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研制单位:
铁科院机车车辆研究所 中国铁道铁科院铁科院机车车辆研究所
功能:
大功率盘形制动装置是适应运行速度120-200km/h的新一代客车基础制动装置,它为旅客列车提速提供了充分的安全保障,为列车自动控制的实现创造了必要的技术条件。该装置能够保证旅客列车120km/h、160km/h和200km/h紧急制动距离分别小于800m、1400m和2000m的规定,是铁路全面提速关键技术装备之一。其主要部件包括:制动盘、单元制动缸(含踏面清扫器)和半金属合成闸片。
主要特征:
制动盘:采用了低合金特种铸铁,通风散热性能好,具有新型弹性连接的自由膨胀式结构,保证了制动盘制动受热时热应力小,使用寿命长,平均使用寿命可达240万公里以上。最新研制的铸铁类制动盘和锻钢类制动盘已分别通过1:1制动动力试验台250km/h和300km/h高速试验,达到了设计要求。
单元制动缸:将膜板结构与闸片间隙自动调整器有机结合在一起,大大简化了制动传动杠杆结构,提高了制动效率。由于采用了膜板结构,使制动缸做到了无磨损、无空气泄漏、不需润滑,检修期可长达3~5年,大幅度降低了车辆运用及维修成本与工人劳动强度。
半金属合成闸片:配方主要包括树脂粘结剂、金属纤维和填料等,在性能上结合了合成材料和粉末冶金材料的优点;通过1:1制动动力试验台试验,其摩擦系数稳定、磨耗率小、瞬时摩擦系数曲线与轮轨粘着系数曲线很吻合,可以有效利用轮轨粘着力,缩短制动距离;经运用表明其使用寿命平均可达60-80万公里以上。
应用范围、研发历史和市场推广情况:
运用于铁路客车、货车、机车、城市地铁和轻轨车辆,以及汽车、船舶等广泛领域。
1986年以前进行了大量基础性研究,并追踪国际发展方向;1986年铁道部正式立项研究,同时列入部“七五”“八五”重大科技攻关项目,经历了制动盘结构研究、制动盘材质研究、制动闸片材质研究、单元制动缸原理结构研究、计算机仿真计算和1:1制动动力试验台试验等研究;1989装于新型双层旅客列车运用;1994年装于广深线准高速客车运用;1996年通过铁道部科技成果鉴定;1998年装于郑武线200km/h以上旅客列车综合试验。经过10多年的研究、开发、运用、改进,大功率盘形制动装置现已满足所有120-200km/h速度车辆的运行要求。200-300km/h的盘形制动装置已通过1:1制动动力试验台试验。
从1989年开始,所有双层客车、准高速客车、快速客车均采用了该装置;1999年开始运用于200km/h动车组和所有新造客车。到目前为止,装车量已超过6000辆,总计48000多套。同时还应用于国内部分城市轻轨车辆,并随车大批量远销朝鲜、伊朗、约旦等国家。
为适应不同车型、不同速度等级,大功率盘形制动装置已发展成为系列化产品,目前正在运用的产品型号有:
制动盘:H300型运用于180km/h一下车辆;H3200型运用于180km/h以上车辆。
单元制动缸(盘形):SP2型运用于209PK、209HS和CW系列等转向架;SP13型运用于206KP、SW160、209P和206P等转向架;SP13A(B)运用于出口CW系列转向架;SP16和P19型运用于“新曙光”号和“神州”号200km/h内燃动车组。
单元制动缸(踏面):SP4型运用于209PK和209HS等转向架;SP12型运用于SW160、CW系列、209P和206P等转向架;SP14型运用于206KP转向架。
半金属合成闸片:根据速度,HVD-Ⅰ型适应于160km/h速度等级;HVD-Ⅱ型适应于200km/h速度等级;HVD-Ⅲ适应于250km/h速度等级。其中HVD-Ⅰ型现运用于所有双层客车、准高速客车、快速客车等,HVD-Ⅱ型现运用于“新曙光”及“神州”号200km/h动车组。
获奖(专利)情况:
1992年获国家知识产权局专利,专利号ZL92 243707.6;1998年被列为国家重点新产品;1999年获铁道部科技进步二等奖。
专家评审意见:
大功率盘形制动装置是新一代客车基础制动装置,制动盘有良好的耐热裂性能和良好的通风散热性能;半金属闸片与制动盘组成的摩擦副具有良好的摩擦、磨损性能,瞬时摩擦系数曲线与粘着系数曲线的形状比较吻合,摩擦性能稳定,制动盘和闸片的磨耗均比较小;单元制动缸采用新型膜板式结构,无磨损,不需润滑,结构紧凑,具有重量轻、闸调器调整性能完善,效率高,耐久性良好,便于检修等优点;运用结果表明,大功率盘形制动装置工作稳定、制动平稳、维护方便,为实现客车“少维修、无维修”方向发展创造了有利条件;大功率盘形制动装置设计合理、技术先进、性能可靠,达到了国际先进水平。
客户评价:
大功率盘形制动装置设计合理、技术先进、性能可靠,保障了旅客列车快速、安全运行;制动盘及半金属闸片使用寿命长,单元制动缸检修周期长,单元制动缸低温性能优异,极大降低了车辆运用、维修成本以及现场工人的劳动强度和工作量。
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