CN105799716A - 一种用于空轨列车的牵引系统 - Google Patents

一种用于空轨列车的牵引系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于空轨列车的牵引系统,包括轮架、设置于轮架上的牵引轮、用于驱动牵引轮转动的牵引电机、固定于轮架上的悬架,所述悬架位于轮架的下方,所述悬架的下端用于连接列车车厢,沿着轨道的延伸方向,所述牵引电机位于牵引轮的前方。本发明提供的牵引系统结构中,可使得牵引电机具有良好的散热效果。

Description

一种用于空轨列车的牵引系统
技术领域
[0001]本发明涉及空铁列车动力系统技术领域,特别是涉及一种用于空轨列车的牵引系统。
背景技术
[0002]随着时代的变迀,城市化进程不断加快,因此,城市规模迅速壮大。随着生活节奏的加快和城市人口数量急剧增加,人们的出行量越来越大,这种出行量的增加,并不局限于单个城市内,而是已经扩散到城市和农村之间,城市和城市之间。
[0003]现有交通已无法满足人们的出行,世界各大城市都有不同程度的汽车拥堵现象。因此,人们一直在寻找各种方式来解决日益增长的出行量的所带来的交通拥堵问题。由于空轨列车将地面交通移至空中,基于建设过程中对地面建筑设施影响小、开通后列车运行速度快、轨道走向铺设灵活、运行过程中对环境无污染等优势,故其在很多城市内、城市与城市之间均得到了迅速的发展。
[0004]由于空铁轨道架空设置,车辆吊设于轨道的下方,故用于空轨列车的牵引系统区别于传统列车底部的牵引系统,要求空轨列车的牵引系统体积小、牵引系统中牵引电机散热效果好,进一步优化由于空轨列车驱动的牵引系统,可为我国空轨列车的进一步发展奠定更为坚实的基础。
发明内容
[0005]针对上述现有技术中用于空轨列车的牵引系统区别于传统列车底部的牵引系统,要求空轨列车的牵引系统体积小、牵引系统中牵引电机散热效果好,进一步优化由于空轨列车驱动的牵引系统,可为我国空轨列车的进一步发展奠定更为坚实的基础的问题,本发明提供了一种用于空轨列车的牵引系统。
[0006]本发明提供的一种用于空轨列车的牵引系统通过以下技术要点来解决问题:一种用于空轨列车的牵引系统,包括轮架、设置于轮架上的牵引轮、用于驱动牵引轮转动的牵引电机、固定于轮架上的悬架,所述悬架位于轮架的下方,所述悬架的下端用于连接列车车厢,沿着轨道的延伸方向,所述牵弓I电机位于牵引轮的前方。
[0007]具体的,空轨列车的轨道区别于传统列车轨道,因为其高空架设,考虑到起自身重量,一般讲轨道设置呈矩管状,且在矩管状轨道的下端中央预留一道用于悬架通过的槽,矩管状轨道底面上左、右侧槽的部分用于为牵引轮提供支撑,故以上结构形式的轨道,在使用中存在以下问题:列车在运行过程中,考虑到轨道自重,矩管状轨道内的空腔截面积不大,同时矩管状轨道内的空腔相对封闭,这样在列车运行的过程中,矩管状轨道内一般灰尘较大;由于空轨列车轨道高空架设,特别是在夏季,相较于传统底面上的普通列车轨道,空轨列车轨道的空腔内空气温度较高。以上两种情况下,在牵引电机表面附着较多的灰尘或牵引电机与外界环境温度梯度较低时,均可能影响牵引电机的散热,在牵引电机散热不良的情况下,现有技术中只能通过降低牵引电机输出功率、增大牵引电机上冷却风机转速的形式强化牵引电机的散热。以上第一种情况将导致列车的形式速度降低;第二中情况将导致冷却风机的功耗增大。
[0008]本牵引系统中,将牵引电机的位置设置在牵引轮的前方,即在列车的行驶方向上,牵引轮位于牵引电机的后方,这样,在列车的行驶过程中,可保证因为牵引轮碾压轨道、矩管状轨道内产生活塞等因素风扬起的灰尘位于牵引电机的后方,避免牵引电机的表面附着灰尘。同时,将牵引电机设置于牵引轮的前方,便于使得在列车的行驶过程中,牵引电机位于牵引系统的迎风侧,增大空气与牵引电机表面的相对速度。即通过本牵引系统中牵引电机的设置方式,利于优化牵引电机的散热。
[0009]更进一步的技术方案为:
作为牵引系统的具体实现形式,所述轮架上设置有至少两组相互平行的车轮组,所述车轮组包括轮轴及设置于轮轴不同端的两个牵引轮,至少有一组车轮组上连接有牵引电机,与所述牵引电机对应的轮轴上还设置有差速器,所述牵引电机提供的转矩通过差速器传递至对应的不同牵引轮上。以上牵引轮的设置方式,可使得为轮架提供良好的支撑;同时可避免牵引轮与轨道发生滑动摩擦,利于牵引轮的使用寿命。
[0010]作为牵引电机在牵引系统上具体的安装形式,所述牵引电机的轴线平行于轨道的延伸方向。本安装形式中,牵引电机所需的安装空间对矩管状轨道内空腔截面高度的依赖性小,利于减小轨道的高度、便于安装牵引电机。
[0011]为利于空轨列车乘坐的舒适性,所述牵引轮通过减震系统与轮架相连,所述减震系统包括弹簧钢板及多根弹簧,所述弹簧钢板呈中部下凹的弧形板状,所述弹簧钢板的两端分别与轮架的底面固定连接,所述弹簧钢板底面中央位置还设置环套,所述环套用于穿设牵引轮的轮轴,所述弹簧布置于轮架的底面与弹簧钢板之间,且弹簧的上端均与轮架的底面接触,弹簧的下端均与弹簧钢板的上表面接触,多根弹簧对称分布于牵引轮轮轴的不同侧。以上结构中,弹簧钢板除受两端的约束外,还受多根弹簧的约束,这样,利于空轨列车在形式过程中牵引轮轮轴两侧减震系统变形的均匀性,利于延长减震系统的寿命和牵引系统的安全性。
[0012]以上减震系统中,为以上弹簧提供预约束变形可影响对应弹簧钢板段的弹性变形,故以上减震系统中,还包括数量与弹簧数量相等的多个预约束装置,所述预约束装置与弹簧一一对应,所述预约束装置包括螺纹杆,所述螺纹杆螺纹连接于轮架上,且螺纹杆的底端与对应弹簧的上端接触,螺纹杆上还螺纹连接有锁紧螺母。以上预约束装置中,设置的螺纹杆用于线性调整对应弹簧的变形量:当弹簧处于拉伸状态时,在螺纹杆的下端设置一个用于卡设弹簧上端的结构,如在螺纹杆的下端设置一个环形卡槽,对应弹簧的上端卡设于所述环形卡槽内,以上结构用于保持螺纹杆下端与弹簧上端的相对位置,同时可使得螺纹杆可相对于弹簧转动;在弹簧处于压缩状态时,螺纹杆的下端可直接与弹簧的上端接触。通过调整以上弹簧的初始变形量,即可达到在空轨列车行驶时,调整牵引轮轮轴两侧弹簧钢板变形均匀性、弹簧钢板上各段变形均匀性的目的。
[0013]为便于实现由其他位置向牵引电机的表面引入冷却风,还包括引风管,所述牵引电机设置于所述引风管的末端,还包括用于诱导流体流经引风管的风机,所述风机设置于以下三个位置中的任意一处:引风管的入口端处、引风管中、引风管的出口端;
所述引风管的入口端位于以下位置中的任意一处:牵引轮的下方、沿着列车行驶方向牵引轮的前方。本技术方案中,优选将引风管的入口端设置在列车车厢的正前方,同时引风管的入口朝向朝列车的行驶方向的前方,这样,便于在风机功率更小的情况下,引风管内能够通过更多的空气用于牵引电机的冷却。进一步的,优选将风机设置在引风管内,以提高风机的效率。
[0014]由于空轨列车在运行时,车厢内一般配置有空气调节系统。在夏季,由于气温较高,车厢内的气温可能低于环境气温20 V,为利用上述车厢内空气更新时所排放的废气,以使得引风管内空气温度更低,达到增大牵引电机表面冷却风与牵引电机表面温度梯度,以优化牵引电机散热,所述引风管上还设置有旁通管路,所述旁通管路的入口端与列车车厢相连,旁通管路的出口端与引风管相通,且在引风管中流体的流动方向上,所述旁通管路与引风管的连接点位于牵引电机的前方。
[0015]为便于调整旁通管路的使用状态,所述旁通管路上还设置有截断阀。
[0016]作为降低引风管内用于牵引电机冷却风流的技术方案,还包括用于对引风管内流体进行制冷的制冷装置。以上制冷装置可采用空调冷却系统,即设置冷凝器和蒸发器,将蒸发器设置于引风管内的形式。
[0017]为强化引风管内空气对牵引电机的散热效果,所述引风管内还设置有用于扰乱引风管内流体流动状态的折流部件或扰流部件。以上折流部件或扰流部件可采用折流板、扰流板等,使得冷却空气流经牵引电机时,尽量保持紊流状态。
[0018]本发明具有以下有益效果:
本牵引系统中,将牵引电机的位置设置在牵引轮的前方,即在列车的行驶方向上,牵引轮位于牵引电机的后方,这样,在列车的行驶过程中,可保证因为牵引轮碾压轨道、矩管状轨道内产生活塞等因素风扬起的灰尘位于牵引电机的后方,避免牵引电机的表面附着灰尘。同时,将牵引电机设置于牵引轮的前方,便于使得在列车的行驶过程中,牵引电机位于牵引系统的迎风侧,增大空气与牵引电机表面的相对速度。即通过本牵引系统中牵引电机的设置方式,利于优化牵引电机的散热。
附图说明
[0019]图1是本发明所述的一种用于空轨列车的牵引系统一个具体实施例在轨道上的安装示意图;
图2是本发明所述的一种用于空轨列车的牵引系统一个具体实施例的结构示意图;
图3是本发明所述的一种用于空轨列车的牵引系统一个具体实施例中,牵引轮与轮架的连接关系不意图;
图4是本发明所述的一种用于空轨列车的牵引系统一个具体实施例中,引风管与牵引电机部分的结构不意图。
[0020]图中的编号依次为:1、悬架,2、牵引轮,3、轮架,4、牵引电机,5、弹簧钢板,51、环套,6、弹簧,7、预约束装置,8、引风管,9、风机,10、蒸发器,11、轨道,12、差速器。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明,但是本发明的结构不仅限于以下实施例。
[0022] 实施例1:
如图1至图4所示,一种用于空轨列车的牵引系统,包括轮架3、设置于轮架3上的牵引轮
2、用于驱动牵引轮2转动的牵引电机4、固定于轮架3上的悬架I,所述悬架I位于轮架3的下方,所述悬架I的下端用于连接列车车厢,沿着轨道11的延伸方向,所述牵引电机4位于牵引轮2的前方。
[0023]具体的,空轨列车的轨道11区别于传统列车轨道11,因为其高空架设,考虑到起自身重量,一般讲轨道11设置呈矩管状,且在矩管状轨道11的下端中央预留一道用于悬架I通过的槽,矩管状轨道11底面上左、右侧槽的部分用于为牵引轮2提供支撑,故以上结构形式的轨道11,在使用中存在以下问题:列车在运行过程中,考虑到轨道11自重,矩管状轨道11内的空腔截面积不大,同时矩管状轨道11内的空腔相对封闭,这样在列车运行的过程中,矩管状轨道11内一般灰尘较大;由于空轨列车轨道11高空架设,特别是在夏季,相较于传统底面上的普通列车轨道11,空轨列车轨道11的空腔内空气温度较高。以上两种情况下,在牵引电机4表面附着较多的灰尘或牵引电机4与外界环境温度梯度较低时,均可能影响牵引电机4的散热,在牵引电机4散热不良的情况下,现有技术中只能通过降低牵引电机4输出功率、增大牵引电机4上冷却风机转速的形式强化牵引电机4的散热。以上第一种情况将导致列车的形式速度降低;第二中情况将导致冷却风机9的功耗增大。
[0024]本实施例中,将牵引电机4的位置设置在牵引轮2的前方,即在列车的行驶方向上,牵引轮2位于牵引电机4的后方,这样,在列车的行驶过程中,可保证因为牵引轮2碾压轨道
11、矩管状轨道11内产生活塞等因素风扬起的灰尘位于牵引电机4的后方,避免牵引电机4的表面附着灰尘。同时,将牵引电机4设置于牵引轮2的前方,便于使得在列车的行驶过程中,牵引电机4位于牵引系统的迎风侧,增大空气与牵引电机4表面的相对速度。即通过本牵引系统中牵引电机4的设置方式,利于优化牵引电机4的散热。
[0025]本实施例中,每节空轨列车车厢配备两台牵引电机4,牵引电机4采用输入电压为500-600V的直流永磁电机,直流永磁电机的功率为30-40KW,直流永磁电机的转速为1500-2000转/分钟,同时直流永磁电机上还连接有变速箱,所述变速箱用于增大牵引电机4向牵引轮2提供的转矩大小。
[0026] 实施例2:
如图1至图4所示,本实施例在实施例1的基础上作进一步限定:作为牵引系统的具体实现形式,所述轮架3上设置有至少两组相互平行的车轮组,所述车轮组包括轮轴及设置于轮轴不同端的两个牵引轮2,至少有一组车轮组上连接有牵引电机4,与所述牵引电机4对应的轮轴上还设置有差速器12,所述牵引电机4提供的转矩通过差速器12传递至对应的不同牵引轮2上。以上牵引轮2的设置方式,可使得为轮架3提供良好的支撑;同时可避免牵引轮2与轨道11发生滑动摩擦,利于牵引轮2的使用寿命。
[0027]作为牵引电机4在牵引系统上具体的安装形式,所述牵引电机4的轴线平行于轨道11的延伸方向。本安装形式中,牵引电机4所需的安装空间对矩管状轨道11内空腔截面高度的依赖性小,利于减小轨道11的高度、便于安装牵引电机4。
[0028]为利于空轨列车乘坐的舒适性,所述牵引轮2通过减震系统与轮架3相连,所述减震系统包括弹簧钢板5及多根弹簧6,所述弹簧钢板5呈中部下凹的弧形板状,所述弹簧钢板5的两端分别与轮架3的底面固定连接,所述弹簧钢板5底面中央位置还设置环套51,所述环套51用于穿设牵引轮2的轮轴,所述弹簧6布置于轮架3的底面与弹簧钢板5之间,且弹簧6的上端均与轮架3的底面接触,弹簧6的下端均与弹簧钢板5的上表面接触,多根弹簧6对称分布于牵引轮2轮轴的不同侧。以上结构中,弹簧钢板5除受两端的约束外,还受多根弹簧6的约束,这样,利于空轨列车在形式过程中牵引轮2轮轴两侧减震系统变形的均匀性,利于延长减震系统的寿命和牵引系统的安全性。
[0029]以上减震系统中,为以上弹簧6提供预约束变形可影响对应弹簧钢板5段的弹性变形,故以上减震系统中,还包括数量与弹簧6数量相等的多个预约束装置7,所述预约束装置7与弹簧6—一对应,所述预约束装置7包括螺纹杆,所述螺纹杆螺纹连接于轮架3上,且螺纹杆的底端与对应弹簧6的上端接触,螺纹杆上还螺纹连接有锁紧螺母。以上预约束装置7中,设置的螺纹杆用于线性调整对应弹簧6的变形量:当弹簧6处于拉伸状态时,在螺纹杆的下端设置一个用于卡设弹簧6上端的结构,如在螺纹杆的下端设置一个环形卡槽,对应弹簧6的上端卡设于所述环形卡槽内,以上结构用于保持螺纹杆下端与弹簧6上端的相对位置,同时可使得螺纹杆可相对于弹簧6转动;在弹簧6处于压缩状态时,螺纹杆的下端可直接与弹簧6的上端接触。通过调整以上弹簧6的初始变形量,即可达到在空轨列车行驶时,调整牵引轮2轮轴两侧弹簧钢板5变形均匀性、弹簧钢板5上各段变形均匀性的目的。
[0030] 实施例3:
本实施例在实施例1提供的技术方案的基础上作进一步限定:如图1至图4所示,为便于实现由其他位置向牵引电机4的表面引入冷却风,还包括引风管8,所述牵引电机4设置于所述引风管8的末端,还包括用于诱导流体流经引风管8的风机9,所述风机9设置于以下三个位置中的任意一处:引风管8的入口端处、引风管8中、引风管8的出口端;所述引风管8的入口端位于以下位置中的任意一处:牵引轮2的下方、沿着列车行驶方向牵引轮2的前方。本技术方案中,优选将引风管8的入口端设置在列车车厢的正前方,同时引风管8的入口朝向朝列车的行驶方向的前方,这样,便于在风机9功率更小的情况下,引风管8内能够通过更多的空气用于牵引电机4的冷却。进一步的,优选将风机9设置在引风管8内,以提高风机9的效率。
[0031]由于空轨列车在运行时,车厢内一般配置有空气调节系统。在夏季,由于气温较高,车厢内的气温可能低于环境气温20 V,为利用上述车厢内空气更新时所排放的废气,以使得引风管8内空气温度更低,达到增大牵引电机4表面冷却风与牵引电机4表面温度梯度,以优化牵引电机4散热,所述引风管8上还设置有旁通管路,所述旁通管路的入口端与列车车厢相连,旁通管路的出口端与引风管8相通,且在引风管8中流体的流动方向上,所述旁通管路与引风管8的连接点位于牵引电机4的前方。
[0032]为便于调整旁通管路的使用状态,所述旁通管路上还设置有截断阀。
[0033]作为降低引风管8内用于牵引电机4冷却风流的技术方案,还包括用于对引风管8内流体进行制冷的制冷装置。以上制冷装置可采用空调冷却系统,即设置冷凝器和蒸发器10,将蒸发器10设置于引风管8内的形式。
[0034]为强化引风管8内空气对牵引电机4的散热效果,所述引风管8内还设置有用于扰乱引风管8内流体流动状态的折流部件或扰流部件。以上折流部件或扰流部件可采用折流板、扰流板等,使得冷却空气流经牵弓I电机4时,尽量保持紊流状态。
[0035]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式,均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于空轨列车的牵引系统,包括轮架(3)、设置于轮架(3)上的牵引轮(2)、用于驱动牵引轮(2)转动的牵引电机(4)、固定于轮架(3)上的悬架(I),所述悬架(I)位于轮架(3)的下方,所述悬架(I)的下端用于连接列车车厢,其特征在于,沿着轨道(11)的延伸方向,所述牵引电机(4)位于牵引轮(2)的前方。
2.根据权利要求1所述的一种用于空轨列车的牵引系统,其特征在于,所述轮架(3)上设置有至少两组相互平行的车轮组,所述车轮组包括轮轴及设置于轮轴不同端的两个牵引轮(2),至少有一组车轮组上连接有牵引电机(4),与所述牵引电机(4)对应的轮轴上还设置有差速器(12),所述牵引电机(4)提供的转矩通过差速器(12)传递至对应的不同牵引轮(2)上。
3.根据权利要求1所述的一种用于空轨列车的牵引系统,其特征在于,所述牵引电机(4)的轴线平行于轨道(11)的延伸方向。
4.根据权利要求1所述的一种用于空轨列车的牵引系统,其特征在于,所述牵引轮(2)通过减震系统与轮架(3)相连,所述减震系统包括弹簧钢板(5)及多根弹簧(6),所述弹簧钢板(5)呈中部下凹的弧形板状,所述弹簧钢板(5)的两端分别与轮架(3)的底面固定连接,所述弹簧钢板(5)底面中央位置还设置环套(51),所述环套(51)用于穿设牵引轮(2)的轮轴,所述弹簧(6)布置于轮架(3)的底面与弹簧钢板(5)之间,且弹簧(6)的上端均与轮架(3)的底面接触,弹簧(6)的下端均与弹簧钢板(5)的上表面接触,多根弹簧(6)对称分布于牵引轮(2)轮轴的不同侧。
5.根据权利要求4所述的一种用于空轨列车的牵引系统,其特征在于,还包括数量与弹簧(6)数量相等的多个预约束装置(7),所述预约束装置(7)与弹簧(6)—一对应,所述预约束装置(7)包括螺纹杆,所述螺纹杆螺纹连接于轮架(3)上,且螺纹杆的底端与对应弹簧(6)的上端接触,螺纹杆上还螺纹连接有锁紧螺母。
6.根据权利要求1所述的一种用于空轨列车的牵引系统,其特征在于,还包括引风管(8),所述牵引电机(4)设置于所述引风管(8)的末端,还包括用于诱导流体流经引风管(8)的风机(9),所述风机(9)设置于以下三个位置中的任意一处:引风管(8)的入口端处、引风管(8)中、引风管(8)的出口端; 所述引风管(8)的入口端位于以下位置中的任意一处:牵引轮(2)的下方、沿着列车行驶方向牵引轮(2)的前方。
7.根据权利要求6所述的一种用于空轨列车的牵引系统,其特征在于,所述引风管(8)上还设置有旁通管路,所述旁通管路的入口端与列车车厢相连,旁通管路的出口端与引风管(8)相通,且在引风管(8)中流体的流动方向上,所述旁通管路与引风管(8)的连接点位于牵引电机(4)的前方。
8.根据权利要求7所述的一种用于空轨列车的牵引系统,其特征在于,所述旁通管路上还设置有截断阀。
9.根据权利要求6所述的一种用于空轨列车的牵引系统,其特征在于,还包括用于对引风管(8 )内流体进行制冷的制冷装置。
10.根据权利要求6所述的一种用于空轨列车的牵引系统,其特征在于,所述引风管(8)内还设置有用于扰乱引风管(8)内流体流动状态的折流部件或扰流部件。
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