CN116080697A - 一种磁悬浮转向架及磁悬浮列车 - Google Patents

一种磁悬浮转向架及磁悬浮列车 Download PDF

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CN116080697A CN202310152846.6A CN202310152846A CN116080697A CN 116080697 A CN116080697 A CN 116080697A CN 202310152846 A CN202310152846 A CN 202310152846A CN 116080697 A CN116080697 A CN 116080697A
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李良杰
刘宇
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Abstract

本申请实施例提供一种磁悬浮转向架及磁悬浮列车，所述磁悬浮转向架包括构架、杜瓦、过渡安装座、空气弹簧、牵引销、直线电机次级、机械制动夹钳和涡流制动装置；所述构架的左右两侧安装有对称设置的空气弹簧、杜瓦、机械制动夹钳和涡流制动装置，所述空气弹簧设置在所述构架的顶部，所述杜瓦通过过渡安装座固定在构架的底部，所述机械制动夹钳和涡流制动装置设置在构架的侧边，所述构架中部设置有与地面直线电机初级配合使用的直线电机次级，所述直线电机次级上设置有牵引销。本申请采用高速涡流制动和低速机械制动的配合方式实现磁悬浮列车的制动，提高了磁悬浮列车制动的安全性。

Description

一种磁悬浮转向架及磁悬浮列车
技术领域
本申请涉及轨道交通领域，尤其涉及一种磁悬浮转向架及磁悬浮列车。
背景技术
我国国土面积居世界第三，幅员辽阔，铁路线路长、区域跨度大，时速350公里运行时间在4个小时以上的运营情况很多，旅客乘坐时间长。受能耗、运维成本的限制，传统的转向架运营速度很难再有所突破。而依靠电磁力实现悬浮的列车，从线路建设成本、能源消耗成本这两方面都很高。而高温超导磁浮列车是依靠高温超导体与磁轨的钉扎效应来实现悬浮，能源消耗低，因此国家大力倡导高温超导磁浮车研制。
在磁悬浮列车运行过程中，列车制动对于列车运行的安全性起着至关重要的作用。目前磁悬浮列车大多采用机械摩擦制动。但是这种制动方式仅限于在低速情况下使用。在高速运行状态下，机械摩擦制动的制动效果极差，容易对列车安全性能造成致命的影响。
发明内容
为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种磁悬浮转向架及磁悬浮列车。
根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种磁悬浮转向架，所述磁悬浮转向架包括构架、杜瓦、过渡安装座、空气弹簧、牵引销、直线电机次级、机械制动夹钳和涡流制动装置；所述构架的左右两侧安装有对称设置的空气弹簧、杜瓦、机械制动夹钳和涡流制动装置，所述空气弹簧设置在所述构架的顶部，所述杜瓦通过过渡安装座固定在构架的底部，所述机械制动夹钳和涡流制动装置设置在构架的侧边，所述构架中部设置有与地面直线电机初级配合使用的直线电机次级，所述直线电机次级上设置有牵引销。
根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种磁悬浮列车，所述磁悬浮列车包括车厢和本申请实施例第一个方面所述的磁悬浮转向架，所述车厢位于所述磁悬浮转向架的顶部，且所述车厢与空气弹簧和牵引销固定连接。
采用本申请实施例中提供的磁悬浮转向架，采用高速涡流制动和低速机械制动的配合方式实现磁悬浮列车的制动。高速状态下，涡流制动装置与制动轨之间通过电磁感应将动能转化为热能耗散，从而实现对列车的降速。在降速至低速情况下后，机械制动夹钳可与制动轨相互摩擦从而实现对列车的制动停止。在列车停靠站台时，也可以通过机械制动夹钳实现对中导向的功能。提高了磁悬浮列车制动的安全性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例1提供的一种磁悬浮转向架的结构示意图；
图2为本申请实施例1所述的构架的结构示意图；
图3为本申请实施例1所述的磁悬浮转向架与地面轨道的位置关系示意图；
图4为本申请实施例1所述的一种磁悬浮转向架的俯视图；
图5为本申请实施例1所述的空气弹簧的立体图；
图6为本申请实施例1所述的空气弹簧的俯视图；
图7为图6的A-A向剖视图；
图8为本申请实施例1所述的牵引销的立体图；
图9为本申请实施例1所述的牵引销的仰视图；
图10为图9的B-B向剖视图。
附图标记：
1、构架，2、杜瓦，3、过渡安装座，4、空气弹簧，5、牵引销，6、直线电机次级，7、机械制动夹钳，8、涡流制动装置，9、横向减振器，10、纵向挡，11、直线电机初级，12、永磁轨道，13、走行轨，14、制动轨；
1-1、侧梁，1-2、横梁，4-1、空簧上座，4-2、空簧底座，4-3、突出部，4-4、凹槽，5-1、加强筋。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种磁悬浮转向架，该磁悬浮转向架包括构架1、杜瓦2、过渡安装座3、空气弹簧4、牵引销5、直线电机次级6、机械制动夹钳7和涡流制动装置8。
构架1的左右两侧安装有对称设置的空气弹簧4、杜瓦2、机械制动夹钳7和涡流制动装置8。空气弹簧4设置在所述构架1的顶部。杜瓦2通过过渡安装座3固定在构架1的底部。机械制动夹钳7和涡流制动装置8设置在构架1的侧边。构架1中部设置有与地面直线电机初级11配合使用的直线电机次级6。直线电机次级6上设置有牵引销5。
具体的，本实施例中，构架1磁悬浮转向架的主体框架结构，呈“H”型，包括两个侧梁1-1和两个横梁1-2，如图2所示。两个侧梁1-1平行相对放置。两个横梁1-2平行安装在两个侧梁1-1之间。“H”型的构架1结构可以进一步的保证构架1整体的稳定性。
在两个侧梁1-1的上方分别安装有一个空气弹簧4。该空气弹簧4可用于承载车厢。杜瓦2通过过渡安装座3安装在两个侧梁1-1的下方。杜瓦2的内部罐装有液氮，能够与永磁轨道12之间产生悬浮力，使磁悬浮转向架悬浮起来。直线电机次级6吊挂在两个横梁1-2的下方，可以与在地面上固定的直线电机初级11配合使用，如图3所示。列车运行过程中，直线电机初级11通电，直线电机次级6不通电，通过电子换向从而使直线电机初级11和直线电机次级6之间产生驱动力，从而推动构架1运动。在直线电机次级6的顶部安装有牵引销5。在构架1运动时，牵引力通过构架1与牵引销5传递给车厢，从而带动列车运动。
构架1的两个侧梁1-1的外侧均安装有机械制动夹钳7和涡流制动装置8，如图4所示。高速状态下，涡流制动装置8与制动轨14之间通过电磁感应将动能转化为热能耗散，从而实现对列车的降速。在降速至低速情况下后，机械制动夹钳7上的闸片可与制动轨14相互摩擦从而实现对列车的制动停止。在列车停靠站台时，也可以通过机械制动夹钳7实现对中导向的功能。
进一步的，本实施例中，为了限制车厢与转向架之间的横向位移，本实施例所提出的空气弹簧4为带有横向位移限制功能的空气弹簧4，可避免在构架1上单独设置横向止挡，进一步简化构架1的结构。
具体的，如图5至图7所示，该空气弹簧4包括空簧上座4-1和空簧底座4-2。空簧上座4-1扣设在空簧底座4-2顶部。空簧上座4-1的底部中心处向下突出形成突出部4-3。该突出部4-3插入至空簧底座4-2顶部中心处开设的凹槽4-4中。通过凹槽4-4可限定空簧上座4-1的横向位移。
本实施例中牵引力的传递采用牵引销5实现。该牵引销5可焊接在直线电机次级6顶部。材质可为铝合金，以减轻磁悬浮转向架的重量，满足轻量化的要求。同时，可在牵引销5内部设置竖直方向的加强筋5-1，如图8至图10所示。这样，不仅可以使牵引力以最短路径传递，还可以保证牵引销5整体的结构强度。
更进一步的，本实施例在构架1的两个横梁1-2底部设置有多个支撑轮。该支撑轮的高度可在一定范围内调节，从而实现磁悬浮转向架被顶升的高度可调。当悬浮系统发生故障需要对磁悬浮列车进行救援时，支撑轮可以与地面滚动接触，从而使列车通过支撑轮在走行轨13上行走，入库检修。
此外，本实施例还可在牵引销5与构架1之间设置横向减振器9，进一步缓解列车运行过程中磁悬浮转向架的横向位移。还可在牵引销5的一侧设置纵向挡10。该纵向挡10可与设置在轨道上的挡块相接触时，使磁悬浮转向架停止运行。
实施例2
本实施例提出一种磁悬浮列车，该磁悬浮列车包括车厢和磁悬浮转向架。其中，磁悬浮转向架的具体结构和工作原理可参照实施例1所记载的内容，在此不再进行赘述。车厢位于磁悬浮转向架的顶部，且车厢与空气弹簧4和牵引销5固定连接。
本实施例所提出的磁悬浮列车采用高速涡流制动和低速机械制动的配合方式实现制动。高速状态下，涡流制动装置8与制动轨14之间通过电磁感应将动能转化为热能耗散，从而实现对列车的降速。在降速至低速情况下后，机械制动夹钳7可与制动轨14相互摩擦从而实现对列车的制动停止。在列车停靠站台时，也可以通过机械制动夹钳7实现对中导向的功能。提高了磁悬浮列车制动的安全性。
在本申请的描述中，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”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申请和简化描述，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申请的限制。
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。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种磁悬浮转向架，其特征在于，所述磁悬浮转向架包括构架、杜瓦、过渡安装座、空气弹簧、牵引销、直线电机次级、机械制动夹钳和涡流制动装置；所述构架的左右两侧安装有对称设置的空气弹簧、杜瓦、机械制动夹钳和涡流制动装置，所述空气弹簧设置在所述构架的顶部，所述杜瓦通过过渡安装座固定在构架的底部，所述机械制动夹钳和涡流制动装置设置在构架的侧边，所述构架中部设置有与地面直线电机初级配合使用的直线电机次级，所述直线电机次级上设置有牵引销。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮转向架，其特征在于，所述构架包括两个侧梁和两个横梁，所述两个侧梁平行放置，两个横梁平行安装在所述两个侧梁之间。
3.根据权利要求1所述的磁悬浮转向架，其特征在于，所述空气弹簧包括空簧上座和空簧底座，所述空簧上座扣设在所述空簧底座顶部，所述空簧上座的底部中心处向下突出形成突出部，所述突出部插入至所述空簧底座顶部中心处开设的凹槽中。
4.根据权利要求1所述的磁悬浮转向架，其特征在于，所述牵引销焊接在所述直线电机次级顶部。
5.根据权利要求1所述的磁悬浮转向架，其特征在于，所述牵引销为铝合金材质。
6.根据权利要求1所述的磁悬浮转向架，其特征在于，所述牵引销的内部设置有竖直方向的加强筋。
7.根据权利要求1所述的磁悬浮转向架，其特征在于，所述构架的底部还设置有高度可调的支撑轮。
8.根据权利要求7所述的磁悬浮转向架，其特征在于，所述牵引销与构架之间设置有横向减振器。
9.根据权利要求1所述的磁悬浮转向架，其特征在于，所述牵引销的一侧设置有纵向挡。
10.一种磁悬浮列车，其特征在于，所述磁悬浮列车包括车厢和权利要求1至9任一项所述的磁悬浮转向架，所述车厢位于所述磁悬浮转向架的顶部，且所述车厢与空气弹簧和牵引销固定连接。
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