动车组盘形制动能耗再生装置

1.本实用新型属于轨道交通领域，尤其涉及一种动车组制动装置。


背景技术：

2.动车组制动方式有很多，其中盘形制动运用最为广泛，盘形制动形式分为轴盘制动和轮盘制动，均是通过闸瓦紧贴制动盘，将车辆的动能以机械摩擦的方式转换为热能。目前盘形制动方式广泛应用于包括国内大多数动车组在内的高速车辆上，由于盘形制动会产生大量热量，对制动盘和轮对会产生不良影响，同时排放到空气当中对环境会造成污染，随着全球范围内人口不断增长及工业化的不断推进，能源供应紧张、利用率低、污染严重等问题日益突出。相较其他发电方式而言，温差发电技术具有清洁、无污染、效率高、寿命长、可靠性高等特点，该技术利用半导体材料进行热电转换，实现对热量的有效利用，并在军工、汽车等领域有一定的应用，例如：在汽车领域中，温差发电装置安装于汽车排气系统中，用于对汽车尾气中的高温能量进行回收利用。但温差发电技术目前尚未应用于动车组盘形制动中，且市面上已投入使用的温差发电装置的热电转换效率还不算特别高，其主要原因为冷端不能够保持一定的低温、散热效果不佳，从而无法达到较高的温差发电效率。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提出一种动车组盘形制动能耗再生装置，用以解决现有盘形制动产生的高温对制动盘和车轮产生不良影响并污染环境的技术问题。
4.本实用新型提出的一种动车组盘形制动能耗再生装置主要是在现有盘形制动器的基础上增设的装置，制动器部分与现有技术大致相同，它包括制动盘，制动盘通过过盈配合以及螺栓组安装在车轴上，制动盘上安装制动钳体，制动钳体与制动盘之间安装刹车片；所述刹车片的内部具有气体通道，刹车片上设有与上述气体通道连通的进气口和出气口；所述制动盘的附近具有温差发电组件，该温差发电组件包括壳体，壳体内设有条形气腔，壳体上具有分别与气腔连通的进气管和出气管，进气管通过管路与上述刹车片内部气体通道的出气口连通，出气管通过管路与气泵的进气端连通，所述气泵的出气端通过管路与上述刹车片内部气体通道的进气口连通，所述气腔的外部套接有由若干个温差发电片组成的环形发电片组，发电片组与壳体内壁之间填充制冷剂。
5.进一步的，所述刹车片内部的气体通道沿其边缘设置一圈，相对的气体通道部分之间连通若干个中间气道，使吸热更加均匀。
6.进一步的，所述壳体上的进气管的内径大于出气管的内径，以提高热转化效率。
7.进一步的，所述发电片组由6个温差发电片组成，这6个温差发电片每相邻两个呈120
°
连接。
8.与现有技术相比，本实用新型具有如下有点：
9.1.本实用新型能够将动车组盘形制动上产生的热量转化为可以利用的电能，一方面减少了高温对制动盘及轮对的不良影响，另一方面通过减少热量排放降低对环境的污
染，同时提高了能源的利用率，符合了动车组节能环保的要求。
10.2.本实用新型在装置气体管路中充满大量热敏气体来收集并传递制动盘上的热能，并通过气泵来保证气体的流动，保证热量传递的稳定性和连续性，运用了热电转化材料，将热能转换为电能，同时将多对p型和n型热电转换材料连接起来组成模块，可产生较大电压并运用在动车组盘形制动装置上，实现能耗再生。
11.3.本实用新型的温差发电组件中设置了冷却部件，能够提高温差发电片两侧的温差进而提高装置的热电转换率，温差发电装置在发电过程中具有无噪音、无磨损、体积小、质量轻、不影响动车组正常运行等优点。
附图说明
12.图1为本实用新型的立体示意图。
13.图2为本实用新型的主视示意图。
14.图3为本实用新型的发电片组的爆炸示意图。
15.图4为图3的a部示意图。
16.图5为图4的b-b示意图。
17.图6为本实用新型的刹车片剖面示意图。
具体实施方式
18.接下来就结合附图对本实用新型作详细说明
19.如图1-图6所示的动车组盘形制动能耗再生装置，包括制动盘2，制动盘通过过盈配合以及螺栓组8安装在车轴3上，制动盘上安装制动钳体5，制动钳体与制动盘之间安装刹车片4，所述刹车片的内部具有气体通道4-3，气体通道沿其边缘设置一圈，相对的气体通道部分之间连通若干个中间气道4-4，刹车片上设有与上述气体通道连通的进气口4-2和出气口4-1，所述制动盘的附近具有温差发电组件1，该温差发电组件包括壳体1-6，壳体内设有条形气腔1-2，壳体上具有分别与气腔连通的进气管1-3和出气管1-1，进气管的内径大于出气管的内径，进气管通过管路6与上述刹车片内部气体通道的出气口连通，出气管通过管路与气泵7的进气端连通，所述气泵的出气端通过管路与上述刹车片内部气体通道的进气口连通，所述气腔的外部套接有由6个温差发电片并且每相邻两个呈120
°
组成的环形发电片组1-5，发电片组与壳体内壁之间填充制冷剂1-4。
20.工作时，刹车片的气体通道4-3内事先通有热敏气体用来传递制动盘2上面的高温热量，热敏气体从温差发电组件1中出来之后经过气泵7的加压，流回刹车片4进行再次吸热，热敏气体从刹车片出气口4-2中流出后，流经温差发电组件1形成一个循环。温差发电组件1基于热电转换原理可产生电能，即可应用于动车组盘形制动装置实现能耗再生，温差发电组件中间布有温差发电片组1-5，两侧分别为冷端和热端，形成温差，输出电能，制动盘2温度足够高，保证温差发电片组1-5冷端的低温以提高其两侧的温差，采用制冷剂1-4来实现冷端低温，同时辅助以风冷。由于高速动车组运行速度较高，车下制动盘2附近空气流速较大，可以达到近似强制风冷的效果来实现冷端低温、提高温差发电组件1的温差进而增加电能的输出，同时输出的电能用于气泵7的供电，气泵7来推动气体在气体管路6中的流动，产生的电能也可通过dc/dc变换电路升压，回馈至动车组原有的110v蓄电池，用作动车组自
身其他电气设备的能量来源，从而实现对能源的高效利用。


技术特征：
1.一种动车组盘形制动能耗再生装置，包括制动盘，制动盘通过过盈配合以及螺栓组安装在车轴上，制动盘上安装制动钳体，制动钳体与制动盘之间安装刹车片，其特征是：所述刹车片的内部具有气体通道，刹车片上设有与上述气体通道连通的进气口和出气口；所述制动盘的附近具有温差发电组件，该温差发电组件包括壳体，壳体内设有条形气腔，壳体上具有分别与气腔连通的进气管和出气管，进气管通过管路与上述刹车片内部气体通道的出气口连通，出气管通过管路与气泵的进气端连通，所述气泵的出气端通过管路与上述刹车片内部气体通道的进气口连通，所述气腔的外部套接有由若干个温差发电片组成的环形发电片组，发电片组与壳体内壁之间填充制冷剂。2.根据权利要求1所述的动车组盘形制动能耗再生装置，其特征是：所述刹车片内部的气体通道沿其边缘设置一圈，相对的气体通道部分之间连通若干个中间气道。3.根据权利要求1或2所述的动车组盘形制动能耗再生装置，其特征是：所述壳体上的进气管的内径大于出气管的内径。4.根据权利要求1或2所述的动车组盘形制动能耗再生装置，其特征是：所述发电片组由6个温差发电片组成，这6个温差发电片每相邻两个呈120
°
连接。

技术总结
一种动车组盘形制动能耗再生装置，包括制动盘，制动盘通过过盈配合以及螺栓组安装在车轴上，制动盘上安装制动钳体，制动钳体与制动盘之间安装刹车片，其特征是：所述刹车片的内部具有气体通道，刹车片上设有与上述气体通道连通的进气口和出气口；所述制动盘的附近具有温差发电组件。本实用新型与现有技术相比具有减少高温对制动盘及轮对的不良影响，减少热量排放，降低对环境的污染等优点。降低对环境的污染等优点。降低对环境的污染等优点。


技术研发人员：张轶博 韩易轩 李永华 吴永鑫 白林鹭
受保护的技术使用者：大连交通大学
技术研发日：2022.06.02
技术公布日：2022/10/28