[发明专利]一种永磁与电磁复合工作的磁轨制动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路列车车辆的磁轨制动器，实现铁路列车车辆的制动或解除。

背景技术

在轨道车辆中采用多种制动方式的联合控制，会极大地保障高速轨道车辆的行车安全。当前铁路客运车辆普遍推广使用盘型制动，与踏面制动相比减轻了车轮踏面的热损伤程度。但作为一种粘着制动，盘型制动所产生的制动力仍受到粘着条件的限制。尽管可以利用防滑器使制动力逼近粘着极限，然而当需要进一步提高列车运行速度时，就必须延长制动距离来满足车辆提速的需求，所以，盘型制动不能满足准高速、高速铁路及新型城市轨道车辆的制动需要。

磁轨制动包括电磁轨道制动和永磁轨道制动两种形式，其中永磁轨道制动无摩擦、不消耗能量、免维护、高速制动性能好。而电磁轨道制动结构简单，制动力控制方便。同时永磁轨道制动装置应用于列车时不影响列车粘着，当列车运行在高速区间时制动特性平坦，制动力大，因而成为高速列车联合制动方式中的一种。永磁轨道制动相对于电磁轨道制动的本质区别在于：除了开始制动时需要提供驱动永磁轨道制动器的能源外，一旦制动, 永磁轨道制动不再需要外部能源。因此，在紧急制动过程中, 不需要蓄电池提供能量。当列车静止时, 制动仍将有效，而且在无外部能量供应的情况下可长期保持；因此它可用于列车停车时的防溜制动, 并可取代列车上的手制动，从而可以简化列车制动结构，减少所需部件的数量，并有助于实现列车的轻量化。此外，由于磁轨制动属于非粘着制动，因此其产生的制动力不仅与粘着系数无关，而且由于永磁体和轨道之间的吸力，反而可以改进轮轨间的粘着状态，提高粘着系数，从而增强粘着制动力。

现有的永磁磁轨制动器其结构形式主要为永磁体沿轨道方向线性排列，永磁体布置在转轴上，通过旋转转轴来控制制动力的大小，并用液压缸与列车转向架相连。不工作时，制动器悬挂在转向架下方，与轨道相距较远；当需要制动时，液压缸推动制动器与轨道相贴合，同时转动转轴来改变磁接触面积以改变制动力的大小，最终依靠轨道与极靴间的摩擦实现制动。该种结构及工作方式的缺陷是：即使转轴位置处于制动力断开状态，由于漏磁的影响，导致与轨道接触的极靴上制动力不为零，使得磁轨制动器与轨道的分离较困难；同时，转动转轴的过程中，由于磁接触面积在不断变化，从而产生与转动方向相反的扭矩，实验表明，一米长的磁轨制动器在转轴转动时该扭矩值超过100牛·米，对驱动结构型式以及转轴的强度都有更高的要求；同时，反向转矩的存在延长了磁轨制动器工作时的响应时间，导致制动不灵敏，从而影响制动效果。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术中永磁磁轨制动器不工作时制动力断开不彻底、实施制动时转轴反向转矩过大导致制动响应不灵敏的不足而提供一种制动效果好的永磁与电磁复合工作的磁轨制动器。 

本发明采用的技术方案是：具有一根转轴，转轴穿过支架结构上的通孔，转轴包括两个半轴及第二永磁体，采用导磁材料制成的两个半轴相对设置，且中间留有轴向贯通的通槽，通槽内嵌有大小与通槽一致的第二永磁体，永磁体的N极和S极分别朝向两个半轴；支架结构包括前、后两侧的导磁材料制成的侧板及固定连接两侧板的非导磁材料制成的中间隔板，中间隔板下方是所述转轴，两侧板与中间隔板上方之间形成一轴向贯通的凹槽，凹槽中放置有一个大小与凹槽一致的第一永磁体，第一永磁体的N极和S极分别朝向两侧的侧板；两侧的侧板上部一圈各套有一线圈，侧板下部连接极靴。

本发明的有益效果是：

  1、本发明当磁轨制动器处于工作位置时，上部及下部的永磁体磁场方向相同，磁场叠加，可有效提高磁轨制动器的制动力；当磁轨制动器不工作时，上部及下部的永磁体磁场方向相反，磁场相互抵消，可有效减少极靴上的剩磁现象，使得磁轨制动器与轨道间的脱离更加轻便。 

2、当调节制动力而转动转轴时，通过控制线圈中的电流及方向，可以有效减少转轴转动时的反向转矩，提高磁轨制动器工作的响应速度；而当磁轨制动器稳定工作后，则可断开电流，采用永磁磁轨制动；当需要额外制动力时，可采用电磁与永磁复合制动的方式，进一步增强制动效果。

附图说明

图1是本发明磁轨制动器的立体结构图；

图2是图1中去除转轴1、端盖3、上盖板7结构后的磁轨制动器内部支架结构示意图；

图3是图1中转轴1的结构示意图；

图4是图1仰视时极靴2的布置形式示意图；

图5是图4中极靴2的局部放大图及通风排水槽13布置形式示意图；

图6是磁轨制动器制动力完全断开状态时的转轴位置放大示意图；