Транспортное средство, а также тормозной реостат для транспортного средства

Группа изобретений относится к электродинамическим тормозным системам для транспортных средств. Транспортное средство содержит электродинамический тормозной механизм с по меньшей мере одним тормозным реостатом. По меньшей мере один тормозной реостат образует прочно закрытую, в частности, при движении транспортного средства обтекаемую извне встречным ветром, секцию корпуса транспортного средства или он располагается в непосредственной близости от указанной секции. Причем тормозной реостат отводит тепло через прочно закрытую секцию наружу в окружающую среду. Также заявлен тормозной реостат для транспортного средства, в частности, для рельсового транспортного средства, который выполнен соответствующим образом. Технический результат заключается в обеспечении надежного охлаждения или нагрева тормозного реостата с низким сопротивлением потоку воздуха. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Транспортное средство в соответствии с изобретением имеет, по меньшей мере, один электродинамический тормозной механизм с, по меньшей мере, одним тормозным реостатом.

Из документа DE 10 2015 203 689 А1 известно рельсовое транспортное средство, у которого тормозной реостат установлен с возможностью поворота в зоне наружной обшивки транспортного средства и с возможностью перемещения из повёрнутого положения в не повёрнутое положение и обратно. Посредством обратного поворота тормозного реостата можно добиться того, что воздушный поток будет проводиться через отверстие в наружной обшивке транспортного средства во внутреннее пространство транспортного средства, для охлаждения или нагрева тормозного реостата.

В основе изобретения лежит задача создания транспортного средства, которое особенно нечувствительно в отношении помех и обеспечивает особенно надёжное охлаждение или нагрев тормозного сопротивления.

Эта задача решается в соответствии с изобретением посредством транспортного средства, охарактеризованного признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с первым аспектом изобретения предусмотрено, что, по меньшей мере, один тормозной реостат образует прочно закрытую, в частности, при движении транспортного средства обтекаемую извне встречным ветром, секцию корпуса транспортного средства или располагается в непосредственной близости от такой секции и, что тормозной реостат отводит тепло через прочно закрытую секцию вовне в окружающую среду.

Существенное преимущество транспортного средства в соответствии с изобретением следует рассматривать в том, что корпус транспортного средства в зоне тормозного реостата прочно закрыт, то есть, обходятся без механических приводов, механических откидных крышек или нечто подобного. Тем самым, электродинамический тормозной механизм выполнен таким образом, что нагрев или охлаждение тормозного реостата осуществляется посредством протекающего мимо или проходящего мимо воздушного потока, и/или посредством излучения через обтекаемую извне секцию корпуса транспортного средства. За неимением подвижных механических деталей, таких как откидные крышки или устройства для изменения направления воздушного потока, не возникают и поломки таких элементов, не говоря уже о поломке, которая могла бы повлечь за собой выход из строя тормозного механизма.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения прочно закрытая секция свободна от механически подвижных деталей для оказания воздействия на воздушный поток или встречный ветер. Такого рода механические подвижные детали управляются и приводятся в движение, к примеру, посредством вспомогательных элементов рельсового транспортного средства. Закрытая в соответствии с изобретением секция не содержит, таким образом, вспомогательных элементов.

Прочно закрытая секция, на которой в предпочтительном варианте за счёт проходящего мимо встречного ветра не формируется аэродинамическая турбулентность, осуществлена соответственно, в частности, к примеру, гладкой и без уступов, или же снабжена аэродинамически работающей структурой «чешуи акулы». Прочно закрытая секция может быть выполнена, к тому же, без возможности деформации.

В соответствии со следующим вариантом осуществления первого аспекта изобретения запитанная во время торможения, в частности, полного торможения транспортного средства при помощи электродинамического тормозного механизма в, по меньшей мере, один тормозной реостат тормозная энергия больше, чем тепло, которое может быть отведено во время торможения через прочно закрытую секцию в окружающую среду. При этом максимальное время торможения ограничено посредством электродинамического тормозного механизма за счёт максимальной теплопоглощающей способности тормозного реостата. Под полным торможением при этом может пониматься торможение с максимальным тормозным эффектом.

Теплопоглощающая способность, по меньшей мере, одного тормозного реостата, в частности, в представленном варианте осуществления, может быть рассчитана в предпочтительном варианте таким образом, что оно может без помех воспринимать, по меньшей мере, тормозную энергию, которая в случае полного торможения запитывается в тормозной реостат, за вычетом тепла, отведённого во время торможения через прочно закрытую секцию.

Теплопоглощающая способность каждого тормозного реостата составляет в соответствии со следующим вариантом осуществления, соответственно, по меньшей мере, 50 МДж.

В соответствии со следующим вариантом осуществления теплоотдача, по меньшей мере, одного тормозного реостата через прочно закрытую секцию всегда больше, чем количество выработанного в случае полного торможения в тормозном реостате тепла. Это не должно зависеть от исходной скорости, при которой запускается полное торможение. Предпочтительно в данном варианте осуществления не должен иметь место перегрев тормозного реостата или тормозных реостатов, и притом вне зависимости от длины и количества торможений, а также вне зависимости от исходной скорости.

В соответствии со следующим вариантом осуществления закрытая, при движении обтекаемая извне встречным ветром, секция корпуса транспортного средства, через которую тормозной реостат отводит тепло вовне в окружающую среду, рассчитана и/или выполнена таким образом, что теплоотдача посредством конвекции больше, чем посредством теплового излучения, предпочтительно, по меньшей мере, во временном значении в течение времени полного торможения или в каждый момент времени.

Поскольку транспортное средство является многосекционным и содержит, по меньшей мере, один приводной вагон, то в соответствии со следующим вариантом осуществления каждый приводной вагон может иметь, по меньшей мере, один тормозной реостат. Теплопоглощающая способность тормозного реостата или расположенных в приводных вагонах тормозных реостатов составляет при этом в предпочтительном варианте, соответственно, то есть на каждый тормозной реостат или, по меньшей мере, в сумме на вагон, по меньшей мере, 100 МДж.

Поскольку транспортное средство является многосекционным и содержит, по меньшей мере, один неприводной вагон, то в соответствии со следующим вариантом осуществления, по меньшей мере, один неприводной вагон может иметь, по меньшей мере, один тормозной реостат, который запитывается тормозным током, который при торможении транспортного средства подаётся от другого вагона, в предпочтительном варианте от приводного вагона или от, по меньшей мере, одного вагона с электродинамическим генератором. Теплопоглощающая способность расположенного в неприводном вагоне тормозного реостата или расположенных в неприводном вагоне тормозных реостатов составляет в предпочтительном варианте, соответственно, то есть на каждый тормозной реостат или, по меньшей мере, в сумме на вагон, по меньшей мере, 100 МДж.

По меньшей мере, один тормозной реостат содержит в соответствии со следующим вариантом осуществления, по меньшей мере, один электрический проводник, который сам образует прочно закрытую секцию корпуса транспортного средства или сам образует элемент прочно закрытой секции корпуса транспортного средства, и/или расположен в непосредственной близости от прочно закрытой секции корпуса транспортного средства.

В соответствии с вариантом осуществления электрический проводник имеет структуру меандра или полосчатую структуру с предпочтительно параллельными полосками проводника, и/или образует катушку или спираль проводника.

В соответствии со следующими вариантами осуществления электрический проводник уложен в электронепроводящий материал, причём внешняя сторона непроводящего материала может образовывать прочно закрытую секцию корпуса транспортного средства или элемент прочно закрытой секции корпуса транспортного средства.

В соответствии со следующим вариантом осуществления электрический проводник уложен в керамический материал или в композитный материал, в частности, в содержащий керамический материал композитный материал.

В соответствии со следующим вариантом осуществления первого аспекта изобретения транспортное средство является рельсовым транспортным средством, в частности, высокоскоростным рельсовым транспортным средством с максимальной скоростью, по меньшей мере, 250 км/ч.

По меньшей мере, один тормозной реостат в соответствии со следующим вариантом осуществления может содержать пронизываемую током при торможении часть из биметалла, которая деформирует прочно закрытую секцию корпуса транспортного средства при нагревании.

В соответствии со вторым аспектом изобретения тормозной реостат для транспортного средства, в частности для рельсового транспортного средства, осуществлен таким образом, что он образует прочно закрытую, в частности, при движения транспортного средства обтекаемую встречным ветром, секцию корпуса транспортного средства или располагается в непосредственной близости от такой секции.

В соответствии с вариантом осуществления второго аспекта изобретения тормозной реостат электрически соединен с, по меньшей мере, одним электродинамическим тормозным механизмом транспортного средства.

Изобретение поясняется далее более детально на основании примеров осуществления, на которых в качестве примера представлено следующее:

фиг. 1 - схематичное изображение рельсового транспортного средства в соответствии с изобретением, на виде сбоку,

фиг. 2 - схематичное изображение следующего рельсового транспортного средства в соответствии с изобретением, на виде сбоку,

фиг. 3 - тормозной реостат, который может использоваться в высокоскоростных рельсовых транспортных средствах в соответствии с фиг. 1 и 2, а также имеет электрический проводник с полосчатой структурой,

фиг. 4 - расположение электрического проводника внутри тормозного реостата в соответствии с фиг. 3,

фиг. 5 - альтернативный вариант расположения электрического проводника внутри тормозного реостата в соответствии с фиг. 3,

фиг. 6 - тормозной реостат, который может применяться у рельсовых транспортных средств в соответствии с фиг. 1 и 2, а также имеет электрический проводник со структурой меандра, и

фиг. 7 - многосекционное рельсовое транспортное средство, у которого тормозной реостат расположен в неприводном вагоне.

На фигурах, с целью наглядности изображения, для идентичных или сравнимых компонентов всегда используются одни и те же ссылочные позиции.

Фиг. 1 демонстрирует в схематичном изображении сбоку пример осуществления высокоскоростного рельсового транспортного средства 10. Высокоскоростное рельсовое транспортное средство 10 оснащено одним или несколькими тормозными механизмами 20, которые имеют, соответственно, один или несколько тормозных реостатов 30.

В примере осуществления в соответствии с фиг. 1 тормозной реостат образует секцию А корпуса 11 транспортного средства, которая прочно закрыта и с внешней стороны имеет гладкую поверхность, а при движении высокоскоростного рельсового транспортного средства 10 аэродинамически без турбулентности обтекается встречным ветром F.

Прочно закрытая секция А корпуса 11 транспортного средства не имеет вспомогательных элементов, то есть не имеет механически подвижных деталей для воздействия на проходящий мимо секции А или корпуса 11 транспортного средства воздушный поток или встречный ветер F.

Если высокоскоростное рельсовое транспортное средство 10 при движении вдоль направления стрелки P, то есть, при движении справа налево на фиг.1, тормозится посредством тормозного механизма 20, то от не представленного далее электродинамического генератора 21 электродинамического тормозного механизма 20 тормозной ток I запитывается в тормозной реостат 30. Тормозной ток I приводит к нагреву тормозного реостата 30. Таким образом, во время торможения кинетическая энергия транспортного средства преобразуется в электрическую энергию, которая посредством тормозного реостата снова преобразуется в тепло.

Тепло в предпочтительном варианте преобладающим образом, в частности, более чем на 90%, посредством конвекции передаётся обтекающему корпус 11 транспортного средства и, тем самым, секцию А, встречному ветру F или окружающему воздуху. Иными словами, имеет место теплоотдача, то есть в значительной степени посредством конвекции, и в меньшей степени или лишь незначительным образом, посредством передачи теплового излучения.

В варианте осуществления в соответствии с фиг. 1 тормозной реостат 30 образует непосредственно обтекаемую извне встречным ветром F секцию А корпуса 11 транспортного средства. В альтернативном варианте тормозной реостат 30 может быть расположен также в непосредственной близости от обтекаемой извне встречным ветром F секции А корпуса 11 транспортного средства; такой вариант осуществления демонстрирует, к примеру, фиг. 2. Несмотря на определённый зазор d между тормозным реостатом 30 и корпусом 11 транспортного средства, тепло может, тем не менее, проходить в направлении корпуса 11 транспортного средства и там посредством конвекции передаваться окружающему воздуху или встречному ветру F.

Фиг. 3 демонстрирует пример осуществления тормозного реостата 30, который может использоваться у высокоскоростных рельсовых транспортных средств 10 в соответствии с фиг. 1 или 2, более детально. Тормозной реостат 30 содержит электрический проводник 31, который образует полосчатую структуру с расположенными в предпочтительном варианте параллельно полосками 31а проводника.

Электрический проводник 31 может располагаться непосредственно на поверхности тормозного реостата 30 и сам может частично образовывать поверхность тормозного реостата 30 и, тем самым, частично секцию А корпуса 11 транспортного средства. Такой вариант осуществления представлен на фиг. 4.

Если тормозной реостат 30 используется для образования секции А корпуса 11 транспортного средства, как это представлено на фиг. 1, то электрический проводник 31 или полоски 31а проводника сами образуют непосредственно нижние секции корпуса 11 транспортного средства.

В альтернативном варианте может быть предусмотрено, что электрический проводник 31 или представленные на фиг.3 полоски 31а проводника полностью уложены в материал 32 тормозного реостата. Такой вариант осуществления представлен на фиг. 5. Материал 32 является в предпочтительном варианте электронепроводящим или, по меньшей мере, менее электропроводящим, чем уложенный в него электрический проводник 31, однако, тем не менее, достаточно хорошо проводящим тепло. Под материалом 32 может пониматься керамика или композитный материал, к примеру, содержащий керамику композитный материал. Такого рода материалы, несмотря на свою способность обеспечивать электрическую изоляцию, являются действительно хорошими проводниками тепла или аккумуляторами тепла.

Фиг. 6 демонстрирует альтернативный вариант осуществления электрического проводника 31 внутри тормозного реостата 30. В варианте осуществления в соответствии с фиг. 6 электрический проводник имеет структуру меандра, которая обеспечивает тот факт, что длина электрического проводника значительно больше длины Lb тормозного реостата в продольном направлении X транспортного средства.

Электрический проводник 31 может быть расположен непосредственно на поверхности тормозного реостата 30, как это уже пояснено в связи с фиг. 4. В альтернативном варианте электрический проводник может быть также уложен внутрь материала 32, как это представлено на фиг. 5. Как пояснено в связи с фиг. 1 и 2, сам электрический проводник 31 может частично образовывать корпус 11 транспортного средства или может располагаться непосредственно на расстоянии от него.

Фиг. 7 демонстрирует пример осуществления многосекционного высокоскоростного рельсового транспортного средства 10. Высокоскоростное рельсовое транспортное средство 10 имеет, по меньшей мере, один приводной или выполненный с возможностью приведения в движение вагон 100 и, по меньшей мере, один соединённый с ним неприводной вагон 101. Тормозной реостат 30 выходящего за пределы вагона тормозного механизма 20 находится в неприводном вагоне 101, а электродинамический генератор 21 электродинамического тормозного механизма 20 находится в приводном вагоне 100. Тормозной реостат 30 – в случае торможения – снабжается от электродинамического генератора 21 тормозным током I.

У высокоскоростного рельсового транспортного средства 10 к процессу отведения тепла от тормозных реостатов привлекаются, таким образом, в предпочтительном варианте неприводные вагоны, которые запитываются от приводных вагонов. Тормозные реостаты образуют прочно закрытую, в процессе движения обтекаемую извне встречным ветром F, секцию А корпуса 11 транспортного средства или располагаются в непосредственной близости от такой секции.

Перечень ссылочных позиций

10 - высокоскоростное рельсовое транспортное средство

11 - корпус транспортного средства

20 - тормозной механизм

21 - генератор

30 - тормозной реостат

31 - проводник

31а - полоски проводника

32 - материал

100 - вагон

101 - вагон

А - секция

D - зазор

F - встречный ветер

I - тормозной ток

Lb - длина

P - направление стрелки

X - продольное направление транспортного средства.

1. Транспортное средство, содержащее, по меньшей мере, один электродинамический тормозной механизм (20) с, по меньшей мере, одним тормозным реостатом (30), отличающееся тем, что, по меньшей мере, один тормозной реостат (30) образует прочно закрытую, в частности, при движении транспортного средства обтекаемую извне встречным ветром (F), секцию (А) корпуса (11) транспортного средства или он расположен в непосредственной близости от указанной секции (A), при этом тормозной реостат (30) выполнен с возможностью отвода тепла через прочно закрытую секцию (A) наружу в окружающую среду.

2. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что прочно закрытая секция (A) свободна от механически подвижных деталей для воздействия на воздушный поток.

3. Транспортное средство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что запитанная во время торможения, в частности, полного торможения транспортного средства при помощи электродинамического тормозного механизма (20) в, по меньшей мере, один тормозной реостат (30) тормозная энергия больше, чем тепло, которое отведено во время торможения через прочно закрытую секцию (A) в окружающую среду, причём максимальное время торможения ограничено посредством электродинамического тормозного механизма (20) за счёт максимальной теплопоглощающей способности тормозного реостата (30).

4. Транспортное средство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что теплопоглощающая способность, по меньшей мере, одного тормозного реостата (30) рассчитана таким образом, что он без помех воспринимает, по меньшей мере, тормозную энергию, которая в случае полного торможения запитывается в тормозной реостат (30), за вычетом тепла, отведённого во время торможения через прочно закрытую секцию (A).

5. Транспортное средство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что теплопоглощающая способность каждого тормозного реостата (30) составляет, по меньшей мере, 50 МДж.

6. Транспортное средство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что возможная теплоотдача, по меньшей мере, одного тормозного реостата (30) через прочно закрытую секцию (A) на скорости всегда больше, чем количество выработанного в случае полного торможения в тормозном реостате (30) тепла на такой скорости.

7. Транспортное средство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что закрытая, при движении обтекаемая извне встречным ветром (F) секция (A) корпуса (11) транспортного средства, через которую тормозной реостат (30) отводит тепло наружу в окружающую среду, рассчитана и/или выполнена так, что теплоотдача посредством конвекции больше, чем посредством теплового излучения, предпочтительно, по меньшей мере, во временном значении в течение времени полного торможения или в любой момент времени.

8. Транспортное средство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что оно выполнено многосекционным и содержит, по меньшей мере, один приводной вагон (100), и каждый приводной вагон (100) имеет, по меньшей мере, один тормозной реостат (30), причём теплопоглощающая способность тормозных реостатов (30) составляет, соответственно, на каждый тормозной реостат или, по меньшей мере, в сумме на вагон, по меньшей мере, 100 МДж.

9. Транспортное средство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что оно выполнено многосекционным и содержит, по меньшей мере, один неприводной вагон (101), при этом, по меньшей мере, один неприводной вагон (101) имеет, по меньшей мере, один тормозной реостат (30), причём теплопоглощающая способность тормозных реостатов (30) составляет, соответственно, на каждое тормозное сопротивление или, по меньшей мере, в сумме на вагон, по меньшей мере, 100 МДж, причём, по меньшей мере, один тормозной реостат (30), по меньшей мере, одного неприводного вагона (101) запитывается тормозным током (I), который в процессе торможения транспортного средства подаётся от приводного вагона (100).

10. Транспортное средство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один тормозной реостат (30) содержит, по меньшей мере, один электрический проводник (31), который образует прочно закрытую секцию (A) корпуса (11) транспортного средства или элемент прочно закрытой секции корпуса (11) транспортного средства, и/или расположен в непосредственной близости от прочно закрытой секции (A) корпуса (11) транспортного средства.

11. Транспортное средство по п. 10, отличающееся тем, что электрический проводник (31) имеет структуру меандра или полосчатую структуру с предпочтительно параллельными полосками (31а) проводника, или образует катушку или спираль проводника.

12. Транспортное средство по п. 10 или 11, отличающееся тем, что электрический проводник (31) уложен в электронепроводящий материал (32).

13. Транспортное средство по п. 12, отличающееся тем, что внешняя сторона непроводящего материала образует прочно закрытую секцию (A) корпуса (11) транспортного средства или часть прочно закрытой секции корпуса (11) транспортного средства.

14. Транспортное средство по любому из пп. 10-13, отличающееся тем, что электрический проводник (31) уложен в керамический материал или в композитный материал, в частности, в содержащий керамический материал композитный материал.

15. Транспортное средство по любому из пп. 1-14, отличающееся тем, что оно выполнено в виде высокоскоростного рельсового транспортного средства (10), в частности, с максимальной скоростью, по меньшей мере, 250 км/ч.

16. Транспортное средство по любому из пп. 1-15, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один тормозной реостат (30) содержит пронизываемую током при торможении часть из биметалла, которая при нагреве деформирует прочно закрытую секцию (A) корпуса (11) транспортного средства.

17. Тормозной реостат (30) для транспортного средства, в частности, для рельсового транспортного средства, отличающийся тем, что тормозной реостат (30) образует прочно закрытую, в частности, при движении транспортного средства обтекаемую встречным ветром, секцию (A) корпуса (11) транспортного средства или он расположен в непосредственной близости от указанной секции.

18. Тормозное сопротивление (30) по п. 17, отличающееся тем, что тормозное сопротивление (30) электрически соединено с, по меньшей мере, одним электродинамическим тормозным механизмом (20) транспортного средства.