使得制动盘的服役寿命降低。
所以，研究动车组制动盘磨粒磨损特性及机理对提高动车组制动盘的摩擦学性能及稳定性，保证动车组安全平稳运行具有重要的理论意义和实践价值。
关键词:动车组；制动盘；偏磨；分析；建议引言动车组制动盘异常磨耗与冰冻寒冷天气及制动盘分布位置的相关性；能谱半定量及金相分析显示闸片上金属熔融物主要来自制动盘摩擦环，且制动盘摩擦面材料没有发生相变，现场调查了动车组制动盘异常磨耗情况，对各种可能引起制动盘异常磨耗的因素进行了分析，分析表明，长期载客量过少以及轮装制动盘的结构形式是造成该次制动盘不规则磨耗的主要原因。
提出了切实可行的建议，以避免制动盘不规则磨耗超限。
1原因分析1.1制动盘和闸片的批次经查证确认，组动车组所用的制动盘及制动闸片均为同一批次。
根据两动车所制动盘磨耗情况，可确定制动盘的不规则磨耗与产品批次无关。
另外，更高速度等级的动车组也有使用该型号的制动盘及闸片，经调查确认，其从未出现制动盘偏磨量大于0.8ｍｍ的情况。
这进一步说明了该次制动盘不规则磨耗与产品本身性能没有关联性。
1.2金属熔融物堆积原因分析1）闸片虚贴因素分析。
正常情况下制动盘与闸片两侧间隙之和为1.5-4ｍｍ，而实际车上制动盘与闸片间隙往往是上小下大。
现场调研发现部分闸片在静态时与制动盘有虚贴现象，另外还有一些制动盘与闸片之间的左右间隙差别较大也容易产生闸片偏磨或虚贴现象。
《城市轨道交通车辆》课件——盘型制动原理
1. 可以大大减轻车轮踏面的热负荷和对车轮的机械磨耗。 2. 可按制动要求选择最佳“摩擦副”（采用闸瓦制动时，作为“摩擦副”一方
的车轮的构造和材质不能根据制动的要求来选择），盘形制动的制动盘可以 设计成带散热筋的，旋转时它具有半强迫通风的作用，以改善散热性能，为 采用摩擦性能较好的合成材料闸片创造了有利的条件，适宜于高速列车。 3. 制动平稳，制动作用力大，几乎没有噪声。
盘型制动的优缺点
但是，盘形制动也有它不足之处
1. 车轮踏面没有闸瓦的磨刮，轮轨粘着将恶化，所以，还要考虑加装踏面清扫 器（或称清扫闸瓦），或采用以盘形为主、盘形加闸瓦的混合制动方式，否 则，即使有防滑器，制动距离也比闸瓦制动要长。
2. 制动盘使簧下重量及其引起的冲击振动增大，运行中还要消耗牵引功率。
盘型制动原理
目录
01 什么是盘型制动 02 盘型制动分类 03 盘型制动工作原理 04 盘型制动的优缺点
什么是盘型制动
盘型制动属于一种摩擦制动方式。制动时，制动缸通过制动夹钳使闸片夹紧 制动盘，使闸片与制动盘产生摩擦，把列车的动能转变为热能，热能通过制 动盘与闸片逸散于大气。
什么是盘型制动
盘型制动方式可以选择高性能的摩擦副材料和良好的散热结构，可以获得比 闸瓦制动大得多的制动功率。
盘型制动工作原理
盘形制动装置的构造由单元制动缸、 夹钳装置，闸片和制动盘组成。
制动时，制动缸活塞杆推出，制动 缸缸体和活塞杆带动两根杠杆，通 过杠杆和支点拉板组成的夹钳，使 装在闸片托上的闸片同时夹紧制动 盘的两个摩擦面，产生制动作用。
缓解时，制动缸排气，活塞杆回缩， 使闸片释放制动盘，形成缓解作用。
盘型制动工作原理
盘形制动是随着高速列车而产生并 发展起来的。要想列车从很高的速 度下降到低速或停止，必然要求有 一个高效的基础制动装置，而盘形 制动采用制动盘和制动闸片相互摩 擦作用，将动能转化成热能消耗掉， 制动高效，而且不会损伤轮对的踏 面。这种制动方式在高速列车和动 车组中得到广泛的应用。
日本新干线高速客车转向架综述
附加风缸, 最大水平变位可达 100 mm 。 2. 4 400 系 400 系新干线电动车组是为新干线和既 有线直通运输开发的新型车组, 营业速度为 240 km h。 采用 D T 9032 型转向架, 自重为
713 t, 定员时最大轴重为 13 t。 为通过既有线
小半径曲线, 将转向架固定轴距改为 2 250 mm , 比 200 系用转向架缩短了 250 mm , 车 体长度、 车辆定距、 空气弹簧左右中心距亦都 缩短了。 这种转向架在新干线区间及既有线 区间高速运行, 具有良好的高速运行性能和 小半径曲线通过性能, 通常转向架很难具有 这种兼容性。 为减小簧下重量和轴重, 该转向架采用 铝合金轴箱、 整体锻钢制动盘、 H T 材质构 架。 轮径为 860 mm , 采用高频淬火的空心 车轴, 以提高车轴的疲劳强度。 轴箱定位装置采用单侧双拉板式。 这种 定位方式构造简单、 维护方便、 轮对安装精度 高、 纵横刚度合理、 受垂直负荷变化等外界影 响小、 性能持久。 每轴箱定位刚度为: 垂向 1 110 kN m 、 横向 9 800 kN m 、 纵向 12 940 kN m , 轴箱阻尼系数为40 kN ・ s m 。 采用滞后小的自由膜式空气弹簧, 上盖 为铝合金, 下部由一个四层橡胶堆支承。 空气 弹簧标准工作高度为 190 mm , 工作压力为 0146 M Pa, 有效直径为 500 mm , 囊小半径 为 60 mm , 装有板式可变节流阀, 最大横向 变位可达 100 mm 。 转向架采用了具有几种阻尼系数的横向 减振器, 以满足不同的要求, 并加装了抗蛇行 减振器。因此, 400 系车组比 200 系车组有更 小的横向力和轮重减载率。 2. 5 E1 系 为提高运输能力, 日本制造了载客量大 的 E1 系双层列车, 最高运行速度 240 km h, 载客量比 200 系双层客车多 15 % 。 动车转向 架重 815 t, 拖车转向架重 810 t。 轮径 910 圆弧型踏面, 满员时最 mm , 采用空心车轴、
和谐号CRH380A型电力动车组
和谐号CRH380A型电力动车组CRH380A型电力动车组，或称CRH2-380型，是中华人民共和国铁道部为营运新建的高速城际铁路及客运专线，由南车青岛四方机车车辆股份有限公司在CRH2C（CRH2-300）型电力动车组基础上自主研发的CRH系列高速动车组，也是“中国高速列车自主创新联合行动计划”的重点项目，最高营运速度380公里/小时。
中国铁道部将所有自行发展关键技术、引进国外技术、联合设计生产的中国铁路高速（CRH）车辆均命名为“和谐号”。
CRH380A系列为动力分散式、交流传动的电力动车组，采用了铝合金空心型材车体。
概要2009年6月，中华人民共和国铁道部向国内动车组制造企业招标采购共320列时速350公里的高速动车组[1]，南车青岛四方机车车辆股份有限公司为中标厂商之一。
同年9月28日，铁道部武汉铁路局与四方机车车辆在北京签署了140列时速350公里速度级动车组采购合同，包括100列16节长编组，及40列8节短编组的高速动车组订单，合同总金额约值450亿元人民币[2][3]。
南车四方机车车辆的时速350公里级别高速动车组研制项目名称为CRH2-380（或称CRH2-350），是在CRH2C第二阶段的基础上进行研发。
持续运营时速为350公里，最高运营时速为380公里，最高试验时速400公里以上。
由于CRH2C型动车组只是在时速250公里的CRH2-250型动车组（CRH2A）基础上加大牵引功率，仅仅满足目前最高运营时速350公里的要求，难以满足京沪高速铁路上时速380公里的营运要求，因此CRH2-380需要在CRH2C的基础上全面提升列车整体性能，对动车组的牵引系统、空气动力外形作出了较大的改变[4]。
京沪高速铁路是世界上一次建成线路最长、标准最高的高速铁路，为之配套的新一代高速列车的开发是在消化吸收基础上一项庞大的再创新工程，为全面支撑中国高速列车技术自主创新的需求，中华人民共和国科技部与铁道部于2008年2月26日共同签署了《中国高速列车自主创新联合行动计划》，而CRH2-380型高速动车组正是该联合行动计划最重要的项目，2009年正式立项启动了列入“十一五”国家科技支撑计划的中国高速列车关键技术及装备研制重大项目。
浅谈高速列车的制动形式
浅谈高速列车的制动形式摘要:从能量的观点来看，制动的实质就是将列车动能转变成别的能量或转移走；从作用力的观点来看，制动就是让制动装置产生与列车运行方向相反的外力，使列车产生较大的减速度，尽快减速或停车。
制动方式问题采取什么方法将动能转化或转移，通过什么方法产生，这是制动的一个基本问题。
关键词:高速列车闸瓦制动盘型制动磁轨制动1.前言根据列车动能消耗的方式不同，制动方式可分为摩擦制动和动力制动。
摩擦制动包括闸瓦制动、盘型制动和磁轨制动等。
动力制动包括电阻制动、再生制动、电磁涡流转子制动等。
2.摩擦制动摩擦制动是指通过机械摩擦来消耗列车动能的制动方式。
其优点是制动力与列车速度无关。
无论列车是在高速还是低速时都有制动能力，特别是在低速时能对列车施行制动直至停车。
可以说摩擦制动始终是列车最基本的制动方式。
摩擦制动的缺点是，制动力有限，这是受热能散发的限制而直接影响制动功率增大的缘故。
2.1闸瓦制动闸瓦制动也称踏面制动，是自有铁路以来使用最广泛的一种制动方式。
它用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块（闸瓦）紧压滚动着的车轮踏面，通过闸瓦与车轮踏面的机械摩擦将列车的动能转变为热能耗散于大气，并产生制动力。
由于滑动摩擦系数比粘着系数小得多，故制动力将突然迅速减小。
在强大的闸瓦摩擦力矩作用下，车轮转速将显著降低，直至停止转动。
但列车速度并未同时显著降低，已停止转动的车轮在钢轨上滑行，使车轮踏面发生局部擦伤。
当闸瓦压力一定时，制动力的大小取决于闸瓦摩擦系数。
闸瓦摩擦系数与闸瓦的材质、列车运行速度、闸瓦压强和制动初速有关。
2.2盘型制动盘型制动（摩擦式圆盘制动）是在车轴或车轮辐板侧面安装制动盘，用制动夹钳使两个闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，将列车动能转变成热能，消散于大气。
与闸瓦制动相比，盘型制动有下列主要优点：（1）可大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗。
（2）可按制动要求选择最佳“摩擦副”。
盘型制动的制动盘可以设计成带散热筋的，它旋转时具有半强迫通风之作用，以改善散热性能，为采用摩擦性能较好的合成材料闸瓦提供了有利条件，与闸瓦制动相比，它更适宜于高速列车。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
德国铁路型机
车的设计和功率部分
电力牵引
快
报
辅助驱动变流器
型机车所用的是以首次用于
丹麦国家铁路型机车的
为基
础而进一步发展的,并按进行匹
配
。
主变压器辅助绕组的单相交流电压经
个并联升压斩波器整流
一
。
,
并
转换成
恒定直流中间电路电压。类似于牵
引
变
流器,一提供近似正弦波形和约为
的电流。逆变器将恒定的中间电路直流
电
压逆变成电压和
频率可调的三相交流。逆
变
器和输入端变流器用
电力电子器
件
。
的主要技术数据汇总列于
表
。
一
是模块结构,综合
了个
独
立的功能
组
。
辅助驱动变流装置有一清洁的封
闭
内
腔,污染度为亚,所有防污染的部件,如电子
器件、电容器、半导体元件及印制电路
板都
装
在这个内腔中。它们完全与冷却风道隔
开
,
热
交换器的再循环冷却侧、半导
体元件散热
器
和有关组件的输入端电抗器装在风
道中
。
离心式通风机的三相交流电动机装在
封
闭的内腔中,通过离心式风机输入
,
的空气流量,冷却空气流经被冷却部件,然后
从通风机组后面的机车地板侧排出。更换电
动机容易,无需拆开通风机外
箱
。
采用抽屉式结构能方便维修,短时内
可
更换所有部件。由于坚持采用轻型结构方
式
和
证实可靠的电路设计,整个装置的比功率
达
到
。
表辅助驱动变流器主要技术数据
数
盆
撅
定翰入电压
颇率一沁
中间电路额定电
压
一
和
逆变器的脉冲倾率
愉出端电
压
输出端频率
颇定输出电
流
甲
二
。
时翻定输出容
冷却强迫风冷
。
尺寸
宽
深
火高动功
比
质
灰
展
望
随着型机车的交货,德国铁路的机
车动车采用了近几年才开发出来的新技术
。
设计机车时的重点是考虑运用能力
、
经济性
、
环境相容性,制造出最佳机车。对于使用
时间
很长的机车来说,后续补充并始终与最新
技
术相适应是非常重要的,所以机车坚持采
用
模
块结构方式是符合这一要求的
。
已
准备安
装一些附加系统,如无线电列车速度自动控
制系统、不需要列车
乘
务
员的运行装
置和电气电子制动查询
和控制装置
。
最早的台机车将进行验收运行并证
明
是否满足了要求
严
格的开
发目的
。
参考文献篇
略
译自
《
》
,
胡
译者王渤洪
校
者
黄济荣
谁介浓牛米今寮朱寮今带架未徽奉寮寨浓农浓寨朱辛徽来寮浓带来今谁寮辛带我岑寮介寮来奉紊辛布浓布浓来缺雄布牵介雄水布裕令举谏举谁谁幸殊朱袱翎裁
翎辛朱水徽帐介未橄仲翎翔幸朱牵岑本
高速列车
采
用铝
制动盘
自年月日以来一列完整的
采
用铝制动盘的列车在慕尼黑至
柏
林
的
线路上运行。列车总共有个
制动盘,其中
一半是制动器厂提供的由陶瓷加强
的
铝合金
制做的制动盘。列车共减轻质
量
,
因而改善了簧下轮对的动态走行特性以及
减
小了车轮、钢轨和路基的应力。每根轴个
铝
制动盘共减轻重
量
。
张丈茂译自
《
》
,
附