一种基于液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置及其工作方法

1.本发明涉及列车制动装置技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置及其工作方法。


背景技术：

2.近年来，随着列车运行速度的提高，不依赖轮轨间黏着作用的非黏着制动方式越来越受到设计人员的重视。常见的非黏着制动方式包括磁轨制动、涡流制动和风阻制动等。但轨道涡流制动和磁轨制动均是在转向架下增加制动装置，增加列车质量，且产生磁辐射和轨道磨损等副作用；与之相比空气动力制动是利用随着列车速度的增加，空气阻力与速度平方成正比的原理。风阻制动方式具有装置质量轻、结构简单、不对轨道产生摩擦和加热影响等优点，且在高速段制动效果尤其明显。作为对高速列车传统黏着制动方式的补充，相关设计和科研人员对风阻制动展开了深入细致地研究。欧洲和日本的300km/h以上的高速动车组列车通常采用多种制动方式组合的制动装置，除采用常用的黏着制动方式外，还采用磁轨制动、涡流制动和风阻制动方式，作为高速动车组列车高速运行状态下的辅助制动方式。国外研究风阻装置主要以日本为主。日本的铁路始于19世纪中期，晚于英法德等国。二战以后的日本，为解决当时动能与运量之间的矛盾，于1964年开通了世界上第一条高速铁路——新干线，当时动车组列车可以在新干线上以200km/h以上速度运行。日本还相继开发了多款高速试验动车组列车，例如win350，star21，300x，fastech360s等。300x型高速试验列车1996年的运行试验中，更是取得了高达443km/h的试验速度。日本新干线和超导磁悬浮列车上采用的风阻制动这种非黏着制动方式，已经取得了成功的经验。在2005年研制的fastech360z高速列车上，就安装了造型奇特的风阻制动。
3.制动的实质是将列车动能转换为其他形式的能量或列车动能在制动装置间的传递和消散。对于常规制动，为保证列车安全运行，要求高速列车能够在需要时，及时提供所需的制动力。高速列车进行制动时，从流线型列车的表面向外侧打开风阻挡板，风阻挡板将承受空气阻力，形成可直接使列车减速的制动力。空气动力阻力与列车的运行速度的平方成正比，列车的运行速度越高，则制动力越大，因此在高速制动时风阻制动方式具有明显优势。
4.中国专利机构公开了多种风阻制动装置(结构大多基本类似)，现有风阻制动装置安装在车体两侧，具有雨水、灰尘等杂物不会落入风阻制动装置而影响风阻制动装置的功能，使用寿命长；且动车车体两侧的安装面积广；但其只是单向制动，而动车都是双向行驶的，其不能很好地适用于现有动车车体上，且现有的风阻制动装置一个液压缸驱动一块风阻板，本发明采用双向液压缸，一个油缸可以同时驱动两块风阻制动板，从而可以降低成本。
5.目前所公布的风阻制动装置的共同问题是驱动依赖于电力。当高速列车出现紧急状况，电力失效时，风阻制动装置就无法工作，从而无法实现制动。


技术实现要素：

6.根据上述提出的目前仅能实现单向制动且所公布的风阻制动装置的共同问题是驱动依赖于电力的技术问题，而提供一种基于液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置及其工作方法。本发明主要通过携带微型液压泵在需要制动时驱动制动板展开，从而克服现有制动装置对电力驱动的依赖。根据列车行进方向和制动需要，通过液压驱动，实现双向制动，克服目前仅能实现单向制动的缺陷，并进一步简化制动装置本身结构并提高制动效果。本发明制动板可以在0-75
°
范围内调节，从而可以根据制动需要获得相应的制动力。
7.本发明采用的技术手段如下：
8.一种基于液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置，其特征在于，所述制动装置为整体安装于列车顶部的外置式风阻制动装置，或安装于车顶内部的内置式风阻制动装置；
9.所述制动装置包括两个风阻制动单元，两个风阻制动单元上共设置有两块风阻板，每个所述风阻制动单元上各设置一块风阻板，两块所述风阻板与同一个驱动机构相连且由驱动机构驱动开启和关闭，两块风阻板制动的开启方向相反，可实现列车运行中风阻板的双向打开。
10.进一步地，所述风阻制动单元还包括箱体和两个连杆机构，所述箱体安装在列车的顶部，两块风阻板转动连接在箱体两侧，驱动机构安装于箱体内，每个连杆机构的一侧与一个风阻板转动连接，另一侧与驱动机构相连，驱动机构通过两个连杆机构控制两侧风阻板的开启与关闭。
11.进一步地，所述驱动机构采用双向液压缸，所述双向液压缸水平放置于箱体内，通过双向液压缸来产生动力；所述双向液压缸两端设有两个活塞杆，分别与两个连杆机构相连，两端活塞杆分别做往复伸缩运动来为连杆机构提供动力，以控制两侧风阻板的开启与关闭。
12.进一步地，所述连杆机构采用牛角叉形连杆，所述连杆由竖杆一、横杆和两个竖杆二组成，竖杆一的一端通过转轴与活塞杆转动连接，另一端与横杆的中部焊接连接，横杆的两端与两个竖杆二的一端焊接连接，两个竖杆二的另一端通过转轴与风阻板下侧转动连接，以控制双向风阻板的开启与关闭；
13.所述连杆机构由不锈钢铸造，以减小锈蚀且能提供足够高的强度。
14.进一步地，所述双向液压缸通过丝杆安装在箱体内，丝杆的两端通过底座固定箱体两侧内壁上，丝杆上分布的螺纹用于固定双向液压缸，双向液压缸通过螺纹连接安装在丝杆上；通过调节丝杆的位置间接来调整双向液压缸的位置。
15.进一步地，所述风阻板上设有三个轴孔，分别为一个长轴孔和两个短轴孔，长轴孔位于风阻板的侧面，两个短轴孔分别位于风阻板下侧且距离为从长轴孔端量起的三分之一处，长轴孔通过转轴转动连接在箱体上，两个短轴孔分别与连杆机构通过转轴相连接。
16.进一步地，所述风阻板与箱体底板间的夹角为0-75
°
；
17.所述风阻板由铝合金制成，两侧的风阻板闭合时相距10mm，确保两侧的风阻板在开启和闭合时不产生干涉影响；
18.两侧风阻板完全闭合时与列车车身平行。
19.进一步地，所述箱体为单元式箱体，固定嵌入于列车顶部；所述箱体由铝合金制
成，设有两个侧板和一个底板，两个侧板的上端设有分别用于安装两块风阻板的转轴，每个侧板上均开设有用于安装两个底座的四个螺纹孔。
20.进一步地，所述丝杆设有两个，由不锈钢车削螺纹制成，双向液压缸通过自身的螺纹孔与丝杆相连接，实现双向液压缸的固定；
21.所述底座由铝合金制成，其上设有一个螺纹孔和两个螺栓孔，螺栓孔内配合连接有螺栓，底座通过两个螺栓连接在箱体的侧边内部，丝杆通过螺纹与底座的螺纹孔相连以固定在箱体上。
22.本发明还提供了一种基于液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置的工作方法，包括如下步骤：
23.在高速动车组高速运行状态下，需要采用风阻制动时，由中央系统控制的双向液压系统开始工作，由丝杆进行固定的双向液压缸的一端迅速伸展，活塞杆伸出，推动安装于轴承上的连杆，连杆可以绕着活塞杆一端的销轴ⅱ旋转，连杆推动风阻板升起，升起的风阻板与车体顶板成一定角度，从而阻止车体外侧气流的流动产生空气阻力，使列车获得风阻制动力；
24.当列车反方向运行时，安装于丝杆上的双向液压缸另一端迅速伸出，可推动安装于轴承上的风阻板的另一侧迎风伸出车体，与车体顶板或侧墙板成一定角度，从而阻止车体外侧气流的流动，产生空气阻力，使列车获得风阻制动力；
25.当制动结束时，活塞杆开始收缩带动连杆运动，连杆一端的风阻板开始下降闭合直至下降到与列车车身平行；风阻板的闭合后内表面收纳后贴合在车顶。
26.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
27.1、本发明提供的基于液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置及其工作方法，通过携带微型液压泵在需要制动时驱动制动板展开，从而克服现有制动装置对电力驱动的依赖。根据列车行进方向和制动需要，通过液压驱动，实现双向制动，克服目前仅能实现单向制动的缺陷，并进一步简化制动装置本身结构并提高制动效果。
28.2、本发明提供的基于液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置及其工作方法，通过两个风阻制动单元中的转轴连接以实现两块风翼板(风阻板)沿相反的轴转方向开启或关闭。需要制动时，根据列车的运行方向开启不同的风阻板，一块风阻板展开，则另一块则闭合，两块风阻板配合进行，以调节制动力。
29.3、本发明提供的基于液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置及其工作方法，制动板可以在0-75
°
范围内调节，从而可以根据制动需要获得相应的制动力。
30.4、本发明提供的基于液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置及其工作方法，简化了结构设计和人员操作，装置结构简单，安装与维修方便；使用风能作为工作介质，不额外消耗能源；在电力失效时仍然实现制动；不依赖于轮轨黏着力，无磨耗、无污染，在高速动车组超过300km/h的速度运行时使用制动优势更加明显。
31.综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术中仅能实现单向制动且所公布的风阻制动装置的共同问题是驱动依赖于电力的问题。
32.基于上述理由本发明可在高速列车制动装置等领域广泛推广。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明双向风阻制动装置的整体结构示意图。
35.图2为本发明双向风阻制动装置的整体立体结构示意图。
36.图3为本发明双向风阻制动装置闭合状态图。
37.图4为本发明双向风阻制动装置单侧开启状态图。
38.图5为本发明双向风阻制动装置的风阻板示意图。
39.图6为本发明双向风阻制动装置的连杆示意图。
40.图7为本发明双向风阻制动装置的底座示意图。
41.图8为本发明双向风阻制动装置启动后(即工作状态)示意图。
42.图9为本发明双向风阻制动装置启动后(即工作状态)正视图。
43.图10为本发明双向风阻制动装置收纳后(即非工作状态)示意图。
44.图中：1、双向液压缸；2、活塞杆；3、连杆；4、风阻板；5、轴销ⅰ；6、轴销ⅱ；7、箱体；8、丝杆；9、底座；10、螺栓；11、受电弓；12、空调机组；13、风阻制动装置。
具体实施方式
45.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
46.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
48.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
49.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
50.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
51.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
52.为克服现有技术所存在的问题，如图所示，本发明提供了一种基于液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置，通过携带微型液压泵在需要制动时驱动制动板展开，从而克服现有制动装置对电力驱动的依赖。根据列车行进方向和制动需要，通过液压驱动，实现双向制动，克服目前仅能实现单向制动的缺陷，并进一步简化制动装置本身结构并提高制动效果。制动板可以在0-75
°
范围内调节，从而可以根据制动需要获得相应的制动力。
53.所述制动装置为整体安装于列车顶部的外置式风阻制动装置，或安装于车顶内部的内置式风阻制动装置；所述制动装置包括相邻的两个风阻制动单元，两个风阻制动单元上共设置有两块风阻板4，每个所述风阻制动单元上各设置一块风阻板4，两块所述风阻板4与同一个驱动机构相连且由驱动机构驱动开启和关闭，两块风阻板4制动的开启方向相反，可实现高速列车运行中风阻板4的双向打开。
54.作为优选的实施方式，所述风阻制动单元还包括箱体7和两个连杆机构，所述箱体7安装在列车的顶部，两块风阻板4转动连接在箱体7两侧，驱动机构安装于箱体7内，每个连杆机构的一侧与一个风阻板4转动连接，另一侧与驱动机构相连，驱动机构通过两个连杆机构控制两侧风阻板4的开启与关闭。
55.作为优选的实施方式，所述驱动机构采用双向液压缸1，所述双向液压缸1水平放置于箱体7内，通过双向液压缸1来产生动力；所述双向液压缸1两端设有两个活塞杆2，分别与两个连杆机构相连，两端活塞杆2分别做往复伸缩运动来为两个连杆机构提供动力，以控制两侧风阻板4的开启与关闭。
56.作为优选的实施方式，所述连杆机构采用牛角叉形连杆3，所述连杆3由竖杆一、横杆和两个竖杆二组成，竖杆一的一端通过转轴与活塞杆2转动连接，另一端与横杆的中部焊接连接，横杆的两端与两个竖杆二的一端焊接连接，两个竖杆二的另一端通过转轴与风阻板4下侧转动连接，以控制双向风阻板4的开启与关闭；本实施方式中，竖杆一与横杆垂直连接，两个竖杆二垂直焊接在横杆的两端。
57.所述连杆机构由不锈钢铸造，以减小锈蚀且能提供足够高的强度。
58.作为优选的实施方式，所述双向液压缸1通过丝杆8安装在箱体7内，丝杆8的两端通过底座9固定箱体7两侧内壁上，丝杆8上分布的螺纹用于固定双向液压缸1，双向液压缸1通过螺纹连接安装在丝杆8上；通过调节丝杆8的位置间接来调整双向液压缸1的位置。
59.作为优选的实施方式，所述风阻板4上设有三个轴孔，分别为一个长轴孔和两个短轴孔，长轴孔位于风阻板4的侧面，两个短轴孔分别位于风阻板4下侧且距离为从长轴孔端量起的三分之一处，长轴孔通过转轴转动连接在箱体7上，两个短轴孔分别与连杆机构通过转轴相连接。
60.作为优选的实施方式，所述风阻板4与箱体7底板间的夹角为0-75
°
；
61.所述风阻板4由铝合金制成，两侧的风阻板4闭合时相距10mm，确保两侧的风阻板4在开启和闭合时不产生干涉影响；
62.两侧风阻板4完全闭合时与列车车身平行。
63.作为优选的实施方式，所述箱体7为单元式箱体，固定嵌入于列车顶部；所述箱体7由铝合金制成，设有两个侧板和一个底板，两个侧板的上端设有分别用于安装两块风阻板4的转轴，每个侧板上均开设有用于安装两个底座9的四个螺纹孔。
64.作为优选的实施方式，所述丝杆8设有两个，由不锈钢车削螺纹制成，双向液压缸1通过自身的螺纹孔与丝杆8相连接，实现双向液压缸1的固定；
65.所述底座9由铝合金制成，其上设有一个螺纹孔和两个螺栓孔，螺栓孔内配合连接有螺栓10，底座9通过两个螺栓10连接在箱体7的侧边内部，丝杆8通过螺纹与底座9的螺纹孔相连以固定在箱体7上。
66.本发明还提供了一种基于液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置的工作方法，包括如下步骤：
67.在高速动车组高速运行状态下，需要采用风阻制动时，由中央系统控制的双向液压系统开始工作，由丝杆8进行固定的双向液压缸1的一端迅速伸展，活塞杆2伸出，推动安装于轴承上的连杆3，连杆3可以绕着活塞杆2一端的销轴ⅱ6旋转，连杆3推动风阻板4升起，升起的风阻板4与车体顶板成一定角度，从而阻止车体外侧气流的流动产生空气阻力，使列车获得风阻制动力；
68.当列车反方向运行时，安装于丝杆8上的双向液压缸1另一端迅速伸出，可推动安装于轴承上的风阻板4的另一侧迎风伸出车体，与车体顶板或侧墙板成一定角度，从而阻止车体外侧气流的流动，产生空气阻力，使列车获得风阻制动力；
69.当制动结束时，活塞杆2开始收缩带动连杆3运动，连杆3一端的风阻板4开始下降闭合直至下降到与列车车身平行；风阻板4的闭合后内表面收纳后贴合在车顶。
70.本发明能够解决现有风阻制动装置存在的主要问题，即采用一个小型油缸同时驱动两个风阻制动板，风阻板可以在0-75
°
内调节开启角度，以根据制动需要获得相应的制动力，并根据列车的行进方向实现双向制动。因此，本发明结构简单，安装方便，不依赖电力，在列车出现紧急状况或电力出现故障时，可为高速列车的紧急制动提供可靠的制动力，也可以用于常用制动。
71.本发明可以在如今的高速列车上安装使用，采用一个液压驱动装置带动两个风阻板，具有双向制动能力，驱动装置占据空间较小的优点。收合后的风阻制动装置贴合在车
顶，不影响高速列车整体外观效果，不会增加动力消耗。该装置具有结构简单，重量轻，安装方便，反应速度快，适应性广等特点。本发明装置对气候环境、路况要求不高，可以适用于行驶环境严峻的环境如高原，冻土地带，沙尘暴，雨雪天气。
72.实施例1
73.如图1-10所示，一种基于双向液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置，包括风阻板4(风阻制动板)、单元式箱体、连杆机构、丝杆8、双向液压油泵(为双向微型液压油泵，即双向液压缸1)、底座9、转轴。液压驱动机构(双向液压油泵)和连杆机构安装在箱体内。单元式箱体由铝合金制成，单元式箱体上两侧有安装风阻板的转轴，且两侧箱体墙上有安装底座的螺丝孔，单元式箱体固定嵌入于列车顶部。风阻板由强度高且质量较轻的铝合金制成，装配于单元式箱体的转轴上，两侧的风阻板闭合时相距10mm，可确保两侧的风阻板开启和闭合时不产生干涉影响。液压驱动机构由双向液压缸来产生动力，双向液压缸两端都有活塞杆，两端的活塞杆分别可以做往复运动来为机构提供动力，双向液压系统(双向液压油泵)水平放置于单元式箱体内。连杆机构是由不锈钢铸造，以减小锈蚀且能提供足够高的强度，连杆机构的一端与风阻板通过转轴连接，另一端也通过转轴与活塞杆通过转轴相连，以控制双向风阻板的开启与关闭。丝杆是由不锈钢车削螺纹制成，丝杆上的分布的螺纹一是固定双向液压油缸(双向液压缸1)，双向液压油缸通过螺纹连接安装在丝杆上；二是可以通过调节丝杆的位置间接的调整双向液压油缸的位置，丝杆通过底座固定到箱体上。驱动机构通过推动连杆机构进行伸缩运动，以控制双向风阻板的自动开启与回收；丝杆通过基座(底座)固定到箱体上；双向微型液压油泵的两端分别与两个连杆通过轴销连接，连杆通过销轴与风阻板进行连接；双向液压油泵与丝杆通过螺纹连接；风阻制动板的内表面收纳后贴合在车顶。整套风阻制动装置13可以实现模块化，在列车正常运行期间，贴合在车顶，与列车整体外观保持一致。制动开始时，由中央系统控制的双向液压系统开始工作，一侧的活塞杆开始伸出，连接在活塞杆上的连杆机构也开始运动带动一侧的风阻板慢慢升起达到一定角度时停止运动开始产生阻力进行制动，当制动结束时，一端的活塞杆开始收缩带动连杆机构运动，连杆机构一端的风阻板开始下降闭合直至下降到与车身平行；风阻制动板的闭合后内表面收纳后贴合在车顶。
74.本实施例中，风阻板上有三个轴孔，一个长轴孔和两个短轴孔，长轴孔的位置位于风阻板的侧面，两个短轴孔分别位于风阻板下侧且距离为从长轴孔端量起的三分之一处，风阻板的长轴孔通过转轴连接到单元式箱体上，两个短轴孔分别与连杆机构通过转轴相连接。风阻板绕单元式箱体上的转轴进行转动运动。箱体上设置有两块风阻板，两块风阻板制动的开启方向相反，可实现高速列车运行中风阻板的双向打开。
75.本实施例中，驱动机构为双向液压油缸驱动，双向液压油缸两端分别有两个活塞杆，两个活塞杆都可以进行伸缩运动来为整个装置提供动力。
76.本实施例中，连杆机构是整个系统的支撑动力传动和支撑部分，整个装置上有两个连杆，连杆形状为牛角叉形，连杆的一端通过转轴与风阻板下侧的两个短轴孔通过转轴相连接，另一端也是通过转轴与双向液压系统的活塞杆相连接，活塞杆运动带动连杆运动。
77.本实施例中，风阻板与箱体的底板间的夹角为0-75
°
。
78.本实施例中，箱体是由铝合金制成，有两个侧边和一个底面，两个侧边上端有两个转轴用于安装风阻板，每个侧边上有四个螺纹孔用于安装两个底座，箱体固定嵌入列车顶
部。
79.本实施例中，底座是用来固定丝杆的，底座由铝合金制成，底座上面一共有一个螺纹孔和两个螺栓孔，底座通过螺栓连接在箱体的侧边内部，丝杆通过螺纹与底座的螺纹孔相连固定在箱体上。
80.本实施例中，整个装置共有两颗丝杆，双向液压缸通过自身的螺纹孔与两个丝杆相连接，达到固定双向液压油缸。
81.实施例2
82.一种基于液压驱动的高速动车组双向风阻制动装置，包括相邻的两个风阻制动单元，每个风阻制动单元包括各自的风阻板，制动装置安装于列车的顶部(外置式风阻制动装置)或安装于车顶内部(内置式风阻制动装置)，风阻板安装于箱体上基板的转轴上并绕各自转轴转动进行启闭。
83.本实施例中，风阻制动单元包括箱体7、连杆机构以及驱动机构(双向液压缸1)，箱体安装在列车的顶部，丝杆8、底座9以及驱动机构安装于箱体7上，连杆机构的两端分别连接双向液压缸1与风阻板4，风阻板固定套装于转轴上，驱动机构通过轴销ⅱ6连接于连杆机构，通过驱动机构带动连杆机构，然后通过连杆机构带动风阻板4，使风阻板4绕转轴转动。
84.本实施例中，箱体7上固设有转轴，转轴穿设于风阻板支座上。
85.本实施例中，连杆机构具有两组，连杆机构包括中间的连杆3以及两侧的曲柄，曲柄的顶端通过轴销与连杆3连接，曲柄的另一端实质就是液压油缸的活塞杆2，风阻板4下固设有连杆支座，风阻板的底端连杆支座与连杆3通过轴销ⅰ5连接。
86.本实施例中，驱动机构包括双向液压缸1(双向液压油缸)以及活塞杆2，双向液压缸1与丝杆8相连接，丝杆8两端有底座9固定在箱体上，双向液压油缸上设有活塞杆2，活塞杆2与连杆3用轴销ⅱ6连接。
87.本实施例中，风阻板4包括相对的供轴转侧以及供启闭侧，连杆支座固设于供启闭侧，底座位于供启闭侧之下。
88.本发明通过将两个风阻制动单元中的转轴连接以实现两块风翼板(风阻板)沿相反的轴转方向开启或关闭。需要制动时，根据列车的运行方向开启不同的风阻板，一块风阻板展开，则另一块则闭合，两块风阻板配合进行，以调节制动力。
89.具体地，如图1至图4所示的一种高速动车组双向风阻制动装置，包括风阻板4(风阻制动板)，风阻板4一端通过轴承铰接于单元式箱体7，风阻板4另一端通过轴销ⅰ5铰接于连杆3，连杆3的另一端与活塞杆2的一端通过铰接连接，该装置为关于双向液压油缸中心线对称，该装置另一半的对称部分同上。箱体外加或内置安装于高速动车组车顶。双向液压油缸与丝杆进行螺纹连接相连，四个底座与箱体两内壁通过螺栓相连，丝杆两端分别与底座通过螺纹连接相连，凡螺栓连接处均放置橡胶减震垫。
90.其中，双向液压油缸是风阻板开启的动力来源；风阻板收回时与车体顶板表面严密贴合，不影响高速动车组整体外观效果及空气动力学性能；风阻制动板工作时，可与列车行进方向形成0-75
°
展开角，以调节制动力的大小。(单位n)
91.角度30
°
45
°
60
°
75
°
阻力262948.4727724.7228725.9833225.43
92.在高速动车组高速运行状态下，需要采用风阻制动时，由丝杆进行固定的双向液
压油缸的一端迅速伸展，活塞杆伸出，推动安装于轴承上的连杆，连杆可以绕着活塞杆一端的销轴ⅱ旋转，连杆推动风阻板升起，升起的风阻板与车体顶板成一定角度，从而阻止车体外侧气流的流动产生空气阻力，使列车获得风阻制动力。当列车反方向运行时，安装于丝杆上的双向液压油缸另一端迅速伸出，可推动安装于轴承上的风阻制动板的另一侧迎风伸出车体，与车体顶板或侧墙板成一定角度，从而阻止车体外侧气流的流动，产生空气阻力，使列车获得风阻制动力，如图4所示。
93.本发明的双向风阻制动装置，用于固定编组、两端均设有驾驶室，无需掉头即可进行换端操作的双向行驶高速动车组；与传统的高速动车组风阻制动装置不同，本发明所提供的风阻制动装置可以根据高速动车组行进的方向不同，而采用与行进方向一致的展开方式，从而使用一套装置即可进行双向制动。
94.本发明的双向风阻制动装置，可外加或内置安装于高速动车组动车及拖车车辆的车顶，如图8至图10所示。该装置在非工作状态收纳并贴合与车顶，不影响高速动车组整体外观，不增加列车的高度，如图10所示。
95.本发明的双向风阻制动装置安装在高速列车车顶时，必须合理确定位置，既要不影响受电弓11的安装，也不要影响空调机组12的安装。高速列车一般采用八辆车编组，根据计算结果，头车、尾车布置三组风阻板，中间车(即第四或第五辆车)布置五组风阻板，布置如图8～图10所示。
96.在完成上述实施后，应能够体现本发明的以下特点：
97.简化了结构设计和人员操作，装置结构简单，安装与维修方便；使用风能作为工作介质，不额外消耗能源；在电力失效时仍然实现制动；不依赖于轮轨黏着力，无磨耗、无污染，在高速动车组超过300km/h的速度运行时使用制动优势更加明显。
98.整个系统采用plc(可编程控制系同)司机室安装简单的可触屏plc控制系统。
99.编程指令如下：
[0100][0101]
i/0地址分配表
[0102][0103]
当司机按住sb0时即推出按钮，此时风阻板升起，当司机按住sb1时即返回按钮风阻板闭合。
[0104]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。