CN112026740A

CN112026740A - 轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车

Info

Publication number: CN112026740A
Application number: CN201910539733.5A
Authority: CN
Inventors: 李启飞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2020-12-04

Abstract

轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车包含气垫生成系统、轮式驱动系统和车体。气垫生成系统包含气室、高压空气生成系统，气室中的高压气体外溢，在车体和燕尾式轨道斜面之间形成一层气体薄膜，此气垫起支承和导向作用，高压空气生成系统也可以采用空气压缩机来生成高压气体。轮式驱动系统可以采用电机直驱，也可以采用其它动力装置经机械传动驱动。轮式驱动系统采用电机驱动时，驱动电机可用于再生制动、反接制动或能耗制动，可以使用磁力缓速器用于辅助制动，也可以采用鼓式、钳式或盘式制动器等对驱动轮进行制动，最佳制动方案应根据具体设计车速选择合适的复合制动方案，以确保安全性。车体可根据货运或客运的具体需求来设计。

Description

轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车

技术领域

气垫悬浮轨道列车、轨道车辆、高速列车、悬浮列车。

背景技术

随着社会的进步，原有的货运、客运轨道列车技术需要进行升级，以满足新的货运、客运需求，同时鉴于能源危机和环境保护，也需要新的技术来达到节能减排的目的。

现有轮轨式高速列车，很难实现时速500公里的营运，而磁悬浮高速列车，综合工程造价太过昂贵。对于城市乡村公共交通，缺少工程造价和维护成本低廉且又节能环保安全可靠性高的交通工具。

关于气垫悬浮原理的应用，在气垫悬浮运输系统、气垫船等领域已有应用，而且效果不错。本人先前已提出几种气垫悬浮轨道列车的技术发明，可从中华人民共和国知识产权局检索以供参考。

线性磁力缓速器，本人先前提出的技术发明，用于取代电磁轨道制动装置和线性电磁涡流制动器。

极大负荷可调驱动电机，针对轨道列车的专用设计，本人先前提出的技术发明，可从中华人民共和国知识产权局检索以供参考。

发明内容

本发明提出了一种新的轨道运载工具——轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车，无论从列车本身还是从轨道建设上来说，其造价都很经济，可用于经济不发达乡村、城镇等地区的公共交通运输，以取代公共汽车，改善居民的生活体验，同时达到节能减排的目的。轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车的主要特征是采用轮式驱动，利用车体和燕尾式轨道斜面之间由高压空气形成的一薄层气垫使其产生悬浮效果，此气垫起到支承车体和导向的作用。

附图说明

图1轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车的纵向布置示意图，采用轮式驱动。

图2、图3、图4所示为轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车的几种横向布置示意图，采用∧形燕尾式匹配面。图2采用单轮驱动，双轨。图3采用双轮驱动，双轨。图4采用双轮驱动，单轨，此种方案的∧形燕尾式匹配面要足够宽，以至于能保证车体的稳定性。轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车可以采用多轨。

图5、图6、图7、图8所示为轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车的车体与燕尾式轨道相匹配的几种形状的燕尾式匹配面示意图。图5所示为∧形燕尾式匹配面，为图2、图3、图4所示方案采用。各种形状的燕尾式匹配面方案，都是将气室置于斜面上，气室中的高压气体外溢，在车体与燕尾式轨道面之间形成一薄层气垫，起到支承车体和导向的作用。

图9所示为轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车的轮式驱动系统采用独轮驱动方案示意图，图中标号60-1为驱动电机，60-2为车轴，60-3为驱动轮，60-4为导向杆，60-5为伸缩调节机构，60-6为辅助支架，导向杆60-4可用阻尼器代替，该轮式驱动系统采用伸缩调节机构60-5，以使驱动轮得到最佳的接触压力，从而使轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车达到最佳的节能效果。

图10、图11所示为轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车的轮式驱动系统的两种方案示意图，图中标号60-1为驱动电机，60-2为车轴，60-3为驱动轮，60-4为导向杆，60-5为伸缩调节机构，60-6为辅助支架，60-7为磁力缓速器，导向杆60-4可用阻尼器代替，该轮式驱动系统采用伸缩调节机构60-5，以使驱动轮得到最佳的接触压力，从而使轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车达到最佳的节能效果。伸缩调节机构可以采用电机驱动滚珠丝杠组件、电机驱动滑动丝杠组件、电机驱动沟槽凸轮组件或电机驱动行星滚柱丝杠组件，也可采用液压缸和气缸(由液压或气动回路控制其伸缩)，此外，伸缩调节机构还可以用空气弹簧或油气弹簧等代替，采用空气弹簧时，通过气动回路来控制空气弹簧伸缩，使驱动轮得到最佳的接触压力，从而使轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车达到最佳的节能效果。轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车也可以采用伸缩调节机构直接调节悬浮气室的纵向高度位置，以使驱动轮得到最佳的接触压力，从而使轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车达到最佳的节能效果，同理，此伸缩调节机构还可以用空气弹簧或油气弹簧等代替。

图12、图13、图14所示为伸缩调节机构的几种方案示意图，图12采用电机驱动滚珠丝杠组件，图13采用电机驱动滑动丝杠组件，图14采用电机驱动沟槽凸轮组件，电机驱动行星滚柱丝杠组件的伸缩调节机构和其类似，仅仅是回转直线运动转化的部件不同。

图15、图16、图17、图18、图19所示为气室的几种形状方案示意图，采用由多个小气室组成的大气室有利于气室的保压，其形状可以任意组合，通过气动回路的设计，合理利用蓄能器、单向阀等元器件，可以使大气室内部小气室的气压受到较小波动，很好的保压，得到最佳的悬浮效果，即便大气室周边小气室气压波动较大或某些小气室遭到破坏时，也能取得有效的车体悬浮效果和导向效果。

轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车采用轮式驱动，利用车体和燕尾式轨道斜面之间由高压空气形成的一薄层气垫使其产生悬浮效果，此气垫起到支承车体和导向的作用，各种结构形式的轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车结构大同小异，都包含以下关键部分：气垫生成系统、轮式驱动系统和车体。

气垫生成系统包含气室、高压空气生成系统，气室中的高压气体外溢，在车体和燕尾式轨道斜面之间形成一层气体薄膜，此气垫起支承和导向作用，使轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车呈现悬浮效果，气室可以是由多个小气室组成的一个大气室，也可以是一个单一的气室，高压空气生成系统可以由风机和流道组成，由风机生成高压空气，高压空气生成系统也可以采用空气压缩机来生成高压气体。轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车可以实现零速悬浮，在其高速行驶时，通过合理设计流道，可以有效利用轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车迎面而来的高速气流。

轮式驱动系统可以采用电机直驱，也可以采用其它动力装置经机械传动驱动。轮式驱动系统采用电机驱动时，当驱动电机使用外部电源时，车体上可加装受电弓来连接外部输电线路，或者采用基于特殊第三轨供电技术(如APS系统供电技术、TramWave供电技术)，或者采用基于无线供电的电磁感应供电，当驱动电机使用内部电源时，可使用蓄电池或超级电容，也可以使用小型发电机组。

关于轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车的制动系统，驱动电机可用于再生制动、反接制动或能耗制动，可以使用盘式或筒式磁力缓速器用于辅助制动，也可以加装线性磁力缓速器与轨道面匹配形成辅助制动，也可以采用鼓式、钳式或盘式制动器等对驱动轮进行制动，最佳制动方案应根据轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车的具体设计车速选择合适的复合制动方案，以确保安全性。

轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车的车体可根据货运或客运的具体需求来设计。

具体实施方式

轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车所包含的各组成零部件，现代工业制造技术均可加工制造，相关标配组件可由专业厂家配套。轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车不同位置处的气垫生成系统可以使用同一台风机或空气压缩机来生成高压空气，也可以分别使用不同的风机或空气压缩机来生成高压空气，通过合理设计气动回路来达到最佳使用效果。当轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车的轮式驱动系统的升降调节机构采用空气弹簧时，通过设计气动回路系统和电控系统，闭环自动控制或人为开环控制，实时调节空气弹簧的压力以使驱动轮获得必要的摩擦力，以满足驱动动力需求。

轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车可设计为低速工况，专用于城镇公共交通系统，以取代公共汽车，也可以设计为中高速工况，专用于地级城市之间的中短途客运或货运。

轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车作为一种轨道列车，其成品要想成功应用，必须具备以下条件：(1)实验测试标定——建立测试轨道，以完成系列化产品的实际测试，确保安全可靠。(2)驾驶控制——培训合格的驾驶员，使其熟知列车的动力性能和操作控制方法。

Claims

1.轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车的技术方案——其特征是其采用轮式驱动，利用车体和燕尾式轨道斜面之间由高压空气形成的一薄层气垫使其产生悬浮效果，此气垫起到支承车体和导向的作用，各种结构形式的轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车结构都包含以下关键部分：气垫生成系统、轮式驱动系统和车体。

2.根据权利要求1所述的轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车，其特征是使用气垫生成系统，气垫生成系统包含气室、高压空气生成系统，气室中的高压气体外溢，在车体和燕尾式轨道斜面之间形成一层气体薄膜，此气垫起支承和导向作用，使轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车呈现悬浮效果，气室可以是由多个小气室组成的一个大气室，也可以是一个单一的气室，高压空气生成系统可以由风机和流道组成，由风机生成高压空气，高压空气生成系统也可以采用空气压缩机来生成高压气体，轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车可以实现零速悬浮，在其高速行驶时，通过合理设计流道，可以有效利用轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车迎面而来的高速气流。

3.根据权利要求1所述的轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车，其特征是使用轮式驱动系统，轮式驱动系统可以采用电机直驱，也可以采用其它动力装置经机械传动驱动，轮式驱动系统采用电机驱动时，当驱动电机使用外部电源时，车体上可加装受电弓来连接外部输电线路，或者采用基于特殊第三轨供电技术(如APS系统供电技术、TramWave供电技术)，或者采用基于无线供电的电磁感应供电，当驱动电机使用内部电源时，可使用蓄电池或超级电容，也可以使用小型发电机组。

4.根据权利要求1所述的轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车，其特征是使用轮式驱动系统，轮式驱动系统可以采用伸缩调节机构，以使驱动轮得到最佳的接触压力，从而使轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车达到最佳的节能效果，伸缩调节机构可以采用电机驱动滚珠丝杠组件、电机驱动滑动丝杠组件、电机驱动沟槽凸轮组件或电机驱动行星滚柱丝杠组件，也可采用液压缸和气缸(由液压或气动回路控制其伸缩)，此外，伸缩调节机构还可以用空气弹簧或油气弹簧等代替，采用空气弹簧时，通过设计气动回路系统和电控系统，闭环自动控制或人为开环控制来控制空气弹簧伸缩，使驱动轮得到最佳的接触压力，从而使轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车达到最佳的节能效果。

5.根据权利要求1所述的轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车，其特征是其可以采用伸缩调节机构直接调节气室的纵向高度位置，以使驱动轮得到最佳的接触压力，从而使轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车达到最佳的节能效果，伸缩调节机构可以采用电机驱动滚珠丝杠组件、电机驱动滑动丝杠组件、电机驱动沟槽凸轮组件或电机驱动行星滚柱丝杠组件，也可采用液压缸和气缸(由液压或气动回路控制其伸缩)，此外，伸缩调节机构还可以用空气弹簧或油气弹簧等代替，采用空气弹簧时，通过设计气动回路系统和电控系统，闭环自动控制或人为开环控制来控制空气弹簧伸缩，使驱动轮得到最佳的接触压力，从而使轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车达到最佳的节能效果。

6.根据权利要求1所述的轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车，其特征是其可以使用盘式或筒式磁力缓速器用于辅助制动，也可以加装线性磁力缓速器与轨道面匹配形成辅助制动，也可以采用鼓式、钳式或盘式制动器等对驱动轮进行制动，最佳制动方案应根据轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车的具体设计车速选择合适的复合制动方案，以确保安全性，当其采用电机驱动时，驱动电机可用于再生制动、反接制动或能耗制动。

7.根据权利要求1所述的轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车，其特征是其车体可根据货运或客运的具体需求来设计。

8.根据权利要求1所述的轮式驱动燕尾式气动导向气垫悬浮轨道列车，其特征是其使用燕尾式轨道，可以采用单轨、双轨或多轨。