时速250 km速度等级城际动车组用制动盘和闸片的研发

基于国内某时速250 km速度等级的城际动车组平台，开展了动车组用制动盘和闸片的研制。按照动车组用制动盘和闸片技术条件和标准的要求，对制动盘和闸片进行了方案设计，制动盘的金相组织、力学性能、内部缺陷和表面缺陷等均满足技术要求；通过制动盘热负荷计算，制动盘在最高制动初速度下的连续两次紧急制动工况下的最高温度未超过制动盘的许用温度；最后通过1∶1制动动力试验及疲劳试验，测试制动盘在不同制动工况下的最高温度，考核制动盘的疲劳性能并验证制动盘和闸片的匹配性，试验结果均满足相关技术条件和标准的要求。研制的制动盘和闸片在国内某时速250 km速度等级的城际动车组上历经2年时间完成了60万km的运用考核，期间经历了雨雪、风沙、高温和重载等复杂运用工况的考验，运用情况良好。     

160km/h及以上速度等级客运机车制动盘和闸片的开发及试验研究

以HX_D1D型机车为平台,展开对客运机车制动盘和闸片的技术研究,并开发了适合160 km/h及以上速度等级客运电力机车的铸钢制动盘和粉末冶金闸片。经过大量的1:1型式试验验证,其满足相关的技术要求。装车考核结果显示,机车铸钢制动盘和粉末冶金闸片完全满足160 km/h及以上速度等级客运电力机车的实际使用要求。     

高寒动车组粉末冶金闸片研制

针对冬季冰雪天气CRH380B型高寒动车组制动盘易发生划伤的实际情况,对制动盘异常划伤原因进行研究,优化闸片结构,设计出适用于冬季的大间隙粉末冶金闸片。干燥及冰雪工况的1∶1制动动力试验结果显示,新研制闸片瞬时摩擦系数平稳、平均摩擦系数符合既有车辆要求,与其对偶的制动盘摩擦面状态良好;装有大间隙粉末冶金闸片的整车紧急制动试验结果显示,制动初速度200 km/h纯空气紧急制动距离为1 525 m,小于2 000 m评价指标要求,制动初速度300 km/h纯空气紧急制动距离为3 711 m,小于3 800 m评价指标要求;正线载客运营结果表明,大间隙粉末冶金闸片对改善高寒地区冬季动车组运营中出现的制动盘异常划伤问题有较好的效果。     

高速动车组粉末冶金闸片研制及试验研究

时速350km/h高速列车在紧急制动过程中将产生巨大的热负荷,制动过程中闸片的瞬时温度将达到900℃以上,在此极端工况下普通的闸片材料将难以胜任。根据UIC标准相关要求,结合中国高速列车的运用特点,研制出一种性能优良的高速列车铜基粉末冶金闸片,经大量试验研究分析最终证明所研制高速动车组粉末冶金闸片摩擦性能优良、导热性、耐磨性好,对制动盘无损伤,满足350km/h高速列车制动系统相关需求。     

高速动车组制动摩擦副匹配性试验研究

随着越来越多的高速动车组闸片和制动盘投入使用,新开发的闸片和制动盘构成的摩擦副是否匹配,成为一个亟待解决的问题。采用1∶1制动动力试验台对高速动车组制动摩擦副在同种工况下的摩擦性能进行了对比测试研究,比较了3种工况下,同一闸片与不同制动盘匹配摩擦性能的差异。利用统计学分析方法对测试的摩擦系数进行了详细分析,指出两种摩擦副的匹配性优劣以及是否可以互换。本文的研究方法对于分析制动摩擦副匹配性提供了借鉴。     

高速列车摩擦制动模拟试验研究

根据相似准则在MM 10 0 0型摩擦磨损试验机上进行高速列车摩擦制动模拟试验 ,研究了SiC颗粒增强铝基复合材料和铜基粉末冶金闸片配对时的制动摩擦性能 ,探讨使用铝基复合材料制动盘的可能性。模拟试验结果表明 :铝基复合材料制动盘和铜基粉末冶金闸片配副进行摩擦制动时具有制动温升低 ,摩擦因数稳定和耐磨性好的优点 ,能满足高速列车的制动性能要求     

密炼技术在轨道交通合成闸片及闸瓦生产上的应用

轨道交通合成闸片和制动盘在高速制动时会产生局部温度过高的热点现象,严重时制动盘会产生热裂纹,这种现象的产生是由于轨道交通盘式制动器夹紧力较小,闸片不易与制动盘贴合,采用压缩模量较小的闸片材料可以有效地解决这一问题。采用密炼工艺制作合成闸片样件,同时采用干法混料工艺制作对比样件,并对两类样件的压缩性能和惯性台架试验后制动盘的表面状况进行对比,结果表明,采用密炼工艺生产合成闸片可以有效地解决制动盘局部热点现象。     

250km／h高速客车锻钢制动盘和粉末冶金闸片的研究

通过对锻钢制动盘和粉末冶金闸片的结构，材质理化性能及１：１摩擦制动性能的分析和研究，证明研制的锻钢制动盘和粉末冶金闸片能满足２５０ｋｍ／ｈ高速客车使用要求。     

动车组粉末冶金闸片摩擦性能试验研究

对批量运用的3种进口和国产粉末冶金闸片的摩擦性能进行对比试验,并对测得的平均摩擦系数进行分析研究,发现闸片压力、制动初速度和初始温度会对闸片的摩擦系数产生影响。根据该研究成果,在评价某种闸片性能优劣时,可以重点考核其在低压力、低速和高温初始条件下摩擦系数的稳定性。最终,挑选闸片A作为装车闸片,该闸片完成60万km载客运用考核后,制动盘摩擦面没有出现热斑、划伤、热裂纹等不良现象,闸片摩擦块状态良好,没有出现掉块等异常现象,证明该闸片可以满足250 km/h动车组使用要求。研究成果可以为今后修订闸片标准提供参考。     

动车组粉末冶金闸片研制

根据动车组制动系统对闸片的要求,研制动车组粉末冶金闸片.动车组制动系统要求闸片应具有耐磨、耐热及摩擦系数稳定等性能.因此研制的闸片:摩擦材料以铜基为主要成分,含有铁、二硫化钼、镍、钨、石墨及其他化学成分,通过材料选配,用正交设计方法优化得到各化学成分的含量;采用弹性结构;运用粉末冶金摩擦材料生产工艺进行生产.1:1制动台架试验结果表明:闸片摩擦系数稳定,制动盘温升不超过500℃,磨耗量小于0.35 cm3·MJ-1,对制动盘无不良损伤现象,闸片的各项性能指标优良,符合UIC标准,能够满足动车组制动系统的技术要求;闸片的成本优势比较明显,可以批量生产.     

标准地铁车辆用新型制动摩擦副设计与试验研究

结合标准地铁摩擦副安装接口要求和车辆制动参数，通过方案设计、计算校核和试验验证等方式开展新型轻量化制动摩擦副的设计与试验研究，论证新型轻量化制动摩擦副在标准地铁车辆上的适用性和制动匹配性。新型轻量化制动摩擦副中的闸片采用合成材料，制动盘采用铝基复合材料，并利用搅拌摩擦成型技术制备。通过仿真分析对制动盘热容量进行计算校核，同时基于VDI 2230标准对制动盘紧固件安全系数进行计算校核，结果显示铝基复合材料制动盘热容量与紧固件连接安全系数均满足相关标准要求。通过对新型制动摩擦副开展相关试验，铝基复合材料制动盘和合成闸片的物理和力学性能均能满足标准地铁规定要求；铝基复合材料制动盘与紧固件连接安全可靠，满足振动冲击试验标准要求。已完成的制动摩擦副全尺寸制动动力台架试验结果显示，摩擦副的平均摩擦因数稳定、闸片磨耗量小、制动盘温升小、制动噪声低，摩擦副具有良好的匹配性。根据校核分析和试验结果，新型制动摩擦副满足标准地铁车辆制动需求，可进行推广使用。     

机车用制动摩擦副性能匹配性试验研究

通过研究高速电力机车用制动摩擦副产品特性,并从产品物理力学性能要求、设计参数、摩擦磨损性能等方面进行制动匹配性研究,提出制动摩擦副性能设计原则,借助检测设备对制动摩擦副的物理力学性能、摩擦磨损性能和匹配性进行试验研究,结果表明:国产制动盘与进口制动盘硬度相当,对应闸片的密度和硬度基本一致,摩擦副的密度和硬度匹配基本一致,在不同工况下国产制动摩擦副的平均摩擦系数均高于相同试验条件下的进口制动摩擦副,而对应的制动盘最高温度基本相当。     

高速电力机车用制动摩擦副性能匹配性研究

文章介绍了高速电力机车用制动摩擦副的特性,并借助检测设备对制动摩擦副的物理力学性能、摩擦磨损性能和匹配性进行试验研究。结果表明,国产制动盘与进口制动盘硬度相当,对应闸片的密度和硬度基本一致,摩擦副的密度和硬度匹配基本一致,在不同工况下国产制动摩擦副的平均摩擦系数均高于相同试验条件下的进口制动摩擦副,而对应的制动盘最高温度基本相当。     

高速动车组用制动盘的研究

通过选材试验和改进结构设计,研制的高速动车组制动盘材料的常温及高温下机械性能较好、热膨胀系数较小、热传导系数较高并且锻造工艺性能好.高速动车组制动盘与粉末冶金闸片相匹配的摩擦副,其摩擦制动性能良好,安全可靠性较高,能满足200 km/h和300 km/h高速动车组的运行要求,可以在200 km/h和300 km/h高速动车组上装车试运行.     

时速350km标准动车组粉末冶金闸片的研究

根据时速350 km"复兴号"中国标准动车组现车车况及国内使用环境多样性的特点对闸片进行配方和结构设计研究。主要研究了闸片配方中各组元成分对制动性能的影响,制动闸片的制备工艺和试验验证技术,以及装车考核中闸片的实际运用状况等。结果表明:研制的粉末冶金闸片摩擦因数稳定、耐磨性能优异、抗热衰退性好、可靠性高,满足运行使用要求。     

蠕墨铸铁制动盘台架试验研究

在1:1台架试验机上对新研制的与半金属材料闸片摩擦配副的蠕墨铸铁制动盘的摩擦因数、温度特性等进行了系统研究。台架试验结果表明，新研制的制动盘具有良好的制动性能。     

全自动新型市域快速轨道交通车辆的制动性能研究

研究了全自动新型市域快速轨道交通车辆的制动性能。根据牵引电机的特性曲线合理设计出减速度曲线及各级制动力对应的减速度值,详细介绍了制动各级位下电制动力和空气制动力的分配策略,且验证了纯空气制动时,任何工况下制动盘和闸片的热负荷能力。     

闸片结构对制动盘温度场及热应力场的影响

制动盘表面温度和应力的分布关系到制动盘的寿命,而制动闸片的结构是影响制动盘表面温度和应力的关键因素。利用有限元软件,建立了闸片结构与制动盘温度场及热应力场分布的关系,并提出了与闸片结构和摩擦功率密切相关的结构因子的概念,摩擦面积和摩擦速度增加都将增加结构因子。模拟计算表明,随结构因子的增加,表面温度及热应力增加,结构因子的波动程度决定了热应力。减小结构因子变化的范围则可改善制动盘热应力的分布。结构因子的提出为改善制动盘温度场及应力场提供了参考依据,对闸片结构的设计具有指导意义。     

广深线准高速客车盘形制动研究

论述了广深线１６０ｋｍ／ｈ准高速客车客车用大功率盘形制动装置；制动盘与闸片的结构与材质研究；制动盘通风散热性能试验及耐热裂性能计算机模拟及实物验证试验；盘形制动摩擦－摩擦－靡损性能试验研究。以及在环行线进行的准高速客车溜放制动试验及准高速列车制动运行试验。试验结果表明，所研究的大功率盘形制动装置能满足准高速客车制动要求，１６０ｋｍ／ｈ速度下列车的紧急制动距离均小于提出的１４００ｍ要求。     

基于兰新线长大坡道动车组制动盘热仿真分析

制动盘是动车组制动系统的关键部件。电制动发挥异常时,在长大坡道线路上运营动车组对制动盘热负荷是一个严峻考验,因此研究动车组制动盘在长大坡道服役时温升情况对于分析整个制动系统的可靠性及安全性具有重要的意义。基于CRH5G动车组制动盘在兰新线军马场站-民乐站长大坡道线路上运用实际情况,建立了制动盘的三维模型及有限元网格模型,进行了军马场站-民乐站长大坡道调速制动及进站停车制动状态下的有限元热分析和试验验证。理论仿真结果得到了制动盘在长大坡道上最高温升为629℃,在室内1:1制动动力实验台上对相同工况进行试验验证,室内台架试验结果的最高温度为576℃,均高于UIC541-3-2010规定550℃的正常最大工作温度。为了提高动车组制动盘及闸片使用可靠性,建议在电制动异常情况下对动车组在长大坡道线路上的限速运营进行研究。