트랙 브레이크

Track brake
SEPTA 가와사키 경전철의 트럭으로, 차륜 사이에 있는 트랙 브레이크 자석이 표시되어 있습니다.

자기 트랙 브레이크(Mg brake)는 철도 차량의 브레이크입니다.브레이크 자석, 폴 슈, 서스펜션, 동력 전달 장치, 그리고 간선 철도의 경우 트랙 로드로 구성됩니다.전류가 자석 코일에 흐르면 자석이 레일로 끌려가고, 레일이 폴 슈를 레일에 대고 눌러 차량을 [1]감속시킵니다.


디스크 브레이크 또는 슈 브레이크와 같은 브레이크는 휠과 레일 사이의 마찰 연결에 따라 달라지지만, 자기 트랙 브레이크는 레일에 직접 작용합니다.따라서 브레이크 효과는 차륜 레일 접촉에 의해 제한되지 않습니다.따라서, 레일의 습도 또는 오염과 같은 환경적 요인이 브레이크력에 [2]미치는 영향이 적습니다.

사용.

자기 트랙 브레이크는 1차적인 휠 효율적인 브레이크 시스템 외에도 철도 차량에 사용됩니다.추가 브레이크 시스템으로서 철도 차량의 규정된 브레이크 거리를 준수할 수 있도록 보장합니다.

자기 트랙 브레이크는 항상 조절되지 않고 최대 브레이크 힘으로 작동하므로 안전 및 비상 브레이크로만 사용됩니다.최대 280km/h의 속도로 사용할 수 있습니다.특수 마찰 재료를 사용하면 최대 350km/h의 속도를 낼 수 있습니다.

트랙 청소 효과로 인해 자기 트랙 브레이크는 브레이크 프로세스 중에 다음 휠과 레일 사이의 접착 계수를 증가시킵니다.이는 휠 효율적인 브레이크 [3]시스템의 개선으로 이어집니다.

기본적으로 자기 트랙 브레이크는 단단한 자석과 관절형 자석으로 [4]구분됩니다.

역사

1900년 4월 5일, 철도 차량용 최초의 전자 브레이크 특허(AT11554)는 Westinghouse Air Brake Company London에 의해 등록되었습니다.3년 후, 독일에서 웨스팅하우스 회사에 의해 전자파 트랙 브레이크가 도입되었습니다.

Mg 브레이크는 전자석이 여기자 코일에 의해 서로 다른 각도로 자화되어 브레이크 전류의 강도에 따라 브레이크 힘이 달라지는 것이 특징입니다.브레이크력을 조절하기 위해 여진코일의 권선수조차 달랐다.따라서, 트랙 브레이크에는 레일의 울퉁불퉁함에 적응할 수 있도록 여러 개의 신발도 장착되었습니다.

1905년, 라인 철도 회사에 의해 첫 번째 테스트가 수행되었다.이들은 약 4kN의 유인력을 가진 선로 자석으로, 전류가 켜지면 자동으로 레일 위로 내려갔고, 브레이크 슈와 레버 리깅을 통해 차량의 바퀴를 눌렀다.당시에는 트랙 브레이크가 레일과 차륜 사이의 마찰과 독립적으로 작동해야 한다는 것이 아직 인식되지 않았습니다.

1908년 Jores씨는 독일에서 트랙 브레이크에 대한 웨스팅하우스 대표권을 넘겨받아 트랙 브레이크의 지속에 큰 역할을 했습니다.제1차 세계대전 이후 Jores는 특허권이 만료된 후 트랙 브레이크 생산을 주도했다.선로 브레이크는 웨스팅하우스에서 가져온 도면을 기반으로 했다.그것들은 1929년까지 큰 변화 없이 제조되었다.당시 트랙 브레이크의 주요 특징은 특수 압연 부분으로 만들어진 레일 슈였다.

1920년 M. M. Muller가 이끄는 Magnetic Brake Company가 트랙 브레이크를 사용하여 시장에 진출했습니다.뮐러는 새로운 설계로 트랙 브레이크를 개선하려고 시도했다.예를 들어, 그는 프로파일링된 신발을 시판되는 납작한 철로 만든 폴 슈즈로 교체했다.그때까지 트랙 브레이크는 노면전차에만 사용되었고 따라서 최대 40km/h의 속도에 사용되었습니다.

1930년 초, 독일 제국 철도는 최대 160 km/h의 속도를 예상하는 고속 철도 프로젝트를 시작했고, 선로 브레이크에 매우 중요한 역할을 했습니다.

1931년, Jores의 회사는 Knorr-Bremse AG에 의해 인수되었고, 마그네틱 브레이크 회사의 기술 책임자인 Muller는 이 회사에 합류하도록 설득했다.이제 처음으로 고속 주행 차량용 트랙 브레이크가 Knorr-Bremse 회사 내에서 개발되었습니다.독일 제국 철도와 협력하여, 첫 번째 테스트는 "날아다니는 함부르크"로 수행되었다.제동에는 합성 마찰 재료로 만들어진 라이닝이 있는 특수 브레이크 패드가 사용되었으며, 브레이크 드럼에 작용하여 휠 스파이더에 부착되었습니다.사용 가능한 전자파 트랙 브레이크도 있었지만, 추가 비상 브레이크로만 사용되었습니다.

그때까지 일반적으로 사용되었던 폴 슈는 더 이상 고속의 요구와 그에 따른 높은 수준의 발열을 감당할 수 없다는 것이 명백해졌다.따라서 폴 슈즈는 처음에 찢어진 후 분할되어 개별 세그먼트로 제작되었습니다.이를 통해 브레이크 성능이 20% 향상되었습니다.코일은 이제 코어에 고정되고 코어와 함께 단면에서 박스에 삽입되었습니다.코일 박스는 코어와 자석 코일의 거미줄 사이에 단단히 조여져 있어 느슨해질 수 없었습니다.트랙 브레이크의 추가 개발은 당분간 완료된 것으로 보인다.

레일 슈와 레일 사이의 마찰 계수는 속도에 따라 달라집니다. 즉, 속도가 증가함에 따라 마찰 계수가 감소합니다."최대 350km/h" 프로젝트가 공식화되면서, 트랙 브레이크는 더 이상 이러한 목적을 위해 사용할 수 없는 것처럼 보였다.

객차 속도가 140km/h를 넘어서고 마찰에 의존하지 않는 브레이크 시스템이 필요해진 후에야 트랙 브레이크의 계획이 다시 발표되었고 설계가 개선되었다.레일과의 접촉면을 개선하기 위해 관절 자석이 개발되어 [5]특허를 받았습니다.

액티브한 원리 및 기능

자기 트랙 브레이크의 주요 구성 요소는 브레이크 자석입니다.전자석의 원리에 따라, 그것은 말발굽 모양의 자석으로 둘러싸인 철심에 감긴 코일로 구성되어 있다.

이 자석 코일에 직류가 흐르면서 자기장이 발생합니다.이로 인해 폴 슈가 부착된 브레이크 자석과 레일 사이에 흡인력이 발생합니다.폴 슈는 레일에 압착되며, 마찰로 인해 운동 에너지가 소모되거나 브레이크가 [6]비활성화될 때까지 운동의 운동 에너지가 열(방산)로 변환됩니다.

마그네틱 트랙 브레이크는 접점 라인 고장 시에도 안전하게 작동해야 합니다.따라서 브레이크 시스템은 정전이 발생할 경우 차량의 배터리로부터 항상 공급이 보장되도록 설계되어야 합니다.

강자석

강성 자석은 자석 본체의 전체 길이로 이어지는 단일 강철 코어를 포함하고 있으며, 폴 슈는 마모 [7]부품으로 하부에 위치합니다.

단단한 자석은 일반적으로 낮은 위치에 매달려 있는 노면 전차에 사용됩니다.

서스펜션

서스펜션은 꺼진 자석을 레일 위로 고정하는 역할을 합니다.제동 시 서스펜션 스프링의 효과에 반하여 자석이 자동으로 레일로 끌어당깁니다.전원을 끈 후 서스펜션의 스프링이 자석을 다시 [8]준비 위치로 당깁니다.

드라이버

운전자는 브레이크 힘이 자석에서 대차로 전달되는 역할을 합니다.타이바 또는 드라이버 타워를 통해 진행됩니다.

타이 바는 브레이크 마그넷의 프론트 및 리어 엔드에 각각 부착됩니다.이러한 방법은 브레이크 힘을 전달하는 데 선호되고 가장 효과적인 방법입니다.

브레이크 자석 앞이나 뒤에 드라이버를 장착할 공간이 충분하지 않은 경우, 드라이버를 자석 위에 장착합니다.이것들은 드라이버 타워라고 불립니다.이런 유형의 드라이버는 예외적인 [9]경우에만 사용해야 합니다.

폴 슈즈

폴 슈는 브레이크 마그넷 하부에 있습니다.두 개의 폴 슈 사이에 비자성 스트립이 있어 자기 [10]단락이 발생하지 않습니다.

레일 슈의 마찰 재료는 서로 다른 재료로 만들 수 있으며, 각각은 레일 [11]슈의 수명과 브레이크 성능을 결정합니다.

다관절 자석

관절 자석은 두 개의 끝 부분으로 분할된 자기 코어와 파티션으로 분리된 여러 개의 중간 링크를 가지고 있습니다.단부는 코일 본체와 단단히 조여져 있는 동안 코일 케이스의 개구부에서는 중간 요소가 자유롭게 이동할 수 있다.따라서 브레이크 프로세스 [12]중에 레일의 울퉁불퉁함에 잘 적응할 수 있습니다.

선로봉

트랙 로드는 브레이크 자석과의 거리를 유지하는 데 사용됩니다.또한 병렬성과 안정성을 보장합니다.두 개의 브레이크 자석과 함께 트랙 로드는 소위 브레이크 프레임을 형성합니다.트랙 로드는 차량 [13]모델별로 개별적으로 조정해야 합니다.

작동 실린더

작동 실린더는 브레이크 사각형 상단에 있습니다.브레이크 프레임을 레일 위로 내렸다가 다시 [14]올리는 역할을 합니다.

내장 스프링은 브레이크가 작동되지 않을 때 브레이크 프레임을 높은 위치에 유지합니다.브레이크가 작동되면 브레이크 프레임이 스프링의 힘에 반해 공압적으로 레일 위로 내려갑니다.이를 위해 필요한 압축 공기 공급 장치는 별도의 압축 공기 탱크를 통해 제공됩니다.이렇게 하면 차량 브레이크 파이프가 고장 나도 브레이크 시스템이 계속 작동합니다.브레이크가 해제되면 작동 실린더의 스프링이 브레이크 프레임을 다시 하이 [15]위치로 들어 올립니다.

센터링 장치

비활성화 상태에서는 자석에 전원이 공급되지 않고 브레이크 사각이 하이 위치에 놓인다.이 경우, 중심 장치는 브레이크 사각이 중앙에 위치하고 제자리에 고정되도록 보장합니다.제동 중에는 브레이크 자석이 활성화되고 자력에 [16]의해 레일 중앙에 놓입니다.

드라이버

또한 관절형 자석의 경우 운전자가 브레이크 자석에서 차량으로 브레이크 힘이 전달되도록 보장합니다.브레이크 [17]프레임 안쪽의 네 모서리 모두에 있습니다.

버퍼 스위치

필요한 경우 브레이크 프레임에 완충 스위치를 장착할 수 있습니다.브레이크 프레임이 높은 위치에서 벗어날 때 신호를 보내 트랙 [18]브레이크의 상태에 대한 정보를 제공합니다.

마찰재

마그네틱 트랙 브레이크의 폴 슈는 다양한 소재로 제작될 수 있습니다.이들은 주로 자기 특성, 제동력 계수 및 [19]마모에 따라 다릅니다.

강철

강철은 트랙 브레이크의 표준 마찰 재료입니다.철제 폴 슈즈의 마모는 낮지만 용접을 형성하여 정기적으로 벗겨내야 합니다.

소결

소결 소재 폴 슈는 브레이크 성능이 향상되고 용접을 형성하지 않지만 마모가 더 높습니다.소결은 브레이크 힘이 중요한 경우에 사용됩니다.예를 들어 현재 노르웨이에서 Vy에 의해 사용되고 있습니다.

출연자들

주철제 폴 슈즈는 메인 라인에서만 사용됩니다.브레이크 힘이 감소하고 마모가 증가하지만 용접을 형성하지는 않습니다.프랑스에서 주철은 자기 선로 브레이크에 사용되는 표준 마찰 재료입니다.

응용 분야

마그네틱 트랙 브레이크는 거의 모든 철도 차량에 설치되어 있습니다.오직 고속 열차만이 기술적인 이유로 자기 선로 브레이크 대신 와전류 브레이크를 사용한다.

단단한 자석은 보통 낮은 서스펜션에 매달려 있으며 노면 전차에 사용됩니다.특별한 경우 트랙 로드를 사용할 수 있습니다.

관절 자석은 일반적으로 높은 위치에 매달려 있으며 간선 철도에서 사용됩니다.하지만, 그것들은 지하철과 같이 낮은 서스펜션에서도 사용될 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 49.
  2. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 22-23.
  3. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 23.
  4. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 49.
  5. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 25-28.
  6. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 49.
  7. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 49.
  8. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 72.
  9. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 73.
  10. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 49-50.
  11. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 57.
  12. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 52.
  13. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 66.
  14. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 67.
  15. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 68.
  16. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 69.
  17. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 70.
  18. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 57-60.
  19. ^ KNORR-BREMSE GmbH (2016). Track Brakes. Munich. p. 62.