CN110576872A - 一种具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，涉及轨道交通技术领域；其包括至少一个列车单元，列车单元包括依次铰接的动力车一、动力车二和动力车三；动力车二底部的两端分别配置一齿轨轮轨一体转向架，动力车一和动力车三的底部并远离动力车二的一端均配置有一齿轨轮轨一体转向架；相邻两个动力车之间通过悬浮铰接连接装置进行端部连接，动力车一与动力车三靠近动力车二端部的重力可传递至动力车二；通过实施本技术方案，可有效减少动力转向架的配置，并能够实现在同一轮轴上将动力输出到车轮或驱动齿轮，使得列车牵引动力得以充分发挥，可有效满足最大40‰普通轮轨坡道与最大250‰齿轨坡道的混合线路需求。

Description

一种具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车。
背景技术
齿轨铁路是一种登山铁路，是在普通铁路轨道中间铺设一条或多条特殊的齿形轨道，相应地运行于齿轨铁路上的机车车辆的转向架上配备一个或多个齿轮，当列车在齿轨线路上运行时，通过齿轮与齿轨铁路齿条的啮合来传递牵引力和制动力，从而克服普通机车车辆在大坡道线路粘着力不足的问题，具有较强的爬坡能力。
目前齿轨铁路一般为纯齿轨铁路，多用于景区内旅游观光铁路，最大坡道可达250‰，线路距离一般都较短，运用于该线列车的牵引和制动均靠位于齿轨转向架车轴中间的驱动齿轮来传递。而国外出现了齿轨铁路和普通轮轨铁路交错的混合铁路，即在普通铁路干线或支线上，在其坡道较大的地方(大于40‰)在线路中间铺设齿轨，运行于该线的列车通常配置了两种转向架，一种为普通的靠轮轨粘着驱动的转向架，另一种为安装有齿轨驱动齿轮的齿轨转向架，两种动力转向架根据各自牵引***的牵引能力需要按比例进行配置。
国内也有用户提出了修建40‰普通轮轨坡道与250‰齿轨坡道混合线路的需求，因此亟需本领域技术人员研究一种新型齿轨列车，以满足在轮轨和齿轨混合线路上的运行需求；为此本发明人在实施本发明实施例的过程中，发现设计新型齿轨列车至少存在如下技术问题：一方面两种转向架由于其功能不同，当一种转向架工作时，另一种转向架上的牵引动力处于闲置状态；由于受动力转向架数量限制，该种列车的爬坡能力有限，只能爬上40‰的普通轮轨坡道线路+120‰齿轨坡道线路的混合线路；两种转向架不但增加了设备投资，牵引能力也得不到充分利用，且增加了列车的重量并无法满足客户需求；另一方面一般普通列车每节车厢下配置有两台转向架(如图9所示)，或在两节车厢连接处设置一台具有铰接结构的转向架，如此转向架数量虽减少了但由于受结构限制，一般铰接结构的转向架不带动力结构，即为拖车转向架，而对于需要爬坡能力较强的齿轨列车，其转向架一般均为带动力的转向架，因此该种铰接转向架无法在齿轨列车上运用。
发明内容
为解决上述现有齿轨列车无法满足40‰普通轮轨坡道与250‰齿轨坡道混合线路需求的技术问题，本发明的目的在于提供一种具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，每节列车相邻两个车厢之间采用悬浮铰接连接装置，可有效减少动力转向架的配置；由于爬坡的齿轨列车其驱动力依靠齿轮驱动，其运行的最大阻力是坡道上列车重力沿坡道的分力，由此减轻列车重量可有效减小列车爬坡阻力进而提高齿轨列车爬坡能力；与此同时，本发明设置有可切换动力的轮轴驱动***，能够实现在同一轮轴上将动力输出到车轮或驱动齿轮，使得列车牵引动力得以充分发挥，可有效满足最大40‰普通轮轨坡道+最大250‰齿轨坡道的混合线路需求。
本发明采用的技术方案如下：
一种具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，包括至少一个列车单元，所述列车单元包括依次铰接的动力车一、动力车二和动力车三；以及
齿轨轮轨一体转向架，其中所述动力车二底部的两端分别配置一齿轨轮轨一体转向架，所述动力车一和动力车三的底部并远离动力车二的一端均配置有一齿轨轮轨一体转向架；
悬浮铰接连接装置，其中所述动力车一与动力车二以及动力车二与动力车三之间均通过所述悬浮铰接连接装置进行端部连接，以使动力车一与动力车三靠近所述动力车二端部的重力传递至动力车二上并由其底部的所述齿轨轮轨一体转向架承载。
可选地，所述齿轨轮轨一体转向架包括用于承载车体重量的转向架构架和设于转向架构架上的一系悬挂和二系悬挂，所述转向架构架为鱼腹下沉式结构，且在转向架构架的下部设置有两套轮轴驱动***，所述轮轴驱动***包括轮对、设于轮对之间的齿轨驱动齿轮以及用于对轮对和齿轨驱动齿轮进行驱动的驱动机构，所述齿轨驱动齿轮与线路齿轨相啮合。具体地，二系悬挂采用高舒适度的空气弹簧悬挂***，整节车厢的重量通过空气弹簧传递到构架上，而转向架构架为鱼腹下沉式结构，可有效将重量均分于其下部的轮轴驱动***上，而一系悬挂采用锥形橡胶弹簧定位，可有效将转向架构架传递来的重量传递到轮轴驱动***；进而通过驱动机构对和齿轨驱动齿轮进行驱动，由同一转向架实现齿轨列车两种不同的驱动方式，可有效提高齿轨列车爬坡能力，更重要的是可有效减少动力转向架的配置，进而减轻列车重量以使齿轨列车沿坡道的阻力减小，可进一步提高齿轨列车爬坡能力，满足最大40‰普通轮轨坡道+最大250‰齿轨坡道的混合线路运行需求。
可选地，所述驱动机构包括牵引电机、联轴节、二级变速箱和空心轴，所述空心轴通过轴承套设于轮对之间的车轴上，所述牵引电机经联轴节和二级变速箱与所述空心轴传动连接，所述齿轨驱动齿轮固定安装在所述空心轴上，以使空心轴将牵引电机的扭矩传递给齿轨驱动齿轮；且在空心轴的端部设置有离合器，以使空心轴与车轴连接或分开。
可选地，所述离合器包括牙盘一、牙盘二和驱动部A，所述牙盘一固定在所述空心轴的端部，所述驱动部A固定在所述车轴上，所述牙盘二套设于所述车轴上并其轴向滑动且径向限位连接，所述驱动部A的动力输出轴与所述牙盘二传动连接，用于驱动牙盘二沿车轴轴向向牙盘一相啮合，以使将空心轴扭矩传递给车轴以及与车轴连接的轮对。本技术方案优选为牙嵌式离合器，其能传递较大的牵引力和制动力，且具有较好的结构强度，使用寿命长，可有效延长维修更换周期。
可选地，所述驱动部A为气缸驱动或液压缸驱动。本技术方案优选为液压缸驱动，结合牙盘一和牙盘二构成的结构设计，其传动更加稳定，且使用周期长。
可选地，所述离合器包括摩擦片一、摩擦片二和驱动部B，所述摩擦片一固定在所述空心轴的端部，所述驱动部B固定在所述车轴上，所述摩擦片二套设于所述车轴上并其轴向滑动且径向限位连接，所述驱动部B的动力输出轴与所述摩擦片二传动连接，用于驱动摩擦片二沿车轴轴向与摩擦片一相抵紧，所述摩擦片一上安装有弹簧，以使驱动部B停止驱动时将摩擦片二与摩擦片一分离。本技术方案采用摩擦片式离合器，其结构与牙嵌式离合器的结构相比，结构紧凑，不存在打齿的风险，安全系数高，且其切换平稳无需停车转换功能，尤其适合在齿轨和普通轮轨混合线路上运行的列车使用，具有较好的实用性。
可选地，所述驱动部B为气缸驱动或液压缸驱动。本技术方案有选为气缸驱动，结合摩擦片一和摩擦片二的结构设计，其结构简单可靠，且功能转换平稳噪音小。
可选地，所述空心轴上设置有带式制动器，所述带式制动器包括与所述空心轴的端部固定连接的刹车鼓。带式制动器具有良好的抱合性能；占用空心轴较小的空间；可产生较大制动力矩，配合齿轨线路上的齿轨驱动齿轮结构，对齿轨驱动齿轮具有较好的楔紧作用。
可选地，所述悬浮铰接连接装置包括分别与相邻两个动力车固定连接的左构架和右构架，以及活动连接于所述左构架与右构架之间并将所述左构架与右构架连接在一起的轴球连接件；所述轴球连接件包括牵引轴和固定于所述牵引轴中部的连接转动球，所述左构架外侧中部向右构架方向突出设有左构架连接段，所述左构架连接段的端部设有一转动球铰接套，所述连接转动球位于所述转动球铰接套内并与其铰接；所述右构架外侧两端向左构架的方向分别突出设有右构架连接段，两个所述右构架连接段对应于所述牵引轴的两端设置有用于套接所述牵引轴的牵引轴连接套，所述牵引轴的两端和与其对应的牵引轴连接套转动连接。如此，左构架和右构架通过连接转动球和牵引轴连接在一起，连接转动球可实现纵向力和垂向力的传递，牵引轴可以实现纵向力的传递，如此连接装置结构设计可实现同时传递纵向力和垂向力的目的；如此动力车一和动力车三靠近动力车二端部的重量可通过上述连接装置传递到动力车二上并达到悬浮的连接效果，可有效减少现有动力车转向架的结构配置，进而减少了列车重量；并结合齿轨轮轨一体转向架充分发挥其牵引动力的作用，可有效实现该结构设计的齿轨列车攀爬大坡道的混合路线，具有显著实用性。
可选地，所述左构架和所述右构架分别和与其相对应的动力车焊接固定。由于连接装置需传递动力车垂直方向的重力，由此采用左构架和右构架分别和与其相对应的动力车焊接固定方式，可有效保证其连接稳定性，使其具有较高的安全系数。
如上所述，本发明至少具有如下有益效果：
1.本发明每个齿轨列车单元的底部配置有四个转向架，相对于传统列车每个普通车厢的底部均配置有两个普通转向架的结构设计，本发明可有效减少动力转向架的配置，通过受力分析发现，现有爬坡的齿轨列车其运行的最大阻力是坡道上列车重力沿坡道的分力，由此减轻齿轨列车重量可有效减小列车爬坡阻力进而提高齿轨列车爬坡能力。
2.本发明设计的转向架为齿轨轮轨一体转向架，由同一转向架实现齿轨列车两种不同的驱动方式，可进一步减少动力转向架的配置，进而减轻齿轨列车的重量，其转向架构架采用鱼腹下沉式结构，可有效将重量均分于其下部的轮轴驱动***上，而本发明轮轴驱动***为牵引电机架悬式+齿轮箱抱轴驱动方式，利用同一驱动机构并通过离合器的动力切换功能，实现在同一轮轴上将动力输出到车轮或驱动齿轮，使得列车牵引动力得以充分发挥；如此该齿轨轮轨一体转向架的设计可使得齿轨列车不仅重量轻，且可使得牵引动力充分发挥，进而实现该齿轨列车具有极强的爬坡能力，可有效满足最大40‰普通轮轨坡道+最大250‰齿轨坡道的混合线路运行需求。
3.本发明轮轴驱动***相对于传统列车驱动***，设计有两种具有动力切换功能的离合器，其一为牙嵌式离合器，其能传递较大的牵引力和制动力，且具有较好的结构强度，使用寿命长，可有效缩短维修更换周期；其二为摩擦片式离合器，其结构与牙嵌式离合器的结构相比，其不存在打齿的风险，安全系数高，且其切换平稳无需停车转换功能，且在轮轨和齿轨线路过渡中不需要停车，无需乘客换乘，具有较好的实用性。
4.本发明具有动力切换功能的离合器设于轮对轴部，其结构紧凑，简单可靠、切换平稳、噪音小、检修维护方便，可有效适合在齿轨和普通轮轨混合线路上运行的列车使用，尤其适合于轮对间距较窄的米轨线路。
5.本发明结合上述齿轨轮轨一体转向架的设计，在相邻两个动力车之间设计有悬浮铰接连接装置，该结构设计一方面可有效减少动力转向架的配置，不但减少了整个齿轨列车单元的重量，节约了坡道运行的能耗，也减少了列车的购置成本和运用维护成本；另一方面该结构巧妙地利用连接转动球实现纵向力和垂向力的传递，利用牵引轴实现纵向力的传递，如此连接装置结构设计可实现同时传递纵向力和垂向力的目的，进而承受相邻动车垂向载荷，如此可有效取消动力车连接处转向架的设计，该结构设计简单，且巧妙合理，通过左构架和右构架焊接在两相邻动力车上的固定方式可取得可靠的连接稳定性，使得整车具有较高的安全系数。
6.本发明每个齿轨列车单元包括三个动力车但不限于三个动力车，且多个单元齿轨列车可重联运行，通过合理的动力单元匹配，充分利用现车配置设备，提交运营效率，降低运营维护成本，可充分满足客户应用需求，适于在本技术领域大力推广应用。
附图说明
本发明将通过具体实施例并参照附图的方式说明，其中
图1是本发明实施例具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车的列车单元示意图；
图2是图1中齿轨轮轨一体转向架的示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是本发明实施例1中轮轴驱动***的结构示意图；
图5是本发明实施例2中轮轴驱动***的结构示意图；
图6是图1中悬浮铰接连接装的外部结构示意图；
图7是图6的侧视图；
图8是图7中A-A的剖视示意图；
图9是本发明背景技术中现有普通列车转向架。
附图标记说明：100-列车单元；110-动力车一；120-动力车二；130-动力车三；140-端部车钩；200-齿轨轮轨一体转向架；210-转向架构架；220-一系悬挂；230-二系悬挂；240-轮轴驱动***；241-轮对；242-齿轨驱动齿轮；243-牵引电机；244-联轴节；245-二级变速箱；246-空心轴；247-车轴；248-轴箱；249-轴承；250-离合器；251-牙盘一；252-牙盘二；253-驱动部A；254-摩擦片一；255-摩擦片二；256-驱动部B；257-弹簧；260-牵引装置；270-单元制动器；280-带式制动器；300-悬浮铰接连接装置；310-左构架；311-左构架连接段；312-转动球铰接套；320-右构架；321-右构架连接段；322-牵引轴连接套；330-轴球连接件；331-牵引轴；332-连接转动球；400-普通车厢；410-普通转向架。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
实施例基本如图1所示：本实施例提供一种具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，可应用于齿轨铁路和普通轮轨铁路交错的混合线路，包括至少一个列车单元100，本实施例以提供一个列车单元100为例，列车单元100包括依次铰接的动力车一110、动力车二120和动力车三130；还包括齿轨轮轨一体转向架200，其中动力车二120底部的两端分别配置一齿轨轮轨一体转向架200，并且动力车一110和动力车三130的底部并远离动力车二120的一端均配置有一齿轨轮轨一体转向架200。由此，每个齿轨列车单元100的底部配置有四个转向架，相对于如图9所示的传统列车每个普通车厢400的底部均配置有两个普通转向架410的结构设计，本发明可有效减少动力转向架的配置。
请结合图2和图3所示，本实施例提供的齿轨轮轨一体转向架200包括用于承载车体重量的转向架构架210和设于转向架构架210上的一系悬挂220和二系悬挂230，具体地转向架构架210为鱼腹下沉式结构，且在转向架构架210的下部设置有两套轮轴驱动***240，转向架构架210上还安装牵引装置260，牵引装置260为中心销牵引方式，中心销的另一端与车体相连，当然也可以采用中心销+牵引拉杆方式；其中二系悬挂230采用高舒适度的空气弹簧257悬挂***，整节车厢的重量通过空气弹簧257传递到构架上，而转向架构架210为鱼腹下沉式结构，可有效将重量均分于其下部的轮轴驱动***240上，进而一系悬挂220采用锥形橡胶弹簧257定位，可有效将转向架构架210传递来的重量传递到轮轴驱动***240，其中一系悬挂220和二系悬挂230均为现有技术中的悬挂结构，并非为本发明的改进点，故本公开对其不作赘述。
轮轴驱动***240为牵引电机架悬式+齿轮箱抱轴驱动方式，如图4所示，本实施例提供的轮轴驱动***240包括轮对241、设于轮对241之间的齿轨驱动齿轮242以及用于对轮对241和齿轨驱动齿轮242进行驱动的驱动机构，轮对241通过车轴247安装在转向架构架210上，且在车轴247的两端均设置有轴箱248。进一步地，驱动机构包括牵引电机243、联轴节244、二级变速箱245和空心轴246，空心轴246的左端通过轴承套设于轮对241之间的车轴247上，牵引电机243悬挂于转向架构架210上，牵引电机243经联轴节244和二级变速箱245与空心轴246传动连接，齿轨驱动齿轮242固定安装在空心轴246上并与空心轴246径向限位连接，以使空心轴246将牵引电机243的扭矩传递给齿轨驱动齿轮242，齿轨驱动齿轮242与线路齿轨相啮合；且在空心轴246的右端部设置有离合器250，以使空心轴246与车轴247连接或分离；进而通过驱动机构对和齿轨驱动齿轮242进行驱动，由同一转向架实现齿轨列车两种不同的驱动方式，可有效提高齿轨列车爬坡能力，更重要的是可有效减少动力转向架的配置，进而减轻列车重量以使齿轨列车沿坡道的阻力减小，可进一步提高提高齿轨列车爬坡能力。
作为本实施例技术方案的优选，本实施例提供的驱动机构的减速箱采用二级减速箱，与普通城轨车辆采用的一级减速箱相比，其传动比更大，可以使牵引扭矩增加近一倍，从而使列车的牵引能力增加近一倍，满足列车攀爬线路坡度较大的齿轨线路及混合线路使用。
作为本实施例技术方案的进一步优选，本实施例提供的离合器250包括牙盘一251、牙盘二252和驱动部A253，牙盘一251固定在空心轴246的右端端部，其具体固定方式均可采用过盈配合或螺纹连接，驱动部A253通过轴承固定在车轴247上，牙盘二252套设于车轴247上并与其轴向滑动且径向进行限位连接，驱动部A253的动力输出轴与牙盘二252传动连接，用于驱动牙盘二252沿车轴247轴向运动，本实施例提供的驱动部A253为气缸驱动，当然也可采用液压缸驱动，例如基于设置有进油机构和回油机构的液压源驱动，关于驱动部A253的具体结构为现有技术，本公开对其不作赘述；如此驱动部A253用于驱动牙盘二252沿车轴247轴向向牙盘一251运动并与其相啮合，以使将空心轴246获得的扭矩传递给车轴247以及与车轴247连接的轮对241。本技术方案优选为牙嵌式离合器250，其能传递较大的牵引力和制动力，且具有较好的结构强度，使用寿命长，可有效延长维修更换周期。
本实施例提供的齿轨轮轨一体转向架200上还配置有单元制动器270和带式制动器280，单元制动器270对应于轮对241并安装在转向架构架210上，主要用于普通轮轨线路上的制动；带式制动器280安装在空心轴246上，带式制动器280包括与空心轴246的端部固定连接的刹车鼓，带式制动器280主要用于齿轨线路上的制动，带式制动器280具有良好的抱合性能；占用空心轴246较小的空间；可产生较大制动力矩，配合混合线路上的齿轨驱动齿轮242结构，对齿轨驱动齿轮242具有较好的楔紧作用。
本实施例轮轴驱动***240的具体实施方式为：本实施例齿轨列车轮轴驱动***240具有两种驱动方式：一是列车运行在齿轨线路上，离合器250中牙盘一251和牙盘二252呈分离状态，车轴247和空心轴246之间设置有轴承以保证相互之间能够独立完成转动，此时牵引电机243产生的牵引扭矩经联轴节244传入二级减速箱，再通过与二级减速箱传动连接的空心轴246传递给齿轨驱动齿轮242，齿轮与齿轨齿条啮合产生牵引力使列车运行；二是列车运行在普通轮轨线路，利用离合器250驱动部A253驱动牙盘二252沿车轴247轴向向牙盘一251运动并与其相啮合，牙盘一251和牙盘二252配合连接使空心轴246与车轴247固定为一体，此时牵引电机243产生的牵引扭矩经联轴节244传入二减速箱，再通过与二级减速箱传动连接的空心轴246传递给离合器250并经离合器250传递给车轴247，再由车轴247传递到轮对241，依靠轮对241踏面与轨面的粘着力使列车运行。从而本实施例轮轴驱动***240可利用同一驱动机构并通过离合器250的动力切换功能，实现在同一轮轴上将动力输出到车轮或驱动齿轮，使得列车牵引动力得以充分发挥，满足列车攀爬线路坡度较大的齿轨线路及混合线路。
本实施例还提供有悬浮铰接连接装置300，如图1所示，其中动力车一110与动力车二120以及动力车二120与动力车三130之间均通过悬浮铰接连接装置300进行端部连接，以使动力车一110与动力车三130靠近动力车二120端部的重力传递至动力车二120上并由其底部的齿轨轮轨一体转向架200承载。具体地，请结合图6、图7和图8所示，悬浮铰接连接装置300包括分别与相邻两个动力车对应焊接连接的左构架310和右构架320，例如左构架310焊接于动力车一110的右端部，左构架310焊接于动力车二120的左端部，由于连接装置需传递动力车垂直方向的重力，由此采用左构架310和右构架320分别和与其相对应的动力车焊接固定方式，可有效保证其连接稳定性，使其具有较高的安全系数。
还包括活动连接与左构架310与右构架320之间并将左构架310与右构架320连接在一起的轴球连接件330；轴球连接件330包括牵引轴331和固定于牵引轴331中部的连接转动球332，具体固定方式可采用过盈配合连接在一起，左构架310外侧中部向右构架320方向突出设有左构架连接段311，左构架连接段311的端部设有一转动球铰接套312，连接转动球332位于所述转动球铰接套312内并与其铰接；右构架320外侧两端向左构架310的方向分别突出设有右构架连接段321，两个右构架连接段321对应于牵引轴331的两端设置有用于套接牵引轴331的牵引轴连接套322，牵引轴331的两端分别套接在与其对应的牵引轴连接套322内并可相对于相对应的牵引轴连接套322自由转动。如此，左构架310和右构架320通过连接转动球332和牵引轴331连接在一起，连接转动球332可实现纵向力和垂向力的传递，牵引轴331可以实现纵向力的传递，如此连接装置结构设计可实现同时传递纵向力和垂向力的目的；如此动力车一110和动力车三130靠近动力车二120端部的重量可通过上述连接装置传递到动力车二120上并达到悬浮的连接效果，可有效减少现有动力车转向架的结构配置，进而减少了列车重量；并结合齿轨轮轨一体转向架200充分发挥其牵引动力的作用，可有效实现该结构设计的齿轨列车攀爬大坡道的混合路线，具有显著实用性。
综上所述，通过受力分析发现，现有爬坡的齿轨列车其运行的最大阻力是坡道上列车重力沿坡道的分力，由此减轻齿轨列车重量可有效减小列车爬坡阻力进而提高齿轨列车爬坡能力，而本实施例每个列车单元100相邻两个动力车之间采用悬浮铰接连接装置300，可有效减少动力转向架的配置，减轻齿轨列车重量，进而可有效减小列车爬坡阻力，提高齿轨列车爬坡能力；与此同时，本实施例齿轨列车单元100四个转向架均采用齿轨轮轨一体转向架200，每个转向架只需配设一个轮轴驱动***240，如此轮轴驱动***240的减少可进一步减轻转向架的配置重量，而本实施例中的轮轴驱动***240可利用同一驱动机构并通过离合器250的动力切换功能，实现在同一轮轴上将动力输出到车轮及驱动齿轮，使得列车牵引动力得以充分发挥，可有效满足最大40‰普通轮轨坡道+最大250‰齿轨坡道的混合线路运行需求。
本实施例中具有动力切换功能的离合器250设于轮对轴部，其结构紧凑，简单可靠、切换平稳、噪音小、检修维护方便，可有效适合在齿轨和普通轮轨混合线路上运行的列车使用，尤其适合于轮对间距较窄的米轨线路；进一步地，每个齿轨列车单元100包括三个动力车但不限于三个动力车，本实施例以三个动力车为例，实际可根据用户需求配备多个单元齿轨列车重联运行，齿轨列车单元可通过其端部车钩140进行重联，通过合理的动力单元匹配，充分利用现车配置设备，提交运营效率，降低运营维护成本，可充分满足用户应用需求，适于在本技术领域大力推广应用。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：本实施例提供的离合器250为摩擦片式离合器250，请参考图5所示，离合器250具体包括摩擦片一254、摩擦片二255和驱动部B256，本实施例提供的驱动部B256优选为气缸驱动，当然也可采用液压缸驱动，关于驱动部B256的具体结构为现有技术，本公开对其不作赘述；摩擦片一254固定在空心轴246的端部并与其径向限位连接，气缸固定安装在车轴247上，气缸连通有进气管路，而进气管路与现有供气设备连通，构成气缸驱动***；摩擦片二255套设于车轴247上并其轴向滑动且径向限位连接，气缸的动力输出轴与摩擦片二255传动连接，气缸进气时，气缸的动力输出轴相对车轴247进行轴向运动，进而带动摩擦片二255沿车轴247轴向与摩擦片一254相抵紧实现摩擦配合，摩擦片一254上安装有弹簧257，以使气缸停止驱动时将摩擦片二255与摩擦片一254分离。
本实施例的具体实施方式为：当列车运行在普通轮轨线路与齿轨线路的混合线路上时，通过进气管路向气缸内冲入气体，从而气缸的动力输出轴驱动摩擦片二255沿车轴247轴向向摩擦片一254运动并与其相抵紧实现摩擦配合，摩擦片一254和摩擦片二255摩擦配合下，此时牵引电机243产生的牵引扭矩经联轴节244传入二减速箱，再通过与二级减速箱传动连接的空心轴246传递给摩擦片一254并通过摩擦片一254传递给摩擦片二255，并通过摩擦片二255传递给与气缸连接的车轴247，再由车轴247传递到轮对241，依靠轮对241踏面与轨面的粘着力使列车运行，而此时空心轴246上的齿轨驱动齿轮242同样与齿轨上的齿条产生牵引力使列车运行。如此本实施例轮轴驱动***240可利用同一驱动机构并通过离合器250的动力切换功能，实现在同一轮轴上将动力输出到车轮及驱动齿轮，使得列车牵引动力得以充分发挥，满足最大40‰普通轮轨坡道+最大250‰齿轨坡道的混合线路需求。
本技术方案采用摩擦片式离合器250，其结构与牙嵌式离合器250的结构相比，结构紧凑，不存在打齿的风险，安全系数高，且其切换平稳无需停车转换功能，尤其适合在齿轨和普通轮轨混合线路上运行的列车使用，具有较好的实用性。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，其特征在于：包括至少一个列车单元，所述列车单元包括依次铰接的动力车一、动力车二和动力车三；以及
齿轨轮轨一体转向架，其中所述动力车二底部的两端分别配置一齿轨轮轨一体转向架，所述动力车一和动力车三的底部并远离动力车二的一端均配置有一齿轨轮轨一体转向架；
悬浮铰接连接装置，其中所述动力车一与动力车二以及动力车二与动力车三之间均通过所述悬浮铰接连接装置进行端部连接，以使动力车一与动力车三靠近所述动力车二端部的重力传递至动力车二上并由其底部的所述齿轨轮轨一体转向架承载。
2.根据权利要求1所述的具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，其特征在于：所述齿轨轮轨一体转向架包括用于承载车体重量的转向架构架和设于转向架构架上的一系悬挂和二系悬挂，所述转向架构架为鱼腹下沉式结构，且在转向架构架的下部设置有两套轮轴驱动***，所述轮轴驱动***包括轮对、设于轮对之间的齿轨驱动齿轮以及用于对轮对和齿轨驱动齿轮进行驱动的驱动机构，所述齿轨驱动齿轮与线路齿轨相啮合。
3.根据权利要求2所述的具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，其特征在于：所述驱动机构包括牵引电机、联轴节、二级变速箱和空心轴，所述空心轴通过轴承套设于轮对之间的车轴上，所述牵引电机经联轴节和二级变速箱与所述空心轴传动连接，所述齿轨驱动齿轮固定安装在所述空心轴上，以使空心轴将牵引电机的扭矩传递给齿轨驱动齿轮；且在空心轴的端部设置有离合器，以使空心轴与车轴连接或分开。
4.根据权利要求3所述的具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，其特征在于：所述离合器包括牙盘一、牙盘二和驱动部A，所述牙盘一固定在所述空心轴的端部，所述驱动部A固定在所述车轴上，所述牙盘二套设于所述车轴上并其轴向滑动且径向限位连接，所述驱动部A的动力输出轴与所述牙盘二传动连接，用于驱动牙盘二沿车轴轴向向牙盘一相啮合，以使将空心轴扭矩传递给车轴以及与车轴连接的轮对。
5.根据权利要求4所述的具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，其特征在于：所述驱动部A为气缸驱动或液压缸驱动。
6.根据权利要求3所述的具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，其特征在于：所述离合器包括摩擦片一、摩擦片二和驱动部B，所述摩擦片一固定在所述空心轴的端部，所述驱动部B固定在所述车轴上，所述摩擦片二套设于所述车轴上并其轴向滑动且径向限位连接，所述驱动部B的动力输出轴与所述摩擦片二传动连接，用于驱动摩擦片二沿车轴轴向与摩擦片一相抵紧，所述摩擦片一上安装有弹簧，以使驱动部B停止驱动时将摩擦片二与摩擦片一分离。
7.根据权利要求6所述的具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，其特征在于：所述驱动部B为气缸驱动或液压缸驱动。
8.根据权利要求3-7任一项所述的具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，其特征在于：所述空心轴上设置有带式制动器，所述带式制动器包括与所述空心轴的端部固定连接的刹车鼓。
9.根据权利要求1所述的具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，其特征在于：所述悬浮铰接连接装置包括分别与相邻两个动力车固定连接的左构架和右构架，以及活动连接于所述左构架与右构架之间并将所述左构架与右构架连接在一起的轴球连接件；所述轴球连接件包括牵引轴和固定于所述牵引轴中部的连接转动球，所述左构架外侧中部向右构架方向突出设有左构架连接段，所述左构架连接段的端部设有一转动球铰接套，所述连接转动球位于所述转动球铰接套内并与其铰接；所述右构架外侧两端向左构架的方向分别突出设有右构架连接段，两个所述右构架连接段对应于所述牵引轴的两端设置有用于套接所述牵引轴的牵引轴连接套，所述牵引轴的两端和与其对应的牵引轴连接套转动连接。
10.根据权利要求9所述的具有动力切换功能及悬浮铰接结构的齿轨列车，其特征在于：所述左构架和所述右构架分别和与其相对应的动力车焊接固定。
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