CN109532898B - 集装箱轨道动力平车的走行系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种集装箱轨道动力平车的走行系统,包括至少两台转向架,且至少一台转向架为动力转向架,所述动力转向架包括动力轴以及驱动所述动力轴转动的动力装置,该走行系统还包括为所述动力装置提供动力源的动力源装置以及控制所述动力源装置与所述动力装置之间连接或断开的动力切换装置。本发明提供的这种集装箱轨道动力平车的走行系统,轨道动力平车能够自动力运行,作业效率高,且减少人工作业,满足集装箱货场大运量、高频次的自动化作业要求;轨道动力平车可以适应车载动力输出和无动力输出两种状态,可以自动力运行或由牵引机车牵引运行,能够适应轨道动力平车单车运行、重联运行、列车运行多种运行模式。

Description

集装箱轨道动力平车的走行系统
技术领域
本发明涉及轨道运输技术领域,尤其涉及一种集装箱轨道动力平车的走行系统。
背景技术
从1825年世界上第一条铁路建成并开始通车,铁路逐渐成为了交通运输中的重要运输方式之一。随着国际集装箱运输的发展和运量的增加,用户对能够适应大型标准运输特点的高速、安全、易于装卸的新型专用车的要求越来越迫切。目前,世界各国铁路部门都在各自的特点和需要的基数上,研制出了适用于本国和国际联运的新型集装箱专用平车。
走行部是车辆在牵引动力作用下沿线路运行的部分。走行部的作用保证车辆灵活、安全平顺地沿钢轨运行和通过曲线;可靠地承受作用于车辆各种力量并传给钢轨;缓和车辆和钢轨的相互冲击,减少车辆振动,保证足够的运行平稳性和良好的运行质量;具有可靠的制动机构,使车辆具有良好的制动效果。走行部是车辆举足轻重的部件之一。
现有集装箱平车的走行系统均不带动力,由机车牵引行走,不能够自动力运行,因此不具备单独运输作业的条件,必须成列运行,作业效率低,而且不能满足集装箱货场大运量、高频次的自动化作业要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集装箱轨道动力平车的走行系统,旨在用于解决现有的集装箱平车的走行系统不带动力,不能够自动力运行,作业效率低,不满足集装箱货场大运量、高频次的自动化作业要求的问题。
本发明是这样实现的:
本发明提供一种集装箱轨道动力平车的走行系统,包括至少两台转向架,且至少一台转向架为动力转向架,所述动力转向架包括动力轴以及驱动所述动力轴转动的动力装置,该走行系统还包括为所述动力装置提供动力源的动力源装置以及控制所述动力源装置与所述动力装置之间连接或断开的动力切换装置。
进一步地,所述转向架具有两台,其中一台转向架为动力转向架,所述动力转向架具有两条动力轴,每条动力轴上设有制动装置,另外一台转向架为无动力转向架,所述无动力转向架具有两条拖轴,每条拖轴上设有制动装置。
进一步地,所述转向架具有两台,其中一台转向架具有一条动力轴和一条拖轴,另外一台转向架具有一条制动力轴和一条拖轴,每条动力轴和每条拖轴上均设有制动装置。
进一步地,所述转向架具有两台,其中一台转向架为动力转向架,所述动力转向架具有一条动力轴和一条拖轴,每条动力轴上设有制动装置,另外一台转向架为无动力转向架,所述无动力转向架设有两条拖轴,每条拖轴上设有制动装置。
进一步地,所述动力源装置包括充电输入切换模块、动力输出切换模块、定位模块、监控模块、超级电容模块及蓄电池模块;
所述定位模块用于监测轨道动力平车的位置,并将所述位置的信息传递给所述监控模块;
所述监控模块用于监控所述超级电容模块及所述蓄电池模块的工作状态,并将所述超级电容模块及所述蓄电池模块的工作状态的信息传递给所述充电输入切换模块及所述动力输出切换模块;
所述充电输入切换模块用于根据所述监控模块的信息选择给所述超级电容模块或所述蓄电池模块充电;
所述动力输出切换模块用于根据所述监控模块的信息选择所述超级电容模块或所述蓄电池模块给所述动力装置供电。
进一步地,所述动力源装置还包括非接触式感应充电装置,当轨道动力平车未运行至充电站时且超级电容的电量低于预设阈值时,则切换至蓄电池供电模式,且通过感应充电装置给所述超级电容充电。
进一步地,所述动力源装置还包括远程监控中心,当所述远程监控中心检测到所述超级电容电量低于预设阈值时,开启非接触式感应充电装置。
进一步地,所述非接触式感应充电装置包括供电线圈,所述动力源装置还包括设于所述轨道动力平车上与所述供电线圈对应的充电线圈。
进一步地,所述监控模块包括电能监控子模块及动力监控子模块,所述电能监控子模块用于监控所述超级电容模块及所述蓄电池模块的电量并反馈给所述充电输入切换模块及所述动力输出切换模块,所述动力监控子模块用于监控所述动力装置的动力模式。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供的这种集装箱轨道动力平车的走行系统,具有动力转向架,还包括为动力转向架上的动力装置提供动力源的动力源装置,使得轨道动力平车能够自动力运行,作业效率高,且减少人工作业,满足集装箱货场大运量、高频次的自动化作业要求;动力源装置与动力装置之间可以连接或断开,从而轨道动力平车可以适应车载动力输出和无动力输出两种状态,可以自动力运行或由牵引机车牵引运行,能够适应轨道动力平车单车运行、重联运行、列车运行多种运行模式。
附图说明
图1为本发明实施例提供的集装箱轨道动力平车的走行系统的转向架的侧视图;
图2为本发明实施例提供的集装箱轨道动力平车的走行系统的转向架的俯视图;
图3为本发明实施例提供的集装箱轨道动力平车的走行系统的原理图;
图4为本发明实施例提供的动力源装置的原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1至图3所示,本发明实施例提供一种集装箱轨道动力平车的走行系统,包括至少两台转向架,且至少一台转向架为动力转向架,所述动力转向架包括动力轴以及驱动所述动力轴转动的动力装置,所述动力装置包括牵引电机9、牵引拉杆装置12、齿轮箱13等,通过在转向架上设置动力装置,使得轨道动力平车能够自动力运行,自动力运行状态下能够频繁的调整速度和运行方向,作业效率高,且减少人工作业,满足集装箱货场大运量、高频次的自动化作业要求。所述动力转向架还包括扫石器1、一系悬挂2、转臂装置3、转向架构架4、抗蛇形减振器5、空气弹簧6、轮对7、轴箱垂向减振器8、抗侧滚扭杆10、横向减震器基座11、制动装置14等。该走行系统还包括为所述动力装置提供动力源的动力源装置,所述动力源装置主要用于向所述动力装置提供电能,可以采用内燃动力模式、蓄电池模式、超级电容模式等其中一种模式或多种模式的组合。该走行系统还包括控制所述动力源装置与所述动力装置之间连接或断开的动力切换装置,使得所述动力源装置与所述动力装置之间可以连接或断开,从而轨道动力平车可以适应车载动力输出和无动力输出两种状态,可以自动力运行或由牵引机车牵引运行,能够适应轨道动力平车单车运行、重联运行、列车运行多种运行模式。自动力运行时,动力切换装置控制所述动力源装置与所述动力装置之间连接,由牵引机车牵引运行时,动力切换装置控制所述动力源装置与所述动力装置之间断开,使得动力转向架处于无动力自由走行状态。
具体地,该动力切换装置可以根据轨道动力平车运行模式自动切换动力模式,当轨道动力平车由单车或重联运行状态变为机车牵引状态时,车载控制系统发送信号给动力切换装置,控制动力切换装置切断轨道动力平车动力装置的牵引电机定子线圈磁场电路,从而使动力模式由自动力状态切换为被牵引无动力状态;当轨道动力平车由机车牵引状态变为单车或重联运行状态时,车载控制系统发送信号给动力切换装置,控制动力切换装置连接轨道动力平车动力装置的牵引电机定子线圈磁场电路,从而使动力模式由被牵引无动力状态切换为自动力状态。
由于轨道动力平车具有低速、短距离、短时间运行的特征,轨道动力平车走行系统的转向架可以全部是动力转向架,也可以是动力转向架和无动力转向架的组合。轨道动力平车自动力运行用于车场内的装卸,取送作业,速度较低,启动调速频繁,动力驱动功率要求不高,但对制动力要求高于一般轨道车辆。在由牵引机车牵引的列车运行模式下,对驱动力没有要求,制动能力不低于普通车辆的制动力即可。
作为实施方式之一,轨道动力平车为一个车体与两个转向架组合,需同时满足驱动与制动需求,这样转向架就有三种新的组合方式:
组合方式一:其中一台转向架为动力转向架,所述动力转向架具有两条动力轴,每条动力轴上设有制动装置,另外一台转向架为无动力转向架,所述无动力转向架具有两条拖轴,每条拖轴上设有制动装置。
组合方式二:所述转向架具有两台,其中一台转向架具有一条动力轴和一条拖轴,另外一台转向架具有一条制动力轴和一条拖轴,每条动力轴和每条拖轴上均设有制动装置。
组合方式三:所述转向架具有两台,其中一台转向架为动力转向架,所述动力转向架具有一条动力轴和一条拖轴,每条动力轴上设有制动装置,另外一台转向架为无动力转向架,所述无动力转向架设有两条拖轴,每条拖轴上设有制动装置。
上述三种组合方式既能满足驱动的要求,又能满足制动的要求,且结构简单合理、工作安全可靠,运行性能良好,维护检修方便。
如图4所示,细化所述动力源装置,所述动力源装置包括充电输入切换模块、动力输出切换模块、定位模块、监控模块、超级电容模块及蓄电池模块;
所述定位模块用于监测轨道动力平车的位置,并将所述位置的信息传递给所述监控模块;
所述监控模块用于监控所述超级电容模块及所述蓄电池模块的工作状态,并将所述超级电容模块及所述蓄电池模块的工作状态的信息传递给所述充电输入切换模块及所述动力输出切换模块;
所述充电输入切换模块用于根据所述监控模块的信息选择给所述超级电容模块或所述蓄电池模块充电;
所述动力输出切换模块用于根据所述监控模块的信息选择所述超级电容模块或所述蓄电池模块给所述动力装置供电。
由此可知,监控模块包括电能监控及动力监控两部分组成,电能监控结果可以输出储能单元的电量情况,储能单元的使用情况;动力监控结果可以输出车辆的动力来源是由储能装置提供或电气化铁路提供。动力控制装置包括充电输入切换模块以及动力输出切换模块,充电输入切换模块以及动力输出切换模块分别由充电输入开关及动力输出开关两部分组成,动力输出开关受动力监控装置的输出控制,根据监控系统输出的信号,可以选择采用的动力源是由储能装置提供(自动力),还是由电力机车牵引的供电方式(动车组模式),或电力机车直接提供牵引力(列车牵引模式)。充电输入开关受电能监控的输出控制,根据储能装置输出的信号,可以在优先保证超级电容充电的情况下,为蓄电池充电。
轨道动力平车动力补充方式可以采用车体更换蓄电池、回充电站充电、电力机车牵引供电等方式,根据轨道动力平车动力监控装置提供的监控数据可以选择不同的储能装置充电方式。
方式一,作业区走行线的超级电容充电站:充电能源来自导电轨(第三轨)或感应充电装置,该方式能满足储能装置中的超级电容短时间大电流定点充电或边走边充充电模式;
方式二,轨道动力平车等待区充电站:充电能源来自导电轨(第三轨)或感应充电装置,该方式能满足储能装置中的超级电容和蓄电池在等待区内小范围移动的相对固定充电模式;
方式三,轨道动力平车蓄电池维护站:将电量低于设定阈值的蓄电池拆下,更换充满电的蓄电池,换下的蓄电池在蓄电池维护站充电后备用,等待下一车辆使用,该方式能满足储能装置中的蓄电池定点充电模式;
方式四,牵引列车供电充电:充电能源来自电力机车的列车供电网络,该方式能满足储能装置中的超级电容和蓄电池边走边充充电模式。
优选地方案,所述动力源装置还包括非接触式感应充电装置,当轨道动力平车未运行至充电站时且超级电容的电量低于预设阈值时,则切换至蓄电池供电模式,且通过感应充电装置给所述超级电容充电。在轨道上设置线圈,提供交流电,在轨道动力平车下面对应设置充电线圈,通过非接触感应来进行充电。
优选地方案,所述动力源装置还包括远程监控中心,当所述远程监控中心检测到所述超级电容电量低于预设阈值时,开启非接触式感应充电装置。由此可知,通过远程监控超级电容及蓄电池的电量,并控制非接触式感应充电装置的开启和关闭。
优选地方案,所述监控模块包括电能监控子模块及动力监控子模块,所述电能监控子模块用于监控所述超级电容模块及所述蓄电池模块的电量并反馈给所述充电输入切换模块及所述动力输出切换模块,所述动力监控子模块用于监控所述动力装置的动力模式。
本发明实施例的这种动力源装置,通过在轨道动力平车上安装超级电容和蓄电池,在没有轨道电力系统的情况下,优先通过超级电容给轨道动力平车供电,其次通过蓄电池供电,并根据蓄电池续航能力来设置充电站的位置,保证轨道动力平车能一直作业,直到蓄电池电量耗尽将轨道动力平车驱动至充电站。该动力源装置可以根据运输距离及运行状态自动选择及切换动力源,具体通过监控模块实时监控车辆的动力情况和储能装置的电量数据,然后根据车辆动力情况和电量数据合理的自动切换不同的动力提供模式,以满足不同运输距离和运输强度的运输模式,具有智能性、多样性的特点,适合各种距离的运输模式,提高了轨道动力平车的运输效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种集装箱轨道动力平车的走行系统,包括至少两台转向架,其特征在于:且至少一台转向架为动力转向架,所述动力转向架包括动力轴以及驱动所述动力轴转动的动力装置,该走行系统还包括为所述动力装置提供动力源的动力源装置以及控制所述动力源装置与所述动力装置之间连接或断开的动力切换装置;
所述动力源装置包括充电输入切换模块、动力输出切换模块、定位模块、监控模块、超级电容模块及蓄电池模块;
所述定位模块用于监测轨道动力平车的位置,并将所述位置的信息传递给所述监控模块;
所述监控模块用于监控所述超级电容模块及所述蓄电池模块的工作状态,并将所述超级电容模块及所述蓄电池模块的工作状态的信息传递给所述充电输入切换模块及所述动力输出切换模块;
所述充电输入切换模块用于根据所述监控模块的信息选择给所述超级电容模块或所述蓄电池模块充电;
所述动力输出切换模块用于根据所述监控模块的信息选择所述超级电容模块或所述蓄电池模块给所述动力装置供电;
所述动力输出切换模块包括动力输出开关,所述动力输出开关受所述监控模块的输出控制,用于根据所述监控模块输出的信号,选择采用的动力源是储能装置提供,还是由电力机车牵引的供电方式,或电力机车直接提供牵引力。
2.如权利要求1所述的集装箱轨道动力平车的走行系统,其特征在于:所述转向架具有两台,其中一台转向架为动力转向架,所述动力转向架具有两条动力轴,每条动力轴上设有制动装置,另外一台转向架为无动力转向架,所述无动力转向架具有两条拖轴,每条拖轴上设有制动装置。
3.如权利要求1所述的集装箱轨道动力平车的走行系统,其特征在于:所述转向架具有两台,其中一台转向架具有一条动力轴和一条拖轴,另外一台转向架具有一条制动力轴和一条拖轴,每条动力轴和每条拖轴上均设有制动装置。
4.如权利要求1所述的集装箱轨道动力平车的走行系统,其特征在于:所述转向架具有两台,其中一台转向架为动力转向架,所述动力转向架具有一条动力轴和一条拖轴,每条动力轴上设有制动装置,另外一台转向架为无动力转向架,所述无动力转向架设有两条拖轴,每条拖轴上设有制动装置。
5.如权利要求1所述的集装箱轨道动力平车的走行系统,其特征在于:所述动力源装置还包括非接触式感应充电装置,当轨道动力平车未运行至充电站时且超级电容的电量低于预设阈值时,则切换至蓄电池供电模式,且通过感应充电装置给所述超级电容充电。
6.如权利要求5所述的集装箱轨道动力平车的走行系统,其特征在于:所述动力源装置还包括远程监控中心,当所述远程监控中心检测到所述超级电容电量低于预设阈值时,开启非接触式感应充电装置。
7.如权利要求5所述的集装箱轨道动力平车的走行系统,其特征在于:所述非接触式感应充电装置包括供电线圈,所述动力源装置还包括设于所述轨道动力平车上与所述供电线圈对应的充电线圈。
8.如权利要求1所述的集装箱轨道动力平车的走行系统,其特征在于:所述监控模块包括电能监控子模块及动力监控子模块,所述电能监控子模块用于监控所述超级电容模块及所述蓄电池模块的电量并反馈给所述充电输入切换模块及所述动力输出切换模块,所述动力监控子模块用于监控所述动力装置的动力模式。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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