CN105480246A - 一种轨道车辆构架及转向架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆构架及转向架。所述轨道车辆构架为分层式箱型构架；所述构架具有悬臂式的电机吊挂梁，该电机吊挂梁的上盖板高度高于构架的横梁上盖板的高度；该电机吊挂梁的上盖板和构架的横梁上盖板之间通过构架侧梁的上盖板固定相连；所述构架上设有磁轨制动器的安装空间，该磁轨制动器的安装空间位于电机吊挂梁下方；所述构架侧梁的中部位置设有二系悬挂安装座。本发明可以实现100%低地板目标，乘坐面积大，分层式构架的强度大，且符合轻量化的要求。

Description

一种轨道车辆构架及转向架

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆构架及转向架，主要用于采用轮边永磁电机直接驱动独立车轮轮对的100%低地板转向架，涉及铁道机车车辆结构设计领域。

背景技术

近年来随着永磁材料成本的降低和性能的提高，永磁同步电机凭借其高效率和高功率密度的特点，越来越受到轨道牵引系统开发者的关注。同时永磁电机直接驱动的方式由于其不需要额外齿轮传动装置的特点，便于实现转向架的轻量化，有良好的应用前景。

传统轨道牵引技术需要在牵引电机及轮对之间安装齿轮传动装置，这就增加了驱动系统的传递损耗，而且齿轮传动装置的传动噪声及维护成本也较高。目前技术中有三种永磁电机直驱形式，一种是永磁电机安装在传统轮对的车轴上，通过定子和转子的电磁作用直接驱动车轴旋转，第二种是永磁电机代替车轮的轮毂，直接驱动车轮旋转，第三种是永磁电机安装在车轮的外侧，通过柔性联轴节直接驱动车轮旋转。

采用第一种直驱形式的转向架，使得车厢地板面高度不可能做得很低，并不符合轻轨车辆的低地板化要求。而后两种形式可以应用在独立车轮轮对，转向架区域可以实现很高的低地板化。

中国专利申请CN201310214128.3公开了一种转向架，其采用轮边永磁同步电机直接驱动独立车轮轮对的100%低地板转向架，但该发明二系弹簧安装位置高，转向架区域占用空间大，受二系弹簧高度的限制仅能在二系弹簧上方安装两个座椅，有效乘坐面积较小。此外，由于车轮外侧安装有永磁电机，构架和轴桥上均没有足够空间安装单元制动器，因此未涉及制动单元的集成安装。

发明内容

本发明旨在提供一种轨道车辆构架及转向架，该转向架可以实现100%低地板目标，乘坐面积大，分层式构架的强度大，且符合轻量化的要求。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种轨道车辆构架，其特征在于，所述构架为分层式箱型构架；所述构架具有悬臂式的电机吊挂梁，该电机吊挂梁的上盖板高度高于构架的横梁上盖板的高度；该电机吊挂梁的上盖板和构架的横梁上盖板之间通过构架侧梁的上盖板固定相连；所述构架上设有磁轨制动器的安装空间，该磁轨制动器的安装空间位于电机吊挂梁下方；所述构架侧梁的中部位置设有二系悬挂安装座。

由此，本发明取消了现有构架的Z字型结构，采用分层式箱型结构，将二系弹簧布置在转向架中间位置，降低了承载面高度，使得在转向架在竖直方向上占用空间明显减小，可以在原二系弹簧位置对称布置共计四个座椅，增加有效乘坐面积，美化客室内部空间。

同时，磁轨制动器可以安装在前后车轮中间，并需要保证其垂向运动空间，然而该空间与二系弹簧布置位置相冲突，为解决此问题，本发明采用了分层式构架，即构架牵引梁高度保持不变的前提下，满足100%低地板通过区域的要求，通过将二系弹簧装置的安装面向上抬高，给磁轨制动器留出足够空间。

本发明的构架横梁上盖板高度低于电机吊挂梁上盖板，盖板间通过过渡板连接，可以极大地减小构架所受应力集中，改善构架受力工况。通过分层式的结构，可以满足磁轨制动器的空间需求，又可以让电机吊挂梁悬臂结构的立板结构具体足够的厚度，加强其强度，使构架获得良好的结构性能。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

所述构架侧梁或电机吊挂梁上设有垂向减振器安装座。

优选地，所述构架的端梁上设有抗折弯装置或横向减震器安装座。

所述电机吊挂梁的两侧设有裙板安装座。

所述电机吊挂梁的上表面与二系弹簧装置的安装面共面。轮边电机吊挂在车轮外侧，并通过悬臂结构安装在构架上，本发明采用电机吊挂梁上平面与二系弹簧装置安装面共面的方式，在满足磁轨制动器运动空间的前提下同步增加了悬臂梁的厚度，保证构架具有足够的强度，满足低地板车辆运行的要求。

为了增强构架的结构强度，同时满足轻量化的要求，所述构架的箱型空间内设有筋板。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种转向架，其包括构架、电机、二系悬挂装置、牵引装置、独立车轮、轴桥和磁轨制动器；其特征在于，所述构架为上述的轨道车辆构架，装在电机吊挂梁上的所述电机通过联轴节直接驱动所述独立车轮，且该电机位于独立车轮外侧；所述磁轨制动器位于独立车轮的前后轮对之间。

所述电机的电机壳上通过制动夹钳装有液压单元制动器，该液压单元制动器通过安装在独立轮对上的制动法兰盘使车轮减速。本发明充分利用轮边空间，将制动单元的制动夹钳布置在电机上，通过夹紧安装在车轮上的法兰制动盘实现制动功能。由于采用制动盘，车轮的制动热负荷低，改善车轮尤其是弹性车轮的橡胶件的运用情况。

所述电机吊挂梁与牵引装置的牵引梁之间通过过渡板固定相连。由此，牵引梁与电机吊挂梁之间的垂向落差采用过渡板连接，避免应力集中的情况。为保证足够的抗侧滚能力，优选增加了抗侧滚装置。

所述独立车轮通过相应的轴承安装在轴桥的两个端部，曲线通过性能好。

藉有上述结构，本发明既可以满足现代有轨电车对100%低地板的要求，又可以有效降低车辆转向架区域的整体及局部高度，增加车辆内装空间，提高乘坐舒适度。此外，永磁同步电机直驱的方式，简化了转向架结构，降低了转向架的质量，尤其是降低了簧下质量，减小了轮轨的冲击力。采用法兰制动盘轮盘制动的方式，降低车轮制动热负荷，提高可靠性。

本发明的构架还可以通过采用部分铸造达到相同的结构特点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的采用轮边永磁同步电机直接驱动独立车轮轮对的100%低地板转向架既可以满足现代有轨电车对100%低地板的要求，又可以有效降低车辆转向架区域的整体及局部高度，增加车辆内装空间，提高乘坐舒适度。此外，永磁同步电机直驱的方式，简化了转向架结构，降低了转向架的质量，尤其是降低了簧下质量，减小了轮轨的冲击力。采用法兰制动盘轮盘制动的方式，降低车轮制动热负荷，提高可靠性。

本发明可以直接作为轮边永磁同步电机直接驱动独立车轮轮对的100%低地板转向架，采用分层式箱型钢板焊接构架，集成了独立车轮、轴桥、永磁同步电机、柔性联轴节、液压单元制动器、磁轨制动器、抗侧滚装置、一二系悬挂装置等部件，适合低地板轻轨车辆。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图；

图2是图1的主视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图1的左视图。

具体实施方式

一种轨道车辆转向架，由轮边永磁电机直接驱动，如图1-4所示，该转向架主要包括构架1、牵引装置13、独立车轮4、轴桥6、一系悬挂装置5、二系悬挂装置2、液压制动装置8、磁轨制动器9等部分。

所述转向架采用分层式箱型焊接构架，其具体结构为构架1的电机吊挂梁102为悬臂结构，电机吊挂梁上盖板高度高于横梁103上盖板，盖板间通过侧梁101上盖板连接，以减小构架所受应力集中，改善构架受力工况。通过分层式的结构，可以满足磁轨制动器9的空间需求，又可以让电机吊挂梁悬臂结构的立板结构具体足够的厚度，加强其强度，使构架获得良好的结构性能。

所述转向架构架还可以通过采用部分铸造达到相同的结构特点。

所述轴桥与构架在连接处通过一系悬挂5连接。

所述独立车轮4通过轴承安装在轴桥6两侧。

所述永磁电机10通过联轴节与车轮连接，直接驱动独立旋转车轮转动。

所述液压单元制动器8安装在电机壳上，通过夹紧安装在车轮上的制动法兰盘11实现车轮的减速。

所述二系悬挂装置2位于构架1上方，构架侧梁101中部，垂向连接构架与车体。

所述牵引装置13包括一组或多组带橡胶关节的单拉杆，其一端固定在横梁上，另一端固定在车体上。

所述抗侧滚装置扭杆3固定在横梁上，拉压杆固定在车体上。

所述横梁中心位置设有横向止档15和垂向止档14。

所述侧梁近端部位置设有摇头止档16。

所述磁轨制动器位9于电机吊挂梁下方，前后车轮中间，并通过磁轨制动器安装座17固定在轴桥上。

所述构架上设有垂向减振器12。

所述构架两端端梁设有安装抗折弯装置或者横向减振器的安装座7。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种轨道车辆构架，其特征在于，所述构架（1）为分层式箱型构架；所述构架（1）具有悬臂式的电机吊挂梁（102），该电机吊挂梁（102）的上盖板高度高于构架（1）的横梁上盖板的高度；该电机吊挂梁（102）的上盖板和构架（1）的横梁上盖板之间通过构架（1）侧梁（101）的上盖板固定相连；所述构架（1）上设有磁轨制动器（9）的安装空间，该磁轨制动器（9）的安装空间位于电机吊挂梁（102）下方；所述构架（1）侧梁（101）的中部位置设有二系悬挂安装座。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆构架，其特征在于，所述构架（1）侧梁（101）或电机吊挂梁（102）上设有垂向减振器安装座。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆构架，其特征在于，所述构架（1）的端梁上设有抗折弯装置或横向减震器安装座。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆构架，其特征在于，所述电机吊挂梁（102）的两侧设有裙板安装座。

5.根据权利要求1-4之一所述的轨道车辆构架，其特征在于，所述电机吊挂梁（102）的上表面与二系弹簧装置的安装面共面。

6.根据权利要求1-4之一所述的轨道车辆构架，其特征在于，所述构架（1）的箱型空间内设有筋板。

7.一种转向架，包括构架（1）、电机、二系悬挂装置（2）、牵引装置（13）、独立车轮（4）、轴桥（6）和磁轨制动器（9）；其特征在于，所述构架（1）为权利要求1-6之一所述的轨道车辆构架，装在电机吊挂梁（102）上的所述电机通过联轴节直接驱动所述独立车轮（4），且该电机位于独立车轮（4）外侧；所述磁轨制动器（9）位于独立车轮（4）的前后轮对之间。

8.根据权利要求7所述的转向架，其特征在于，所述电机的电机壳上通过制动夹钳装有液压单元制动器（8），该液压单元制动器（8）通过安装在独立轮对（4）上的制动法兰盘（11）使车轮减速。

9.根据权利要求7所述的转向架，其特征在于，所述电机吊挂梁与牵引装置（13）的牵引梁之间通过过渡板固定相连。

10.根据权利要求7-9之一所述的转向架，其特征在于，所述独立车轮（4）通过相应的轴承安装在轴桥（6）的两个端部。