CN107791882A - 一种磁悬浮列车及其走行部 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种磁悬浮列车及其走行部，其中，该走行部包括沿行驶方向间隔设置的两悬浮框，两悬浮框通过纵梁相连；所述纵梁的周壁设有能够降低其扭转刚度的开槽，可降低传统纵梁的扭转刚度，以减轻通过该纵梁相连的两悬浮框之间的耦合作用，进而大幅降低悬浮控制的难度和能耗；悬浮框与车体之间通过横向、垂向位移量均较大的空气弹簧相连，不仅可以实现对车体的弹性支撑，还能够大幅简化传统的二系悬挂结构，降低走行部的重量；悬浮框与车体之间设有适当阻尼值的垂向减振器、横向减振器，用于衰减车体的振动，提升列车运行过程中的平稳性和舒适度；此外，悬浮框与车体之间还设有横向止挡、垂向止挡，可防止列车运行过程中的过度横移、侧翻和倾覆。

Description

一种磁悬浮列车及其走行部

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车技术领域，尤其涉及一种磁悬浮列车及其走行部。

背景技术

磁悬浮列车通常包括车体和设于车体底部的若干走行部，该走行部主要用于支撑车体，并能够将悬浮力、导向力、牵引力及制动力等通过二系悬挂***传递给车体，以保证磁悬浮列车具有顺利通过水平曲线、扭转曲线和竖曲线的能力。

上述走行部通常包括沿行驶方向间隔分布的两个悬浮框，两悬浮框之间通过纵梁进行联系。如此，当列车通过缓和曲线时，同一走行部的两悬浮框之间必将产生相对的侧滚运动，这就要求纵梁具有一定的扭转变形能力。

在现有技术中，上述纵梁为矩形截面的铝型材制备，铝型材具有很大的扭转刚度，由于铝型材的扭转刚度过大，会使得两悬浮框之间的耦合作用加强，进而导致列车在通过缓和曲线时会产生额外的能耗，并且还会增大了悬浮控制的难度。

因此，如何提供一种磁悬浮列车的走行部，以降低纵梁的扭转刚度，仍是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁悬浮列车及其走行部，其中，该走行部可降低纵梁的扭转刚度，以减轻通过该纵梁相连的两悬浮框之间的耦合作用，进而大幅降低悬浮控制的难度和能耗。

为解决上述技术问题，本发明提供一种磁悬浮列车的走行部，包括沿行驶方向间隔设置的两悬浮框，两所述悬浮框通过纵梁相连；所述纵梁的周壁设有能够降低其扭转刚度的开槽；还包括拉杆，用于连接所述纵梁、所述磁悬浮列车的车体。

本发明所提供磁悬浮列车的走行部，其纵梁的周壁上设有能够降低其扭转刚度的开槽，可降低传统铝型材纵梁的扭转刚度，以减轻通过该纵梁相连的两悬浮框之间的耦合作用，进而大幅降低悬浮控制的难度和能耗。

需要说明，该开槽的设置主要是用于降低纵梁的扭转刚度，在加工时，可通过一定的模拟计算，以尽可能地减小开槽对纵梁弯曲刚度、强度的影响。

可选地，所述开槽设于所述纵梁的侧壁，并沿该侧壁的轴线呈轴向对称；所述开槽包括两大孔部和连接两所述大孔部之间的狭孔部。

可选地，所述悬浮框包括若干横梁，相邻的两所述横梁的端部通过支撑梁相连；还包括空气弹簧，所述空气弹簧设于所述支撑梁，并与所述车体直接相连。

可选地，还包括附加气室，所述附加气室设于所述支撑梁，所述空气弹簧安装于所述附加气室上，且所述空气弹簧的内腔通过节流孔与所述附加气室相连通。

可选地，还包括若干呈C形的托臂，所述托臂的上端部与所述横梁的端部相连，所述托臂的下端部用于安装电磁铁；所述支撑梁的底部设有滑橇。

可选地，还包括呈L形的安装座，所述安装座的侧臂与所述车体相连，所述安装座的底臂位于所述悬浮框的下方；所述底臂与所述悬浮框相对的部分设有垂向止挡，且所述垂向止挡与所述悬浮框之间具有垂向止挡间隙。

可选地，所述侧壁与所述悬浮框相对的部分设有横向止挡，且所述横向止挡与所述悬浮框之间具有横向止挡间隙。

可选地，位于所述车体不同位置的所述悬浮框，其所述垂向止挡间隙、所述横向止挡间隙不同。

可选地，还包括横向减振器，其一端连接于所述车体，另一端与所述悬浮框相连；还包括垂向减振器，其一端连接于所述车体，另一端与所述悬浮框相连。

本发明还提供一种磁悬浮列车，包括若干车体，各所述车体的下方均设有若干走行部，其中，该走行部为上述的磁悬浮列车的走行部。

由于上述的磁悬浮列车的走行部已具备如上的技术效果，那么，具有该走行部的磁悬浮列车亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

附图说明

图1为本发明所提供磁悬浮列车的走行部的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中纵梁的一种具体实施方式的横向侧视图；

图3为图1的侧视图；

图4为图1中走行部与轨道的配合结构示意图；

图5为安装座与悬浮框连接处的局部放大图；

图6为本发明所提供磁悬浮列车的走行部与车体的安装结构示意图。

图1-6中的附图标记说明如下：

1悬浮框、11横梁、12支撑梁、121滑橇、122延伸部、13空气弹簧、14附加气室、15托臂、16电磁铁、17安装座、171侧臂、171a横向止挡、172底臂、172a垂向止挡、18横向减振器、19垂向减振器；

2纵梁、21开槽、211大孔部、212狭孔部；

3拉杆、4轨道、5车体；

X横向止挡间隙、Y垂向止挡间隙。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个以上；且当采用“若干”表示某几个部件的数量时，并不一定表示这些部件的数量相同。

本文中所述“横”、“纵”、“上”、“下”等表示方位或位置关系的描述均是基于列车实际运行过程中的方位或位置关系；在列车行驶过程中，其行驶方向为纵向，在水平面内，与该纵向相垂直的方向为横向，而在竖直方向上，远离地面的方向为上，靠近地面的方向为下。

请参考图1-6，图1为本发明所提供磁悬浮列车的走行部的一种具体实施方式的结构示意图，图2为图1中纵梁的一种具体实施方式的横向侧视图，图3为图1的侧视图，图4为图1中走行部与轨道的配合结构示意图，图5为安装座与悬浮框连接处的局部放大图，图6为本发明所提供磁悬浮列车的走行部与车体的安装结构示意图。

如图1所示，本发明提供一种磁悬浮列车的走行部，包括沿行驶方向间隔设置的两悬浮框1，两悬浮框1通过纵梁2相连；还包括拉杆3，具体可以为Z形拉杆，以连接纵梁2、磁悬浮列车的车体5。

该纵梁2具体可以由铝合金挤压型材制备，与现有技术不同的是，该纵梁2的周壁还设有能够降低其扭转刚度的开槽21，可降低传统铝型材类纵梁2的扭转刚度，以减轻通过该纵梁2相连的两悬浮框1之间的耦合作用，进而大幅降低悬浮控制的难度和能耗。

需要说明，该开槽21的设置主要是用于降低纵梁2的扭转刚度，在加工时，可通过一定的模拟计算，以尽可能地减小开槽21对纵梁2弯曲刚度、强度的影响。

此外，在本发明实施例中也并未限定设置该开槽21可以使得纵梁2的扭转刚度具体降低多少，在实施时，本领域的技术人员可根据不同的车型及悬浮框1结构，经过一定的模拟计算，以判断纵梁2扭转刚度需要降低的程度，进而在纵梁2周壁的相应位置上设置相应数量、相应大小并具有相应形状的开槽21。

换而言之，本发明实施例并不对该开槽21的具体形状、数量、大小作明确的限定，其需要根据实际应用中的使用需求进行设定。

然而，为使得本发明方案更加清楚，本发明实施例给出了开槽21的一种具体形状，以作示例性的描述，具体可参见图2。

如图2所示，上述开槽21可以设于纵梁2的侧壁，具体可以是纵梁2横向上的两侧壁，以避免对拉杆3的安装造成影响。

该开槽21可以沿该侧壁的轴线呈轴向对称，以图2为视角，该轴线可以包括垂向轴线和水平轴线，也就是说，该开槽21相对该垂向轴线、水平轴线均为轴对称图形。如此，在该纵梁2上，与纵梁2中心位置(垂向轴线与水平轴线的交点)距离相同的两点可以具有相同的扭转刚度。

具体而言，该开槽21可以包括两大孔部211和连接两大孔部211之间的狭孔部212，两大孔部211可以靠近纵梁2的两端设置，也就是说，该开槽21为两头大、中间细的骨头状结构。

采用这种结构，靠近纵梁2中心位置的开槽21即为狭孔，相对较小，对纵梁2扭转刚度的削减程度较小，而远离纵梁2中间位置处的开槽21为大孔，对纵梁2扭转刚度的削减程度也较大，也就形成中部扭转刚度较大、端部扭转刚度较小的纵梁2。

更为具体地，该大孔部211可以为圆形孔，以使得大孔部211的周向受力更为均衡。

需要指出，上述以图2为视角针对开槽21具体形状、结构的描述仅是示例性的说明，并不能作为对该开槽21具体结构的限定，在满足使用要求的前提下，该开槽21也可以为其他形状。

请继续参考图1，悬浮框1可以包括若干横梁11，通常可以为两横梁11，两横梁11的中部可通过连接件111相连，端部可通过支撑梁12相连，以保证两横梁11间的连接可靠性。

应当知晓，在磁悬浮列车领域，悬浮框1与车体5之间均通过二系悬挂结构相连，现有技术中的二系悬挂结构通常包括吊杆、摇枕、剪切弹簧等，其结构极其复杂，安装、检修以及维护均较为困难，且还会导致走行部重量较大，列车运行成本较高。

针对此，本发明实施例采用经过特殊设计的空气弹簧13以连接走行部与车体5，无需传统的吊杆、摇枕、剪切弹簧等部件，可大幅简化二系悬挂结构，有效减轻走行部的整体重量，进而降低列车的检修、维护及运行成本。

该空气弹簧13可以设于支撑梁12，或者悬浮框1的其他位置，并与车体5相连，由于经过特殊设计，相比于普通的空气弹簧，其具有更大的垂向和水平位移量，可有效削减列车在通过水平曲线、竖曲线时，车体5与走行部之间的垂向错位量、水平错位量，进而改善列车的运行状况。

进一步地，还可以包括附加气室14，附加气室14可以设于支撑梁12，空气弹簧13可以安装于附加气室14上，且空气弹簧13的内腔可以通过节流孔与附加气室14相连通。

当空气弹簧13被拉伸时，附加气室14可以向空气弹簧13的内腔中补充气体，而当空气弹簧13被压缩时，空气弹簧13中的气体又可导入附加气室14中。

又由于空气弹簧13与附加气室14之间的气体交换是通过节流孔完成，节流孔的孔径相对较小，会使得二者之间的气体交换不“顺畅”，也就是说，空气弹簧13内腔充入或排出气体的过程中会存在阻尼，以阻挠空气弹簧13的拉伸或压缩。而实际上，阻挠空气弹簧13拉伸、压缩的过程，恰好可以用于列车高速行驶在复杂曲线时的垂向减振，实现车体5垂向振动的快速衰减，从而提高列车运行过程中的平稳性和舒适性。

可以理解，通过上述节流孔所产生的阻尼，其缓解垂向振动的能力相对有限，若车体5的垂向或横向振动较大，还可以设置专用的横向减振器18和垂向减振器19，以更好地缓解、消除车体5在通过复杂曲线时的横向、垂向振动；上述减振器具体可以为油压减振器、主动或半主动减振器。

实际上，在列车行驶过程中，车体5的头尾两端部以及中部等不同位置所产生的垂向、横向振动是不同，因此，针对安装于车体5不同位置的悬浮框1，其可以具有不同的缓解振动能力。

具体可以图6为视角，现有技术中车体5下方通常设有4个走行部，即包括8个悬浮框1，为便于描述，可对上述悬浮框1进行编号，按从左到右的方向，可将各悬浮框1称之为1-8号悬浮框。

综合考虑安装的便利性及减振需求，上述的横向减振器18、垂向减振器19可以仅设于2号、3号、6号及7号悬浮框；当然，在实际应用中，也可将上述减振器安装于其他位置的悬浮框1，而无论设于何处，只要能够满足使用效果即可。

另外，当需要设置时，上述横向减振器18、垂向减振器19的数量可以为1个、也可以为多个，以便缓冲不同程度的车体5振动。

在图1中，该横向减振器18的一端可以固定于连接件11，另一端可以与车体5相连，其数量可以为两个，并分别设于走行部的两悬浮框1中；且两横向减振器18可以分别位于该走行部纵轴线的两侧，并分别与横向上车体5的左半部分、右半部分相连，以更好地平衡车体5的横向振动。

垂向减振器19的数量可以为四个，并分别设于各支撑梁12上，以均匀承受车体5底部的垂向振动。

再如图3、图4所示，本发明所提供走行部还可以包括若干呈C形的托臂15，托臂15的上端部可以与横梁11的端部相连，托臂15的下端部用于安装电磁铁16，并与设于轨道4的电磁铁相配合，以产生可供列车运行、制动的悬浮力、导向力和制动力等。

支撑梁12的底部可以设有滑橇121，当列车下电时，车体5可通过设于各走行部的滑橇121支撑于轨道4；且当发生电气故障时，该滑橇121还可用于列车的紧急制动。

针对上述各方案，本发明实施例所提供走行部，其还可以设有垂向、横向的止挡，以避免列车运行过程中，车体5产生过大的横移量、纵移量，以及由此而引起的车体5侧翻倾覆。

具体如图5所示，并结合图3、图4，该走行部可以包括呈L形的安装座17，安装座17侧臂171的上端可以与车体5相连，安装座17的底臂172则可位于悬浮框1的下方。

详细而言，该支撑梁12可以具有横向向外的延伸部122，底臂172可以位于延伸部122的下方，且底壁172与延伸部122相对的位置可以设有垂向止挡172a，该垂向止挡172a的上端面与延伸部122的下端面之间可以具有垂向止挡间隙Y；侧臂171与延伸部122相对的位置可以设有横向止挡171a，且横向止挡171a的右端面与延伸部122的左端面之间可以具有横向止挡间隙X。

在列车运行过程中，当车体5的横向位移量和/或垂向位移量较大时，设于安装座17的横向止挡171a、垂向止挡172a可以与支撑梁12相抵，以避免车体5的横向位移量和/或垂向位移量进一步增大，进而可有效避免列车行驶过程中的侧翻风险。

此外，根据悬浮框1安装于车体5位置的不同，上述的横向止挡间隙X、垂向止挡间隙Y也可以不同。通常而言，靠近车体5两端部、中部的悬浮框1与车体5之间的横向、垂向位移量会较大，可将该处走行部的横向止挡间隙X、垂向止挡间隙Y适当加大，以避免横向止挡171a、垂向止挡172a与支撑梁12过度撞击，导致走行部损坏的情形。

更为具体地，可继续参考图6，在列车行驶过程中，上述的1号、4号、5号、8号悬浮框，其与车体5之间会产生相对较大的横向位移量、垂向位移量，可适当的加大其横向止挡间隙X、垂向止挡间隙Y，具体来说，可将横向止挡间隙X设置为70-90mm，垂向止挡间隙Y设置为60-80mm；而上述的2号、3号、5号、6号悬浮框，其与车体5之间的横向位移量、垂向位移量相对较小，可适当减小其横向止挡间隙X、垂向止挡间隙Y，具体来说，可将横向止挡间隙X设置为0，垂向止挡间隙Y设置为30-50mm。+

如此，有针对性地调整不同安装位置处悬浮框1的横向止挡间隙X、垂向止挡间隙Y，即可有效防止列车运行过程中车体5的侧翻倾覆现象，同时，还可有效避免止挡与悬浮框1的过度撞击导致走行部损坏的情形。

本发明还提供一种磁悬浮列车，包括若干车体5，各车体5的下方均设有若干走行部，其中，该走行部为前述各实施方式中的磁悬浮列车的走行部。

由于上述的磁悬浮列车的走行部已具备如上的技术效果，那么，具有该走行部的磁悬浮列车亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种磁悬浮列车的走行部，包括沿行驶方向间隔设置的两悬浮框(1)，两所述悬浮框(1)通过纵梁(2)相连，其特征在于，所述纵梁(2)的周壁设有能够降低其扭转刚度的开槽(21)；还包括拉杆(3)，用于连接所述纵梁(2)、所述磁悬浮列车的车体(5)。

2.根据权利要求1所述磁悬浮列车的走行部，其特征在于，所述开槽(21)设于所述纵梁(2)的侧壁，并沿该侧壁的轴线呈轴向对称；

所述开槽(21)包括两大孔部(211)和连接两所述大孔部(211)之间的狭孔部(212)。

3.根据权利要求1所述磁悬浮列车的走行部，其特征在于，所述悬浮框(1)包括若干横梁(11)，相邻的两所述横梁(11)的端部通过支撑梁(12)相连；

还包括空气弹簧(13)，所述空气弹簧(13)设于所述支撑梁(12)，并与所述车体(5)直接相连。

4.根据权利要求3所述磁悬浮列车的走行部，其特征在于，还包括附加气室(14)，所述附加气室(14)设于所述支撑梁(12)，所述空气弹簧(13)安装于所述附加气室(14)上，且所述空气弹簧(13)的内腔通过节流孔与所述附加气室(14)相连通。

5.根据权利要求3所述磁悬浮列车的走行部，其特征在于，还包括若干呈C形的托臂(15)，所述托臂(15)的上端部与所述横梁(11)的端部相连，所述托臂(15)的下端部用于安装电磁铁(16)；所述支撑梁(12)的底部设有滑橇(121)。

6.根据权利要求1-5中任一项所述磁悬浮列车的走行部，其特征在于，还包括呈L形的安装座(17)，所述安装座(17)的侧臂(171)与所述车体(5)相连，所述安装座(17)的底臂(172)位于所述悬浮框(1)的下方；

所述底臂(172)与所述悬浮框(1)相对的部分设有垂向止挡(172a)，且所述垂向止挡(172a)与所述悬浮框(1)之间具有垂向止挡间隙(Y)。

7.根据权利要求6所述磁悬浮列车的走行部，其特征在于，所述侧臂(171)与所述悬浮框(1)相对的部分设有横向止挡(171a)，且所述横向止挡(171a)与所述悬浮框(1)之间具有横向止挡间隙(X)。

8.根据权利要求7所述磁悬浮列车的走行部，其特征在于，位于所述车体(5)不同位置的所述悬浮框(1)，其所述垂向止挡间隙(Y)、所述横向止挡间隙(X)不同。

9.根据权利要求6所述磁悬浮列车的走行部，其特征在于，还包括横向减振器(18)，其一端连接于所述车体(5)，另一端与所述悬浮框(1)相连；

还包括垂向减振器(19)，其一端连接于所述车体(5)，另一端与所述悬浮框(1)相连。

10.一种磁悬浮列车，包括若干车体(5)，各所述车体(5)的下方均设有若干走行部，其特征在于，所述走行部为权利要求1-9中任一项所述的磁悬浮列车的走行部。