CN1276846C - 暗轨永磁补偿式悬浮路－车系统 - Google Patents
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Abstract
一种暗轨永磁补偿式悬浮路—车系统，暗轨设于地下的双孔涵道，每孔涵道与地面各有一轨缝开口相通；每一孔涵道内的两侧受力牛腿上设置有一永磁轨；位于轨缝开口两侧涵道的内上方分别安置有吸悬浮导轨；各涵道的两侧为导向轨。磁悬浮车辆由设于地下的悬浮动力舱和设于地上的车箱组成，动力舱和车箱之间由板状腹梁连接为一体；二个悬浮动力舱分别镶嵌在双孔涵道内。舱体外部下方有车翼永磁体，与受力牛腿上的永磁轨以相同磁极的平面彼此相对。舱体外侧上方安装有吸悬浮永磁体，与涵道内上方的吸悬浮导轨相对应；舱体外上方安装有一腹梁，与地面上的车箱底部相连接。悬浮动力舱内部安装有一组动力机构和两组导向定滑轮，与涵道两侧的导向轨接触。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用永磁补偿式悬浮技术的路—车运输系统。具体地说，涉及一种轨道在地下，车辆在地上的暗轨永磁补偿式悬浮路—车系统。
背景技术
城市有轨交通历来是城市现代化的标志，在“公交”运输中发挥重要功能。在当今的技术领域中，地铁、轻轨、起着重要作用。他们有很多优点，但也存明显之不足：地铁造价高(5-7亿人民币/公里)，出入地铁站不方便；轻轨地表占地多，每公里1.2万平方米左右，地表碎石铺设轨基，环保效果差；噪声大。这两个轮轨技术的共同缺点是震动大、运行速度低、能耗高，技术集成度低，施工方法粗放、建造速度慢。
现有磁悬浮技术多为地表高架、高速、城际运行技术。具体地说，有三种类型：德国TR系列磁悬浮列车，其采用的是常导气隙传感电磁吸悬浮技术；日本MLX系列磁悬浮列车，其采用的是超导电动磁悬浮技术；中国磁悬浮列车采用的是管道真空永磁补偿式悬浮列车-高架路-站系统技术。这三类技术速度在450公里/小时以上，不利于站距为500～1000米的市区内公交运输。这些技术参见《磁悬浮铁路系统与技术》(中国科学与技术出版社2003.1)；《管道真空永磁补偿式悬浮列车-高架路-站系统》(中国专利号：ZL00105737.5)
发明内容
本发明的目的在于提供一种造价低廉，具有良好市区公交运输功能，并有较大运输能力的，速度200公里左右的永磁悬浮路-车运输系统。
本发明提出的暗轨永磁补偿式悬浮路—车系统，由暗轨和磁悬浮车辆两大部分组成。
本发明提供的暗轨设于地下由钢筋混凝土制成的双孔涵道内。该双孔涵道各容置一个后述的悬浮动力舱，涵道与地面各有一轨缝开口相通，以容置后述的车体腹梁；每一孔涵道内的两侧受力牛腿上均设置有一永磁轨；位于轨缝开口的两侧涵道的内上方分别安置有吸悬浮导轨，该导轨由铁磁性钢板制成；各涵道的两侧为导向轨。
本发明的磁悬浮车辆由设于地下的悬浮动力舱和设于地上的客(货)车箱组成，两者之间由板状腹梁连接为一体。
本发明的悬浮动力舱为二个相对称的舱体，分别镶嵌在双孔涵道内。舱体外部下方两翼安装有车翼永磁体，该永磁体与安装在涵道受力牛腿上的永磁轨以相同磁极的平面彼此相对。
舱体外侧上方安装有吸悬浮永磁体，该永磁体与安装在涵道内上方的吸悬浮导轨相对应。
舱体外上方安装有一板状腹梁，并通过该腹梁与地面上的车箱底部连接为一体。
悬浮动力舱内部安装：
一组动力机构，由动滑轮—动力电机—车载电源—逆变控制系统组成，安装在悬浮动力舱的中部。
二组导向定滑轮，安装在悬浮动力舱的两端，该定滑轮与动滑轮为同一水平面并均与涵道两侧的导向轨接触。
附图说明
图1为本发明的地面整体效果示意图。
图2为本发明中磁悬浮车辆部分的剖面示意图。
图3为本发明中暗轨部分的剖面示意图。
图4为图1沿B-B的剖面示意图。
图5为图1沿A-A的剖面示意图。
具体实施方式
以下所述的内容是结合附图对本发明作的详细描述，而不应被理解为是对本发明的限定。
请先参阅图1，是本发明从地面上所能看到的整体效果示意图。请参阅图2，本发明磁悬浮车辆由两大部分组成。分为地上部分和地下部分：在地面上的是磁悬浮车辆的客(货)车箱14，其外形与通常的车辆一样，本发明的悬浮动力舱11悬浮的设置在后述的地下涵道内，地面上的客(货)车箱14与地下的悬浮动力舱11之间由一合金制的平板状腹梁4连接为一体。
请参阅图3，本发明于地下由钢筋混凝土骨架18制成双孔涵道7，用来容置悬浮动力舱11。具体是该双孔涵道7各容置一个悬浮动力舱11，每一涵道的中间各有一轨缝开口3与地面相通，该轨缝开口3的宽度约30mm，从地面上看不到通常有轨车辆所需要铺设的铁轨，所以列车看上去好像在草坪13上行驶。各涵道的两侧为导向轨19。
每一孔涵道7内的两侧受力牛腿5上均设置有一永磁轨6；位于轨缝开口3两侧涵道的内上方分别安置有吸悬浮导轨8，该导轨8可由铁磁性钢板制成。永磁轨6和吸悬浮导轨8可分别采用螺栓固定。
请再参阅图2，本发明的磁悬浮车辆的悬浮动力舱11其外部下方两翼安装有车翼永磁体9，该永磁体9与安装在涵道7受力牛腿5上的永磁轨6以相同磁极的平面彼此相对，两者之间保留有5-18mm的气隙，其间相互作用的排斥力使磁悬浮车体悬浮在轨道上，以形成斥悬机构。
舱体11外侧上方安装有吸悬浮永磁体10，该永磁体10与安装在涵道7内上方的吸悬浮导轨8相对应，两者之间保留有10-60mm的气隙。
上述永磁轨6、车翼永磁体9以及吸悬浮永磁体10为永久性磁铁材料，为增强其磁性，本发明采用钕铁硼磁钢制成。
悬浮动力舱11内部安装有一组动力机构，由动滑轮15、动力电机16以及车载电源和逆变控制系统组成，由于车载电源和逆变控制系统为目前电力机车所通用的装置，且不是本发明的讨论重点，因此附图中没有标出。上述动力机构安装在悬浮动力舱11的中部。结合图1，可以看出该动力机构也是安装在整个车辆的中间部位。
请参阅图4，为图1沿B-B线的剖视图，一组导向定滑轮17，安装在悬浮动力舱的两端，该导向定滑轮17与动滑轮15为同一水平面并均与涵道两侧的导向轨19接触，将机车控制在两条磁轨中央。传统的电动机车其两端均安装有动滑轮，在机车往复运动时，该动滑轮起到动力、导向和支撑车体作用。但每增加一组动滑轮的成本是很高的，并且又增加了车体的自身重量，重量越重，消耗的动能又相应增加。本发明改变了这一传统电力机车的动力和导向机构，在机车中部安装动力机构，两端采用定滑轮作为导向机构。这样可以大幅度的降低机车制造成本和机车的重量。
请参阅图5，为图1沿A-A线的剖面图，也是本发明的整体效果示意图。这幅示意图中能够更清晰地理解本发明的技术方案。
本发明地上部分的客(货)舱14是容纳乘客或货物的舱体，依据结构动力学原理设计为流线形，材质可以是合金、玻璃以及玻璃钢等制成。
本发明的磁悬浮车辆在行驶时，该车辆受到斥力和吸力的双重作用呈悬浮状，动力电机16带动动滑轮15驱动车辆行动，车辆的导向由定滑轮17控制。
本发明的磁悬浮路-车运输系统与城市地铁相比有如下优点：
①安全。地铁的轮轨集中载荷受力，材料易疲劳，事故安全隐患大，此外还有脱轨翻车的隐患；本发明路-车系统通过磁场受力为均布荷载，材料不易疲劳，事故安全隐患小，此外路-车采用一体化镶嵌结构，从根本上杜绝了脱轨翻车。
②能耗低。本发明路车通过磁场力脱离接触，摩擦阻力小，风阻小，在100公里时速运行时节能值大于30％。
③速度高，噪声小。地铁的时速在50-100公里/小时，暗轨磁悬浮的时速在50-200公里/小时，噪声低50％。这是因为本发明磁悬浮车辆外形光滑，风阻系数小的缘故。
④效能资源比高。地铁车辆每延长米列车的重量1.4吨，暗轨磁悬浮为700公斤。
⑤综合造价低。地铁每公里造价5-7亿元人民币。暗轨磁悬浮为0.6亿人民币。
此外，最为突出的是环保效果：轻轨为碎石铺设路基，为了维护铁轨，时常需要除草，车辆在明轨上行使。而本发明的地表面可种植各类草坪，以维护城市的绿化，看上去车在“草上飞”。
Claims (7)
1.一种暗轨永磁补偿式悬浮路-车系统，由暗轨和磁悬浮车辆两大部分组成，其中暗轨为设于地下由钢筋混泥土制成的双孔涵道，每孔涵道与地面各有一轨缝开口相通；
每一孔涵道内的两侧受力牛腿上设置有一永磁轨；
位于轨缝开口两侧涵道的内上方分别安置有吸悬浮导轨；
各涵道的两侧为导向轨；
磁悬浮车辆由设于地下的悬浮动力舱和设于地上的车箱组成，动力舱和车箱之间由板状腹梁连接为一体；
悬浮动力舱为二个相对称的舱体，分别镶嵌在双孔涵道内；
舱体外部下方两翼安装有车翼永磁体，该永磁体与安装在涵道受力牛腿上的永磁轨以相同磁极的平面彼此相对，相距5-18mm，形成斥力机构；
舱体外侧上方安装有吸悬浮永磁体，该永磁体与安装在涵道内上方的吸悬浮导轨相对应，相距10-60mm，形成吸悬浮机构；
舱体外上方安装有一腹梁，与地上的车箱底部相连接成为一体；
悬浮动力舱内部安装有：
一组动力机构，由动滑轮-动力电机-车载电源-逆变控制系统组成，安装在悬浮动力舱内的中部；
两组导向定滑轮，安装在悬浮动力舱内的两端；
车辆在行驶时，受到斥力和吸力的双重作用呈悬浮状，该导向定滑轮与动滑轮为同一水平面并均与涵道两侧的导向轨接触，将车辆控制在两条磁轨中间。
2.如权利要求1所述的暗轨永磁补偿式悬浮路-车系统，其特征在于，所述悬浮动力舱是合金制成。
3.如权利要求1所述的暗轨永磁补偿式悬浮路-车系统，其特征在于，所述永磁轨、车翼永磁体、吸悬浮永磁体是钕铁硼磁钢制成。
4.如权利要求1所述的暗轨永磁补偿式悬浮路-车系统，其特征在于，所述吸悬浮导轨为铁磁性钢板制成。
5.如权利要求1所述的暗轨永磁补偿式悬浮路-车系统，其特征在于，所述地上的车箱为客舱或货舱。
6.如权利要求1或5所述的暗轨永磁补偿式悬浮路-车系统，其特征在于，所述地上的车箱为合金、玻璃或玻璃钢制成，并具有流线形。
7.如权利要求1所述的暗轨永磁补偿式悬浮路-车系统，其特征在于，所述的板状腹梁由合金制成。
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