CN106864465A - 一种基于嵌入式轨道的空轨交通系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于嵌入式轨道的空轨交通系统，所述空轨交通系统包括空轨轨道系统和空轨车辆系统，所述空轨轨道系统包括空轨轨道梁和支撑所述空轨轨道梁的轨道梁立柱，所述空轨车辆系统走行在所述空轨轨道梁上，其中，所述空轨轨道梁的内部铺设有嵌入式轨道系统。本发明解决了传统空轨橡胶车轮磨耗严重、能耗大的缺点，增大了车辆载重量，结构原理较为简单且生产工艺成熟，适用于城市轨道交通；其不仅能够降低车轮磨耗和车辆运行能耗，还能够提高运行舒适度，曲线通过和直线运行性能得以大幅的提升，是一种新型的低能耗、低磨耗、低成本、高性能的空轨交通系统。
Description
技术领域
本发明涉及城市轨道交通的技术领域，更具体地讲，涉及一种基于嵌入式轨道的空轨交通系统。
背景技术
空中轨道列车(简称空轨)是悬挂式单轨交通系统。轨道在列车上方，由钢铁或水泥立柱支撑在空中。由于空轨交通系统将地面交通移至空中，在无需扩展城市现有公路设施的基础上可缓解城市交通难题；又由于它只将轨道移至空中，而不是像高架轻轨或骑坐式单轨那样将整个路面抬入空中，因此克服了其他轨道交通系统的弊病，在建造和运营方面具有很多突出的特点和优点。
目前，传统的空轨交通系统包含轨道梁、支撑立柱、空轨车体、空轨走行部、供电和控制系统等组件，其中，该系统的轨道梁为钢制箱形梁，走行部采用橡胶走行轮和导向轮。
但是，在传统空轨交通系统的运行过程中，橡胶走行轮与钢制轨道梁接触磨耗严重，造成橡胶走行轮更换频繁、粉尘污染突出、运行能耗高；其次，橡胶导向轮的导向性能差，车辆运行舒适度低。
发明内容
为了解决现有技术中传统空轨系统的橡胶走行轮高磨耗和高能耗的缺陷，本发明的目的是提供一种低能耗、低磨耗、低成本、高性能的空轨交通系统。
本发明提供了一种基于嵌入式轨道的空轨交通系统，所述空轨交通系统包括空轨轨道系统和空轨车辆系统，所述空轨轨道系统包括空轨轨道梁和支撑所述空轨轨道梁的轨道梁立柱，所述空轨车辆系统走行在所述空轨轨道梁上，其中，所述空轨轨道梁的内部铺设有嵌入式轨道系统。
根据本发明基于嵌入式轨道的空轨交通系统的一个实施例，所述空轨轨道梁的内部还铺设有隔声吸声材料。
根据本发明基于嵌入式轨道的空轨交通系统的一个实施例，所述嵌入式轨道系统铺设在所述空轨轨道梁下部对称的两个U形槽内，其中，所述嵌入式轨道系统包括槽型钢轨、高分子降噪块、楔形定位块、PVC管、弹性垫板和调高垫板，所述调高垫板布置在所述U形槽的内底面上，所述弹性垫板铺设在调高垫板的上表面上，所述槽型钢轨铺设在弹性垫板上，所述高分子降噪块和PVC管填充在槽型钢轨的两侧，所述楔形定位块斜置在槽型钢轨与空轨轨道梁之间以固定槽型钢轨。
根据本发明基于嵌入式轨道的空轨交通系统的一个实施例，所述空轨车辆系统包括车体、供电控制系统和至少两组走行部，其中，所述走行部设置在车体的顶部并包裹在所述空轨轨道梁的内部由空轨轨道梁垂向承载，所述车体在供电控制系统的控制下通过所述走行部走行在空轨轨道梁上。
根据本发明基于嵌入式轨道的空轨交通系统的一个实施例，所述走行部采用钢质走行轮与所述嵌入式轨道系统配合，其中，钢质走行轮垂向骑跨在嵌入式轨道系统上方并与嵌入式轨道系统的轨面接触。
根据本发明基于嵌入式轨道的空轨交通系统的一个实施例，所述走行部包括钢质走行轮、车轴、轴箱、传动齿轮箱、驱动电机、转向架构架、转向架摇枕、车辆悬挂杆、一系悬挂系统和二系悬挂系统，其中，
钢质走行轮安装在穿过轴箱与传动齿轮箱的车轴两端部并形成一条轮对，所述钢质走行轮经其内侧布置的轴箱与一系悬挂系统的下端连接，所述转向架构架垂向支撑在至少两条轮对的一系悬挂系统的上端，所述转向架摇枕通过二系悬挂系统支撑在转向架构架上，所述车辆悬挂杆的一端穿过所述转向架摇枕和转向架构架并垂向装载在所述转向架摇枕上并且另一端与车体的顶部连接，所述驱动电机和传动齿轮箱纵向安装在转向架构架上并彼此连接形成驱动单元，所述驱动单元驱动所述至少两条轮对的车轴转动并带动钢质走行轮转动实现走行。
根据本发明基于嵌入式轨道的空轨交通系统的一个实施例，所述车辆悬挂杆与转向架摇枕之间纵向固定且横向允许相对位移。
根据本发明基于嵌入式轨道的空轨交通系统的一个实施例，所述一系悬挂系统为橡胶一系悬挂且包括八字型橡胶弹簧和橡胶弹簧安装座，所述二系悬挂系统为空气弹簧二系悬挂且包括橡胶气囊、弹性橡胶堆、上下盖板和高度调整系统。
根据本发明基于嵌入式轨道的空轨交通系统的一个实施例，所述传动齿轮箱通过带橡胶关节的弹性拉杆固定在转向架构架的端梁上，所述驱动电机通过带橡胶关节的弹性拉杆固定在转向架构架的中间横梁上，所述二系悬挂系统设置在转向架构架的中间侧梁上；所述车辆悬挂杆放入转向架摇枕的中心圆孔并穿过转向架构架的中间横梁上圆孔并且与转向架摇枕的盖板连接。
本发明基于嵌入式轨道的空轨交通系统解决了传统空轨橡胶车轮磨耗严重、能耗大的缺点，增大了车辆载重量，结构原理较为简单且生产工艺成熟，适用于城市轨道交通；其不仅能够降低车轮磨耗和车辆运行能耗，还能够提高运行舒适度，曲线通过和直线运行性能得以大幅的提升，是一种新型的低能耗、低磨耗、低成本、高性能的空轨交通系统。
附图说明
图1A和图1B分别示出了根据本发明示例性实施例的基于嵌入式轨道的空轨交通系统的主视结构示意图和侧视结构示意图。
图2示出了图1B中的局部放大视图。
图3示出了根据本发明示例性实施例的基于嵌入式轨道的空轨交通系统中嵌入式轨道系统的结构示意图。
图4示出了根据本发明示例性实施例的基于嵌入式轨道的空轨交通系统中空轨车辆系统的走行部的俯视结构示意图。
附图标记说明：
10-空轨轨道系统、11-空轨轨道梁、111-U形槽、12-轨道梁立柱、13-嵌入式轨道系统、131-槽型钢轨、132-高分子降噪块、133-楔形定位块、134-PVC管、135-弹性垫板、136-调高垫板；
20-空轨车辆系统、21-车体、22-走行部、221-钢质走行轮、222-车辆悬挂杆、223-车轴、224-轴箱、225-传动齿轮箱、226-驱动电机、227-转向架构架、228-转向架摇枕。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面将对本发明基于嵌入式轨道的空轨交通系统的结构和原理进行详细的说明。
图1A和图1B分别示出了根据本发明示例性实施例的基于嵌入式轨道的空轨交通系统的主视结构示意图和侧视结构示意图，图2示出了图1B中的局部放大视图。
如图1A、图1B和图2所示，根据本发明的示例性实施例，所述基于嵌入式轨道的空轨交通系统包括空轨轨道系统10和空轨车辆系统20，空轨轨道系统20包括空轨轨道梁11和支撑空轨轨道梁11的轨道梁立柱12，空轨车辆系统20走行在空轨轨道梁11上，其中，空轨轨道梁11的内部铺设有嵌入式轨道系统13。优选地，空轨轨道梁11的内部还铺设有隔声吸声材料，以降低车辆运行的噪声对外辐射。
其中，包括空轨轨道梁11和轨道梁立柱12的空轨轨道系统20是整个空轨交通系统的走行基础，空轨车辆系统20在空轨轨道系统20中走行实现交通运输的目的。
在装配空轨轨道系统20时，将轨道梁立柱12与路面预先浇筑的基础桩之间用多个螺栓固定，将空轨轨道梁11纵向安装在轨道梁立柱12上端的承接部位并用螺栓固定，在空轨轨道梁11的内部铺设嵌入式轨道系统；随后将空轨车辆系统20的走行部22包裹在空轨轨道梁11的内部并由空轨轨道梁2垂向承载，空轨车辆系统20的车体21通过走行部22中的车辆悬挂杆222下端安装座螺栓连进行接，至少两组走行部22与车体21组成空轨交通系统的空轨车辆系统20。
其中，本发明采用了新型结构的走行部与嵌入式轨道系统配合改善空轨交通系统的应用状况，具体结构将在下文中描述。
本发明在空轨交通系统中应用的嵌入式轨道系统13采用连续固定支撑，减小了轨道结构厚度并极大地降低了钢轨疲劳机率，实现了低维护成本。同时，嵌入式轨道系统13中包含的高分子降噪块能够降低空轨交通运行的振动和噪声，可进一步提升车辆的乘坐舒适度。
图3示出了根据本发明示例性实施例的基于嵌入式轨道的空轨交通系统中嵌入式轨道系统的结构示意图。
如图3所示，嵌入式轨道系统13铺设在空轨轨道梁11下部对称的两个U形槽111内，由此空轨车辆系统20的走行部22能够骑跨在嵌入式轨道系统13上实现走行。根据本发明，嵌入式轨道系统13包括槽型钢轨131、高分子降噪块132、楔形定位块133、PVC管134、弹性垫板135和调高垫板136。其中，调高垫板136布置在U形槽111的内底面上，弹性垫板135铺设在调高垫板136的上表面上，槽型钢轨131铺设在弹性垫板135上，高分子降噪块132和PVC管134填充在槽型钢轨131的两侧，楔形定位块133斜置在槽型钢轨131与空轨轨道梁11之间以固定槽型钢轨131。
实际施工时，先将高分子降噪块132和PVC管134粘接在槽型钢轨131的两侧面，将调高垫板136粘接在弹性垫板135的下表面上，再将弹性垫板135粘接在槽型钢轨131的底部下表面上。随后将槽型钢轨131以及与之粘接的高分子降噪块132、PVC管134、弹性垫板135和调高垫板136组成的整体放置到空轨轨道梁2下部的U形槽内，将楔形定位块133斜插入空轨轨道梁11的U形槽111与槽型钢轨131的粘接整体之间，调整轨距后固定楔形定位块133后完成嵌入式轨道系统的施工。
图4示出了根据本发明示例性实施例的基于嵌入式轨道的空轨交通系统中空轨车辆系统的走行部的俯视结构示意图。
如图1和图4所示，根据本发明的示例性实施例，空轨车辆系统20包括车体21、供电控制系统(未示出)和至少两组走行部22，走行部22设置在车体21的顶部并包裹在空轨轨道梁11的内部由空轨轨道梁11垂向承载，车体在21供电控制系统的控制下通过走行部22走行在空轨轨道梁11上。
优选地，本发明的走行部22采用钢质走行轮221与嵌入式轨道系统13配合，其中，钢质走行轮221垂向骑跨在嵌入式轨道系统13上方并与嵌入式轨道系统13的轨面接触。
本发明采用钢质走行轮的走行部并配合嵌入式轨道系统组成钢轮-钢轨的走行制式，取代传统空轨交通的橡胶轮走行机制。钢质走行轮的走行部极大程度地降低了车轮磨耗和运营能耗，减少了维护成本。并且，钢轮-钢轨系统依靠轮轨蠕滑力导向，走行部不承受额外的导向力，车辆曲线导向平稳、运行舒适度高，有效地解决了传统空轨橡胶车轮磨耗严重、能耗大的缺点，增大了车辆载重量，曲线通过和直线运行性能得以大幅的提升，同时本系统走行结构简单。
如图4所示，走行部22包括钢质走行轮221、车轴223、轴箱224、传动齿轮箱225、驱动电机226、转向架构架227、转向架摇枕228、车辆悬挂杆222、一系悬挂系统(未示出)和二系悬挂系统(未示出)。
具体地，钢质走行轮221安装在穿过轴箱224与传动齿轮箱225的车轴两223端部并形成一条轮对，钢质走行轮221经其内侧布置的轴箱224与一系悬挂系统的下端连接，转向架构架227垂向支撑在至少两条轮对的一系悬挂系统的上端，转向架摇枕228通过二系悬挂系统支撑在转向架构架227上，车辆悬挂杆222的一端穿过转向架摇枕228和转向架构架227并垂向装载在转向架摇枕228上并且另一端与车体21的顶部连接，驱动电机226和传动齿轮箱227纵向安装在转向架构架上并彼此连接形成驱动单元，驱动单元驱动至少两条轮对的车轴223转动并带动钢质走行轮221转动实现走行。
在安装时，将车轴223穿过传动齿轮箱225的箱体，采用过盈配合将大齿轮压装在车轴齿轮座的位置，将传动齿轮箱225的轴承压装在车轴223与传动齿轮箱孔之间，在传动齿轮箱225的两侧安装密封装置。车轴223穿过轴箱224轴承并密封轴承，钢质走行轮221压装在车轴223的两端部，总体组成一条完整的轮对。
驱动电机226纵向布置，通过齿式联轴器与传动齿轮箱225的小齿轮轴相连，并且驱动电机226与传动齿轮箱225之间通过6组螺栓进行刚性对接而形成一体化的驱动单元。如图4所示，传动齿轮箱225通过带橡胶关节的弹性拉杆固定在转向架构架227的端梁吊挂点上，驱动电机226通过带橡胶关节的弹性拉杆固定在转向架构架227的中间横梁上。
其中，一系悬挂系统的作用是传递轴箱224与钢制走行轮221间的作用力和各向定位，二系悬挂系统的作用是连接转向架摇枕228和转向架构架227并传递之间的垂向作用力。并且，本发明中的一系悬挂系统可以为橡胶一系悬挂且包括八字型橡胶弹簧和橡胶弹簧安装座，二系悬挂系统可以为空气弹簧二系悬挂且包括橡胶气囊、弹性橡胶堆、上下盖板和高度调整系统。
具体地，采用螺栓固接的方式将八字型橡胶弹簧放置于轮对轴箱两侧的安装盘上，组成一系悬挂系统。将转向架构架227放置于至少两条轮对之上，橡胶堆上端的钢销与转向架构架227底部的圆孔对接，从而形成走行部22的骨架。并且，二系悬挂系统设置在转向架构架227的中间侧梁上，在转向架构架227的中间侧梁的中部，将橡胶气囊等组件用螺栓连接于弹簧座上，组成走行部的二系悬挂系统。
在安装车辆悬挂杆222时，将车辆悬挂杆22放入转向架摇枕228的中心圆孔并穿过转向架构架227的中间横梁上圆孔并且与转向架摇枕228的盖板连接，由此完成走行部的整体装配。其中，车辆悬挂杆222与转向架摇枕228之间纵向固定且横向允许相对位移，从而实现纵向牵引、垂向承载的功能。走行部22的钢质走行轮垂向骑跨在嵌入式轨道系统13上，嵌入式轨道系统13整体嵌入在空轨轨道梁11下部对称的两个U形槽内，构成了空轨的走行基础。其中，转向架摇枕228的作用是连接车辆悬挂杆222，将车体21的重量通过二系悬挂系统承受到转向架构架227上。
综上所述，本发明基于嵌入式轨道的空轨交通系统解决了传统空轨橡胶车轮磨耗严重、能耗大的缺点，增大了车辆载重量，结构原理较为简单且生产工艺成熟，适用于城市轨道交通；其不仅能够降低车轮磨耗和车辆运行能耗，还能够提高运行舒适度，曲线通过和直线运行性能得以大幅的提升，是一种新型的低能耗、低磨耗、低成本、高性能的空轨交通系统。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (9)
1.一种基于嵌入式轨道的空轨交通系统，其特征在于，所述空轨交通系统包括空轨轨道系统和空轨车辆系统，所述空轨轨道系统包括空轨轨道梁和支撑所述空轨轨道梁的轨道梁立柱，所述空轨车辆系统走行在所述空轨轨道梁上，其中，所述空轨轨道梁的内部铺设有嵌入式轨道系统。
2.根据权利要求1所述基于嵌入式轨道的空轨交通系统，其特征在于，所述空轨轨道梁的内部还铺设有隔声吸声材料。
3.根据权利要求1所述基于嵌入式轨道的空轨交通系统，其特征在于，所述嵌入式轨道系统铺设在所述空轨轨道梁下部对称的两个U形槽内，其中，所述嵌入式轨道系统包括槽型钢轨、高分子降噪块、楔形定位块、PVC管、弹性垫板和调高垫板，所述调高垫板布置在所述U形槽的内底面上，所述弹性垫板铺设在调高垫板的上表面上，所述槽型钢轨铺设在弹性垫板上，所述高分子降噪块和PVC管填充在槽型钢轨的两侧，所述楔形定位块斜置在槽型钢轨与空轨轨道梁之间以固定槽型钢轨。
4.根据权利要求1所述基于嵌入式轨道的空轨交通系统，其特征在于，所述空轨车辆系统包括车体、供电控制系统和至少两组走行部，其中，所述走行部设置在车体的顶部并包裹在所述空轨轨道梁的内部由空轨轨道梁垂向承载，所述车体在供电控制系统的控制下通过所述走行部走行在空轨轨道梁上。
5.根据权利要求4所述基于嵌入式轨道的空轨交通系统，其特征在于，所述走行部采用钢质走行轮与所述嵌入式轨道系统配合，其中，钢质走行轮垂向骑跨在嵌入式轨道系统上方并与嵌入式轨道系统的轨面接触。
6.根据权利要求4所述基于嵌入式轨道的空轨交通系统，其特征在于，所述走行部包括钢质走行轮、车轴、轴箱、传动齿轮箱、驱动电机、转向架构架、转向架摇枕、车辆悬挂杆、一系悬挂系统和二系悬挂系统，其中，
钢质走行轮安装在穿过轴箱与传动齿轮箱的车轴两端部并形成一条轮对，所述钢质走行轮经其内侧布置的轴箱与一系悬挂系统的下端连接，所述转向架构架垂向支撑在至少两条轮对的一系悬挂系统的上端，所述转向架摇枕通过二系悬挂系统支撑在转向架构架上，所述车辆悬挂杆的一端穿过所述转向架摇枕和转向架构架并垂向装载在所述转向架摇枕上并且另一端与车体的顶部连接，所述驱动电机和传动齿轮箱纵向安装在转向架构架上并彼此连接形成驱动单元，所述驱动单元驱动所述至少两条轮对的车轴转动并带动钢质走行轮转动实现走行。
7.根据权利要求6所述基于嵌入式轨道的空轨交通系统，其特征在于，所述车辆悬挂杆与转向架摇枕之间纵向固定且横向允许相对位移。
8.根据权利要求6所述基于嵌入式轨道的空轨交通系统，其特征在于，所述一系悬挂系统为橡胶一系悬挂且包括八字型橡胶弹簧和橡胶弹簧安装座，所述二系悬挂系统为空气弹簧二系悬挂且包括橡胶气囊、弹性橡胶堆、上下盖板和高度调整系统。
9.根据权利要求6所述基于嵌入式轨道的空轨交通系统，其特征在于，所述传动齿轮箱通过带橡胶关节的弹性拉杆固定在转向架构架的端梁上，所述驱动电机通过带橡胶关节的弹性拉杆固定在转向架构架的中间横梁上，所述二系悬挂系统设置在转向架构架的中间侧梁上；所述车辆悬挂杆放入转向架摇枕的中心圆孔并穿过转向架构架的中间横梁上圆孔并且与转向架摇枕的盖板连接。
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