CN102303534A

CN102303534A - 无轨电车自由行系统

Info

Publication number: CN102303534A
Application number: CN201110175288A
Authority: CN
Inventors: 叶林森
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2012-01-04

Abstract

电车自由运行系统，包括有无轨电车、运行线路和架设在运行线路上空的电缆，无轨电车的顶部设有可升降的受电弓，在每条运行线路的上空的电缆为一条以上，在每条运行线路的地面上铺设有与电缆数目对应的裸体的导电地缆，各电缆与各导电地缆分别一一对应地对准，在电车的底部布有可升降的电刷，导电地缆、电刷、无轨电车的电力系统及受电弓和电缆依次相接构成电气回路。由于无轨电车底部的电刷可在与地缆保持接触下随电车自由移动，且加之电车顶部的受电弓滑板可在与电缆可靠接触下横向移动，电车自由运行的程度大大提高，进而为在同一运行线路上，后车能够超越前车提供了保证。本发明提供的电车自由运行系统具有布局合理、可靠的特点，它为电车运行系统的发展提供了广阔的前景。

Description

无轨电车自由行系统

技术领域

本发明涉及车辆运行系统，具体地说是一种无轨电车运行系统。

背景技术

现有的无轨电车有两种形式：1、双线（架空电缆、又称接触网）无轨，胶轮行走，电车顶部设有两条取电杆，为传统车型，行走时横向有一定的自由度，但在同一条线路上行走的车辆中，处在后方的车辆不能超越前方的车辆，若必须超越，则需将前车的两条取电杆拉下，方可让后车通过。此种电车在离线时因无电失去动力，而无法运行。2、无线无轨（电容蓄能式），胶轮行走，可以像汽车一样自由行驶，但因充电容量有限，行驶的里程受到严重制约，沿途需有专用充电站，严格意义上说，此类车归类为电瓶车之列。

现有的有轨电车有两种形式，1、单线（接触网）双轨，钢轮行走，电力机车、地铁、轻轨、动车、高铁等均属此列。显然，该种有轨电车无侧向移动的自由度，且在同一线路上运行中的后方车辆不能超越前方的车辆。2、单线（接触网）单轨，胶轮行走，行走时有一定的侧向移动自由度，但在同一线路上运行中的后方车辆不能超越前方的车辆，且离线时也无法行走，应用范围有限。

可见现有的电车运行系统共同存在的一个弊端是，车辆在运行线路上的自由运行程度较低，尤其是在同一条线路上运行中的车辆，后车不能超越前车。这个弊端严重制约了电车运行系统的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无轨电车自由行系统，该运行系统可使电车在运行线路上获得较大的自由运行程度，并能保证在同一线路上运行中的后方车辆可以超越前方的车辆。

为实现上述目的，本发明采用以下方案：无轨电车自由行系统，包括有无轨电车、运行线路和架设在运行线路上空的电缆，无轨电车的顶部设有可升降的受电弓，在每条运行线路上空的电缆为一条以上，在每条运行线路的地面上铺设有与电缆数目对应的裸体的导电地缆，各电缆与各导电地缆分别一一对应地对准，在电车的底部布有可升降的电刷，导电地缆、电刷、无轨电车的电力系统及受电弓和电缆依次相接构成电气回路。

为确保在每条运行线路上行驶的电车在行进中可以超车，在每条运行路线上空的电缆为2-4条、或更多条，每两条相邻电缆的间距与每两条相邻地缆的间距相同，受电弓的受电弓滑板宽度及电刷的宽度大于任意两条相邻电缆或相邻导电地缆的间距。导电地缆埋设在运行线路的地面中、或铺设在地面上，导电地缆的上表面与运行线路的地面平齐或略高于地面。导电地缆相当于变形的轨道，其作用是导电。

上述方案中本发明提供的无轨电车自由行系统由以下三部分组成：

1、架空电缆系统―在运行线路上空架设有电气化铁路和无轨电车的电气特征的电缆（即接触网），在不同的运行线路上空，此电缆可以是单线、双线、三线、四线或更多线。双线以上的电缆在布局上要求为同相电、等距、平行，电缆的作用是作为火线传输电能。

2、地缆系统―对应于每条电缆，在每条架空电缆正下方的运行路线的地面上均铺设有导电地缆，导电地缆是轨道的变形，我们将导电地缆系统称之为“地缆”系统，导电地缆的作用是导电。同样，地缆在布局上应和电缆一一对应，即每一条电缆的下方必有一条导电地缆。地缆的横截面形状可以有多种，地缆的上表面与运行线路的地面平齐或略高于地面，因此，不会影响其他车辆借道行驶。

3、无轨电车―无轨电车的顶部设有的受电弓与现有电力机车上的受电弓功能相同，无轨电车底部的前、中、后部位可选择地设有电刷，电刷与电车上的电力系统相接，由于电刷可随无轨电车自由移动，其作用实质是使传统意义上的轨道实现了随车移动。加之受电弓在电缆上可作大幅横移，因此无轨电车可获得较大的横向移动的自由度。另外，当电缆和导电地缆为两条或两条以上时，受电弓可以在平行的电缆间侧移和跨越，电刷也可在平行的导电地缆间侧移和跨越，从而实现了无轨电车整车的自由行和跨越，无轨电车可象普通汽车一样在电缆和导电地缆的范围内行驶。无轨电车上的电刷和受电弓应均具有可操控性，受电弓可根据需要自动升降，电刷可根据需要自动升降并能及时补充磨损，以使电刷在滑动状态下与导电地缆保持有效接触，确保车辆用电回路畅通。

另外，本发明所述的无轨电车可以是客车、也可以是货车，且无轨电车可以有以下几种类型：1单纯电力型－仅靠电缆提供电力。2、外电兼内蓄电动力型－在正常行驶时，由电缆供电，同时车上具有的电容或蓄电池充电，当车辆脱线行驶时，自动切换到内部供电系统。3、外电和燃油双动力型－正常行驶由电缆供电，当脱线行驶时，由燃油设备提供动力；以燃油为动力又可分为两种，一种是仅以燃油为动力，另一种是以燃油发电，以电能为动力作为车辆行驶用电。

本发明提供的电车自由运行系统中，由于电车底部的电刷可在与地缆保持接触下随电车自由移动，且加之电车顶部的受电弓滑板可在与电缆可靠接触下自由移动，因此，使得电车自由运行的程度大大提高，进而为在同一运行线路上后车能够超越前车提供了保证。

本发明提供的电车自由运行系统具有布局合理、可靠的特点，它使电车运行中的灵活性大大提高，为电车运行系统的发展提供了较广阔的前景。

附图说明

图1为本发明实施例一的构成示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图2中受电弓收下后与电缆呈脱离状态的示意图；

图4为图1所示实施例的行走原理图；

图5为本发明实施例二的构成示意图；

图6为图5的左视图；

图7为图6中受电弓收下后与电缆呈脱离状态的示意图；

图8为图5所示实施例的行走原理图；

图9为本发明实施例三的构成示意图；

图10为图9所示实施例的行走原理图之一；

图11为图9所示实施例的行走原理图之二；

图12为本发明实施例四的构成示意图；

图13为图12所示实施例的行走原理图；

图14为本发明中电刷的实施例一的结构示意图；

图15为本发明中电刷的实施例二的结构示意图；

图16为本发明中电刷的实施例三的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及附图进一步说明本发明。

参见图1、图2、图4

本实施例提供的电车自由运行系统，包括有无轨电车3、运行线路6和架设在运行线路上空的电缆1，电车3的顶部设有可升降的受电弓2，在无轨电车的底部布有电刷5，电刷5设在车底的前部和后部。在每条运行线路上空的电缆1为一条，在每条运行线路6的地面上对应铺设有一条导电地缆4，导电地缆4、电刷5、无轨电车的电力系统及受电弓2和电缆1依次相接构成电气回路。无轨电车3在运行线路6上行驶时，在电刷5与导电地缆4保持接触、受电弓2的受电弓滑板2a与电缆1保持接触的状态下，可以较自由地在运行线路6的中部、左部、右部行驶，有较大的自由度。本实施例所示的无轨电车3为客车。

参见图2、图3

无轨电车3顶部的受电弓2可以自动升降，当受电弓2升起与电缆1保持接触时，无轨电车3依靠电能行驶；当受电弓2收下与电缆1呈分离状态时，无轨电车3则可依靠自身的动力离线行驶。

参见图5、图6、图8

本实施例中，在每条运行线路上空的电缆1为两条，在每条运行线路6的地面上对应铺设有两条导电地缆4，两条电缆1的间距与两条地缆4的间距相同，无轨电车3顶部的受电弓2的受电弓滑板2a的宽度大于两条电缆1的间距，电刷5的宽度大于两条导电地缆4的间距。电车3在运行线路上行驶时，后车可以超车，前车可以横移避让。本实施例所示的无轨电车3为货车。

参见图6、图7

无轨电车3顶部的受电弓2可以自动升降，当受电弓2升起，其受电弓滑板2a与电缆1保持接触时，无轨电车3依靠电能行驶；当受电弓2收下与电缆1呈分离状态时，无轨电车3则可依靠自身的动力离线行驶。

参见图9、图10、图11

本实施例中，在每条运行线路上空的电缆1为三条，在每条运行线路6的地面上对应铺设有三条导电地缆6，每两条相邻电缆1的间距与每两条相邻导电地缆5的间距相同，受电弓2的受电弓滑板2a宽度大于任意两条相邻电缆1的间距，电刷4的宽度大于任意两条相邻导电地缆5的间距。无轨电车3在运行线路上行驶时，可以实现相向会车、横移避让及超车。

结合图9、图11可见，无轨电车3在行驶路线上横移跨越行驶中，电刷5在运行线路6上滑移时，电刷5始终保持与任一条导电地缆4接触，受电弓2的受电弓滑板2a在电缆1间滑移中始终保持与任一条电缆1接触，即可确保无轨电车3的正常运行。

参见图12、图13

本实施例中，在每条运行线路上空的电缆1为四条，在每条运行线路6的地面上对应铺设有四条导电地缆4，每两条相邻电缆1的间距与每两条相邻导电地缆4的间距相同，受电弓2的受电弓滑板2a宽度大于任意两条相邻电缆1的间距，电刷5的宽度大于任意两条相邻导电地缆4的间距。无轨电车3在运行线路6上行驶时，即可实现相向会车、横移避让及超车，又可实现双向相对行驶。

另外，图1、图5、图9、图12还示意了几种导电地缆的横截面形状，图1中，导电地缆4的横截面为“T”字形；图5中，导电地缆4的横截面为“U”字形；图9中，导电地缆4的横截面为“工”字形；图12中，导电地缆4的横截面为“一”字形。对于横截面为“T”字形、“U”字形或“工”字形导电地缆的设置可以预埋，也可以在运行线路铺设好后再安装，且它们的上表面与运行线路的地面平齐。对于横截面为“一”字形的导电地缆，可用于现行路线改建、紧急抢修等，“一”字形的导电地缆可用膨胀螺栓固定在地面上。

另外，本发明提供的电车上所用的电刷可为图14、图15、图16所示的三种结构形式。其中，图14所示的电刷为滚轮式，该电刷由转轴5a和金属丝构成的刷毛5b组成。该电刷的工作状态是在与地面保持接触下转动，其线速度基本与车速相同，该种电刷磨损到一定程度后，需整体更新。图15所示的电刷为板式，该电刷由夹板5c和由金属丝编织成板条状的刷毛5d组成，刷毛5d夹装在一对夹板5c之间。图16所示的电刷5为盘卷式，该电刷由金属丝编织成有一定宽幅的板块状，然后盘卷而成。以上，后两种电刷的刷毛在磨损后其长度可以调整，且工作状态是在与地面保持接触下“刷行”。对于电刷的性能，要求导电性、耐磨性好，对于控制电刷的机构，要求能升降及自动调节电刷高度、使电刷始终保持与地面接触。

本发明所提供的电车自由运行系统，可实现主干线、干线、支线、单支线的组合，以达到四通八达，其中，电车若采用电动和燃油双动力型，可实现电车随意、方便的上、下线，进而实现机动车燃油消耗最小化的目的。如果本电车自由运行系统所用的电能为“非矿物质能源”所发的电，则可实现真正意义上的低碳、环保，所节约的燃油量是相当可观的，且所减排的二氧化碳量也是巨大的。本电车自由运行系统运用在城市公交上，可实现城市公交电气化，缓解交通拥堵，达到公交车零排放。本电车自由运行系统运用在高速公路和高等级公路上，使大客车、大货车实现电气化，此电气化公路承载能力和运输量远大于电气化铁路，而基本建设的投资远小于电气化铁路。将现行的路面改造成本发明所提供的运行线路可以在较小的成本上实现。另外，本发明所提供电车自由运行系统中，无轨电车对路面资源的占用率远低于现有的无轨或有轨电车、仅与现有的汽车相同。本电车自由运行系统中的运行线路可实现同一路面多种车辆共享、共行，且对交通信号管理系统无特殊要求。可见，本发明具有较好的经济效益和社会效益，具有较好的推广前景。

Claims

1.无轨电车自由行系统，包括有无轨电车、运行线路和架设在运行线路上空的电缆，无轨电车的顶部设有可升降的受电弓，其特征在于：在每条运行线路上空的电缆为一条以上，在每条运行线路的地面上铺设有与电缆数目对应的裸体的导电地缆，各电缆与各导电地缆分别一一对应地对准，在电车的底部布有可升降的电刷，导电地缆、电刷、无轨电车的电力系统及受电弓和电缆依次相接构成电气回路。

2.根据权利要求1所述的电车自由运行系统，其特征在于：在每条运行线路上空的电缆为2-4条、或更多条，每两条相邻电缆的间距与每两条相邻导电地缆的间距相同，受电弓的受电弓滑板的宽度及电刷的宽度大于任意两条相邻电缆或相邻导电地缆的间距。

3.根据权利要求1所述的电车自由运行系统，其特征在于：导电地缆埋设在运行线路的地面中、或铺设在地面上，导电地缆的上表面与运行线路的地面平齐或略高于地面。