RU2090390C1 - Transport system with stabilization of running gear - Google Patents

Abstract

FIELD: high-speed transport. SUBSTANCE: secondary parts of linear motor, contact wires and noise protection screens are installed on L-shaped guides secured on underrail base at both sides of track bed. Linear motor inductors are secured on running gear of vehicle for turning in horizontal plane and are furnished with electromagnetic stabilizing elements. EFFECT: reduced wheel pressure on rails, improved negotiation of curved sections of track. 10 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для метрополитена и в высокоскоростных транспортных системах. The invention relates to the field of transport and can be used for the subway and in high-speed transport systems.

Известна транспортная система, содержащая вагон, опирающийся на ходовые тележки, рельсовый путь, на подрельсовом основании которого закреплена вторичная часть линейного электродвигателя, имеющего индуктор на ходовой части (патент США N 3807313 B 61 B 13/12, 1974). A known transport system comprising a carriage supported by running trolleys, a rail track, on the rail base of which a secondary part of a linear electric motor having an inductor on the running gear is fixed (US patent N 3807313 B 61 B 13/12, 1974).

Недостаток этой системы сложность, дополнительная нагрузка на ходовые колеса и отсутствие стабилизации ходовой части. The disadvantage of this system is complexity, additional load on the running wheels and the lack of stabilization of the chassis.

Известна транспортная система, содержащая путевое полотно и колесное транспортное средство с линейным электродвигателем, подвижная часть которого установлена с двух сторон транспортного средства, а неподвижная часть закреплена на расположенных вдоль путевого полотна боковых вертикальных направляющих (а.с. СССР N 1708676 B 61 B 13/04, 1992). A known transport system comprising a track and a wheeled vehicle with a linear electric motor, the movable part of which is installed on both sides of the vehicle, and the fixed part is mounted on lateral vertical guides located along the track (as USSR N 1708676 B 61 B 13 / 04, 1992).

Недостаток этой системы отсутствие стабилизации ходовой части. The disadvantage of this system is the lack of stabilization of the chassis.

Наиболее близкой к описываемой является транспортная система со стабилизацией ходовой части, опирающейся на колеса, содержащая путевое полотно с укрепленными с наружных сторон Г-образными направляющими, линейные электродвигатели, первичные и вторичные элементы которых размещены соответственно по бокам ходовой части и на Г-образных направляющих, кузова вагонов, расположенные на ходовой части поверх Г-образных направляющих (Европейский патент N 0266496 B 60 L 13/04, 1989). Closest to the described one is a transport system with stabilization of the running gear, supported by wheels, containing a track with L-shaped guides fixed on the outside, linear electric motors, the primary and secondary elements of which are located respectively on the sides of the running gear and on the L-shaped guides, car bodies located on the chassis over the L-shaped guides (European patent N 0266496 B 60 L 13/04, 1989).

Недостаток отсутствие стабилизации ходовой части. The disadvantage is the lack of stabilization of the chassis.

Технический результат настоящего предложения заключается в электромагнитной стабилизации ходовой части линейным электродвигателем. При этом уменьшается материалоемкость и энергопотребление. The technical result of this proposal is the electromagnetic stabilization of the chassis by a linear electric motor. At the same time, material consumption and energy consumption are reduced.

Технический результат достигается тем, что в транспортной системе со стабилизацией ходовой части, опирающейся на колеса, содержащей путевое полотно с укрепленными с наружных сторон Г-образными направляющими, линейные электродвигатели, первичные и вторичные элементы которых размещены соответственно по бокам ходовой части и на Г-образных направляющих, кузова вагонов, расположенные на ходовой части поверх Г-образных направляющих, линейные электродвигатели выполнены с возможностью электромагнитной стабилизации и разгрузки ходовой части, причем их первичные элементы шарнирно закреплены на осях, по крайней мере, смежных колес с возможностью поворота в горизонтальной плоскости и регулирования положения по отношению ко вторичным элементам электродвигателей. The technical result is achieved in that in a transport system with stabilization of the running gear, supported by wheels, containing a track with L-shaped guides fixed on the outside, linear electric motors, the primary and secondary elements of which are located respectively on the sides of the running gear and on L-shaped guides, car bodies located on the chassis on top of the L-shaped guides, linear electric motors are made with the possibility of electromagnetic stabilization and unloading of the chassis and, moreover, their primary elements are pivotally mounted on the axles of at least adjacent wheels with the possibility of rotation in the horizontal plane and adjusting the position with respect to the secondary elements of the electric motors.

Достижению технического результата способствует ряд частных существенных признаков предложения. Achieving the technical result contributes to a number of private essential features of the proposal.

Путевое полотно может быть выполнено в виде рельсовой колеи с подрельсовым основанием, на котором относительно подошвы рельсов закреплены Г-образные направляющие, либо в виде гладкой плиты, на которой посредством прокладок закреплены Г-образные направляющие. В последнем случае ходовые колеса являются пневматическими. The track can be made in the form of a rail track with an under-rail base, on which L-shaped guides are fixed relative to the sole of the rails, or in the form of a smooth plate on which L-shaped guides are fixed by means of gaskets. In the latter case, the running wheels are pneumatic.

Вторичные элементы линейных электродвигателей могут быть размещены на Г-образных направляющих в горизонтальной плоскости, а первичные элементы закреплены на осях ходовых колес. The secondary elements of linear electric motors can be placed on the L-shaped guides in the horizontal plane, and the primary elements are fixed on the axles of the running wheels.

Вторичные элементы линейных электродвигателей могут быть размещены на Г-образных направляющих в вертикальной плоскости, а первичные элементы подпружинены относительно осей ходовых колес с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. The secondary elements of linear electric motors can be placed on the L-shaped guides in the vertical plane, and the primary elements are spring-loaded relative to the axles of the running wheels with the possibility of movement in the vertical plane.

Первичные элементы снабжены токоприемниками, содержащими токосъемные лыжи, а на Г-образных направляющих, выполненных с шумозащитными экранами, расположены контактные провода. The primary elements are equipped with current collectors containing slip skis, and contact wires are located on the L-shaped guides made with noise screens.

Каждый индуктор выполнен, по крайней мере, с двумя шарнирно соединенными модулями, при этом шарниры противолежащих модулей соединены между собой поперечной тягой, связанной с реверсивным механизмом сдвига, корпус которого закреплен на ходовой части. Each inductor is made of at least two pivotally connected modules, while the hinges of the opposite modules are interconnected by a transverse link associated with a reversible shear mechanism, the housing of which is fixed to the chassis.

По бокам поперечной тяги закреплены катки с возможностью касания Г-образных направляющих при резких колебаниях ходовой части, а рядом с катками установлены датчики зазора, при этом выходы датчиков зазора подключены через анализатор сигналов к входу блока управления реверсивным механизмом сдвига. Rollers are fixed on the sides of the transverse traction with the possibility of touching the L-shaped guides during sharp fluctuations of the chassis, and gap sensors are installed near the rollers, while the outputs of the gap sensors are connected through the signal analyzer to the input of the control unit for the reversible shift mechanism.

Ходовая часть размещена на стыке вагонов, которые соединены между собой шарниром и выполнены со сквозным проходом. The chassis is placed at the junction of the cars, which are interconnected by a hinge and are made with a through passage.

Ходовая часть выполнена в виде тележек, в которых колесные пары снабжены независимо вращающимися колесами. The chassis is made in the form of bogies in which the wheelsets are equipped with independently rotating wheels.

В сравнении с известными транспортными системами описываемая позволяет:
уменьшить давление колес на путевое полотно и одновременно стабилизировать движение ходовой части посредством линейного электродвигателя;
уменьшить расходы на электроэнергию и сократить эксплуатационные затраты;
обеспечить вписывание транспортного средства в кривые достаточно малого радиуса;
упростить систему энергоснабжения за счет ее размещения на Г-образных направляющих;
уменьшить шум путем размещения экранов на Г-образных направляющих;
повысить безопасность движения за счет стабилизации ходовой части посредством линейного электродвигателя ( в перспективе такие транспортные системы способны заменить высокоскоростные железные дороги).In comparison with the known transport systems, the described allows:
reduce the pressure of the wheels on the track and at the same time stabilize the movement of the chassis by means of a linear electric motor;
reduce energy costs and reduce operating costs;
ensure that the vehicle fits into curves of a sufficiently small radius;
to simplify the energy supply system by placing it on the L-shaped guides;
reduce noise by placing screens on the L-shaped guides;
to improve traffic safety by stabilizing the chassis through a linear electric motor (in the future, such transport systems can replace high-speed railways).

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 показана схема транспортного средства на рельсовом ходу, на фиг. 2 то же на пневмоходу, на фиг. 3 размещение линейных электродвигателей на транспортном средстве, на фиг. 4 схема установки модулей на ходовой части, на фиг. 5 схема управления механизмом сдвига, на фиг. 6 размещение контактного провода, на фиг. 7 -принципиальная схема линейного электродвигателя. The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a diagram of a vehicle on a rail, in FIG. 2 the same on the airway, in FIG. 3 the placement of linear electric motors on a vehicle, FIG. 4 is a diagram of the installation of modules on the chassis; FIG. 5 a control circuit of the shear mechanism, in FIG. 6 placement of the contact wire, in FIG. 7 is a basic diagram of a linear electric motor.

Транспортная система содержит транспортное средство 1 (фиг. 1), кузов 2 которого опирается на ходовую часть 3 и колеса 4, которые установлены на рельсы 5, закрепленные на подрельсовом основании 6, а в случае применения пневмоколеи на гладкое основание 7 (фиг. 2). С обеих сторон вдоль путевого полотна на основании 6 или 7 закреплены Г-образные направляющие 8, несущие вторичный элемент 9 линейного электродвигателя, контактные провода 10 и шумозащитный экран 11. Направляющие 8 закреплены на основании через изолирующие прокладки 12 на одном уровне с подошвой рельсов 5 (фиг. 1) или поверхностью катания 7 (фиг. 2). На ходовой части 3 установлены соответственно с правой и левой стороны первичные элементы индукторы 13 линейного электродвигателя, которые располагаются горизонтально, когда горизонтальная полка Г-образной направляющей 8 оказывается поверх вторичного элемента 9 и индуктора 13. При вертикальном расположении вторичного элемента 9 и индуктора 13 (фиг. 2) последний установлен с помощью вертикального перемещения относительно центра колес (оси 14) и подпружинен. При этом индукторы 13 устанавливаются на неподрессоренной части. Концы индукторов 13 закреплены шарнирно с возможностью поворота в горизонтальной плоскости вокруг шарнира 15 и с возможностью регулирования их положения относительно вторичных элементов 9. Кинематически с корпусом индуктора 13 связаны токосъемные лыжи 16. Для вписывания в кривые индуктор 13 выполняется, по крайней мере, из двух модулей 17 и 18, соединенных между собой шарниром 19. Противолежащие модули соединены между собой штангой 20 реверсивного механизма 21, который может быть гидравлическим, пневматическим или в виде роликовой пары. Корпус механизма 21 закреплен на ходовой части 3. На концах штанги 20 закреплены датчики зазора 22 и ролики 23, которые касаются Г-образной направляющей при резких колебаниях ходовой части. Реверсивный механизм 21 срабатывает по сигналам датчиков 22, которые обрабатываются анализатором 24, выдающим команду механизму 21, посредством которого модули сдвигаются вправо или влево, чем обеспечивается вписывание индуктора 13 в кривые. The transport system comprises a vehicle 1 (Fig. 1), the body 2 of which rests on the undercarriage 3 and the wheels 4, which are mounted on the rails 5, mounted on the rail base 6, and in the case of applying air gauge on a smooth base 7 (Fig. 2) . On both sides along the track on the base 6 or 7, L-shaped guides 8 are mounted, supporting the secondary element 9 of the linear electric motor, contact wires 10 and a noise shield 11. The guides 8 are fixed to the base through insulating spacers 12 at the same level with the sole of the rails 5 ( Fig. 1) or the rolling surface 7 (Fig. 2). On the chassis 3, primary elements are mounted on the right and left sides, respectively, inductors 13 of the linear electric motor, which are located horizontally when the horizontal shelf of the L-shaped guide 8 is on top of the secondary element 9 and inductor 13. When the secondary element 9 and inductor 13 are vertically located (Fig. .2) the latter is mounted by vertical movement relative to the center of the wheels (axle 14) and spring-loaded. In this case, the inductors 13 are installed on the unsprung part. The ends of the inductors 13 are pivotally mounted rotatably in a horizontal plane around the hinge 15 and with the possibility of regulating their position relative to the secondary elements 9. Kinematically with the body of the inductor 13 are connected slip skis 16. To fit into the curves, the inductor 13 is made of at least two modules 17 and 18, interconnected by a hinge 19. Opposite modules are interconnected by a rod 20 of the reversing mechanism 21, which can be hydraulic, pneumatic or in the form of a roller pair. The housing of the mechanism 21 is fixed on the running gear 3. At the ends of the rod 20, the sensors of the gap 22 and the rollers 23 are fixed, which touch the L-shaped guide with sharp fluctuations in the running gear. The reversing mechanism 21 is triggered by the signals of the sensors 22, which are processed by the analyzer 24, issuing a command to the mechanism 21, by means of which the modules are shifted to the right or left, which ensures that the inductor 13 is inserted into the curves.

В качестве электродвигателя может быть применен линейный синхронный электродвигатель с когтеобразными полюсами (фиг. 7) или общеизвестный электродвигатель с двухфункциональной обмоткой. As the electric motor, a linear synchronous electric motor with claw-shaped poles (Fig. 7) or a well-known electric motor with a two-function winding can be used.

Когтеобразный электродвигатель содержит обмотку возбуждения 25, якорную обмотку 26, магнитопровод 27 и когтеобразный вторичный элемент 28. Особенностью указанных электродвигателей является то, что в отличие от синхронных электродвигателей они обеспечивают регулируемое притяжение индуктора ко вторичному элементу и боковую стабилизацию. A claw-shaped electric motor contains an excitation winding 25, an anchor winding 26, a magnetic core 27 and a claw-shaped secondary element 28. A feature of these electric motors is that, unlike synchronous electric motors, they provide adjustable attraction of the inductor to the secondary element and lateral stabilization.

Ходовую часть целесообразно размещать на стыке двух вагонов (фиг. 3). It is advisable to place the chassis at the junction of two cars (Fig. 3).

При этом вагоны соединены между собой шарниром и снабжены сквозным проходом между собой. In this case, the cars are interconnected by a hinge and equipped with a through passage between them.

Кузов 2 вагона размещен поверх Г-образных направляющих 8 и индукторов 13. The body 2 of the car is placed on top of the L-shaped guides 8 and inductors 13.

Контактные провода 10 электрическими перемычками 29 в ряде случае целесообразно соединить со вторичным элементом 9. Contact wires 10 by electric jumpers 29 in some cases it is advisable to connect with the secondary element 9.

Транспортная система работает следующим образом. The transport system operates as follows.

При подаче напряжения на контактные провода 10 и далее через токосъемные лыжи 16 соответственно через инвертор тока или напряжения (на чертежах не показаны) питания подается на индукторы 13 линейного электродвигателя. При этом создается бегущее магнитное поле, которое, взаимодействуя со вторичным элементом 9, приводит транспортное средство 1 в движение. When voltage is applied to the contact wires 10 and further through the collector skis 16, respectively, through a current or voltage inverter (not shown in the drawings), power is supplied to the inductors 13 of the linear electric motor. This creates a traveling magnetic field, which, interacting with the secondary element 9, drives the vehicle 1 in motion.

В отличие от традиционного транспорта, в котором в качестве тяговых двигателей применены вращающиеся электродвигатели, применение линейных электродвигателей принципиально обеспечивает движение вне зависимости от сцепления колеса с рельсом или дорожным полотном. Кроме этого, линейные электродвигатели обеспечивают разгрузку ходовых колес 4, т.е. уменьшают давление этих колес на рельсы 5 и тем самым снижают динамическое взаимодействие между транспортным средством и путевым полотном. В силу того, что примененные электродвигатели обеспечивают и электромагнитную стабилизацию ходовой части, обеспечивается безопасное движение и улучшается вписывание ходовой части в кривые. Исключение таких узлов, как редукторы и муфты, существенно упрощает механическую часть в подвижном составе. Существенным является и то, что применение линейных электродвигателей позволяет уменьшить диаметр ходовых колес, а это в случае применения такой транспортной системы для метрополитена позволит уменьшить диаметр тоннеля. Unlike traditional transport, in which rotating motors are used as traction motors, the use of linear electric motors fundamentally ensures movement regardless of the adhesion of the wheel to the rail or the roadway. In addition, linear electric motors provide unloading of the running wheels 4, i.e. reduce the pressure of these wheels on the rails 5 and thereby reduce the dynamic interaction between the vehicle and the track. Due to the fact that the applied motors provide electromagnetic stabilization of the chassis, safe movement is ensured and the fit of the chassis into the curves is improved. The exclusion of components such as gearboxes and couplings greatly simplifies the mechanical part in the rolling stock. It is also significant that the use of linear electric motors allows to reduce the diameter of the running wheels, and this in the case of using such a transport system for the subway will reduce the diameter of the tunnel.

Claims (10)

1. Транспортная система со стабилизацией ходовой части, опирающейся на колеса, содержащая путевое полотно с укрепленными с наружных сторон Г-образными направляющими, линейные электродвигатели, первичные и вторичные элементы которых размещены соответственно по бокам ходовой части и на Г-образных направляющих, кузова вагонов, расположенные на ходовой части поверх Г-образных направляющих, отличающаяся тем, что линейные электродвигатели выполнены с возможностью электромагнитной стабилизации и разгрузки ходовой части, причем из первичные элементы шарнирно закреплены на осях по крайней мере смежных колес с возможностью поворота в горизонтальной плоскости и регулирования положения по отношению ко вторичным элементам электродвигателей. 1. A transport system with stabilization of the running gear based on wheels, comprising a track with L-shaped guides fixed on the outside, linear electric motors, the primary and secondary elements of which are located respectively on the sides of the running gear and on the L-shaped guides, the wagon body, located on the chassis over the L-shaped guides, characterized in that the linear electric motors are made with the possibility of electromagnetic stabilization and unloading of the chassis, moreover, from primary the elements are pivotally mounted on the axles of at least adjacent wheels with the possibility of rotation in the horizontal plane and regulation of the position with respect to the secondary elements of the electric motors. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что путевое полотно выполнено в виде рельсовой колеи с подрельсовым основанием, на котором относительно подошвы рельсов закреплены Г-образные направляющие. 2. The system according to claim 1, characterized in that the track is made in the form of a rail track with a rail base on which L-shaped guides are fixed relative to the bottom of the rails. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что путевое полотно выполнено в виде гладкой плиты, на которой посредством прокладок закреплены Г-образные направляющие, а ходовые колеса являются пневматическими. 3. The system according to claim 1, characterized in that the track is made in the form of a smooth plate on which L-shaped guides are fixed by means of gaskets, and the running wheels are pneumatic. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что вторичные элементы линейных электродвигателей размещены на Г-образных направляющих в горизонтальной плоскости, а первичные элементы закреплены на осях ходовых колес. 4. The system according to claim 1, characterized in that the secondary elements of linear electric motors are placed on the L-shaped guides in the horizontal plane, and the primary elements are fixed on the axles of the running wheels. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что вторичные элементы линейных электродвигателей размещены на Г-образных направляющих в вертикальной плоскости, а первичные элементы подпружинены относительно осей ходовых колес с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. 5. The system according to claim 1, characterized in that the secondary elements of linear electric motors are placed on L-shaped guides in a vertical plane, and the primary elements are spring-loaded relative to the axles of the running wheels with the possibility of movement in the vertical plane. 6. Система по п.1, отличающаяся тем, что первичные элементы снабжены токоприемниками, содержащими токосъемные лыжи, а на Г-образных направляющих, выполненных с шумозащитными экранами, расположены контактные провода. 6. The system according to claim 1, characterized in that the primary elements are equipped with current collectors containing current-collecting skis, and contact wires are located on the L-shaped guides made with noise screens. 7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый индуктор выполнен по крайней мере с двумя шарнирно соединенными модулями, при этом шарниры противолежащих модулей соединены между собой поперечной тягой, связанной с реверсивным механизмом сдвига, корпус которого закреплен на ходовой части. 7. The system according to p. 1, characterized in that each inductor is made with at least two pivotally connected modules, while the hinges of the opposite modules are connected by a transverse link associated with a reversible shear mechanism, the housing of which is fixed to the chassis. 8. Система по п.7, отличающаяся тем, что по бокам поперечной тяги закреплены катки с возможностью касания Г-образных направляющих при резких колебаниях ходовой части, а рядом с катками установлены датчики зазора, при этом выходы датчиков зазора подключены через анализатор сигналов к входу блока управления реверсивным механизмом сдвига. 8. The system according to claim 7, characterized in that the rollers are fixed on the sides of the transverse traction with the possibility of touching the L-shaped guides with sharp fluctuations in the chassis, and gap sensors are installed near the rollers, while the outputs of the gap sensors are connected through the signal analyzer to the input control unit reverse shear mechanism. 9. Система во п.1, отличающаяся тем, что ходовая часть размещена на стыке вагонов, которые соединены между собой шарниром и выполнены со сквозным проходом. 9. The system according to claim 1, characterized in that the running gear is located at the junction of the cars, which are interconnected by a hinge and are made with a through passage. 10. Система, по п.1, отличающаяся тем, что ходовая часть выполнена в виде тележек, в которых колесные пары снабжены независимо вращающимися колесами. 10. The system according to claim 1, characterized in that the chassis is made in the form of bogies, in which the wheelsets are equipped with independently rotating wheels.

Images