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浅谈新干线列车的制动系统

 

日本是世界上轨道交通技术应用得比较娴熟的国家之一,日本绝 大多数客运列车是电气化列车,并且每年大约制造出2000节客车车厢, 其中97%是电气化列车,关于制动系统,特别是新干线列车的制动系统, 日本更是拥有先进的技术。

制动是将列车运行时的动能转化为电能或其他形式的能量并消耗 掉,从而达到停车的目的。制动大体上分为两种,一种是将列车动能 转化为热能的机械制动;另一种是将其转化为电能的电制动。机械制 动有轮盘和轴盘两种,而电制动则分为电阻制动、再生制动和涡流制 动。由此可以看出,一个完整的新干线列车制动系统包含了机械制动 和电制动两种方式。

新干线由于速度很高,如果仅仅采取车轮踏面(车轮与轨道的接 触面)制动,制动时产生的大量热量会在短时间内产生与踏面并传递 到铁轨上,同时造成车闸抱死和踏面损伤,影响列车的运行。因此, 如何在最短时间内实现最有效减速成为了置关重要的问题。车轮踏面 的接触面积小,而车轮本身的面积大,于是盘式制动应运而生。

现有的新干线列车的机械制动全部采用盘式制动。盘式制动根据 制动盘安装的位置又分为轮盘制动和轴盘制动。制动时,通过列车的 液压制动缸的作用,使闸片夹紧制动盘,产生的摩擦力形成反向的力 矩作用于车轮,使其转速逐渐变慢,最终实现停车。为了获得稳定制 动力,就必须要求制动盘有耐磨、良好摩擦性、热容量大、散热性能 好等特点。最初的0系新干线采用NCM铸铁(Ni-Cr-Mo低合金铸铁)制 动盘,后来随着列车速度的提升,更高性能的锻钢制动盘被应用在10 0系之后的列车上。

虽然更高性能的制动盘被用于列车上,但是由于列车速度快,仅 仅使用机械制动,除了会使闸片等部件更换周期变短,还会在制动时 产生刺耳的噪音,所以列车在制动时是不能仅仅依靠或主要依靠机械 制动的。因此,列车的电制动成为了列车制动的主力。

现在的新干线列车的电制动分为电阻制动、再生制动和涡流制动 三种形式。在此,我们不一一列举说明,只是在看完这些资料后,觉 得日本新干线列车的制动系统如此发达,安全系数也不断提高,值得 中国学习与借鉴的还很多,我们进步的高空也很大。获悉,春节期间 北京到上海的火车将再次提速,由原先的12个小时提升到10个小时, 北京到天津的直达快速列车也在进行中,我们有理由相信,速度的提 并不会降低安全系数,但愿,地球村真如一个村庄一般,交通联通沟 通世界!

*雷科供稿:赵耀 07/01/28

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