CN107554542A - 一种列车车厢的永磁悬浮减振降噪装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及列车减振降噪技术领域，特别是一种列车车厢的永磁悬浮减振降噪装置，其特征在于：所述装置安装在列车车厢与列车转向架之间，包括悬浮车厢底座和悬浮箱，所述悬浮车厢底座设置在列车车厢的底部，所述悬浮箱与所述列车转向架相连接，所述悬浮车厢底座上具有第一磁铁，所述悬浮箱的箱体内部具有第二磁铁，所述悬浮车厢底座通过所述第一磁铁与所述第二磁铁之间相同磁极相对时所产生的磁斥力悬浮在所述悬浮箱的箱体内部，从而使所述列车车厢与所述列车转向架之间完全不接触。本发明的优点是：结构简单，利于实现，安全可靠；在列车运行过程中，完全隔断转向架向车厢传递振动与噪声。
Description
技术领域
本发明涉及列车减振降噪技术领域，特别是一种列车车厢的永磁悬浮减振降噪装置。
背景技术
磁悬浮列车有许多优点，如列车在轨道上方悬浮运行，轨道与车辆不接触，不但运行速度快，而且车体振动与噪音小，列车运行平稳、舒适。但磁悬浮列车线路的建设成本高、且磁悬浮列车在安全可靠性方面还存在不少问题，这也是国内外暂未大量发展磁悬浮列车的原因。如磁悬浮列车突发情况下的制动性能不可靠，不如钢轮钢轨列车。陆地上的交通工具没有车轮相对较危险，因为列车要从动量很大降到静止，要克服很大的惯性，只有通过与轨道的制动力来克服。磁悬浮列车没有车轮，如果突然停电，列车车箱无法处于悬浮状态，靠滑动摩擦进行减速是很危险的。此外，基于其轨道结构特点，磁悬浮列车必须行驶在高架结构上，当发生事故在一定高度处时，其救援很困难，没有车轮，拖出事故现场困难；若区间停电，其他车辆、吊机也很难靠近。因此，国内外的高速轨道交通仍选择钢轮钢轨列车。再如，对于城市地铁，若采用磁悬浮列车，则其所需要的限界将加大，其地下线路建设成本也将大大增加。由此可见，钢轮钢轨列车仍是国内外发展轨道交通的首选。
然而，钢轮钢轨列车运行过程中，轮轨相互作用产生振动与噪声，尤其是线路出现一定的不平顺时，其振动与噪声将加剧，甚至给车体结构、轨道结构、旅客等均造成不可忽略的危害。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种列车车厢的永磁悬浮减振降噪装置，利用同名磁极相互排斥的原理，达到在磁力作用下，使悬浮车厢底座与悬浮箱之间完全不接触，从而使列车运行过程中转向架的振动与噪声不再通过车厢与转向架的连接机构传导，大大地减少振动与噪声所带来的危害。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种列车车厢的永磁悬浮减振降噪装置，其特征在于：所述装置安装在列车车厢与列车转向架之间，包括悬浮车厢底座和悬浮箱，所述悬浮车厢底座设置在列车车厢的底部，所述悬浮箱与所述列车转向架相连接，所述悬浮车厢底座上具有第一磁铁，所述悬浮箱的箱体内部具有第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁的磁斥力面均为长方形，所述悬浮车厢底座通过所述第一磁铁与所述第二磁铁之间相同磁极相对时所产生的磁斥力悬浮在所述悬浮箱的箱体内部，从而使所述列车车厢与所述列车转向架之间完全不接触。
在所述悬浮箱的箱体内壁均布有所述第二磁铁，在所述悬浮车厢底座的对应面上均布有所述第一磁铁，使所述悬浮车厢底座静止地悬浮于所述悬浮箱的箱体内部时，其侧面与所述悬浮箱的箱体内壁之间的距离相等。
所述悬浮箱的箱体内部截面呈倒T型，所述悬浮车厢底座的形状、大小与所述悬浮箱的箱体内部形状、大小相吻合适配；所述悬浮箱包括底部、四周侧壁及顶部，所述顶部具有一开口，所述悬浮车厢底座的一端通过所述开口伸出所述悬浮箱外并与所述列车车厢连接固定，所述悬浮箱的底部、四周侧壁及所述顶部均布置有所述第二磁铁。
所述第一磁铁的磁斥力面各边边长均小于所述对应的第二磁铁的磁斥力面相对应的各边边长，且所述第一磁铁的布置位置满足于其整体处于所述第二磁铁的均布磁场中的要求。
所述第一磁铁嵌入所述悬浮车厢底座，且所述第一磁铁的表面与所述悬浮车厢底座的表面相齐平。
所述第二磁铁嵌入所述悬浮箱的箱体内壁，且所述第二磁铁的表面与所述悬浮箱内部表面相齐平。
所述悬浮箱通过二系弹簧连接所述列车转向架。
本发明的优点是：在列车不改变原有车厢、转向架等主要结构的基础上，仅在二系弹簧与车厢之间上加装永磁悬浮的列车车厢减振降噪装置，即可达到隔振隔噪的效果，从而实现车厢内减振降噪，提高旅客乘坐列车的舒适性，同时也可减小轨道结构的振动与噪声；采用永磁结构，不用担心列车停电带来的风险；结构简单，易于施行，可进行到大规模应用在新造的列车上，也可对已生产的列车进行改造即可。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明在使用时的安装结构示意图；
图3为图1的A-A剖视图；
图4为图1的B-B剖视图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-4所示，图中标号1-8分别表示为：悬浮箱1、悬浮车厢底座2、第一磁铁3、第二磁铁4、列车车厢5、列车转向架6、二系弹簧7、钢轮8。
实施例：如图1所示，本实施例中的列车车厢永磁悬浮减振降噪装置由悬浮箱1和悬浮车厢底座2构成。悬浮箱1的箱体内腔截面如图1所示呈倒T型形状，在该悬浮箱1的箱体内壁上设置有若干第二磁铁4。悬浮车厢底座2的形状、大小与悬浮箱1的箱体内腔形状、大小相吻合适配，即其形状亦为倒T型，其大小略小于悬浮箱1的箱体内腔。在悬浮车厢底座2的表面设置有若干第一磁铁3，这些第一磁铁3的设置位置与悬浮箱1内所设置的第二磁铁4的位置相对应。第一磁铁3和第二磁铁4的相同磁极相对，位置形成对应的第一磁铁3和第二磁铁之间可产生磁斥力；当悬浮车厢底座2置于悬浮箱1的箱体内腔时，利用同名磁极相互排斥的原理，在磁斥力的作用下，悬浮车厢底座2可悬浮在悬浮箱1的箱体内腔之中，两者完全不接触。
本实施例中的列车车厢永磁悬浮减振降噪装置可应用在钢轮钢轨列车上。如图2所示，钢轮钢轨列车包括列车车厢5、列车转向架6、二系弹簧7和钢轮8，其中列车车厢5用于运载旅客，列车转向架6用于承载列车车厢5，二系弹簧7原作为连接件用于列车转向架6与列车车厢5相连接，钢轮8则承载于钢轨之上以实现列车在钢轨上的行驶。
如图2所示，本实施例中的列车车厢永磁悬浮减振降噪装置设置在列车车厢5与二系弹簧7之间。具体而言，悬浮车厢底座2的顶端安装固定在列车车厢5的底部，悬浮箱1的底部与二系弹簧7的上端相连接，二系弹簧7的下端与列车转向架6相连接。此时，由于磁斥力的作用，悬浮车厢底座2悬浮在悬浮箱1的箱体内腔之中，所以列车车厢5与列车转向架6之间实现完全分隔，因此列车在运行过程中，列车转向架6的振动和噪声无法通过悬浮箱1向悬浮车厢底座2传导到列车车厢5上，从而实现列车车厢5的减振降噪。
本实施例在具体实施时：如图2和图3所示，内腔截面呈倒T型的悬浮箱1的底部具有一块第二磁铁，四周围的侧面由四块第二磁铁组成。悬浮箱1箱体内腔的顶部为长方形开口，悬浮车厢底座2通过该开口伸出至悬浮箱1外并与列车车厢5相连接固定。悬浮箱1箱体内腔的四周围的侧面均由四块第二磁铁组成。由于悬浮车厢底座2上的第一磁铁3和悬浮箱1内的第二磁铁4位置均构成对应，使悬浮车厢底座2悬浮于悬浮箱1的箱体内部时，悬浮车厢底座2的四个侧面与悬浮箱1的箱体四周内壁之间的距离相等，从而提高列车在运行时的稳定性，避免失稳。此外，第一磁铁3的面积小于第二磁铁4的面积（长与宽均更小），使得第一磁铁3整体始终处于第二磁铁4的磁场范围内，从而使列车运行过程中，悬浮车厢底座2与悬浮箱1发生相对位移时，另一个方向上的磁铁之间的磁斥力并不减小。
如图1、图3或图4所示，第一磁铁3均嵌入悬浮车厢底座2的表面上，确保悬浮车厢底座2的表面光滑，同样地，第二磁铁4均嵌入悬浮箱1的箱体内壁上，保证悬浮箱1的箱体内壁光滑，从而保证磁铁嵌固稳定可靠，以及磁铁之间的磁斥力均匀稳定，进而提高列车在运行时的稳定性与可靠性。
第一磁铁3和第二磁铁4可采用永久磁铁，无需担心列车停电带来的风险。第一磁铁3和第二磁铁4之间的磁斥力可根据列车的重量、曲线地段的离心力、扭摆力、列车启动加速度与其制动减速度、列车适应线路的平顺性要求等相关参数进行计算，并根据悬浮车厢底座2的可活动空间确定各磁铁的边长。
本实施例中的列车车厢永磁悬浮减振降噪装置可应用在新造的列车上，也可应用在原有列车的结构改进上，即在不改变原有列车车厢5、列车转向架6等主要结构的基础上，仅在二系弹簧7和列车车厢5之间加装，即可实现对列车车箱5的减振降噪，结构简单，易于施行，可进行大规模使用。
虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。
Claims (7)
1.一种列车车厢的永磁悬浮减振降噪装置，其特征在于：所述装置安装在列车车厢与列车转向架之间，包括悬浮车厢底座和悬浮箱，所述悬浮车厢底座设置在列车车厢的底部，所述悬浮箱与所述列车转向架相连接，所述悬浮车厢底座上具有第一磁铁，所述悬浮箱的箱体内部具有第二磁铁，所述悬浮车厢底座通过所述第一磁铁与所述第二磁铁之间相同磁极相对时所产生的磁斥力悬浮在所述悬浮箱的箱体内部，从而使所述列车车厢与所述列车转向架之间完全不接触。
2.根据权利要求1所述的一种列车车厢的永磁悬浮减振降噪装置，其特征在于：在所述悬浮箱的箱体内壁均布有所述第二磁铁，在所述悬浮车厢底座的对应面上均布有所述第一磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁的磁斥力面均为长方形，使所述悬浮车厢底座静止地悬浮于所述悬浮箱的箱体内部时，其侧面与所述悬浮箱的箱体内壁之间的距离相等。
3.根据权利要求1或2所述的一种列车车厢的永磁悬浮减振降噪装置，其特征在于：所述悬浮箱的箱体内部截面呈倒T型，所述悬浮车厢底座的形状、大小与所述悬浮箱的箱体内部形状、大小相吻合适配；所述悬浮箱包括底部、四周侧壁及顶部，所述顶部具有一开口，所述悬浮车厢底座的一端通过所述开口伸出所述悬浮箱外并与所述列车车厢连接固定，所述悬浮箱的底部、四周侧壁及所述顶部均布置有所述第二磁铁。
4.根据权利要求1或2所述的一种列车车厢的永磁悬浮减振降噪装置，其特征在于：所述第一磁铁的磁斥力面各边边长均小于所述对应的第二磁铁的磁斥力面相对应的各边边长，且所述第一磁铁的布置位置满足于其整体处于所述第二磁铁的均布磁场中的要求。
5.根据权利要求1所述的一种列车车厢的永磁悬浮减振降噪装置，其特征在于：所述第一磁铁嵌入所述悬浮车厢底座，且所述第一磁铁的表面与所述悬浮车厢底座的表面相齐平。
6.根据权利要求1所述的一种列车车厢的永磁悬浮减振降噪装置，其特征在于：所述第二磁铁嵌入所述悬浮箱的箱体内壁，且所述第二磁铁的表面与所述悬浮箱内部表面相齐平。
7.根据权利要求1所述的一种列车车厢的永磁悬浮减振降噪装置，其特征在于：所述悬浮箱通过二系弹簧连接所述列车转向架。
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