液压抱轨刹车装置的应用研究

　　1.前言

　　目前，闸瓦制动是国内机车上使用最为广泛的一种制动方式。闸瓦制动是通过闸瓦压紧轮对踏面时产生强大的摩擦力，使列车大部分动能转化为热能的制动方式[1]；而比较新型的制动方式采用的是盘形制动，它是在车轴上或在车轮辐板侧面安装制动盘，用制动夹钳使合成材料制成的两个闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，从而使列车停止前进。这两种制动方式都是利用车轮和轨道的摩擦力实现制动的，会产生大量的热能，使车轮和轨道磨损快。

　　本文提出一种新型的液压抱轨刹车装置，采用四个夹紧油缸驱动四组抱轨刹车装置，同步缸确保四组抱轨装置夹紧缸的同步精度。该制动方式磨损的是固定在抱轨装置上的摩擦片，可经常更换，且成本较低。

　　2.系统介绍

　　液压抱轨制动装置主要包括：液压系统、抱轨刹车机构、高压油管等组成。液压抱轨刹车装置具有制动力较大、制动行程可调等特点，与传统制动方式相比较，对轨道、车轮等都不会造成磨损，且对大质量运动体高速制动有较好的效果。液压抱轨刹车装置液压泵提供驱动动力，利用蓄能器维持压力，控制箱控制刹车装置的制动，并利用液压站压力调节、活塞直径、连杆机构的放大倍数等调整刹车片和轨道的正压力，从而实现行走机构的制动行程在一定范围内无级可调。

　　2.1 液压系统设计

　　液压系统主要由油箱、电机、液压泵、同步缸、换向阀、单向阀、节流阀、压力表等组成，液压同步回路系统图如图1，液压站实物如图2。根据产品结构要求，可根据配备要求设置不同数量的抱轨装置，本设计暂按4套刹车装置设计，为确保轨道车刹车稳定性，需要4个刹车装置的同步性较好。为了实现4个液压缸的运动在制动过程中能够同步，抱轨装置采用如图1所示的同步回路。如图1所示，同步缸是4个尺寸相同的缸体和4个活塞共用一根活塞杆的液压缸。活塞向左或者向右运动时，输出或者接受相等容积的油液，在回路中起着配流的作用，使有效面积相等的4个夹紧油缸实现双向同步运动。同步缸的4个活塞上装有双作用单向阀，可以在行程端点消除误差。当同步缸活塞到达端点时，顶开单向阀，若某个夹紧缸没有到达端点，压力油便可通过单向阀进入其上腔，使活塞继续下降到端点，这种同步回路的同步精度取决于夹紧缸和同步缸的加工精度和密封性，一般可达1%-2%[2]。

　　2.2 抱轨刹车机构

　　抱轨刹车机构为刹车装置的执行机构，主要由夹紧缸、活塞杆、竖直连杆、弹簧、竖直导向轮、水平导向轮、水平连杆等组成，如图3所示。为减少制动过程中的阻力，并增加刹车装置抗冲击能力，，同时防止水平连杆出现卡滞，特在水平连杆上增加两个水平导向轮和一个竖直导向轮。结构如图4所示。