CN114715204A - 一种轻轨车的轮对驱动系统、转向架和轻轨车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种轻轨车的轮对驱动系统、转向架和轻轨车，两个弹性车轮分别安装在车轴的两端，与车轴过盈配合的永磁直驱电机的一侧与同侧弹性车轮之间具有第一距离，永磁直驱电机的另一端与同侧弹性车轮的之间具有第二距离；其中，所述第一距离大于所述第二距离；制动装置安装在车轴上具有所述第一距离的所述永磁直驱电机的一侧与弹性车轮之间，由于安装后的永磁电机分别与两侧弹性车轮之间的距离不等，从而将永磁电机进行偏置，为在车轴上安装制动装置预留了足够空间，而且，采用弹性车轮来降低轻轨车在运行过程中的轮轨冲击力，使得轻轨车可以保证100km/h运行速度下的安全性。

Description

一种轻轨车的轮对驱动系统、转向架和轻轨车
技术领域
本发明涉及轻轨车技术领域，具体而言，涉及一种轻轨车的轮对驱动系统、转向架和轻轨车。
背景技术
目前，安装有永磁直驱电机的转向架由于采用了永磁直驱电机，可以省略齿轮箱、联轴节等传动装置，较传统转向架而言能量利用率更高，对环境污染更小且噪音更低。
但是由于永磁直驱电机带来的更大的簧下质量，导致车轮与钢轨的冲击力较高，造成使用永磁直驱电机的轻轨车辆的运行速度普遍低于80公里(km)/小时(h)，从而限制了使用永磁直驱电机的轻轨车辆的使用范围。
发明内容
为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种轻轨车的轮对驱动系统、转向架和轻轨车。
第一方面，本发明实施例提供了一种轻轨车的轮对驱动系统，其特征在于，安装在所述轻轨车的转向架上、所述轻轨车的轮对驱动系统包括：车轴、两个弹性车轮、永磁直驱电机、电机拉杆和制动装置；
所述车轴安装在所述转向架上，两个所述弹性车轮分别安装在所述车轴的两端，所述永磁直驱电机与所述车轴过盈配合，所述电机拉杆的一端与所述永磁直驱电机连接，所述电机拉杆的另一端与所述转向架连接；
与所述车轴过盈配合的所述永磁直驱电机的一侧与同侧弹性车轮之间具有第一距离，所述永磁直驱电机的另一端与同侧弹性车轮的之间具有第二距离；其中，所述第一距离大于所述第二距离；
所述制动装置，安装在所述车轴上具有所述第一距离的所述永磁直驱电机的一侧与弹性车轮之间。
第二方面，本发明实施例还提供了一种轻轨车的转向架，包括上述第一方面所述的轻轨车的轮对驱动系统。
第三方面，本发明实施例还提供了一种轻轨车，包括上述第一方面所述的轻轨车的转向架。
本发明实施例上述第一方面至第三方面提供的方案中，两个弹性车轮分别安装在车轴的两端，与车轴过盈配合的永磁直驱电机的一侧与同侧弹性车轮之间具有第一距离，永磁直驱电机的另一端与同侧弹性车轮的之间具有第二距离；其中，所述第一距离大于所述第二距离；制动装置安装在车轴上具有所述第一距离的所述永磁直驱电机的一侧与弹性车轮之间，与相关技术中使用永磁直驱电机的轻轨车辆的运行速度普遍低于80公里/小时，限制使用永磁直驱电机的轻轨车辆的使用范围的方式相比，由于安装后的永磁电机分别与两侧弹性车轮之间的距离不等，从而将永磁电机进行偏置，为在车轴上安装制动装置预留了足够空间，而且，采用弹性车轮来降低轻轨车在运行过程中的轮轨冲击力，使得轻轨车可以保证100km/h运行速度下的安全性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的一种轻轨车的轮对驱动系统的立体结构示意图；
图2示出了本发明实施例所提供的一种轻轨车的轮对驱动系统中，轻轨车的轮对驱动系统的剖面图；
图3示出了本发明实施例所提供的一种轻轨车的轮对驱动系统中，轻轨车的轮对驱动系统的俯视图；
图4示出了本发明实施例2所提供的一种轻轨车的轮对驱动系统中，轻轨车的轮对驱动系统的剖面图中I部分的局部放大示意图。
图标：1、永磁直驱电机；2、制动夹钳；3、制动盘；4、弹性车轮；5、电机拉杆；6、车轴；10、电机支架；20、轴承；30、第一轴承定位座；40、轴承压盖；50、电机转子；60、电机定子；70、第二轴承定位座；80、定位凸台。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
目前，安装有永磁直驱电机的转向架由于采用了永磁直驱电机，可以省略齿轮箱、联轴节等传动装置，较传统转向架而言能量利用率更高，对环境污染更小且噪音更低。
但是由于永磁直驱电机带来的更大的簧下质量，导致车轮与钢轨的冲击力较高，造成使用永磁直驱电机的轻轨车辆的运行速度普遍低于80km/h，从而限制了使用永磁直驱电机的轻轨车辆的使用范围。
若要提高轻轨车的运行速度，需要对永磁直驱电机采用弹性吊挂来降低轮轨冲击力，但由于永磁直驱电机以及弹性吊挂尺寸较大会占用车轴更多的横向空间，从而导致轻轨车的转向架无法继续在车轴上安装制动盘制动而只能采用踏面制动，而无法采用轮盘或者轴盘制动，但是鉴于车轮热容量有限，车辆同样不能超过80km/h的运营速度，从而导致轻轨车的转向架虽然具有节能、环保的优势，但是运行速度较低，无法更大的发挥其优势，因此，为发挥永磁直驱系统的优势，需要设计一种速度更快且轮轨作用力更低的转向架。
针对上述永磁直驱转向架存在的问题，即使用踏面制动的情况下，车轮热容量无法满足80km/h以上的制动性能要求以及刚性悬挂的永磁直驱电机无法满足80km/h以上的轻轨车的动力学性能要求，而若要满足动力学要求，对电机使用弹性悬挂又会导致转向架无法安装轮盘或者轴盘制动，不得不使用踏面制动导致无法满足80km/h以上的制动性能的要求的死循环或若要达到较高的速度，则需要采用难以检修维护的内置轴箱转向架的问题进行了具有针对性的设计，使得转向架可以采用维护方便的外置轴箱，同时能够达到较高的速度。利用轻轨车低轴重的优势，在保证车辆制动性能的前提下，将每个车轴的制动装置数量削减为一个，释放空间，从而使得在轮对内侧同时安装制动装置与电机成为可能，从而让车辆可以满足100km/h下的制动性能，而且使用制动盘制动代替踏面制动之后就可以采用弹性车轮来降低轮轨冲击力，从而满足轻轨车在更高时速下的动力学性能，使得车辆能够在100km/h的时速下拥有更优越的动力学性能，从而更好的发挥永磁直驱系统的优势。
基于此，本申请以下实施例提出一种轻轨车的轮对驱动系统和转向架，两个弹性车轮分别安装在车轴的两端，与车轴过盈配合的永磁直驱电机的一侧与同侧弹性车轮之间具有第一距离，永磁直驱电机的另一端与同侧弹性车轮的之间具有第二距离；其中，所述第一距离大于所述第二距离；制动装置安装在车轴上具有所述第一距离的所述永磁直驱电机的一侧与弹性车轮之间，由于安装后的永磁电机分别与两侧弹性车轮之间的距离不等，从而将永磁电机进行偏置，为在车轴上安装制动装置预留了足够空间，而且，采用弹性车轮来降低轻轨车在运行过程中的轮轨冲击力，使得轻轨车可以保证100km/h运行速度下的安全性。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步详细的说明。
实施例
参见图1所示的一种轻轨车的轮对驱动系统的立体结构示意图、图2所示的轻轨车的轮对驱动系统的剖面图以及图3所示的轻轨车的轮对驱动系统的俯视图，本实施例提出一种轻轨车的轮对驱动系统，安装在所述轻轨车的转向架上、所述轻轨车的轮对驱动系统包括：车轴6、两个弹性车轮4、永磁直驱电机1、电机拉杆5和制动装置。
所述车轴安装在所述转向架上，两个所述弹性车轮分别安装在所述车轴的两端，所述永磁直驱电机与所述车轴过盈配合，所述电机拉杆的一端与所述永磁直驱电机连接，所述电机拉杆的另一端与所述转向架连接。
与所述车轴过盈配合的所述永磁直驱电机的一侧与同侧弹性车轮之间具有第一距离，所述永磁直驱电机的另一端与同侧弹性车轮的之间具有第二距离；其中，所述第一距离大于所述第二距离。
所述制动装置，安装在所述车轴上具有所述第一距离的所述永磁直驱电机的一侧与弹性车轮之间。
在本实施例提出的轻轨车的轮对驱动系统中，所述制动装置，包括：制动夹钳2和制动盘3。
所述制动盘固定在所述车轴上；所述制动夹钳安装在所述转向架上，所述制动夹钳能够在所述轻轨车进行制动时夹紧所述制动盘。
在车轴具有安装空间的情况下，采用制动盘3来代替传统的永磁直驱转向架的踏面制动，从而获得在更高速下进行制动的能力，使得转向架可以采用弹性车轮4来降低轮轨间的冲击力。
参见图4所示的图2所示的轻轨车的轮对驱动系统的剖面图中I部分的局部放大示意图，本实施例提出的轻轨车的轮对驱动系统中，所述永磁直驱电机，包括：电机支架10、轴承20、第一轴承定位座30、第二轴承定位座70、轴承压盖40、电机转子50和电机定子60。
所述车轴上具有定位凸台80。
所述电机支架固定在所述轴承上，所述电机转子通过螺栓紧固在所述电机支架上，所述电机转子与所述车轴过盈配合在所述定位凸台的一侧，所述第一轴承定位座安装在所述定位凸台的另一侧。
所述第二轴承定位座固定在所述车轴上，与所述第一轴承定位座位于所述定位凸台的同一侧，并与所述第一轴承定位座间隔设置。
所述轴承固定在所述第一轴承定位座和所述第二轴承定位座之间。
所述电机定子固定在电机支架上，固定后的所述电机定子与所述电机转子之间存在间隙。
所述轴承压盖通过螺栓固定在所述电机支架上。
在本实施例提出的轻轨车的轮对驱动系统中，所述轴承压盖外侧设置有排水孔。
在本实施例提出的轻轨车的轮对驱动系统，所述轴承为圆柱滚子轴承，所述轴承的一边为浮动轴承部分，另一边为定位轴承部分。
所述轻轨车的轮对驱动系统，其特征在于，所述轴承的密封方式为迷宫式密封。
本实施例还提出一种轻轨车的转向架，包括上述的轻轨车的轮对驱动系统。
本实施例还提出一种轻轨车，包括上述的轻轨车的转向架。
对轻轨车的极限工况以最大速度100km/h，通过600m曲线时(超高125mm，未被平衡超高75mm)，动力学性能如下表1所示：
Figure BDA0003651997950000071
表1
制动性能：主要为踏面热容量问题，在100km/h的速度下，踏面制动的热容量较低，无法满足制动要求，需要采用盘装制动，此为业界共识。
通过本实施例提出的所述轻轨车的轮对驱动系统，采用偏置永磁电机、弹性车轮、具有刹车盘的制动装置的方案后，车辆的轮轴横向力、脱轨系数以及轮重减载率等指标均降低了10％到15％不等，且可以以100km/h的速度运行并且保证制动性能。
综上所述，本实施例提出一种轻轨车的轮对驱动系统、转向架和轻轨车，两个弹性车轮分别安装在车轴的两端，与车轴过盈配合的永磁直驱电机的一侧与同侧弹性车轮之间具有第一距离，永磁直驱电机的另一端与同侧弹性车轮的之间具有第二距离；其中，所述第一距离大于所述第二距离；制动装置安装在车轴上具有所述第一距离的所述永磁直驱电机的一侧与弹性车轮之间，与相关技术中使用永磁直驱电机的轻轨车辆的运行速度普遍低于80公里/小时，限制使用永磁直驱电机的轻轨车辆的使用范围的方式相比，由于安装后的永磁电机分别与两侧弹性车轮之间的距离不等，从而将永磁电机进行偏置，为在车轴上安装制动装置预留了足够空间，而且，采用弹性车轮来降低轻轨车在运行过程中的轮轨冲击力，使得轻轨车可以保证100km/h运行速度下的安全性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种轻轨车的轮对驱动系统，其特征在于，安装在所述轻轨车的转向架上、所述轻轨车的轮对驱动系统包括：车轴、两个弹性车轮、永磁直驱电机、电机拉杆和制动装置；
所述车轴安装在所述转向架上，两个所述弹性车轮分别安装在所述车轴的两端，所述永磁直驱电机与所述车轴过盈配合，所述电机拉杆的一端与所述永磁直驱电机连接，所述电机拉杆的另一端与所述转向架连接；
与所述车轴过盈配合的所述永磁直驱电机的一侧与同侧弹性车轮之间具有第一距离，所述永磁直驱电机的另一端与同侧弹性车轮的之间具有第二距离；其中，所述第一距离大于所述第二距离；
所述制动装置，安装在所述车轴上具有所述第一距离的所述永磁直驱电机的一侧与弹性车轮之间。
2.根据权利要求1所述的轻轨车的轮对驱动系统，其特征在于，所述制动装置，包括：制动夹钳和制动盘；
所述制动盘固定在所述车轴上；所述制动夹钳安装在所述转向架上，所述制动夹钳能够在所述轻轨车进行制动时夹紧所述制动盘。
3.根据权利要求1所述的轻轨车的轮对驱动系统，其特征在于，所述永磁直驱电机，包括：电机支架、轴承、第一轴承定位座、第二轴承定位座、轴承压盖、电机转子和电机定子；
所述车轴上具有定位凸台；
所述电机支架固定在所述轴承上，所述电机转子通过螺栓紧固在所述电机支架上，所述电机转子与所述车轴过盈配合在所述定位凸台的一侧，所述第一轴承定位座安装在所述定位凸台的另一侧；
所述第二轴承定位座固定在所述车轴上，与所述第一轴承定位座位于所述定位凸台的同一侧，并与所述第一轴承定位座间隔设置；
所述轴承固定在所述第一轴承定位座和所述第二轴承定位座之间；
所述电机定子固定在电机支架上，固定后的所述电机定子与所述电机转子之间存在间隙；
所述轴承压盖通过螺栓固定在所述电机支架上。
4.根据权利要求3所述的轻轨车的轮对驱动系统，其特征在于，所述轴承压盖外侧设置有排水孔。
5.根据权利要求3所述的轻轨车的轮对驱动系统，其特征在于，所述轴承为圆柱滚子轴承，所述轴承的一边为浮动轴承部分，另一边为定位轴承部分。
6.根据权利要求3所述的轻轨车的轮对驱动系统，其特征在于，所述轴承的密封方式为迷宫式密封。
7.一种轻轨车的转向架，其特征在于，包括上述权利要求1-6任一项所述的轻轨车的轮对驱动系统。
8.一种轻轨车，其特征在于，包括上述权利要求7所述的轻轨车的转向架。
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