CN1053906A - 机车及车辆蓄能动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种利用高压气体蓄能器组作为动 力源的机车及车辆蓄能动力系统，其特点是具有动能 反馈装置，复轨装置，并且空压装置设置在地面充压 站，空压装置配备及大容量高压储罐，能快速对机车 或车辆充压，简化了机车或车辆的结构，降低了机车 或车辆的重量及成本，这种动力源为本质安全型，无 污染，适用于易燃易爆场所，并可作城市交通车辆的 动力源。

Description

本发明属于一种机车以及运输车辆蓄能动力系统

压缩气体作为一种动力源已经发展了近百年了，但始终处于低压范围内应用。由于气体可压缩性，在低压状态下，体积大，稳定性差，传动力小，因而没得到广泛应用，特别不能单独作为蓄能动力源使用。随着液压技术的迅速发展，液压动力逐步替代了气压动力广泛应用在各个领域，已发展成为一种成熟的技术。目前液压动力已能在高压状态下应用，液压蓄能动力系统也有了较快发展。但是，液压蓄能动力系统也存在不足之处，如液压传动介质是油，成本高，重量大，在运输车辆上使用受到限制。然而，由于液压元件压力的提高以及制造技术的发展使气动技术应用于高压状态成为可能，为气动技术在蓄能动力方面的应用创造了条件。由于气体可压缩性，因而在蓄能动力应用方面气体将优于液体，气体单独在蓄能动力系统中充当蓄能介质和传动介质，能极大地提高蓄能容量，并且气体动力成本低、重量轻、结构简单，特别是用于易燃易爆的工厂和场所更为优越。

本发明的目的是在原有液压动力系统的基础上，设计一种新型气体蓄能动力系统。

本发明提出的机车及车辆蓄能动力系统由高压蓄能器组，组合截止阀组、压力表、压力开关、溢流阀、截止阀、减压阀、低压表、低压表开关、滤水器、油雾器、两个三位四通换向阀、前后轮对气动马达和空压装置构成。空压装置设置在地面充压站，空压装置由原动机、联轴节、空压机、大容量高压储罐和带单向阀的快速接头构成。原动机可以是交流电或直流电带动的电机，也可以是内燃机等原动机。由原动机通过联轴节驱动空压机，向大容量高压储罐内充气。当机车或车辆到达充压站时，利用带单向阀的快速头将大容量高压储罐内的高压气体充入机车或车辆上的高压蓄能器组。机车或车辆运行时，高压蓄能器组内的高压气体通过组合截止阀组、截止阀，进入减压阀，使气体压力降到合适的工作压力，利用调速阀调节气体流量达到调速目的，再通过两个三位四通换向阀控制机车或车辆的前后轮对气动马达，使机车或车辆向前或向后运行。为了回收机车或车辆制动时和下行时释放的动能，本发明还设计了由两个三位四通换向阀、前后轮对气动马达、单向阀、单向阀组和低压蓄能器组成的动能反馈回收装置。当机车或车辆制动时或下行时，高压气体动能通过单向阀组压入低压蓄能器中，低压蓄能器中的压缩气体通管路接通调速阀，再次使用，本发明还设计了两个复轨气缸，气缸顶端安有铰座，两个复轨气缸通过两个三位四通换向阀，一个截止卸荷阀和组合截止阀组与高压蓄能器组接通。当机车或车辆落轨时将两个复轨气缸安置在适当的位置上，通过两个三位四通换向阀控制复位气缸，使机车复轨或在车辆检修时使用。

本发明提出的机车及车辆蓄能动力系统的特点是将空压装置设置在地面充压站，大大减轻了机车或车辆的重量和体积，降低了成本，简化了机车或车辆的结构，另外地面充压站采用了大容量高压储气缸，能快速对机车或车辆充压，并且空压机随时向大容量高压储气罐内补充压力。本发明采用了动能反馈回收装置，能在制动时和下行时回收能量。本发明设计的复轨气缸解决了轨道机车落轨后的复轨难题，在车辆上可作为检修使用。本发明提出的机车及车辆蓄能动力系统为本质安全型，适用于液化、天燃气、火工、井下等易燃易爆场所。此外，该系统的主要优点是简化了机车或车辆的结构，减轻了机车或车辆的重量和成本、无污染、能量转换效率高，具有广泛的应用领域，可作为城市交通车辆的动力源。

附图1为机车及车辆蓄能动力系统

下面结合附图用实施例对本发明做进一步的描述：

本发明提出的机车及车辆蓄能动力系统由高压蓄能器组11、组合截止阀组12、压力表8、压力表开关7、截止阀14、溢流阀5、减压阀15、低压表16、低压表开关17、滤水器18、油雾器19、调速阀23、两个三位四通换向阀22、24、前后轮对气动马达26、27和空压装置构成。空压装置设置在地面充压站。空压装置由原动机33、联轴节34、空压机35、大容量高压储罐36和带单向阀快速接头10构成，如图1所示。原动机33可以是交流电或直流电带动的电机，也可以是内燃机等原动机。由原动机33通过联轴节34驱动空压机35，向大容量高压储罐36内充气，压力可达到320kg以上。当机车或车辆到达充压站时，利用带单向阀的快速接头10将大容量高压储罐内的高压气体充入机车或车辆上的高压储能器组11，气体可直接用空气或采用氮气。为了进一步减轻机车或车辆重量，高压蓄能器组11可采用玻璃钢或高压铝合金等轻型材料制做。机车或车辆运行时，高压蓄能器组11内的高压气体通过组合截止阀组12、截止阀14、进入减压阀15，使气体压力降到50kg左右，利用调速阀调节气体流量，通过两个三位四通换向阀22、24控制机车或车辆的前后轮对气动马达26、27，使机车或车辆向前或向后运行。为了回收机车或车辆制动时和下行时释放的动能，本发明还设计了由两个三位四通换向阀22、24、单向阀40、前后轮对气动马达26、27、单向阀组25和低压蓄能器13组成的动能反馈回收装置。当机车或车辆制动时或下行时，高压气体动能通过单向阀组25压入低压蓄能器13中，低压蓄能器13中的压缩气体通过管路接通调速阀23，再次使用。本发明还设计了两个复轨气缸30、31，气缸顶端设有铰座38、39，复轨气缸30、31通过三位四通换向阀28、29，卸荷截止阀6、组合截止阀组12与高压蓄能器组11接通。当机车落轨时可将两个复轨气缸安置在适当的位置上，通过两个三位四通换向阀控制复位气缸，使机车复轨或在车辆修理时使用。

在特殊情况下，如井下某些路段无易燃易爆气体，路段上架有直流架线，本发明设计的机车及车辆蓄能动力系统也可以在机车上增设小型空压装置，小型空压装置由集电弓32、逆变器20、电机1、传动带37、空压机2、过滤器9和卸荷截止阀3组成。在具有直流架线路段内可通过集电弓32利用架线电源对高压蓄能器组11蓄能，也可以利用空压机2直接驱动前后轮对气动马达26、27。另外，小型空压装置上还可设置一交流电源接口21，以利用交流电蓄能。

Claims (3)

1、一种由高压蓄能器组11、组合截止阀组12、压力表8、压力表开关7、溢流阀5、截止阀14、减压阀15、低压表16、低压表开关17、滤水器18、油雾器19、调速阀23、两个三位四通换向阀22、24、前后轮对气动马达26、27构成的机车及车辆蓄能动力系统，其特征在于空压装置设置在地面充压站，空压装置由原动机33、联轴节34、空压机35、大容量高压储罐36和带单向阀的快速接头10构成。

2、一种如权利要求1所述的机车及车辆蓄能动力系统，其特征在于具有由前后轮对气动马达26、27、两个三位四通换向阀22、24、单向阀40，单向阀组25和低压蓄能器13构成的动能反馈回收装置。

3、一种如权利要求1和2所述的机车及车辆蓄能动力系统，其特征在于具有两个复轨气缸30、31、两个复轨气缸顶端设有铰座38、39，复轨气缸30、31、通过三位四通换向阀28、29、截止阀6、组合截止阀组12与高压蓄能器组11接通。