Entwicklung eines innovativen Bremssystems für hohe Gleitgeschwindigkeiten bei Schienenfahrzeugen

Die Weiterentwicklung des Hochgeschwindigkeits-Schienenverkehrs erfordert die Entwicklung von Bremssystemen, die bei höheren Rotationsgeschwindigkeiten effektiv funktionieren können. Diese Geschwindigkeiten führen zu erhöhten mechanischen Belastungen auf die Bremsscheibe zusätzlich zu thermischen Belastungen. Traditionelle Bremssysteme stoßen unter diesen Bedingungen aufgrund der kombinierten thermischen und mechanischen Belastungen durch hohe Geschwindigkeiten an ihre Grenzen, was Sicherheit und Effizienz beeinträchtigt. Dieses Papier stellt die Entwicklung eines innovativen Bremssystems vor, das für hohe Rotationsgeschwindigkeiten der Bremsscheibe konzipiert ist. Das System positioniert die Bremsscheibe auf das Niveau der Rotationsgeschwindigkeit der Eingangswelle. Es arbeitet mit Geschwindigkeiten von bis zu 7000 U/min und nutzt das Getriebeuntersetzungsverhältnis, um die erforderliche Klemmkraft zu reduzieren. Dieser Ansatz verringert die ungefederte Masse und verbessert die Fahrzeugdynamik. Detaillierte Gleichungen und Berechnungen werden bereitgestellt, um das Systemdesign zu klären, einschließlich Überlegungen zur kinetischen Energie, Anforderungen an das Bremsmoment und thermische Analyse. Die Auswirkungen hoher Reibungsgeschwindigkeiten auf den Temperaturanstieg werden mit fortschrittlichen Wärmeübertragungsmodellen untersucht. Materialmodellierung und zyklische Analyse werden durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Bremskomponenten die Betriebsbelastungen aushalten, wobei der Schwerpunkt auf den Spannungs-Dehnungs-Beziehungen unter verschiedenen Temperaturen liegt. Die Studie analysiert kritisch die beteiligten Parameter, um deren Bedeutung und Einfluss auf die Systemleistung zu demonstrieren. Darüber hinaus wurde ein fortschrittlicher Prüfstand entwickelt, um die theoretischen Modelle zu validieren und die praktische Wirksamkeit des vorgeschlagenen Bremssystems zu bewerten. Der Prüfstand simuliert Hochgeschwindigkeitsbedingungen und ermöglicht eine präzise Messung der Bremsleistung unter verschiedenen Szenarien, wodurch wertvolle Daten zur Optimierung der Materialzusammensetzung und Verbesserung der Systemleistung beigetragen werden.