CN107415961B - 一种空轨列车车体及轨道结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空轨列车车体及轨道结构，属于轨道交通技术领域。横截面为H型结构的轨道梁的左、右两侧为垂直平面，轨道梁的上、下两端为凹槽结构车体背面与轨道梁的垂直平面间隙配合，上部设有悬挂上导向轮的减振装置，上导向轮的轴平行于垂直的槽边，车体上部通过上导向轮与轨道梁的槽边内侧垂直平面接触支撑，下部通过配有减振弹簧的下导向轮与轨道梁的垂直平面接触支撑；车体的上部设有凸出的悬挂结构，车体背面的悬挂结构通过设置在凸出结构下方的驱动轮与轨道梁凹槽的平面接触，车体两端的凸出结构内设有牵引电机及其传动系统，车体的下方设有凸出底部平面的纵向梁，该纵向梁的两端设有垂向限位轮、中间和两端都设有下限位轮。

Description

一种空轨列车车体及轨道结构
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，特别涉及空轨列车轨道系统技术领域。
背景技术
侧挂式空轨列车系统性能良好、成本较低，相比跨座式单轨和悬挂式单轨可具有更小的体积和更高的轨道梁空间利用率。现有的单轨车辆在同一根轨道梁上只能单向行驶，如跨座式单轨列车，所以一般线路都会修建双线以满足两地列车双向行驶要求。
现有的单轨列车如悬挂式单轨列车，由于转向架和车体分离，采用悬挂系统连接，所以从轨道梁到转向架再到车体的距离较大，需要修建比较高的轨道梁才能满足要求，这就增大修建难度和工作量。
申请号201621233756.1立体复式交通系统，利用高架桥桥墩悬挂空轨列车，虽然充分利用高架桥剩余空间，不用修建专门的轨道梁，但其对高架桥的强度等性能要求更高，增加了高架桥设计和施工的难度，且悬挂式空轨列车垂直方向占用空间较大，有可能与地面交通相互干扰，其站台的设计也可能和地面交通带来冲突。
申请号201710148629.4一种基于嵌入式轨道的空轨交通系统，将传统钢轮钢轨缩小后嵌入轨道梁内，沿用了铁道车辆的技术，使得轨道系统结构复杂，检修不易，同时钢轮钢轨的噪声也比较大，传递距离也较远。
发明内容
本发明的目的是提供一种空轨列车车体及轨道结构，它能有效地解决现有单轨车辆轨道梁利用率不高，轨道需修建双线以及线路建设成本较高工作量较大的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种空轨列车车体及轨道结构，包括轨道梁以及设置在轨道梁上的架空供电轨和车体，轨道梁的下方间隔设有与地面固定的立柱，轨道梁通过沿线的立柱架空设置，车体通过结构件悬挂在轨道梁上，轨道梁的横截面为H型结构，上部中间位置设有架空供电轨，轨道梁的左、右两侧为垂直平面，轨道梁的上、下两端为凹槽结构，两侧设有垂直的槽边，车体为正面单侧开门，车体背面与轨道梁的垂直平面间隙配合，上部设有悬挂上导向轮的减振装置，上导向轮的轴平行于垂直的槽边，车体上部通过上导向轮与轨道梁的槽边内侧垂直平面接触支撑，下部通过配有减振弹簧的下导向轮与轨道梁的垂直平面接触支撑；车体的上部设有凸出的悬挂结构，悬挂结构中部设有与架空供电轨接触的集电靴，车体背面的悬挂结构通过设置在凸出结构下方的驱动轮与轨道梁凹槽的平面接触，车体背面的两端通过配有弹簧阻尼减振系统的上限位轮与轨道梁的垂直平面接触，车体两端的凸出结构内设有牵引电机及其传动系统，车体的下方设有凸出底部平面的纵向梁，该纵向梁的两端设有垂向限位轮、中间和两端都设有下限位轮。
所述的轨道梁的上凹槽平面，槽边的内侧和轨道梁垂直面外侧皆为车轮走行面。
所述车体采用短车体结构，通过两车端部的下铰接装置和上铰接装置连接。
所述驱动轮、上导向轮、上限位轮、下导向轮、下限位轮和垂向限位轮分散布置于车体。
现有技术相比的优点和效果：所述的空轨列车系统，采用了侧挂的悬挂方式，车体为短车体结构，与现有的空轨列车和跨坐式单轨相比，它不需要太高的轨道，车体底板离地面也不高，其侧挂式的结构可以充分利用轨道梁左右两侧的空间，在同一条轨道梁上可以同向或背向行驶两列空轨列车，一根轨道梁就可搭载两列列车，缩小了轨道梁占地面积；现有的单轨列车只能一列车单向行驶，所以常有两条线并行，增大了占地面积和修建成本。单轨列车所应用的城市轨道交通线路条件复杂，小半径曲线以及竖曲线较多，车体采用短车体结构，列车可以灵活编组，且短车体结构具有较好的曲线通过性能，可以很好地适应城市轨道交通的要求。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明导向轮处A-A剖视图；
图3是本发明驱动轮处B-B剖视图；
图4是本发明车体背面局部剖视图；
图5是本发明轨道梁截面侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施方式进行详细的说明。
如图1所示，本发明包括列车系统和轨道系统，通过上铰接装置，下铰接装置将三节侧挂式空轨车辆车体7铰接编组为列车系统，轨道系统由轨道梁支柱6、轨道梁2以及架空供电轨1组成，列车可根据需要灵活编组。下铰接装置为固定铰4，主要限制相连接车体7之间三个方向的平动；上铰接装置分为两种，一种为转动铰3，主要限制相连接车体7之间横向和纵向的平动，使得列车在通过水平曲线时车辆之间能产生摇头运动；另一种为自由铰5，主要限制相连接车体7之间横向平动，列车通过竖曲线时车辆之间能产生点头运动。铰接装置还提供一定的阻尼，起到车间减振的作用。同时，本发明空轨列车采用短车体结构，如此便有利于列车通过复杂曲线轨道。
如图2、图3和图4所示，本发明所述的空轨车辆系统包括车体7、集电靴8、上限位轮11、下导向轮15、上导向轮10、下限位轮14、驱动电机20、传动系统17以及驱动轮18。单节空轨车辆上导向轮10、下导向轮15各两个，皆采用橡胶轮胎，布置在车体7的端部。车体7为单侧开门结构，其背面和轨道梁2侧面平行且有一定的间隙。上导向轮10通过减振装置9悬挂在车体7的上部凸出结构下方，上导向轮10的轴线平行于轨道梁2上端槽边21的内侧面，所以上导向轮10可在轨道梁7上端槽边21内侧面行走，下导向轮15同样通过减振弹簧16横向安装在车体7的下部，下导向轮15的轴线平行于轨道梁2的侧面，下导向轮15可在轨道梁2的侧面行走，所以上导向轮10和下导向轮15都具有支承和导向作用。车辆在平直线时，由于在车辆自身重力的作用下，车体侧挂产生附加弯矩，使上导向轮10受到的力由车体指向轨道中心，下导向轮15受到的力由轨道中心指向车体7，所以在减振装置9和减振弹簧16的作用上导向轮10和下导向轮15相对于轨道梁2有一定的预紧力，使得上导向轮10和下导向轮15和轨道梁2一直保持接触，当车辆发生侧滚、摇头或者横移运动时，上导向轮10或下导向轮15的减振系统开始工作，和上限位轮11和下限位轮14共同作用，起到减振和限制车体7位移的作用，保证车辆动力学性能，也保证车辆和轨道的间隙在一定的合适范围内。
图2所示为车体7在导向轮10处横截面示意图，图4所示为车体背部局部剖视图，本例中车体7主要为焊接结构，车体7的作用为载客和安装如驱动轮18、上限位轮11和下限位轮14、上导向轮10和下导向轮15等走行机构、电气系统、计算机系统以及车辆内饰等等，如图4车辆电气装置安装孔22。
图4所示单节空轨车辆驱动轮18共两个，皆采用橡胶轮胎，牵引电机20纵向安装在车体7上部凸出结构下方，驱动轮18通过传动系统17也安装在车体7上部，传动系统17一端连接牵引电机20，一端通过车轴19和驱动轮18相连，传递驱动力。驱动轮18在轨道梁2上表面行走，具有牵引、制动作用；同时，驱动轮18是车辆的主要承载部件，整个车辆系统主要通过驱动轮18“挂”在轨道梁2上，所以驱动轮18也具有承载和减振作用。
图4所示单节空轨车辆限位轮共七个，两个上限位轮11，三个下限位轮14，两个垂向限位轮13，皆采用橡胶轮胎。上限位轮11布置在车体7上端凸出结构下方，下限位轮14和垂向限位轮13皆均布在车体7下端凸出底部平面的纵向梁上。
上限位轮11有弹簧阻尼减振系统12，本例中采用的钢圆弹簧和油压减振器，还可采用橡胶簧等，安装于车体7上方端部；上限位轮11可在轨道梁2外侧面行走，具有安全保护作用。在弹簧阻尼减振系统12的作用下上限位轮11和轨道梁2外侧面接触并产生一定的预紧力，使得上限位轮11和轨道梁2外侧一直保持接触，当车辆通过曲线轨道或者发生侧滚、摇头、横移等运动时，上限位轮11的弹簧阻尼减振系统12开始工作，和上导向轮10共同作用，起到减振和限制车体7位移的作用，保证车辆动力学性能，也保证车辆和轨道的间隙在一定的合适范围内。
下限位轮14安装在车体7下方凸出底部平面的纵向梁上，由于受到轨道梁2的支柱6限制，下限位轮14半径相对较小，同样，车辆通过曲线轨道或者发生侧滚、摇头、横移等运动时，下限位轮14及其减振系统和下导向轮15共同作用，也起到减振和限制车体7位移的作用。
垂向限位轮13与轨道梁2有一定的间隙，在车辆正常运行时不起作用，当车辆产生较大的垂向或点头位移时，垂向限位轮13和轨道梁2底面接触，限制车辆过大的垂向位移，起到安全保护作用。
如图2、图3和图5所示，本发明所述空轨列车轨道系统采用“H”型截面轨道梁2，即在矩形截面梁的四角竖直方向增加槽边21，槽边21内侧面即为车辆系统上导向轮10和下限位轮14的走行面；轨道梁2外侧面则为车辆系统上限位轮11和下导向轮15的走行面。架空供电轨1布置在轨道梁2中间，左右两侧行驶的列车皆可使用。
图4所示集电靴8和轨道梁2上的架空供电轨1接触可对车辆进行供电。

Claims (4)

1.一种空轨列车车体及轨道结构，包括轨道梁(2)以及设置在轨道梁(2)上的架空供电轨(1)和车体(7)，轨道梁(2)的下方间隔设有与地面固定的立柱(6)，轨道梁(2)通过沿线的立柱(6)架空设置，车体(7)通过结构件悬挂在轨道梁(2)上，其特征在于：轨道梁(2)的横截面为H型结构，上部中间位置设有架空供电轨(1)，轨道梁(2)的左、右两侧为垂直平面，轨道梁(2)的上、下两端为凹槽结构，两侧设有垂直的槽边(21)，车体(7)为正面单侧开门，车体(7)背面与轨道梁(2)的垂直平面间隙配合，上部设有悬挂上导向轮(10)的减振装置(9)，上导向轮(10)的轴平行于垂直的槽边，车体(7)上部通过上导向轮(9)与轨道梁(2)的槽边(21)内侧垂直平面接触支撑，下部通过配有减振弹簧(16)的下导向轮(15)与轨道梁(2)的垂直平面接触支撑；车体(7)的上部设有凸出的悬挂结构，悬挂结构中部设有与架空供电轨(1)接触的集电靴(8)，车体(7)背面的悬挂结构通过设置在凸出结构下方的驱动轮(19)与轨道梁凹槽的平面接触，车体(7)背面的两端通过配有弹簧阻尼减振系统(12)的上限位轮(11)与轨道梁(2)的垂直平面接触，车体(7)两端的凸出结构内设有牵引电机(20)及其传动系统(17)，车体(7)的下方设有凸出底部平面的纵向梁，该纵向梁的两端设有垂向限位轮(13)、中间和两端都设有下限位轮(14)。
2.根据权利要求1所述的一种空轨列车车体及轨道结构，其特征在于：所述的轨道梁(2)的上凹槽平面，槽边(21)的内侧和轨道梁(2)垂直面外侧皆为车轮走行面。
3.根据权利要求1所述的一种空轨列车车体及轨道结构，其特征在于：所述车体(7)采用短车体结构，通过两车端部的下铰接装置和上铰接装置连接。
4.根据权利要求1所述的一种空轨列车车体及轨道结构，其特征在于：所述驱动轮(19)、上导向轮(10)、上限位轮(11)、下导向轮(15)、下限位轮(14)和垂向限位轮(13)分散布置于车体。
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