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本期视频主要内容： 大货车在下大长坡时，刹车系统会因为刹车太久温度过高而失灵，如果不采取措施，就会造成惨烈事故。所以大货车一般都自配水箱，一边下坡一边给刹车鼓浇水降温。这个水箱对于大货车司机是个负担。发明人夏海龙研制的一种新型的大货车制动系统——轮式制动车桥，让容易产生高温的刹车片暴露在外，自然降低温度，省去浇水降温。（《我爱发明》 20150213 超级制动）
发明人联系方式：夏海龙 18986882288
《超级制动》花絮：在平原地区生活的人，很难知道山区公路有个很大的危险，就是大货车在下大长坡时，刹车系统会因为刹车太久温度过高而失灵，如果不采取措施，就会造成惨烈事故。所以，那里的大货车一般都自配水箱，一边下坡一边给刹车鼓浇水降温。这个水箱对于大货车司机是个负担。
这是目前陆地上速度最快的跑车。也许你永远没有机会将一部超级跑车开到时速407公里,不过如此惊人的速度会让每一个人热血沸腾。
“我的确开过它,当时我的时速达到了350~370公里,非常快,所有的东西都向身后飞速倒退,我得非常小心谨慎地开,因为眼前的物体一瞬间就不知道到哪儿了。”布嘉迪汽车销售、市场及客户服务总监爱力士德·斯图尔特(Alasdair Stewart)兴奋地谈起自己驾驶这款超级跑车的感受。
这款超级跑车就是布嘉迪威航16.4 Grand Sport-W16发动机,1001匹马力,从0到100公里加速时间少于2.7秒,与此相对应,从100到0公里的制动距离仅为31.4米,只需2.3 秒。今年4月23日,在第十一届中国(北京)国际汽车展览会上,它的出现吸引了无数人的目光。
爱力士德·斯图尔特在采访中对《新营销》记者表示:“在中国,内地有两辆,香港有两辆。”4月23日,第十一届中国(北京)国际汽车展览会开幕当天,这款价值165万欧元(不含税,增值税加奢侈品税相当于一部车价)的超级跑车被当场订购。
有人形象地称布嘉迪威龙“4个轮子抵得上一辆保时捷,踩一脚刹车就要花掉数百元人民币”。在2008年第九届中国(北京)国际汽车展览会上,布嘉迪威龙首次在中国展出,展出当天,重庆力帆集团董事长尹明善的少公子尹喜地就以2500万元订购了一辆。而力帆集团2009年为其足球俱乐部的投入也不过3000万元,这辆车几乎是力帆足球俱乐部一年的费用。
威航系列限量销售300辆,现在已经销售出去260辆。威航16.4 Grand Sport限量销售150辆,如今的订单数超过了30辆。这款定位如此高端的超级跑车,注定有着非同一般的营销策略—既不同于豪华车法拉利,也不同于高档品牌奔驰。
对话:
《新营销》:我们都知道布嘉迪是豪华车中的豪华车,那么布嘉迪到底有什么特别的价值吸引消费者花巨资购买?布嘉迪在中国如何定位目标消费群?这个群体是怎样的一群人?他们和欧美消费者有何不同?
爱力士德:我们的宗旨是“艺术、形式、技术”,布嘉迪汽车是一件艺术品,它的价值就体现在三者完美、和谐的结合。在设计上,车的外观非常好,很有创意;性能也非常卓越,能够以非常高的速度驾驶。布嘉迪本身不是一个纯粹的艺术品,实际上它是把艺术的想法、艺术的精神,包括美术、手工的东西,很好地运用到车的设计、制造上面,它并不是为了艺术而艺术。总而言之,它是艺术和技术的完美结合,这是我们对布嘉迪的特殊定位。并不是说你花很多钱买就一定好,事实上这些顶级奢侈品有内涵的价值在里面。所以对我们来说很重要的就是整个工艺、手工的质量、技术和工程的高水平,把它们有机地结合在一起,这是我们要强调的。
说到目标消费群体,中国和欧美消费者没有特别大的区别。我们发现中国非常有钱的人,非常注重隐私,不愿意张扬,这是我们考虑的问题。不过,不管来自世界上哪一个国家,我们的客户,第一是汽车收藏家,他们大都收藏了20辆、30辆不同款式的汽车;第二是热衷于汽车的粉丝;第三是年纪稍微大一点的亿万富翁,因为你得有一定的财富累积才消费得起布嘉迪。我要补充的是,年龄上在中国差不多是40岁以上,欧洲可能是45岁或更年长一些。
《新营销》:威航16.4 Grand Sport限量销售150辆,那么针对中国市场定位,你们预期的销售是多少辆?
爱力士德:首先要测算有多少个10亿元以上的富翁,根据报道中国现在有5.1万名亿万富翁。但这其中并不是所有人都对汽车感兴趣。可能有人对汽车充满了激情,有人喜欢私人飞机,有人喜欢艺术品,有人喜欢有了钱以后做慈善事业,所以你必须从5.1万人中做筛选,看看有多少人真正能成为我们的客户。开始的时候当然有一个转换量,从一个大的数字转到最后购买的人,一开始恐怕是50~60人。我们觉得每年在中国应该卖到2~3辆,这是我们的预期。
举一个例子,去年在上海布嘉迪100周年庆典上,我们搞了一个Party,大约有100人应邀参加。有一些潜在的目标消费者,还有一些明星,最后邀请几个人试驾。他们已经拥有汽车,都是法拉利之类的。最后应邀到法国的为5人,最终购买的为1~2人。
我们进入中国已经两年时间,建立了完善的基础设施和销售网络。布嘉迪越来越得到更好的认知,在服务方面也是越来越有保障,所以更多的人愿意买布嘉迪。
另外,我想说的是,尽管遇到了全球金融危机,但这种顶级奢侈品不会随着市场的萧条或者变动受到多大的影响。
《新营销》:这类顶级豪华车的品牌营销策略是怎样确定的?除了常规的推广方式,有什么特殊的方法可以接触目标人群?布嘉迪从2008年进入中国市场到现在,有没有采取一些特别的市场营销手段提升销量?
爱力士德:我们都是一对一地针对客户,因为这些客户非常注重隐私,他们不喜欢成群结队,不喜欢开大的Party,而是喜欢很小范围的活动。所以我们必须把目标定得非常窄,非常仔细地找到这些客户,而且我们的销售周期非常长,我们要大量搜集信息,包括一些技术层面的对接,比如布嘉迪是怎样起作用、怎么开、售后服务怎么样,要做大量的工作才能找到客户。
你要下定决心,一步一步地走,经历整个流程,最后到达成功的彼岸。第一步你找到哪些有可能成为你客户的人,然后看他们的消费能力够不够强,有没有相应的机制或者条件,是不是我们想要的客户类型。然后是热身阶段,比如说讲品牌方面的知识、产品方面的信息。如果觉得有希望,就可以邀请他们到我们的工厂所在地看汽车是怎么做出来的,进一步沟通细节问题。
两年来我们在逐步了解、学习并理解中国市场。买主对车的质量、采用什么样的技术更为关注,我们了解到了这种不同的兴趣。什么材料、有什么特色、价值怎么样、售后服务怎么样,所以他们会有不同的行为。
《新营销》:你如何理解销量与顶级奢侈品品牌价值之间的关系?今后你们有没有与时尚品牌或者艺术品牌进行跨界合作的计划?
爱力士德:其实两者是息息相关的,因为你的量很小,又是顶级奢华,所以必须有高价值,而最高的价格是你进入超豪华奢侈品俱乐部的一个凭证。
我们不排除跨界合作的可能,但是两个品牌必须非常匹配。如果有其他品牌,能够显示出与我们的品牌自然连接或者有渊源,我们会认真考虑的。但是它必须是非常合适的合作,因为这样的合作有利于品牌延伸。但是我们绝对不能走到极端,无休止地拼命延伸。
爱马仕和我们合作,这非常合适。两个品牌有一种历史渊源,而且过去就合作得很好。布嘉迪先生和爱马仕先生当初是朋友,他们互相为对方的品牌生产过产品。而且这两个品牌
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混合制动：未来汽车技术
摘要：
汽车线控制动系统已成为有前途的车辆制动控制方案并且在提高制动性能方面优于常规
的液压系统。但这些制动器需要高功率产生的驱动力同时也面临堵塞的问题。本文提出了一种新颖的方法来提高制动性能，并处理线控系统引入混合制动系统的制动问题。本系统采用固定的通过单信道的无线电频率，并基于超高频波段。该系统联接用高效压力传感器和热传感器来检查各种参数。齿条和小齿轮是作为驱动系统来强制朝向转子的垫。就高效率而言，齿条和小齿轮更优于其他的，同时是廉价的并且容易安装。实验进行，混合制动系统的刺激是通过软件做到的，该软件显示的结果支持了新推荐的系统。
关键词：
防抱死制动系统；滚珠丝杠；电机械制动；液压制动；齿轮齿条；射频无线通信系统，无线系统。
I引言
成千上万的司机在路上恐慌的想刹车时我们看到的只有刹车灯[1]。每个人都想要一个更高性能的并且更安全的制动系统，所以制动系统需要我们投入更多的关注。任何具有强大的协调的制动系统的车都会增强驾驶员的信心，同时增加驾驶乐趣。设计制动系统所做的并只需要做的一件事就是停止车辆。好的系统与坏的系统之间的差异就是在最不利的条件下它如何工作。一个好的制动系统提供的最好回报，不是来自于本身制动功率的增长[2]，而是在与它提供给司机的信心，一致性和可控性。制动操作是进行反向的加速。后者是把燃料的热能转换成汽车的动能，而前者是将车的动能转化为热能。他们反复刹车是为了使车减速或停车。紧张的城市交通状况，走走停停，需要大量手制动杆和制动踏板。制动是一个复杂的能量转换过程[3-5]在刹车时通过将车辆的动能转化为热能同时轮胎在道路接口。摩托车司机进行制动是通过用一个力踏在称为制动踏板的脚动杠杆上。在任何情况下，驱动力的大小被称为踏板力。在制动过程中，踏板力的应用导致致动杆移位引起的制动液冲压。流体被看作是不可压缩的，因此利用帕斯卡定律踏板力被传递到给制动转子。制动系统将车辆的动能转化为热能，通常称为热。今天的汽车车轮制动器通常由脚踏板操作，简称行车制动器。后轮上的刹车一般可以通过手柄操作，并且被用来停车称为停车制动[6]，但他们可以在紧急情况下使用，因此称为紧急刹车。制动系统设计应体现可靠性能，控制的严谨性，同时在紧急情况下加快减速的过程[7]。
制动器可分为以下三组：
•摩擦制动器
•液压制动器
•电子制动器
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在汽车或轻型汽车中最常见的制动系统是摩擦制动器。后面的两种类型使用于重型卡车。液压制动器的原理是：一个腔室内有一个叶轮，叶轮通过车轮的转动而旋转，这样，如果该腔室充满流体，通常是水，搅动动作发生的同时动能转换成热能，从而提供一个制动力。为了消散热量，水可以通过散热器循环。这种类型的主要缺点是，很难精确的控制制动力，并且高车速时提供大的制动力。在低转速时，它也可以提供非常小的制动力，车轮不旋转的时候不提供制动力。电子制动器有一个由车轮驱动的发电机。该发电机将动能转换成电流。当此电流通过电阻时就会产生热。它和液压制动器具有相同的缺点。由于这个原因，相当多的车辆都配备有摩擦制动器，包括盘式和鼓式制动器。摩擦制动器使用这样一个概念：一个旋转表面与固定表面摩擦，那么旋转表面的速度下降。这是由于摩擦在旋转和非旋转物体之间。这些盘制动器和鼓式制动器是液压制动系统的一部分。许多正在进行的研究试图制动过程中使用超级电容器[8]。这个系统的优点是易于构造，四个车轮提供了相同的刹车力，制动衬片灵活性好。液压制动系统几乎被广泛应用于每一个机动车。盘式制动器在前轮，鼓式制动器在后轮。但这个系统也有一些缺点，液体泄漏会导致制动系统完全失效，这要求每一个部分的常规检查特别是制动液、软管和电线。液压系统的一个主要缺点导致引入在制动方面的新概念，即通过电线[9-11]制动。这种系统也有其自身的缺点，如堵塞和杂乱的电线。所以，本文提出了一种新的制动系统称为混合制动系统。这是在研究工作中的创新，将会克服传统制动系统的主要缺点。
混合制动系统由各部分机电致动器[12]，无线系统[13]，电机[14]，齿条和小齿轮[15]，制动卡钳和制动转子等组成。这将是一个很有前途的车辆制动控制方案，并将增强安全性和舒适性。这系统比传统的和机电制动系统有更多的优点，但其在不同条件下的容错性仍需要被研究。本文内容如下。第二部分是水力机电制动系统。第三部分提出的混合制动系统。第四部分是关于混合制动系统的实验分析包括齿轮的有限元分析，和在不同的条件下驱动力的实验数据，最后给出结论。
Ⅱ现代制动系统 大多数车辆具有液压制动系统，但很少同时具有线控制动系统。
A液压制动系统 在制动过程中，踏板力通过机械液压系统作用施加制动转矩给车辆的四个车轮。制动转矩被车轮的惯性和在轮胎和道路之间的摩擦力阻碍，最终结果是车辆的减速。液压制动系统的各个部分遵循:
1）制动踏板：刹车踏板的存在使司机的脚施加的力倍增。人类正常的力是100磅正如车辆的人类工程学。 2）主缸：制动液的运动和压力由主缸活塞产生。该活塞利用一个简单的连杆和推杆连接着制动踏板。典型的现代公路车有一个含两个活塞主缸，而赛车通常配备单独的主缸。
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3）制动液：由踏板到卡尺的力通过制动液传输。制动液是不可压缩的。最常见的制动液是DOT3，DOT4[2]（运输部）。
4）制动软管：制动液，制动配管和软管的功用是将液压从主缸传送到位于轮端的卡尺。这部分子系统必须由柔性材料构成，因为车轮端部与车辆的簧下质量是相关的。
5）卡钳组件：它包含刹车垫和移动垫子阻碍转子表面的液压活塞。有许多类型的卡尺。他们在材料，结构设计和活塞装备方面是不同的。它是用来固定住垫子以免在转子侧面产生摩擦。
6）刹车片：附有摩擦材料，产生制动摩擦黎阻碍旋转转子组件的旋转。
7）转子：作为制动系统的主散热装置。它的职责是转子产生制动转矩作为刹车片的函数摩擦力。 液压制动器是一种制动机构的安排，它利用制动液将压力从控制机构传递到制动机构。液压系统是一个封闭的系统。常见液压制动器的配置有制动踏板，推杆，主缸组件，增强液压管路，制动钳通常由一个或两个空心铝或钢活塞组成。图1液压制动系统利用了摩擦的概念。车辆由于刹车垫和旋转部分之间的摩擦减速。它可以是鼓或盘型[16]。
1）盘式制动器：制动盘或转子通常由铸造铁或陶瓷构成，并与车轮或车轴相连接。为了使车轮停下来，刹车片上的摩擦材料机械，水压地阻碍着盘两侧。
2）鼓式制动器：这种制动器利用由一组鞋或垫产生的摩擦。然后压在旋转的鼓状部分上来停车。
当踩下制动踏板时，推杆的力作用于主缸中的活塞（S）上。它使流体通过主缸从制动液储层流入压力室。流体从液压管路流入卡尺。然后它作用于活塞，施力于刹车片促使他们对导致汽车停止的旋转的转子起阻碍作用[3]。但也有一些缺点，如：
•整个刹车系统由于刹车片中液体泄漏而失灵。
•由于管内空气的存在使整个系统崩溃。
•液压流体对于大多数飞机材料来说是高腐蚀性的，同时需要定期维护。
•调整困难，如果没有适当的固定（出血发生），制动功率大大降低。
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B线控制动 线控技术是一种新的汽车系统，这种新的汽车系统允许由电子元件而非传统的机械方法进行标准的车辆操作，称为机电制动。线控制动是这种新趋势的一个例子。这种技术的制动器是由一个小的计算机芯片来控制，而不是通过传统的控制液压系统控制。与以前的液压相比，机电制动系统代表需求的彻底改变。该系统包括所有制动和稳定的功能，如防抱死制动系统，电子制动力分配。该系统主要包括五种类型的元素，如包括电子控制单元，存储器，传感器，执行器，通信网络的处理器。 与电动液压制动器不同，机电系统中的所有组件都是电子的。卡尺中由电子制动器代替液压缸，同时，每一件事都直接由一个控制单元而不是高压主缸进行控制。这些系统还需要一些额外的硬件，包括温度，钳数力，和每个卡钳的执行器位置传感器。一旦驾驶员输入制动命令，四个独立的制动命令将通过基于高水平刹车功能的电子控制单元产生，例如防抱死制动系统或车辆稳定控制。这些命令信号通过有线网络被发送到四个电动卡钳，在致动系统的帮助下制动实施了。与传统的制动系统对比，制动机动的制动驱动力在机械形式中不可用，而电子形式中可用。汽车业正在用越来越多的电子系统更换液压系统。这不仅降低了车辆重量，同时产生大量潜在的产品特点。该制动系统使通过一些制动激活而可靠地减速机动车成为可能，即使车载网络故障或失败[17]。但仍然有一些缺点，如：
•增加能耗和跳跃轮的质量。
•灰尘会堵塞电缆,如果污垢阻塞它，就不会像光滑时一样进行刹车。
•电缆和外壳的质量极其重要，但恶劣天气会腐蚀电缆。
•因扰乱电线使系统具有更高的复杂性。
本节的结论是：传统制动系统需要升级，因此下面列出新建议的制动系统。
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III混合制动系统
新的制动系统应被称为混合制动系统，它包括以下部件，每个车轮分配一个的制动致动器，一个用于控制或调节制动系统的控制单元，和两个此独立运营的制动电路。本系统的详细功能在此节讨论。
A.混合制动系统的操作
这种制动系统完全是电子和机械的。它的操作如图2所示。从压踏板开始，然后压力传感器感知压力并实施操作。信号由接收机接收,通过发射机沿着转子侧传递，相应的输出信号转换为电机转速。电动机旋转使垫移动，导致车辆停止。可以看到该系统的主要优势是：该制动系统代表了一种完全无线电闸系统，即没有额外的液压或机械制动电路。图3为详细的操作，包含一个刹车踏板和制动踏板传感器。当司机踩下刹车踏板对其施加力时，机电制动系统被驱动，刹车踏板从起始位置移动到启动的位置。
对踏板施加压力-启动传感器-转换信号-接收车轮内外信号使之启动-旋转电机-驱动系统活性-刹车垫移动同时车减速
制动踏板传感器可以检测制动踏板的位置。对应位置的信号和在制动期间的应用压力会通过无线网络控制的单元被发送出。机动车辆司机所需的总制动力在控制单元中被分为的个人的制动力。个人制动力被发送到制动执行器，制动执行器前方是齿轮机构，后方是通过无线网络的汽车的轮轴。制动执行器中，夹紧力被施加在刹车盘上。 5
轨道车辆再生制动技术
班级：车辆91
姓名：宋清华
学号：09015017
一、目前我国城市轨道车辆制动方式
城市轨道车辆不同于铁路传统干线客车，它有其自身特殊的性质。铁路传统干线客车属于动力集中牵引形式，牵引动力只能由机车提供，而制动则是由机车和车辆的空气制动机来完成，属于自动式空气制动。并且干线铁路客车运行时停车站间距都比较大（一般情况下普通旅客列车站间距大约在30-70公里，特快旅客列车站间距一般在200-400公里），起动和制动不是很频繁。其能量主要是用来克服列车运行中的阻力。能量利用率较高，降低能量也比较困难。但是城市轨道车辆的运行情况则不然。城市轨道车辆运行的线路一般站间距都很短，一般是一公里至几公里不等。由于站间距短，列车的起动和制动都很频繁。所以，大部分电能是用来提高列车的机械能，而客服列车运行基本阻力的能量所占比率较低。不难看出，由于城市轨道车辆运行的特殊性，其列车制动系统也不能简单的照搬干线铁路客车的制动系统模式。而应该是一套操纵灵活，作用迅速，停车平稳、准确和制动力大的一整套复杂的联合制动系统。为了满足上面提出的要求，近年生产的城市轨道车辆的制动系统都是采用了以电制动为主，空气制动为辅的电空联合制动方式。列车实施常用制动时，首先进入电制动工况，降低列车运行的速度。由于低速时的制动力控制起来较为困难，当列车的速度很低时切除电制动，最后通过空气制动，实现对标停车。而紧急制动时，仅仅是空气制动起作用。其制动模式与高速动车组的制动形式相类似。由于城市轨道车辆是由直流600V、750V或者1500V接触网提供电能而驱动列车的，它的动车装有数台牵引电机，这就为采用电制动提供了基本条件。电制动有再生制动和电阻制动两种形式：再生制动时将列车的动能通过牵引电机（牵引电机工作于发电工况，产生制动转矩）转化成电能，在其反馈电压高于电网电压时，反馈给电网，供给同一供电臂内其他列车使用。当发电机发出的电能电压低于网压或者网压超出额定上限值不允许反馈时，则无法馈送到电网上去，这部分电能则要通过电阻变成热量散失到大气中，这就是电阻制动。可见电阻制动时，能量没有被回收或利用，而是白白散失掉，造成能量的浪费。当列车速度降低到某一速度时，电制动力不能满足制动要求，制动力已经达不到规定的大小，则必须将及时启用空气制动已达到要求。在整个速度范围内，要充分发挥各种制动方式的作用，适应城市轨道车辆的自动控制，并且还需协调配合以获得最佳的制动性能。目前世界成熟的适用于城市轨道车辆的微机控制直通式电空联合制动系统主要有德国knorr和日本的nabco。电制动有许多优点，例如：可回收能量，无机械磨损，无空气污染等，这些对于单
纯的空气制动是无法实现的。
二、几种再生制动技术
本文通过查阅近些年来有关轨道车辆制动系统的期刊、书籍、学位论文等文献资料,了解掌握了关于车辆制动力和制动系统的分析研究方法,这些文献给了作者很大的参考价值。并总结了几种再生制动方法.
1. 常规再生制动
将牵引电机产生的电能通过变流器变成直流电反馈给直流电网，供给其他列车使用。所以这种再生制动也叫做反馈制动。经过调研，在目前国内外的城市轨道车辆中，绝大多数都是采用这种再生制动方式。这种方式不需要在额外的增加设备，因为目前的城市轨道车辆的主变流器大都采用技术十分成熟的逆变器，这种变流器可以在四个象限运行，即正向牵引，正向制动，逆向牵引，逆向制动。其工况间转换十分的简单、可靠。所以，这种再生制动方式在绝大多数城市轨道车辆上得到广泛的应用。但是这种制动方式也有其致命的弱点，那就是其利用率很低。因为这种再生制动受到电网电压的限制。当一列车进行反馈制动时，而同一供电区段内没有其它车辆运行，回送到电网上的能量不能被其它列车吸收和利用。这样就会抬升电网电压，对变电所的供电设备不利。在调研阶段，我考察过大连轻轨、上海地铁等经典的城市轨道交通系统。由于列车的发车间隔长、供电臂长度、网压等因素的限制，在实际运用中，反馈制动的使用率很低。其制动时产生的能量没有回送给电网供其他列车利用。而是直接转入电阻制动，将产生的电能转化为热量散失于大气中。根据各地铁运营公司提供的数据显示，有50%以上的电能在制动过程中被转化成热能散掉。而再一次起车或加速时，又要重新从电网获取能量，造成极大的浪费。显然这与国家提倡的节能减排，绿色环保的基调是背道而驰的。
2. 能馈式牵引供电变流技术
城市轨道交通车辆再生动能量具有幅值高、时间短的特点,功率冲击较大。再生制动能量处理问题产生的根本原因是城市轨道交通供电系统采用了不可逆的整流电路,利用一种新型能馈式轨道交通牵引供电变流方案,采用双向阶梯波合成变流器实现城市轨道交通系统的供电与再生制动能量回馈。阶梯波合成变流器具有开关频率低、开关损耗小、电磁兼容性好、输入谐波少、总谐波含量低、滤波器体积小等优点,特别适合城市轨道交通系统的大功率能馈供电。为了实现阶梯波合成变流器的快速调节,采用新的顺序采样空间矢量调制(SVM)技术,采用
该技术后,阶梯波合成过程中等效采样点从传统的每周期6个提高到每周期24个,提高了调制环节的带宽,减小了调制环节的延时,为提高阶梯波合成变流器的动态性能提供了有利的技术基础;在分析变换器模型的基础上,提出了一种SVM调制延时补偿办法,采用该补偿办法后,降低了dqo坐标系下两相系统的耦合,提高了变换器带宽,为实现dq轴电流解耦控制和有功功率、无功功率的独立控制提供了必要的基础;提出了阶梯波合成变流器的瞬时值闭环控制策略与参数设计方法,为提高和优化阶梯波合成变流器的动态性能提供了必要的依据,为城市轨道交通供电系统直流母线的动态调节提供技术保障。该双向阶梯波合成变流器除了开关频率低、电流波形正弦性好以外,还具有快速的动态调节性能。 在分析了再生制动能量全功率回馈电网与再生制动能量全储存方式的优缺点基础上,可采用一种新型的能馈与储能相结合的再生制动能量吸收方案,利用能馈系统回馈大部分能量,减少储能系统的容量、体积以及成本,利用储能系统为脉冲能量提供一定缓冲,减小再生制动能量对电网的冲击以及能馈系统的设计容量,提高能馈系统的容量利用率。研究了三种容量配置方法,并研究了两种控制器实现方式,以实现两个系统的功率容量配合。通过仿真模型研究了能馈系统与储能系统的能量分配与电网电压特性。 为了配合能馈牵引供电系统,缓冲脉动功率对电网的冲击,采用基于超级电容器的储能系统。这是模块化储能系统功率变换方案,采用该模块化方案一方面可以使储能系统适用于多种供电电压等级的城市轨道交通系统,另外一方面还可降低储能模块的超级电容器串联个数,提高了超级电容器组的可靠性;针对多模块输入串联结构的储能系统,采用输入均压能力的双向变换器闭环控制策略,保障多模块串联结构在双向变换器场合的应用;储能单元电压均衡措施是保证超级电容器串联应用的高效与可靠的关键技术,在现有均衡电路的基础上应用新型的电压均衡电路,根据均衡速度的需要,该均衡电路可开环控制也可闭环控制,控制方法都比较简单,不需要对多个电容器单元进行电压检测与决策控制就可以实现电压的自动均压。
3. 超级电容储能再生制动技术
其次随着储能装置技术的不断发展,大能量密度和功率密度的储能装置不断涌现,这就为解决再生制动问题开辟了一条蹊径。可将新型储能装置——超级电容器应用在城市轨道车辆电器制动系统中,以超级电容器为储能元件,实现能再生制动的方法应用于实际。采用IGBT为开关元件设计了超级电容储能再生制动的主电路,以80C196单片机为核心,设计储能再生制动系统的控制电路、保护电
路构,对储能再生制动的控制可以达到很高的精度,可以使得城市轨道车辆在常用工况下均能实现再生制动。
4. 软制动技术
相对于通过物理接触摩擦来产生制动力的硬制动方式,以电制动为主的软制动不仅控制精确、维修成本低,而且能够达到最大限度地节约能源的目的。目前,具有控制精确、节能等优点的再生制动已经在城市轨道交通中得到广泛的应用。 就当前已经被采用的“软制动技术”来看,车载电阻是用来防止再生制动失效最常用的方法,然而,车载制动电阻又会带来车体重量提高及隧道温升的问题。采用的地面电阻吸收过剩的再生能量方法不但能有效地防止再生失效,而且能够避免车辆重量增加和隧道温升的缺点。地铁车辆的逆变器基本采用硬开关技术,无法实现在零电压、零电流的状态下开通和关断,导致开关器件的损耗累积和电压电流的冲击,所以采用软控制方式,解决电制动回路中大功率开关器件因受到极大电压和电流应力冲击而崩溃失效的问题。软制动系统的关键技术中,是一种新型的零电流转换逆变器ZCT-PWM装置。针对地面制动电阻的容量确定和位置分布原则这两个重要的问题,可城市轨道交通地面电阻制动系统的仿真模型。而列车运行图、线路阻抗以及装置吸收电压等重要因素对地面制动电阻装置也有重要影响。相比其他类型的能量回收系统,地面电阻制动系统具有控制方便、成本低和可靠性、可行性高的突出优点。
参考文献
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第３１卷第０１期‘煤矿机械Ｖ０１．３１Ｎｏ．０１２０１０年０１月ＣｏａｌＭｉｎｅＭａｃｈｉｎｅｒｖＪａｎ．２０１０
新型斜井超速制动防跑矿车设计
刘守法
（西京学院，西安７１０１２３）
摘要：为解决斜井防跑矿车制动性差的技术难题，设计了一种新型防跑矿车。矿车装有自行
设计的连杆增力离心制动器。可对矿车速度进行监测。当速度超过设定值时，制动器对矿车产生制
动作用。使其保持一定速度。对该制动器进行了运动学和动力学分析，论证了该方案的可行性。并
介绍了该设计方案的技术特点。
关键词：斜井；防跑矿车；连杆增力离心制动器
中图分类号：ＴＤ５５文献标志码：Ａ文章编号：１００３—０７９４（２０１０）０１—０００７—０３
ＤｅｓｉｇｎｏｆＮｅｗＴｙｐｅＩｎｃｌｉｎｅｄ－ｓｈａｆｔＡｎｔｉ－ｒｕｎｎｉｎｇ－ａｗａｙＭｉｎｅＣａｒ
ＬＩＵＳｈｏｕ－ｆａ
（ｘｉｊｉ．ｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１０１２３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｂｒａｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｎｔｉ—－ｒｕｎｎｉｎｇ—－ａｗａｙｍｉｎｅｃａｒｄｕｒｉｎｇｉｎｃｌｉｎｅｄ—－ｓｈａｆｔ
ｔｒａｎｓｐｏｒｔ，ａｎｅｗｍｉｎｅｃａｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈｆｏｒｃｅ－ａｍｐｌｉｆｙ—ｌｉｎｋａｇｅｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｂｒａｋｅ，
ｗｈｉｃｈｃａｎｄｅｔｅｃｔｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｍｉｎｅｃａｌｆ，ｗｈｅｎｔｈｅｓｐｅｅｄｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｇｉｖｅｎｓｐｅｅｄ，ｔｈｅｍｉｎｅｃａｒ
ｗｉｌｌｂｅｂｒａｋｅｄ．Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｂｒａｋｅｉｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄ，ｗｈｉｃｈｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅ
ｆｅａｓｉｂｌｅｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｍｉｎｅｃａｌ＂ａｙｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｆｉｎａｌｌｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｃｌｉｎｅｄ－ｓｈａｆｔ；ａｎｔｉ－ｒｕｎｎｉｎｇ－ａｗａｙｍｉｎｅｃａｒ；ｆｏｒｃｅ－ａｍｐｌｉｆｙ－ｌｉｎｋａｇｅｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｂｒａｋｅ
０引言在机械创新设计方面．西方工程界向来推崇
斜井运输是矿山运输的重要环节之一，斜井矿ＫＩＳＳ理念。基于此理念设计的连杆增力离心制动车跑车严重影响矿山安全生产．一旦发生跑车，就器，与传统制动器相比，复杂程度增加甚微，但却显可能损坏设备、中断斜井运输、造成严重经济损失，著提高了制动力矩。通过动力学和运动学公式推甚至引起人员伤亡。目前一坡三挡防跑车装置，只导，论证了该设计的可行性。
局限于某一区段内制动．不能在发生跑车时及时将１矿车总体结构设计
车挡住或制动．属于被动制动。这样并不能彻底杜矿车总体结构见图１，制动器的轴２与圆锥齿绝跑车事故发生。轮３通过键联接，锥齿轮３和锥齿轮４相互啮合，
本文设计了一种新型矿车防跑机构．该机构安锥齿轮４和车轴相连。制动器ｌ产生的制动力同时装在矿车底部．利用矿车的速度作为感应参数，矿作用于同轴的２个车轮上。另一个轴上也装有一个车车轴通过圆锥齿轮将速度传递给连杆增力离心制动器，对另外２个同轴的车轮起制动作用。为防制动器，当发生跑车时，制动器就会及时动作，通过止制动翻车，可通过调节制动器使后轮制动力矩稍圆锥齿轮将阻力传递给所有车轮．从而保持矿车不大。
超过给定速度。矿车速度低于制动临界速度Ｆ。时，制动器不动，一．．．－ｄ．－．一‘．Ｉ．．¨‘．．．．．．●．…．・～．・＋～・●ｈ¨．・～．．ｐ－・．．＂．Ｊ．…●．…．．¨．．－．●¨－＿Ｊ…・舢．¨・‘…・～．・●・・－－ｈ・哪Ｊ・．Ｈ・．．－・—Ｊ・¨一．‘…ｈ・—・‘ｈ—．．－＾－＿●・忡－．…‘¨－Ｊ…ｈｂ—ｈ・＊＿‘“州‘～ｋ－＿‘…‘…‘・・＿＿～・＿一．一‘～●・一－—Ｊ～
大的刮刀和筛篮间的间隙可以使得筛篮筛网的应用。
和螺旋刮刀的使用寿命大大加长。同时降低了筛篮参考文献：
和刮刀加工的动平衡要求．有利于提高经济效益。［１Ｊ张文军．高效细分散煤泥悬浮液连续离心过滤脱水研究［Ｄ］．徐４结语州：中国矿业大学．２００２．
［２］孙启才，金鼎五．离心机原理结构与设计［Ｍ］．北京：机械工业出
浮选精煤的特性决定了其脱水的难度。间断式版社．１９８７．
螺旋刮刀卸料过滤离心机符合滤饼过滤的要求，解【３］Ｉ英】Ｌ・斯瓦罗夫斯基．周液分离［Ｍ］．朱企新等译．北京：化学工决了常规过滤离心机在用于浮选精煤脱水时遇到业出版社．１９８７．
的脱水产品水分高、人料需要预浓缩或预沉降、设［４］武军，范德顺．间断式螺旋挤压过滤机［Ｊ］。过滤与分离，２００８（０１）：
３６—３７．
备易堵塞、筛篮寿命短等问题。使得低成本的离心作者简介：程晓峰（１９８４一），河北石家庄人．中国矿业大学矿物过滤能够用于工业化浮选精煤脱水作业。随着我国加工工程在读硕士研究生。主要研究方向是同液分离、矿业过程装备洁净煤计划的实施，该脱水设备必定能够得到广泛责任编辑：王海英收稿日期：２００９－０９—１６～７一
万 方数据
Ｖ０１．３１Ｎｏ．０１新型斜井超速制动防跑矿车设计——刘守法第３ｌ卷第Ｏｌ期２增力离心制动器工作原理
连杆增力离心制动器Ｔ作原理见图２．该制动
器为上下对称机构．只需分析上半部分工作原理即
可。９ｔ，妒厂对应于Ａ点和Ｃ点的铰链处的当量摩摞角。（２）制动转矩制动器的制动转矩为ｒ，临界制动转矩为Ｔｏ。
当０≤∞≤∞ｏ时，火Ｔｏ；
当∞Ⅻｏ时
归ｉ俐２＋塑警盟Ｉ赢ｎ（脯“ＪＪ（２）Ｔ＝Ｔｏ＝ｆＤＦｏ＝
式中厂——摩擦重块外圆弧面与固定装置之间的
图２连杆增力亩心制动器结构图
１．摩擦重块２．增力重块３．原动件４．复位弹簧５．主动轴６．连
杆机构、导向销和同定装置
所有导向销固定于原动件１上，导向销有传递
黧黧鬟２誓裟‰鬻ＡＢ麓点铰接于增力重块上。另一端和增力连杆
接于Ｂ，ＡＢ与摩擦重块１铰接于Ａ，连杆ＤＢ和
ＡＢ、ＢＣ铰接于Ｂ点，和原动件３铰接于Ｄ点。图中【超级制动】
深色部分为增力重块上的槽。给连杆机构提供了活
动空间。复位弹簧４连接２个增力重块，抵消一部
分向心力。【超级制动】
当原动件静止或者转速较小时．２个增力重块
在弹簧作用下合并到一起，可防止误动作，此时由
于增力重块和连杆的作用，２个摩擦重块也远离固铰‘炉Ｖ舻悸焉怒需㈩（３）临界角速度和临界转速当制动转矩为Ｔｏ时．临界角速度Ｚ卜一崮足装置内径。摩警量数；．１嘉二二ｊ节ｉ瓦ｉ玄蕞ｉ葱：衙ｕ，ｎ庐盟飞压豆五匹翌互匦亟虿豆五匠亚甄面（４）。霄Ｖ临界转速２ｍ２ｒ２＋ｍｌｒＩ【ｌ／ｔａｎ（ａ＋妒１）ｔａｎ（卢岬２）＋ｌ】一由式（３）可知，∞ｏ和制动转矩Ｔｏ是相互对应的，对应关系和摩擦系数／、固定装置内径Ｄ和弹簧变形力只有关。（４）弹簧最大工作载荷工程应用中一般通过转速选择弹簧，弹簧最大
工作载荷掉仆嘉鐾三薹黧罩霉譬茎时发黑毳定装置６，它们之间不存在摩擦力。
形力为Ｅ。
块分别产生离心力如和如。在离心力作用下。增力重块和摩擦重块做离心运动。原动件角速度∞较。斋（２一ｗ。１６ｕｕ式中．．１）面ｔａｎｔ．而＋ｔ］）（５）ｐ岬：，ｎ广摩擦重块和固定装置接触时的转速。ｌ・・川低时，离心力不足够使弹簧产生较大的形变．摩擦４制动器运动学计算对连杆增力离心制动器进行运动特性分析，得重块没能接触固定装置，起不到制动作用。原动件角速度∞达到一极限值后．离心力使弹簧产生较大的变形，摩擦重块和同定装置的内壁接触．起到了到摩擦块与增力重块之间的位移关系。运动分析见图３。由图３可得制动作用。设此制动临界角速度为嘶，此时弹簧变、／露彳万Ｆ矿＋、／巧可万≈。
万方数据 （６）式（６）中Ｙ。为自变量，Ｙ为变量，两ｇ／ｘ．－ｌＹ。求导
第３ｌ卷第０ｌ期Ｖ０１．３ｌＮｏ．Ｏｌ２０１０年０１月Ｊａｎ．２０１０
带式输送机凹弯输送带不失稳石寸临界曲率半径
王广丰。罗孝侃
（１．徐州师范大学机电工程学院。江苏徐州２２１１１６）
摘要：分析了当带式输送机在垂直凹向弯曲运行状态时．为了保证输送带不失稳即边缘不
产生负拉力时所需要保证的临界弯曲曲率半径。根据理论分析．建立了计算该临界曲率半径的数学模型。
关键词：带式输送机：输送带失稳；凹向弯曲；临界曲率半径
中图分类号：ＴＤ５２８文献标志码：Ａ文章编号：１００３—０７９４（２０１０）０１—０００９—０３
ＣｒｉｔｉｃａｌＣｕｒｖｉｔｙＲａｄｉｕｓｏｆＣｏｎｃａｖｅＣｕｒｖｅｄＢｅｌｔｏｆＢｅｌｔＣｏｎｖｅｙｏｒ
ｗｉｔｈｏｕｔＬｏｓｉｎｇｏｕｔｔｈｅＢｅｌｔＳｔａｂｉｌｉｔｙ
ＷＡＮＧＧｕａｎｇ－ｆｅｎｇ，ＬＵＯＸｉａｏ－ｋａｎ
（１．ＣｏＵｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｕｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１１１６，Ｃｈｉｎａ）【超级制动】
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｙｏｒｂｅｌｔｕｎｄｅｒｃｏｎｃａｖｅｃｕｒｖｅｄｗａｓａｎａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｃｕｒｖｉｔｙｒａｄｉｕｓｏｆｃｏｎｃａｖｅｃｕｒｖｅｄｂｅｌｔｗｉｔｈｏｕｔｍｉｎｕｓｐｕｌｌｉｎｇｏｆｔｈｅｂｅｌｔｅｄｇｅｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｏｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｃｏｎｖｅｙｏｒｂｅｌｔｆｒｏｍｄｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｙｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅｌｔｃｏｎｖｅｙｏｒ；ｄｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｖｅｙｏｒｂｅｌｔ；ｃｏｎｃａｖｅｃｕｒｖｅｄ；ｃｒｉｔｉｃａｌｃｕｒｖｉｔｙｒａｄｉｕｓｏｆｃｏｎｃａｖｅｃｕｒｖｅｄ
１凹向垂直弯曲运行时的输送带弯曲的曲率半径应控制输送带弯曲的曲率半径。图ｌ所示为一微段
凹向垂直弯曲运行的带式输送机应保证输送长输送带受力状态。若微段输送带敷设倾角胆０，则机输送带边缘不产生负拉力，因此在不同的情况下ｄＧ＝ｑ。ｇ．ｐｄ自ｏ（１）得增大了后轮制动力．防止了刹车过程中翻车；
皿：ｙ墨圣（丝）！（７）（３）基于ＫＩＳＳ创新设计理念设计的连杆增力
ｄｙ－离心制动器．传递效率高，结构简单紧凑且有很好令ｄ∥妙ｌ＿ｏ得Ｙ＝２Ｌ２．此时∞吐２＿、／蕊｝们乒劢矿＋们乒劢耵』ｏ的制造Ｔ艺性．采用二次增力连杆机构，在小空间
内实现了大转矩制动：
公式表明：两长度￡：的连杆共线时，增力重块（４）连杆增力离心制动器内部结构呈对称。运起不到增力作用．应保证增力重块最大位移不超过转中不存在偏心力矩。振动小，也可作为超速制动Ｙ。，这样增力块一直起到增力作用。器用于公路交通车辆。
参考文献：
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［３］彭绍杰，李法柱，徐传胜．轨道斜巷跑车原因与跑车防护［Ｊ］．山东
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图３连杆运动分析图［５］李全德．离心离合器和离心夹具技术体系构建与创新设计［Ｄ］．苏
５技术特色州：苏州大学．２００８．
［６］陆兴华，刘金龙．斜井防跑车装置［Ｊ］．煤矿机械，２００６，２７（２）：２９３一
本设计以速度作为制动触发参数．具有主动制
动的特点，其技术特色：作者简介：刘守法（１９８０一１，河北沧州人，丁学硕士，毕业于南京
（１）使同轴的轮子共用一个连杆增力离心制动航空航天大学机电学院。现在两京学院机电丁程系从事教学与科研
Ｔ作。研究方向：新材料加ＴＴ艺、制造Ｔ艺有限元分析及新产品设
器．有效的防止了偏刹车：计开发，电子信箱：ｌｉｕｓｈｏｕｆａ８０７４５６＠１６３．Ｐｏｍ．
（２）该防跑车采用四轮同时刹车．并通过调节责任编辑：王海英收稿日期：２００９—０７—２７
一９一万 方数据
新型斜井超速制动防跑矿车设计
作者：
作者单位：
刊名：
英文刊名：
年，卷(期)：刘守法， LIU Shou-fa西京学院,西安,710123煤矿机械COAL MINE MACHINERY2010,31(1)
参考文献(6条)
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