列车时速的不断提升,使得基础制动系统的效用显得愈发关键,而高速动车组在我国铁路运输中占比的不断增长,更为摩擦材料技术提出了更新更高的要求。
在列车的多种制动方式中,原理简明的摩擦制动应用最为普遍。其中,盘式摩擦制动是更适用于高速列车的方案。
盘式制动,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,组成摩擦副,侧面通过摩擦产生制动力,将列车动能转变为热能消散于大气。
检修制动装置是必不可少的安全工作流程
与传统的闸瓦制动相比,盘形制动主要有下列优点:(1)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;(3)制动平稳,几乎没有噪声。
采用粉末冶金技术制备的闸片及制动盘,因其组分设计的灵活和性能上的优势,往往具有整体上更加优异的制动效果。
盘式制动依赖闸片与制动盘组成的摩擦副达成其效用
我国的高速列车技术起步较晚,因而一段时间以来,我国在制动装置的相关产业领域实力不足,难免受制于人;近年来,历经了自主研发与创新,我国早已实现了相关技术的完全自主化,打破了国外产品的垄断局面。我校科研团队针对相关课题领域的研究已取得了诸多成果,并尝试进一步优化创新,让产品在更高的运行速度和更复杂的服役环境下发挥优异性能。
不同种类及型号的制动闸片
可想而知,在高速运行条件下,列车的制动装置面临着相当苛刻的服役环境。
高速列车在制动过程中,制动盘在与闸片的摩擦作用下温度急剧升高,从而产生热应力。过高的热应力会引起制动盘的疲劳破损并导致热裂纹,制动过程中产生的巨大的热负荷、热冲击和热循环导致了盘体制动效能降低、高温磨耗和热疲劳失效等现象。
研究显示,尽管制动盘在列车运行、制动时都持续承受多种类、来源的机械应力,但热疲劳应是机车制动盘失效的最主要原因。
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