[发明专利]一种适用于高速动车组的碳陶轮装制动盘和车轮

说明书

本发明公开了一种适用于高速动车组的碳陶轮装制动盘和车轮，所述适用于高速动车组的碳陶轮装制动盘包括层叠连接固定的碳陶摩擦体(3)和隔离支撑体(2)，隔离支撑体(2)朝向碳陶摩擦体(3)的表面设有隔热陶瓷涂层；沿隔离支撑体(2)的周向，所述适用于高速动车组的碳陶轮装制动盘含有多个连接区域，在该连接区域内，碳陶摩擦体(3)和隔离支撑体(2)通过连接部件(4)连接固定。该适用于高速动车组的碳陶轮装制动盘采用了复合式结构，能够减轻轮装制动盘的重量，满足使用强度要求前提下，能够承受更高的制动温度，并提高制动盘的使用寿命，保证了高速动车组运行的长期可靠性。

技术领域

本发明涉及车辆制动技术领域，具体的是一种适用于高速动车组的碳陶轮装制动盘，还是一种含有该适用于高速动车组的碳陶轮装制动盘的车轮。

背景技术

制动系统是机车车辆关键技术之一，直接关系到列车的运行安全。目前，我国盘形制动研究和应用已经有了较大的发展，所有的高速动车组均安装了盘形制动装置。制动方式的最为关键装置为制动盘。根据安装方式，高速动车组用制动盘一般分为轴装制动盘和轮装制动盘。在制动过程中受到的载荷有：自身重量、制动扭矩、热负荷及振动冲击载荷等强摩擦、高热负荷以及较大制动力和离心力等复杂工况下工作，制动盘工作的可靠性几乎决定了整个基础制动装置结构的可靠性水平，直接影响铁路机车车辆的行车安全。

制动盘和闸片作为基础制动的一对摩擦副，在制动过程中，根据能量守恒理论，高速运动中的列车其动能与列车速度的平方成正比，当列车在制动时，制动盘与闸片的相互摩擦将车辆的动能转变为热能，一部分热能消散在空气中，另一部分形成制动盘与闸片的热负荷。随着列车速度的提高，制动时产生的热负荷会大幅度增加。

传统铸钢制动盘目前应用于时速350km/h的高速列车，在长时间制动高温环境下，容易形成热斑和热疲劳裂纹，并且热负荷已经接近铸钢盘的使用极限，随着列车速度的提高，铸钢制动盘难以满足使用需求。

传统铸钢制动盘质量重，对于列车的减重要求尤其是簧下质量的减重不利，发明轻质、耐高温的制动盘对于列车提速、节能减排、有着重要的指导意义。

传统铸钢制动盘在受热后，会发生翘曲变形，进而导致螺栓承受较大的弯曲疲劳应力，进而可能有螺栓断裂的风险，影响列车的安全运行。

若将纯碳陶制动盘用于高速动车组，其安全性未经考量。首先由于碳陶材料较脆，强度较低，若全碳陶应用在高速动车组上，一方面则难以承受高的制动扭矩，二来不能抵抗螺栓受热发生膨胀进而导致制动盘转动，第三制动盘向车轮甚至车轴传递的温度较高，可能导致车辆轴温报警，进而影响列车安全。

发明内容

为了解决350km/h以上动车组制动盘热负荷不足、减轻列车的簧下质量、减小制动盘的变形及给螺栓带来的断裂风险、降低向车轮车轴传递热量，本发明提供了一种适用于高速动车组的碳陶轮装制动和盘车轮，该适用于高速动车组的碳陶轮装制动盘采用了复合式结构，能够大大提高制动盘的使用寿命，保证了高速动车组运行的长期可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于高速动车组的碳陶轮装制动盘，包括层叠设置的碳陶摩擦体和隔离支撑体，隔离支撑体和碳陶摩擦体均为环形结构，隔离支撑体朝向碳陶摩擦体的表面设有隔热陶瓷涂层；沿隔离支撑体的周向，所述适用于高速动车组的碳陶轮装制动盘含有多个连接区域，在该连接区域内，碳陶摩擦体和隔离支撑体通过连接部件连接固定。

在一个所述连接区域内，该连接部件含有依次穿过碳陶摩擦体和隔离支撑体的两颗第一螺栓，该两颗第一螺栓沿隔离支撑体的周向间隔设置，隔离支撑体与第一螺栓间隙配合。

隔离支撑体的内侧表面设有凸起环，凸起环套设于第一螺栓外，凸起环外连接有沿隔离支撑体的直径方向设置的凸起条。