CN113022603B - 一种超轻型轨道交通车辆及其运行*** - Google Patents
一种超轻型轨道交通车辆及其运行*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN113022603B CN113022603B CN202110369360.9A CN202110369360A CN113022603B CN 113022603 B CN113022603 B CN 113022603B CN 202110369360 A CN202110369360 A CN 202110369360A CN 113022603 B CN113022603 B CN 113022603B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle
- vehicle body
- ultra
- frame
- rail transit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D1/00—Carriages for ordinary railway passenger traffic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
- B61C3/00—Electric locomotives or railcars
- B61C3/02—Electric locomotives or railcars with electric accumulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
- B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
- B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
- B61C9/48—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension
- B61C9/50—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension in bogies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
- B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
- B61F5/04—Bolster supports or mountings
- B61F5/06—Bolster supports or mountings incorporating metal springs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
- B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
- B61F5/04—Bolster supports or mountings
- B61F5/10—Bolster supports or mountings incorporating fluid springs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
- B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
- B61F5/04—Bolster supports or mountings
- B61F5/12—Bolster supports or mountings incorporating dampers
- B61F5/127—Bolster supports or mountings incorporating dampers with fluid as a damping medium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种超轻型轨道交通车辆及其运行***,包括车体、转向架及及车身蒙皮,还包括与车辆适配的具有2根轨条的轨道,所述车体下端下沉位于2根轨条之间,且车体的重心位于轨条的上表面下方,所述转向架包括与轨条接触带动车体移动的车轮。本发明提供的超轻型轨道交通车辆及其运行***,能在车辆行驶过程中通过车辆两侧的轨道对车辆进行有效支撑、限位、导向及保护,避免车辆脱轨,极大提高车辆运行的安全性与稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及超轻型轨道交通技术领域,尤其是涉及一种超轻型轨道交通车辆及其运行***。
背景技术
目前,轨道交通领域中,使用的主要有地铁、高铁、比亚迪的云轨、中车的空轨、重庆的跨座式单轨、上海的磁悬浮交通以及有轨电车等,而上述的各种制式轨道交通除了悬挂式单轨交通车辆以外,其余的制式轨道交通车辆的重心均在轨道的水平面之上,即重心高于轨道,抗脱轨能力较差,行驶稳定性也稍差,引发安全事故的概率相对较大,且上述各种制式轨道交通占地多、拆迁成本高、环保成本高、工程造价高、工程周期长,经济效益低;而悬挂式轨道交通车辆因悬挂在轨道下方,其在抗侧风能力、横向稳定性、运营安全性、救援便捷性上均存在较大的缺陷;而且,目前的普通制式轨道交通车辆一次承载较多乘客,一旦出现脱轨、火灾、塌方、撞击等安全事故,便会造成难以估量的生命和财产损失。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种超轻型轨道交通车辆及其运行***,提升了车辆的抗脱轨能力,有效提升了轨道交通车辆行驶的安全性与稳定性,也为个性化出行提供了一种便捷方式。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案:
一种超轻型轨道交通车辆,包括车体、转向架及及车身蒙皮,还包括与车辆适配的具有2根轨条的轨道,所述车体下端下沉位于2根轨条之间,且车体的重心位于轨条的上表面下方,所述转向架包括与轨条接触带动车体移动的车轮。
更进一步地,所述车体的底板位于轨条的上表面下方,且车体底板的上表面与轨条的上表面之间的高度差≥150mm。
更进一步地,所述车体底部固定有蓄电池箱。
更进一步地,所述车体底板为折弯成凵型的钢板。
更进一步地,所述车体前后两端各设置有一转向架,所述转向架包括构架、侧架、牵引电机、由牵引电机驱动转动的一级减速器、与一级减速器的输出端连接的差速器、与差速器的输出端连接的二级减速器、由二级减速器驱动转动的车轮;
所述构架包括内凹形成凹槽的壁板及设置在壁板两端的连接部,所述构架两侧各设置有一侧架,所述侧架包括架体、位于架体两端的安装轴头端盖及承载鞍,所述车轮中心固定连接有传动轴,所述传动轴与安装轴头端盖转动连接,且传动轴与二级减速器的输出端连接,所述架体端部延伸至连接部下方,所述承载鞍与连接部之间设置有若干第一减震装置;
所述凹槽内设置有第二减震装置,所述牵引电机与一级减速器固定在第二减震装置上,且牵引电机、一级减速器均与侧架相连并由第二减震装置和侧架承载重量,所述差速器及二级减速器固定在侧架上。
更进一步地,所述牵引电机设置有1个,所述一级减速器及差速器均设置有2 个,2个所述一级减速器与牵引电机之间通过齿轮来进行转换驱动,且一级减速器位于侧架与牵引电机之间,所述二级减速器设置有4个,且二级减速器的输出轴位于输入轴的上方。
更进一步地,所述构架为薄钢板整体冲压成型。
更进一步地,所述座椅设置有9张,所述车辆的自重量≤3.5t,所述车辆的满载负荷≤1t。
一种上述轨道交通车辆的运行***,包括:
移动客户端,供客户上传乘车信息并接收车辆信息;
线路运营控制单元,用于控制线路实施变轨作业和安全信息发布;
线路监测***,其与线路运营控制单元连接,监测轨道实时状况并上传至线路运营控制单元;
车辆运行控制单元,其控制车辆的启动或停止、车门及安全门的开启或关闭、故障处理、车辆测速定位;
中央控制***,其接收移动客户端、线路运营控制单元、车辆运营控制单元的信息,并计算筛选合适的车辆、运行线路,然后发送至移动客户端与客户达成乘车合约,合约达成后中央控制***下发指令至指定车辆的车辆运营控制单元,对指定车辆进行控制以完成乘车合约。
更进一步地,所述线路监测***包括若干安装在轨道(3)沿线的音频传感器与视频监控器。
本发明的有益效果如下:
1.车辆采用下沉式重心设计,以车辆地板为参考系来看,目前的车辆车体,包括高铁车辆、地铁车辆、跨座式单轨车辆、有轨电车甚至是普通的汽车商用车车辆的地板(即乘员地板)均在车辆的车轴线以上(制式轨道交通)或者是地平面以上 (汽车、轿车等,目前最低的车辆地板为超级跑车车辆的地板,距离地面不到100mm);但是本发明中的车体乘员地板高度低于轨道水平面以下至少150mm,车辆运行时,由于受到两侧轨条的支撑、限位、导向和防护,车辆运行的结构安全性和稳定性均高于现有的制式轨道交通车辆;
2.车辆重心处于两侧的轨条水平连线的下方且落在车辆中心线上,车辆支撑点(即车轮踏面与轨条接触点)与车辆重心形成最为稳定的倒三角形结构,进一步提升了车辆整体结构的安全性和稳定性;
3.转向架由4个相互分离的独立轴系组成,依靠二级减速器和差速器进行连接,提供轮轨滚动摩擦关系,相对于常规的转向架而言,其不设置有整体贯通的轴与轮对,而是设置独立的轴系悬挂,从而使二级减速器、差速器、牵引电机及一级减速器总体可以实现下沉式设计,从而降低转向架的重心,亦即降低车辆的重心;
4.车辆定员设置为9座,车辆自重≤3.5t,满载负荷≤1t,从而使得车辆的满载重量≤4.5t,而转向架单个轴重仅560kg左右,仅为标准铁路轨道车辆轴重的1/20 左右,车辆采用超轻型设计,降低了车辆的生产成本,相对地,对轨道的负载能力要求也降低了,从而也能有效降低轨道的架设成本,从而从整体上降低轨道交通的成本;
5.蓄电池箱安装在车体底部,其重量大约占据车体重量的1/4,从而进一步降低了车辆的重心。
附图说明
图1是车辆与轨道配合简化结构示意图;
图2是车辆与轨道配合正面结构示意图;
图3是转向架简化结构俯视图;
图4是图3中A向结构示意图;
图5是图4中B向结构示意图;
图6是图3中C向结构示意图;
图7是图6中D向结构示意图;
图8是牵引装置结构示意图;
图9是构架与侧架配合简化结构示意图;
图10是构架结构示意图;
图11是侧架侧面结构示意图;
图12是侧架俯视结构示意图;
图13是侧架与构架配合结构示意图;
图14是轨道直接设置在地面结构示意图;
图15是轨道架设在空中结构示意图;
图16是轨道铺设示例图;
图17是变轨前后结构示意图简图;
图18是运行***流程示意图;
附图标记:1-车辆,101-车身蒙皮,102-车体,103-座椅,104-蓄电池箱,2- 转向架,201-车轮,2011-传动轴,202-构架,2021-连接部,2022-壁板,2023-凹槽,203-侧架,2031-架体,2032-承载鞍,2033-安装座接口,2034-安装轴头端盖, 204-牵引装置,2041-一级减速器,2042-牵引电机,2043-安装座,2044-水箱,205- 传动装置,206-纵向牵引拉杆,207-第一减震装置,208-第二减震装置,3-轨道, 301-轨条,302-翼梁,303-支撑主梁,304-视频监控器,305-支杆。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连通”应做广义理解,例如,可以是固定连通,也可以是可拆卸连通,或一体地连通;可以是机械连通,也可以是电连通;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
目前,轨道交通领域中,使用的主要有地铁、高铁、比亚迪的云轨、中车的空轨、重庆的跨座式单轨、上海的磁悬浮交通和有轨电车以及国外引进并优化的山地齿轨轨道交通等,其中地铁、云轨、空轨和跨座式单轨、磁悬浮和有轨电车,山地齿轨等,往往又被称为“轻轨交通”。而上述的各种制式轨道交通除了悬挂式单轨交通以外,其中,悬挂式轨道交通车辆悬挂在轨道下方,其在抗侧风能力、横向稳定性、运营安全性、救援便捷性上均存在较大的缺陷,其余的交通车辆重心均在轨道的水平面之上,即重心高于轨道,抗脱轨能力较差,行驶稳定性也稍差;而且上述各种制式轨道交通存在建设占地多,工程造价高,环境影响大,建设周期长,经济效益差,能源消耗大,安全监测盲点较多等诸多不利因素。
而本实施例中超轻型轨道交通车辆是在普通的双轨制,如高铁、地铁的双轨制基础上进行的全新设计,一是坚持轻量化设计理念,体现“超轻型”设计思路,车辆设计轴重≤560Kg,轨道线路设计在同等结构条件下采用空心结构,重量减轻至少 64%;二是车辆(包括自驱式转向架和承载式U型车体)均呈重心下沉式设计,更注重车辆运行的安全性和稳定性。三是原来普通制式轨道交通的两根钢轨只起到支撑和导向作用,而在本实施例中,将双轨制与下沉式车身结构设计结合起来,使两侧的钢轨和支杆对车辆运行起到了支撑、限位、导向和防护的作用。具体来说,请参见图1、图2所示,车辆1与一般车辆一样,包括车体102、转向架2及车身蒙皮101,车体102内设置乘员厢,乘员厢内设置座椅103,还可以设置行李舱来放置行李,当然为了在紧急状态下有足够的空间来安置救护车和担架,还可以在行李舱内布置滑轨,而车辆1还适配有具有2根轨条301的轨道3,2根轨条301并排设置,车体102 下端下沉位于2根轨条301之间,且车体102的重心位于轨条301的上表面下方,转向架2包括与轨条301接触带动车体102移动的车轮201,而车体102下端则由轨条301限位、导向并进行保护,防止车辆1在行驶过程中脱轨。
其中,为了适配车体102的结构,在加强车体102的承载能力的同时,减小车体102的重量,可以使车体102底板为折弯成凵型的钢板,当然U型或其它形状也是可以的,只要便于使用且能将车体102重心下放至轨条301表面下方即可。
当然,车辆1的主蓄电池箱104重量相对其他制式轨道交通车辆的电池箱较轻,大约在350kg左右,为了降低车辆1的整体重心,本实施例主蓄电池箱104设置在车体102底部,即使其位于轨道3与车体102之间。具体来说,本实施例中车体102 的底板位于轨条301的上表面下方,且车体102底板的上表面(即车辆1的地板) 与轨条301的上表面之间的高度差≥150mm,当然这是不包含蓄电池箱104的厚度的,蓄电池箱104位于车体102下方,即其顶部与轨条301上表面的高度差是大于150mm 的,从而有效降低车体102重心。
而目前常用的转向架2一般是由2个整体贯穿构架202的轴与钢轮构成轮对,据此提供滚动关系,这就导致转向架2的重心位于轨条301上方,对此,本实例选择在车体102前后两端各设置一转向架2,转向架2包括构架202,而与现有技术一样,车体102通过旁承安装在构架202上,同时转向架2上也设置双效制动器、刹车副等常规必须部件,在此便不再进行赘述,而本实施例与现有技术的不同之处在于,请参见图3-13所示,转向架2还包括侧架203、牵引电机2042、由牵引电机2042 驱动转动的一级减速器2041、与一级减速器2041的输出端连接的差速器、与差速器的输出端连接的二级减速器、由二级减速器驱动转动的车轮201其中牵引电机2042 与一级减速器2041构成牵引装置204,当然牵引装置204还可以包括调节输出扭矩的电磁离合器,即如果安装电磁离合器,则可以使一级减速器2041有2种扭矩输出模式,一种是高速(输出转速较高,此时牵引电机2042处于较低的电流驱动常态) 输出状态,主要为车辆1保持较高的匀速行驶状态下的驱动模式;一种是低速输出状态(输出转速较低,此时牵引电机2042处于较高的电流驱动状态),主要为车辆 1起步、较大角度爬坡状态下,提高电机输出扭矩时的模式,而电磁离合器的设置为常规技术,在此不再进行赘述;差速器、二级减速器构成传动装置205,将牵引装置 204的动力传输至车轮201,从而带动车轮201转动;
其中,车轮201的数量可以根据车辆1的需求来设置,例如4个、8个等,而为了对转向架2进行详尽说明,本实施例以4个车轮201为例来进行说明,在车轮201 设置为4个时,一级减速器2041设置有2个(对称设置在牵引电机2042前后两侧)、差速器设置有2个(位于一级减速器2041两侧)、二级减速器设置4个(每个差速器的2个输出端各连接一个二级减速器)、车轮201设置4个(每个车轮201由一个二级减速器带动转动),当然,顺便一提,在本实施例这种情况中可以为每个车轮201都加装刹车副来辅助进行刹车制动,在使用时,牵引电机2042转动,带动其前后2个对称的一级减速器2041运转,而差速器的输入端与一级减速器2041的输出端连接,使得差速器随着运转,差速器的输出端与二级减速器的输入端连接,使得二级减速器也随之运转,从而带动车轮201转动,驱动车辆1移动。在布置时,牵引电机2042居中,一级减速器2041位于牵引电机2042前后两侧,差速器位于一级减速器2041前后两侧,二级减速器位于差速器左右两侧,通过差速器与二级加速器配合逐渐拉高二级减速器的输出轴高度,使得与二级减速器的输出轴连接的车轮 201处于较高的水平高度,即牵引电机2042、一级减速器2041、二级减速器的结构重心低于车轮201轴心线,使得转向架2的整体结构重心下移,低于轨道3的水平面,即在使用时,只有车轮201是与轨道3相接,且位于轨道3水平面上的,而其它位于轨道3水平面下的部分重量重,能有效提升转向架2运行的稳定性,降低脱轨的风险。
其中,牵引电机2042可以设置为1个或2个,当设置为2个时,则2个一级减速器2041各连接一个牵引电机2042进行驱动,此时就需要控制2个牵引电机2042 保持转速输出同步,这就导致2台牵引电机2042的有效功率分配存在较大的不确定性,使得功率输出曲线会呈现周期性波动特征。对此,本实例选择使用一台牵引电机2042来同步驱动2个一级减速器2041,即可以在该牵引电机2042与2个一级减速器2041之间设置齿轮来转换,使得2个一级减速器2041同步进行转动,例如在牵引电机2042的输出轴上设置一锥齿轮,并设置一与锥齿轮啮合的传动齿轮,传动齿轮中心固定连接一转轴,将该转轴两端分别与2个一级减速器2041的端部进行连接,从而使得2个一级减速器2041能同步转动,当然其它的齿轮设置方式也是可以的,只要能带动2个一级减速器2041同步进行转动即可。
在一种可能的实施例中,构架202包括内凹形成凹槽2023的壁板2022及设置在壁板2022两端的连接部2021,即可使构架202呈U型设置,凹槽2023是构架202 的最低处,而侧架203设置有2个,且侧架203分别位于构架202前后两侧,由构架202对2个侧架203进行有机连接,侧架203的重心也位于车轮201的轴心连线下方,当然在有多个车轮201时,则相应对构架202、侧架203进行增减排布即可,其中,侧架203与连接部2021底部之间设置有第一减震装置207,在使用时,可以利用第一减震装置207来调整转向架2整体结构的共振频率,在减轻结构重量的同时,降低共振时的交变应力影响,提高构架202和侧架203的使用寿命。
其中,对于整个转向架2来说,最重的部分集中在牵引装置204处,本发明将牵引电机2042、一级减速器2041放置在构架202的凹槽2023内,并使其与位于构架202两侧的侧架203固定连接,当然,构架202的底部明显在侧架203底部的下方,同时在牵引电机2042、一级减速器2041底部设置第二减震装置208,该第二减震装置208底部与构架202底部固定连接,即可以将牵引电机2042及2个一级减速器2041集成在一个安装板或其它结构上,并在该结构的两侧设置安装座2043,然后在侧架203上设置安装座接口2033,利用安装座及安装座接口2033将牵引装置204 固定在侧架203上,然后将其底部固定在第二减震装置208上,并使一级减速器2041 的输出轴直接从设置侧架203一侧(构架202呈U型设置,即从构架202没有侧壁的2个侧面伸出)与差速器连接。其中,第二减震装置208与第一减震装置207一样,可以选用常规的弹性元器件,例如碟簧、折叠弹簧、扁簧、空气弹簧、液压减震器等,当然也可以将其混合进行使用,而本实施例中,为了便于安装,并提升减震能力,可以使第一减震装置207为由减震弹簧与液压减震器组合形成的弹簧液压减震器,即减震弹簧固定在液压减震器上方,减震弹簧顶部与构架202固定连接,液压减震器底部与侧架203固定连接,而第二减震装置208可以选用为空气弹簧,便于安装并控制其性能参数与车体102重量匹配,具体来说,在安装时,先将构架 202安放在组装工作平台上,先放置空气弹簧于构架202底板上,此时空气弹簧不充气,再将牵引电机2042及一级减速器2041组合安装好后,吊运放置在空气弹簧上,侧架203分别从构架202两侧平移向构架202靠拢,调整对准轴心后,将侧架203 与牵引电机2042及一级减速器2041的组合用螺栓连接好,之后再安装弹簧液压减震器,安装时,弹簧液压减震器处于预压缩状态,安装好后,可以根据车体102的自重、载重合计来调节弹簧液压减震器的性能参数的合理取值范围,在选值时,在对应垂直高度差上的减震性能最佳为选择标准。
在使用时,通过第二减震装置208将牵引电机2042总成的重量传导至构架202,并由第一减震装置207分配至侧架203,改变了转向架2主要部件结构重心的支撑点,从而优化了独立悬挂轴系的(即车轮201的直接传动轴2011)径向扭矩工况。当然,牵引电机2042在使用过程中会散发大量的热量,为了对牵引电机2042进行降温,可以为牵引电机2042设置冷却装置,并将冷却装置设置在构架202上,以辅助降低转向架2的重心,同时,也可以将冷却装置设置为2个对称的水箱2044,分别安装在牵引电机2042两侧,以平衡转向架2两侧的重量,提升转向架2的稳定性。而为了提升牵引电机2042的驱动能力,还为牵引电机2042适配有驱动电池组,驱动电池组包括电池控制器和充电控制器,驱动电池组根据设计重量平衡分配,并固定在构架下沉的凹槽外侧壁上,驱动电池组的瞬时电流较大,能够满足牵引电机频繁启停时和爬坡时的瞬时大电流输入要求。
在一种可能的实施方式中,侧架203包括架体2031、位于架体2031两端的安装轴头端盖2034及承载鞍2032,架体2031可以设置为一筒型的轴箱,将差速器、二级减速器均安装在轴箱内,其中安装轴头端盖2034在架体2031两端各设置1个,并凸出于架体2031顶部,车轮201中心固定连接有带动车轮201转动的传动轴2011,传动轴2011通过轴承与安装轴头端盖2034连接,并且二级减速器的输出轴也延伸至安装轴头端盖2034内与传动轴2011连接,由二级减速器带动转动,而承载鞍2032 则可以设置2个或多个,此处以4个为例,此时,在架体2031两端各对称设置2个,即也可以理解为架体2031两侧各设置有2个承载鞍2032,第一减震装置207底部通过销接的方式安装在承载鞍2032上,顶部也通过销接的方式安装在连接部2021上,在使用时,通过承载鞍2032将牵引电机2042总成的重量传导至构架202,并由承载鞍2032分配至侧架203,改变了转向架2主要部件结构重心的支撑点。
其中,侧架203两端对称设置2根纵向牵引拉杆206,纵向牵引拉杆206与一端与侧架203铰接,另一端与构架202铰接,构架202的两个连接部2021之间还可以设置横向支撑杆,横向支撑杆内部还可以中空设置,以便走线,同时纵向牵引拉杆 206与横向支撑杆还能进行纵向和横向的力学传导和结构性能补强。
同时,目前常用的车辆1转向架2所使用的构架202和侧架203几乎都是钢板焊接或者为铸钢件,不仅体积大,重量也大,而这些重量都要由车轮201承担最后传递给轨道3,这就造成车轮201会受到较大的压力,不仅传动轴2011容易断裂损坏,而且会消耗更多的动力来进行驱动。而本实施例中,选择将构架202采用薄钢板整体冲压成型的方式来制作,即冲压内凹形成带有筋条的凹槽2023,使得构架202 的结构紧凑,在满足使用强度需求的同时,重量轻,相对于传统构架202也能减少能源的消耗。
当然,从上述描述可以明显看出,构架202凹陷下沉的部分,即凹槽2023的下部是位于轨道3的2根轨条301之间的,使得转向架2的整体重心降低至轨道3的上表面下方,与车体102配合,使得车体102及转向架2的整体重心均转移至轨道3 水平面的下方,从而能有效提升车体102运行的安全性与稳定性,防止车体102脱轨。而根据车体102的结构及转向架2的结构来说,车体102底板的上表面与轨条 301的上表面之间的高度差大约在200mm左右较为适宜。
2个这样的转向架2具有8个独立悬挂轴系,相当于轴重仅560kg,仅为标准铁路轨道车辆轴重的1/20左右,车辆1整体重量大幅度减轻,具体来说,以设置9张座椅103的车辆1为例,其自重量≤3.5t,满载负荷≤1t,使得车辆1的满载重量≤4.5t,同时车辆的最小转弯半径可以到15m,最大爬坡坡度450‰(静风条件下),当然9座以下的车辆重量就更为轻便了。与之相对地,对于轨道3的承载能力要求也降低了,轨道3可以包括2条并排设置的轨条301,轨条301呈空心设置其内部形成空心腔体,车辆1的车轮201与轨条301接触带动车辆1移动,从而有效降低轨道3的自重量,降低轨道3架设与制造的成本。
具体来说,可以使轨条301的断面为环形或水滴形,在加强轨条301的承载能力,也有效减轻了轨道3的重量,使得轨条301的架设更为便利,节省了轨道3架设的成本,请参见图14、图15所示,其中图14为直接将轨道设置在地面上的架设结构示意图,图15为将轨道通过基桩架设在空中的结构示意图;轨道3由2条并排设置的轨条301组成,轨道3还包括若干支撑主梁303、及固定在支撑主梁303两侧的翼梁302,轨条301固定在翼梁302远离支撑主梁303一端,翼梁302自与支撑主梁303连接处倾斜向上且朝着远离支撑主梁303的方向延伸,使得支撑主梁303上表面与轨条301中心连线之间具有较高的距离,以与车辆1的下沉式结构配合,还可以在翼梁302与轨条301之间设置支杆305,305可以设置为空心圆杆,以减轻重量,利用支杆305进一步增加支撑主梁303上表面与轨条301中心连线之间的距离,提升车辆行驶的稳定性。当然,轨条301、支撑主梁303、翼梁302、支杆305均可以由不锈钢制成,轻量又具有极好的承载能力。
而轨道和车辆均采用超轻型结构设计,带来了以下优点:
1.轨道基础承载压力小,使得车辆、站场设施、轨道线路的投资总价均可以相应较低;
2.建设成本较普通的轨道交通建设而言,成本大幅度降低,施工速度有效提高,对社会资源(例如道路占用、施工打围等)的使用和影响均很小;
3.车辆体量稍小,座位设置少,有优于私家车的乘坐体验,即相对私家车而言,更为快捷、安全、高效、个性化,同时也不堵车,因此乘车费用也参照当地出租车的运营收费标准稍高,较一般的公共交通运营的经济效益要高;
4.就轨道线路的支撑基础-基桩而言,基桩设置在景区或城际线路的混凝土浇筑基础的上平面或地平面以下约1000mm处即可,其环境影响极小,环保标准极高,更符合环保理念,而线路改造和搬迁后,地表植被恢复简单,对生态环境几乎无影响;
5.城市内规划设计的轨道线路可以借用原路灯的基础进行放大,或借用原有建筑物的基础补强,涉及的拆迁补偿、征地费用和建设成本极低;
6.轨道不仅可以设置为贴近地表,也可以采用全线架空设计,不与传统公路交通和现有的制式轨道交通争夺路权,可以作为现行公共交通的有效补充形式,能够极大缓解社会公众的个性化出行需要;
7.可以将现有的轨道车辆自动驾驶技术应用在车辆上,通过中央控制***对车辆的驾驶进行控制,确保车辆能运行无障碍、无事故,准时、定点、高效,同时,在城市中车辆设计时速可达80Km-120Km,城际车辆设计时速可达120Km-160Km(亦可采用超高速设计,设计时速超过240Km),景区设计时速一般为20Km-60Km;由于采用低重心双轨制超轻型设计,交通运营安全性极高,也不用担心出现脱轨的问题。
当然,在进行轨道的具体设计时,可以根据使用环境,选择将其设置为环形、上下多层型,以环形为例,请参见图16、图17所示,在环形轨道周围布设多个站点,并可以将轨道设置为2条或多条,即至少设置2条车辆行驶方向相反的轨道,当然跟现有的高速公路类似,每个方向还可以根据需求设置单独的高速轨道、普通轨道、低速轨道等,而这些轨道为固定轨道,相应地,也设置变轨轨道,在每个站点之间通过变轨装置来连接各个站点与固定轨道,变轨装置可以选用现有的平移变轨装置,在车辆需要进入或离开站点时,变轨装置平行移动连接不同的轨道,也可以通过变轨装置切换不同的固定轨道行驶。当然,车辆在哪个位置,则可以通过车辆的定位***来进行判定,在此不再进行赘述。
现提供一种上述轨道交通车辆的运行***,包括:
移动客户端,供客户上传乘车信息并接收车辆信息,例如手机或平板等常见电子设备;
线路运营控制单元,用于控制线路实施变轨作业和安全信息发布;
线路监测***,其与线路运营控制单元连接,监测轨道实时状况并上传至线路运营控制单元;
车辆运行控制单元,其控制车辆的启动或停止、车门及安全门的开启或关闭、故障处理、车辆测速定位;
中央控制***,其接收移动客户端、线路运营控制单元、车辆运营控制单元的信息,并计算筛选合适的车辆、运行线路,然后发送至移动客户端与客户达成乘车合约,合约达成后中央控制***下发指令至指定车辆的车辆运营控制单元,对指定车辆进行控制以完成乘车合约。
其中,图18为运行***流程示意图,以下以一个例子来进行说明,某客户先利用手机端APP软件(可以在开发软件时设置相应权限,例如必须实名注册,才能订票等,在把控乘客身份的同时,也能强化乘客守信的力度)提供如下订票信息:拟乘车站点、拟乘车时间、拟到达站点、乘车人员信息(实名制)。上述信息传递至中央控制***(可以由中控中心的计算机搭载),由中央控制***根据轨道线路上的车辆运营情况,结合该乘客设定的起始站和到达站的信息,和附近适合乘客出行的车辆信息,计算出乘客的出发站点与出发时间,并将车辆信息一起反馈至乘客手机APP,乘客确认后,即视为合约成立。中央控制***即刻调配承运车辆,在和乘客约定的时间,到达乘客指定乘车的站点;乘客到站点,可以使用手机APP开启车辆车门(指定车门、指定乘员坐席,一票一座),也可以使用无感乘车选项(即由站点的监控***自动识别乘客身份信息,控制车辆开门),全部乘客落座后系好安全带,即可触发车门关闭,并给中央控制***发出车辆安全状态和待发车指令。同时站台监测***将给出安全发车指令至中央控制***,上述指令齐备后,车辆出发;线路监测***指令识别正常,车辆将按照中央控制***计算安排的最优路线,正常行使至乘客指定的到达站点。车辆到达指定站台后,站台监测***、车辆运营控制单元将发出指令,指令正常状态下,中央控制***将发出开启车门的指令,提示乘客拿好随身携带物品,扶老携幼、安全下车。
其中,作为线路监测***的一种具体实施方式,线路监测***包括若干音频传感器,音频传感器安装在轨条301的空心腔体内,音频传感器实时采集轨道3上振动的音频信号,通过线束或者5G网络传输至中央控制***,中央控制***进行大数据分析(即收集此类信号组建大数据库,建成不同的故障诊断数据模型,从而通过采集到的音频信息判断轨道3上出现了何种故障,例如滑坡掩埋、轨道3断裂等,当然模型建立是目前比较成熟的技术,在此不再进行赘述),从而24h对轨道3进行有效监控。
当然,也可以采用超声波发射器及超声波接收器来组合进行使用监测轨道3情况,但是这种方式是通过收集回声的方式来进行分析判断的,其成本高,且需要连续发射超声波才能进行24h监控,这就明显拉高了监测的成本,而上述使用的音频传感器仅仅相当于一个接收器,是不需要自身发射声波的;同时采用超声波技术进行监控还存在较大的监控盲区,其只能判断是否存在障碍物,而不能对轨道3断裂、轨道3受撞击变形、轨道3地基沉降等问题进行监控,但是采用音频传感器则不存在这个问题,不同情况传递出的声波信号不同,其基本可以对各种轨道3可能出现的故障进行监测,监测更为全面,因此还是推荐选择使用音频传感器进行监控。
而在使用音频传感器进行监控时,可以在空心腔体内填充吸音型发泡材料,例如聚氨酯泡沫材料、橡胶发泡材料及聚乙烯发泡材料等,其中最好选择聚乙烯发泡材料,不仅容易得到,且价格便宜,使用效果也较好,而吸音型发泡材料其增加了声波信号的衰减率,在轨道3受到撞击时,能使音频传感器更好地分辨不同的音频信号,使中央控制***更好地做出判断。
进一步,线路监测***还包括视频监控器304安装在支撑主梁303上表面的中心线上,且位于车辆1下方,视频监控器304可以为内置云台的摄像装置,其通过传输线束或者5G网络等将视频信息传递给中央控制***,同时也接收车辆1的位置信息,在车辆1即将到达视频监控器304处时,提前开启视频监控***,进行视频信息采集,监控车辆1的安全运营状态,并反馈定位、修正误差,使得车辆1定位更为准确,从而准确判断车辆1的进入站点的时间,及时启动变轨装置迎接车辆1。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,本发明的专利保护范围以权利要求书为准,凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种超轻型轨道交通车辆,包括车体(102)、转向架(2)及车身蒙皮(101),其特征在于,还包括与车辆(1)适配的具有2根轨条(301)的轨道(3),所述车体(102)下端下沉位于2根轨条(301)之间,且车体(102)的重心位于轨条(301)的上表面下方,所述车体(102)的底板位于轨条(301)的上表面下方,且车体(102)底板的上表面与轨条(301)的上表面之间的高度差≥150mm;所述转向架(2)包括与轨条(301)以滚动方式接触带动车体(102)移动的车轮(201);
所述车体(102)前后两端各设置有一转向架(2),所述转向架(2)包括构架(202)、侧架(203)、牵引电机(2042)、由牵引电机(2042)驱动转动的一级减速器(2041)、与一级减速器(2041)的输出端连接的差速器、与差速器的输出端连接的二级减速器、由二级减速器驱动转动的车轮(201);
所述构架(202)包括内凹形成凹槽(2023)的壁板(2022)及设置在壁板(2022)两端的连接部(2021)。
2.根据权利要求1所述的超轻型轨道交通车辆,其特征在于,所述车体(102)底部固定有蓄电池箱(104)。
3.根据权利要求2所述的超轻型轨道交通车辆,其特征在于,所述车体(102)底板为折弯成凵型的带有压制筋条的钢板。
4.根据权利要求3所述的超轻型轨道交通车辆,其特征在于,所述构架(202)两侧各设置有一侧架(203),所述侧架(203)包括架体(2031)、位于架体(2031)两端的安装轴头端盖(2034)及承载鞍(2032),所述车轮(201)中心固定连接有传动轴(2011),所述传动轴(2011)与安装轴头端盖(2034)转动连接,且传动轴(2011)与二级减速器的输出端连接,所述架体(2031)端部延伸至连接部(2021)下方,所述承载鞍(2032)与连接部(2021)之间设置有若干第一减震装置(207);
所述凹槽(2023)内设置有第二减震装置(208),所述牵引电机(2042)与一级减速器(2041)固定在第二减震装置(208)上,且牵引电机(2042)、一级减速器(2041)均与侧架(203)相连并由第二减震装置(208)和侧架(203)承载重量,所述差速器及二级减速器固定在侧架(203)上。
5.根据权利要求4所述的超轻型轨道交通车辆,其特征在于,所述牵引电机(2042)设置有1个,所述一级减速器(2041)及差速器均设置有2个,2个所述一级减速器(2041)与牵引电机(2042)之间通过齿轮来进行转换驱动,且一级减速器(2041)位于侧架(203)与牵引电机(2042)之间,所述二级减速器设置有4个,且二级减速器的输出轴位于输入轴的上方。
6.根据权利要求5所述的超轻型轨道交通车辆,其特征在于,所述构架(202)为薄钢板整体冲压成型。
7.根据权利要求6所述的超轻型轨道交通车辆,其特征在于,车体(102)内设置乘员厢,乘员厢内设置座椅(103),所述座椅(103)设置有9张,所述车辆(1)的自重量≤3.5t,所述车辆(1)的满载负荷≤1t。
8.一种权利要求7所述的超轻型轨道交通车辆的运行***,其特征在于,包括:
移动客户端,供客户上传乘车信息并接收车辆信息;
线路运营控制单元,用于控制线路实施变轨作业和安全信息发布;
线路监测***,其与线路运营控制单元连接,监测轨道实时状况并上传至线路运营控制单元;
车辆运行控制单元,其控制车辆的启动或停止、车门及安全门的开启或关闭、故障处理、车辆测速定位;
中央控制***,其接收移动客户端、线路运营控制单元、车辆运营控制单元的信息,并计算筛选合适的车辆、运行线路,然后发送至移动客户端与客户达成乘车合约,合约达成后中央控制***下发指令至指定车辆的车辆运营控制单元,对指定车辆进行控制以完成乘车合约。
9.根据权利要求8所述的超轻型轨道交通车辆的运行***,其特征在于,所述线路监测***包括若干安装在轨道(3)沿线的音频传感器与视频监控器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110369360.9A CN113022603B (zh) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | 一种超轻型轨道交通车辆及其运行*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110369360.9A CN113022603B (zh) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | 一种超轻型轨道交通车辆及其运行*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113022603A CN113022603A (zh) | 2021-06-25 |
CN113022603B true CN113022603B (zh) | 2023-06-02 |
Family
ID=76453843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110369360.9A Active CN113022603B (zh) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | 一种超轻型轨道交通车辆及其运行*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113022603B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN207987634U (zh) * | 2018-01-11 | 2018-10-19 | 杨怀辉 | 一种悬挂式列车 |
CN110091724A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-06 | 西南交通大学 | 一种高温超导磁悬浮车 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100604421B1 (ko) * | 2004-12-29 | 2006-07-25 | 한국철도기술연구원 | 저 중심 틸팅 철도차량 |
US20070107621A1 (en) * | 2005-11-15 | 2007-05-17 | Baisheng Zou | Structure and operation of a three dimensional transportation system |
RU2454340C2 (ru) * | 2009-10-08 | 2012-06-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Высокоскоростной железнодорожный пассажирский состав |
CN101973276B (zh) * | 2010-10-18 | 2012-11-28 | 宝鸡南车时代工程机械有限公司 | 交流电传动快速轨道车 |
CN103171576A (zh) * | 2013-03-29 | 2013-06-26 | 齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司 | 一种铁路货车及其转向架、连接座 |
CN204775219U (zh) * | 2015-06-08 | 2015-11-18 | 傅想元 | 一种节能型双轨双车交通工具 |
CN109866782A (zh) * | 2017-12-05 | 2019-06-11 | 林勇 | 众高列车 |
CN212353757U (zh) * | 2019-12-20 | 2021-01-15 | 江苏建康汽车有限公司 | 一种纯电动厢式轻型卡车 |
CN111891150A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-06 | 中国铁建高新装备股份有限公司 | 转向架及轨道工程车辆 |
-
2021
- 2021-04-06 CN CN202110369360.9A patent/CN113022603B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN207987634U (zh) * | 2018-01-11 | 2018-10-19 | 杨怀辉 | 一种悬挂式列车 |
CN110091724A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-06 | 西南交通大学 | 一种高温超导磁悬浮车 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113022603A (zh) | 2021-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103287440B (zh) | 复合式单轨公共交通*** | |
CN106864464B (zh) | 个人悬挂式双轨道双动力自动控制轻型轨道交通*** | |
CN108162987B (zh) | 一种悬挂式单轨列车及其转向架、驱动制动装置 | |
CN201249778Y (zh) | 部分低地板轻轨电车两轴动力转向架 | |
CN102501858B (zh) | 一种窄轨电动机车 | |
CN203601274U (zh) | 复合式单轨公共交通*** | |
CN201357723Y (zh) | 电动公铁两用牵引车 | |
CN107839696B (zh) | 一种永磁轴式直驱空地共享立体快速轨道交通*** | |
CN203283242U (zh) | 一种悬挂式独轨车辆转向架 | |
CN101549696B (zh) | 一种小型跨座式单轨交通***安全巡检车 | |
CN104554290A (zh) | 一种四对轮结构的跨座式单轨作业车 | |
CN107554534A (zh) | 一种新能源空地两用共享空中轨道交通***及运行方法 | |
CN108839527B (zh) | 独立驱动公铁路两用牵引车 | |
CN110406387A (zh) | 一种磁浮旅游轨道交通列车*** | |
CN112477907B (zh) | 一种工、客两用跨座式单轨转向架构架 | |
CN114872748A (zh) | 一种基于复合异型翼缘轨道的磁浮高速巴士公交*** | |
CN109878402A (zh) | 一种用于铁路车厢运送的agv运输车 | |
CN114872747B (zh) | 一种基于复合异型翼缘轨道的高速巴士公交*** | |
CN102501859B (zh) | 一种窄轨电动机车的动车 | |
CN102463996A (zh) | 一种侧挂式双电源驱动轨道电车 | |
CN113022603B (zh) | 一种超轻型轨道交通车辆及其运行*** | |
CN113022594A (zh) | 一种超轻型轨道交通线路*** | |
CN109334364B (zh) | 带三只行走轮的公铁两用牵引车 | |
CN211364541U (zh) | 轨道交通客货两用电动车辆 | |
CN201923162U (zh) | 轨道车辆转向架构架 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |