CN1882466A - 具有中间车厢模块的铰接式客运轨道车辆 - Google Patents

Abstract

一种铰接式客运轨道车辆设置有两个均由两个转向架支撑的车厢(12A、12B)和铰接到两个车厢的中间车厢模块(14)。中间车厢模块的铰接轴(32A、32B)位于相邻的转向架(20A、18B)的旋转轴(30A、28B)之间。车厢之一的两个转向架之间的距离大于两个车厢的两个最接近的转向架之间的距离。中间车厢模块(14)设置有用于上车和下车的车门开口，而车厢(12A、12B)不设置有车门开口。

Description

具有中间车厢模块的铰接式客运轨道车辆

技术领域

本发明涉及一种包括由前转向架和后转向架支撑的车厢的类型的用于运送乘客的铰接式轨道车辆，特别是一种客运轨道车辆。

背景技术

在传统的客运列车中，车厢在它们的端部彼此铰接。在站线(siding)、道岔处和弧形轨道上经受相当明显的侧摆。这种侧摆是车厢之间的复合相对运动，包括横向平移和旋转。允许从一个车厢连通到下一个车厢的伸缩厢(bellows)必需容纳这种相对运动，导致复杂的、体积巨大的并且笨重的构造，这限制了可用于过道的空间。当列车接近车站并且乘客聚集在车厢端部的连廊(vestibule)中时，横向加速特别明显。相邻的车厢之间的横向平移运动令人感觉特别不舒服，同样从视觉角度考虑，因为它反映出不稳定和不安全的车辆主体的感觉。

同样，车厢端部处的连廊的位置也不是最优的。当上车时，连廊中用于乘客的空间是有限的。行李必需穿过小的车门运送。在车门附近几乎没有空间可用于容纳最大件的行李。由于通往餐车的过道狭窄，使得沿着通道排起了队。然而另一方面，如果车门位于车厢的中部，那么由于当站台为弯曲的时，将在车门和站台之间延伸有间隔，由此会产生问题。

在图10中，示出了在恒定半径为R的弯曲轨道202上运行的传统的客运列车200。车厢204A、204B枢转地由前部和后部四轮底架或转向架(bogie)206A、208A、206B、208支撑，并且在它们的端部通过联杆210彼此铰接。通常，前后转向架之间的距离等于车厢的铰接轴之间的距离与2的平方根的商。为了说明起见，表示出了轨道202的中心线212，以及列车的外侧包络线(envelope)214。每个车厢主体的纵向竖直中心平面215A、215B包括底架相对于车厢主体的竖直旋转轴216A、216B、218A、218B，并且在紧靠竖直旋转轴的位置处与轨道的中心线212相交。

在具有弯曲站台的车站，站台的边缘将在包络线214的外侧，并且最好与它相切。在车厢的中部，车厢与弯道的内侧上的包络线相切，车厢的外部横向侧距离包络线相当远。这就是为什么车门和连廊不能够位于远离底架的车厢中部的原因，其中车门和连廊必需在两侧上打开以使得能够进入凹入的站台220和凸出的站台222。朝着车厢的端部，即靠近底架的位置处，从车厢的横向侧到包络线的距离或多或少地在两个横向侧上相等。车门优选位于这个区域中，因为列车200和站台之间的间隔对于凹入的站台220和凸出的站台222将或多或少地相等。然而，在该区域中，列车和包络线之间的角度是相当大的。这意味着列车和站台之间的间隔不是恒定的，这使得难以提供可折叠的门阶以跨过这个间隔。另外，乘客上车和下车容易错误判断间隔的宽度，并且如果所述间隔没有被适当地跨接则可能造成伤害。

当列车经过弯道时产生另一个问题。如图10所示，集电器224用于将列车连接到悬链线。集电器224的顶端垂直于车厢的纵向竖直中心平面延伸，在底架之一的旋转轴的正上方。集电器顶端看起来相对于轨道的中心线212成一定角度并且没有均匀对中。在这种结构中，非常难以准确控制由集电器顶端施加在悬链线上的预设压力。

另一方面，如果集电器位于车厢的两个底架之间的中间处，在此位置处它的顶端将垂直于中心线，那么离中心线的距离将显著增加。

从EP0,121,503可获知一种具有两个车厢的轻轨车辆，其中两个车厢被铰接到中间互连通道。每个车厢由远端转向架和靠近互联通道的近端转向架支撑。所述互联通道可相对于每个车厢围绕铰接轴枢转，该铰接轴同样是相对应的邻近的转向架相对于车厢的旋转轴。

从US1,875,214可获知一种铰接列车，其具有枢转地设置在两个转向架之间的中间车厢以及同样枢转地安装在转向架上的端部，从而每个转向架具有两个铰接轴，一个用于邻近的中间车厢，并且一个用于邻近的端部。中间车厢被设计成唯一用于客运，而端部被设计成作为司机的驾驶室、用于乘客的入口、走廊等。由于这种构造在转向架上具有两个单独独立的铰接轴，端部相对于中间车厢的相当大的相对横向运动可能在弯曲的轨道上发生。所有的纵向力必需通过转向架从一个车厢传递到下一个车厢，这在碰撞的情况中通常认为是不安全的。

发明内容

因此，需要一种克服这些缺点的普通类型的轨道车辆，其具有由两个转向架支撑的车厢。

更具体的是，需要一种普通类型的轨道车辆，其具有由两个转向架支撑的车厢，并限制上车和下车区域中的横向加速，并且增加舒适感。本发明的另一个目的是提供一种轨道车辆，在凹入和凸出的站台上，其可以减小车门开口和站台之间的距离。

根据本发明的第一个方面，提供一种铰接式客运轨道车辆，其具有：

-第一车厢，包括由第一转向架和第二转向架支撑的第一车厢上部结构，其中第一转向架相对于第一车厢上部结构围绕第一旋转轴旋转，并且第二转向架相对于第一车厢上部结构围绕第二旋转轴旋转；

-第二车厢，包括由第三转向架和第四转向架支撑的第二车厢上部结构，其中第三转向架相对于第二车厢上部结构围绕第三旋转轴旋转，并且第四转向架相对于第二车厢上部结构围绕第四旋转轴旋转；和

-中间车厢模块，铰接到第一车厢上部结构和第二车厢上部结构，从而围绕相对于第一车厢上部结构固定的第一竖直铰接轴和相对于第二车厢上部结构固定的第二竖直铰接轴枢转，其中：

-第一竖直铰接轴和第二竖直铰接轴与第二旋转轴和第三旋转轴间隔开，并且位于第二旋转轴和第三旋转轴之间，

-第二旋转轴和第三旋转轴之间的距离基本小于第一旋转轴和第二旋转轴之间的距离，并且

-中间车厢模块具有用于上车和下车的车门开口，并且具有位于车门开口和第一车厢上部结构之间的通道。

由于铰接在第一和第二车厢主体上的中间车厢模块，车厢主体之间的摆动被显著降低。中间车厢模块和车厢主体之间的伸缩厢不需要承受大的位移，并且可具有简单的结构，这留出了更大的用于通道的空间。中间车厢模块的铰接轴相对于车厢上部结构固定，从而乘客不会看到或者不会经历中间车厢模块相对于车厢上部结构的任何横向平移运动。由于相同的原因，车厢上部结构和中间车厢模块形成连续的铰接主体，在发生碰撞的情况中所述铰接主体将以可预测的方式变形以吸收冲击能量。

中间车厢模块的铰接轴位于第二和第三旋转轴之间，这保证了车辆在弯道中平稳地运行。中间车厢模块相对于铁路的中心线的侧向运动在弯道中是非常有限的。因此，对于凹入和凸出的站台，中间车厢模块的车门开口和站台之间的间隔基本是相等的。

根据本发明的一个优选实施例，第一车厢上部结构和第二车厢上部结构包括客厢或餐车，而中间车厢模块被用作用于第一车厢和/或第二车厢的连廊。不需要另外的车门用于进入车厢，从而可以设计一个或两个没有车门开口的车厢主体。车厢的上部结构因此极大地简化。

优选的是，中间车厢模块具有行李存放区域。大的专用连廊有利于上车。乘客进入或离开车厢不会被行李所阻碍。

中间车厢模块优选具有卫生间和/或任何产生噪音和振动的的设置，或更普通的是在乘客餐车中不需要的任何设置，例如酒馆区域或自动售货机。具有自动门的隔板也可位于客厢和铰接轴之间以进一步将客厢从产生噪声或振动的设置隔离开。这种结构还提供了良好的模块化和可互换性。中间车厢模块的至少一部分也可用于娱乐或演出区域。

根据本发明的另一个实施例，中间车厢模块另外具有集电器。这利用了下面的事实，即中间车厢模块的纵向竖直中心平面相对于弯道中的轨道中心线几乎不侧向移动，从而保证了例如导电弓等的集电器和悬链线之间良好的接触。另外，产生噪声和振动的集电器与客厢隔离开。由于相同的原因，中间车厢模块还具有电子制动装置。

有利的是，该车辆还具有在第一车厢上部结构和中间车厢模块之间的第一可变形的密封连接、以及在中间车厢模块和第二车厢上部结构之间的第二可变形密封连接。

优选的是，第二转向架和第三转向架至少部分地在中间车厢模块下面延伸。

根据一个实施例，从第一车厢传递到第二车厢的纵向力通过中间车厢模块传递。可替换的是，力也可以例如通过一个或多个直接将第一车厢连接到第二车厢的连杆传递。

优选的是，中间车厢模块仅由第一车厢上部结构和第二车厢上部结构支撑。可替换的是，中间车厢模块也可以部分地由相邻的转向架支撑。然而应当注意，后者的技术方案涉及中间车厢模块和相邻的车厢之间的竖直运动，这不是所希望的。

根据一个实施例，第一、第二、第三和第四后转向架为四轮转向架。转向架可装有马达。

有利的是，中间车厢模块包括可活动的板，该板可以在与第一车厢上部结构的地板平面相平齐的较高位置和较低位置之间移动，用于从地板平面移动轮椅和/或手推车并且将它们移动到地板平面。

有利的是，在下述条件下车门-站台距离可以被优化：当第一、第二、第三、第四旋转轴和第一以及第二铰接轴之间的距离使得当车辆在恒定半径的弯曲轨道上运行时，包括第一和第二竖直铰接轴的纵向竖直平面独立于所述半径与弯曲轨道的中心线相切。当第二旋转轴和第一铰接轴之间的距离D、第一和第二竖直铰接轴之间的距离Z、第一和第二旋转轴之间的距离S满足下面的等式时，这种条件对于具有轮距为W的两个轮对的转向架是满足的。

               Z²+W²＝4D(D+S)

根据本发明的第二方面，提供一种铰接式轨道车辆，其具有：

-第一车厢，包括由第一转向架和第二转向架支撑的第一车厢上部结构，其中第一转向架相对于第一车厢上部结构围绕第一旋转轴旋转，并且第二转向架相对于第一车厢上部结构围绕第二旋转轴旋转；

-第二车厢，包括由第三转向架和第四转向架支撑的第二车厢上部结构，其中第三转向架相对于第二车厢上部结构围绕第三旋转轴旋转，并且第四转向架相对于第二车厢上部结构围绕第四旋转轴旋转；和

-中间车厢模块，铰接到第一车厢上部结构，从而围绕第一竖直铰接轴枢转，并且铰接到第二车厢上部结构，从而围绕第二竖直铰接轴枢转，

其中第一、第二、第三、第四旋转轴和第一以及第二铰接轴之间的距离使得当车辆在恒定半径的弯曲轨道上运行时，包括第一和第二竖直铰接轴的纵向竖直平面独立于所述半径与弯曲轨道的中心线相切。

根据本发明，中间车厢模块被理想地定位，因为它的纵向竖直中心平面与弯道中的轨道中心线相切。

上述的基本装置可以在一侧或两侧上延伸出另外的装置，均包括一个另外的中间车厢模块和一个另外的车厢。驾驶室可以设置在车厢之一中或者所述另外的中间车厢模块之一中。

根据本发明的一个实施例，每个转向架均具有轮距为W的两个轮对，其中第二旋转轴和第一铰接轴之间的距离D、第一和第二竖直铰接轴之间的距离Z以及第一和第二旋转轴之间的距离S满足：

                Z²+W²＝4D(D+S)

根据本发明的第二实施例，每个转向架具有一对车轮，其中第二旋转轴和第一铰接轴之间的距离D、第一和第二竖直铰接轴之间的距离Z以及第一和第二旋转轴之间的距离S满足：

                Z²＝4D(D+S)

距离(S+2D)大约等于车厢上部结构的长度。有利的是，15米≤S+2D≤25米。

有利的是， $2.5\≤\frac{(S+2D)}{Z}\≤5.$ 中间车厢模块的长度基本小于车厢的长度。

优选的是， $Z+2D\≤\frac{S}{2}.$ 两个相邻车厢的最接近的转向架之间的距离小于相同车厢的两个转向架之间的距离的一半。

根据一个实施例，第一和第二旋转轴相对于第一车厢上部结构固定，并且第三和第四旋转轴相对于第二车厢上部结构固定。

有利的是，第一和第二铰接轴相对于中间车厢模块固定。

有利的是，中间车厢模块仅由第一和第二车厢上部结构支撑。不需要另外的转向架用于支撑中间车厢模块。可替换的是，中间车厢模块也可至少部分地由转向架支撑。

中间车厢模块对于上方的集电器和/或用于上车和下车的车门开口是优选位置。优选的是，第一车厢上部结构和第二车厢上部结构包括客厢或餐车，并且不具有用于上车和下车的车门开口。

在一个优选实施例中，该车辆还具有位于第一车厢上部结构和中间车厢模块之间的第一伸缩厢以及位于中间车厢模块和第二车厢上部结构之间的第二伸缩厢。第二转向架至少部分地在第一伸缩厢的下面延伸，并且第三转向架至少部分地在第二伸缩厢的下面延伸。

更普遍的是，第二和第三转向架优选至少部分地在中间车厢模块的下面延伸。这种结构留出了更多的空间用于大的转向架，例如具有大的轮距W的转向架，特别是当铰接轴靠近转向架的旋转轴时，即当D小的时候。

优选的是，从第一车厢传递到第二车厢的纵向力通过中间车厢模块传递。

本发明主要应用到城市间轨道车辆，包括高速列车。然而，它也可以用在轻轨车辆中，并且更普遍的是，可用在任何类型的客运轨道车辆中。

附图说明

根据下面的仅作为非限制性实例并表示在附图中的本发明的特定实施例的说明，本发明的其它优点和特征将显而易见，附图中：

-图1是根据本发明的第一实施例的轨道车辆的侧视图，其包括两个由中间车厢模块连接的车厢；

-图2是图1的轨道车辆的部分俯视图；

-图3是图1的车辆的示意性侧视图，其中没有主体结构；

-图4示出了图1的中间车厢模块在安装过程中的示意性视图；

-图5示出了在低的位置的中间车厢模块的可移动地板的详细视图；

-图6示出了在高的位置的图5的可移动地板；

-图7是根据本发明的第二实施例的轨道车辆的侧视图；

-图8是本发明的铰接式轨道车辆在弯道中的示意性视图；

-图9是用于优化图8的车辆的旋转轴的位置的参数的几何图示；

-图10是现有技术的传统铰接式轨道车辆在弯道中的示意性视图。

具体实施方式

参考图1至图4，一种铰接式客运轨道车辆10具有乘客车厢12A、12B和中间的悬挂的模块14，所述车辆10在本实例中为城市间轨道车辆。

每个乘客车厢具有由两个转向架18A、20A、18B、20B支撑的车厢上部结构16A、16B。每个车厢上部结构由支撑单壳式主体结构24A、24B的车架22A、22B形成。在该实施例中，车架22A、22B部分地从主体结构在车厢的两个纵向端部伸出。转向架位于车架的纵向伸出部分26A、26B的下面。转向架18A、20A、18B、20B优选为四轮转向架，其可以相对于相对应的车架围绕旋转轴28A、30A、28B、30B例如通过现有技术中公知的中心销和/或连杆而转动。该连接可允许车辆上部结构和转向架之间的一些横向相对运动以及围绕水平横向和/或纵向轴的旋转。次悬挂(未示出)同样设置在转向架与上部结构之间，如现有技术中所公知的。

乘客车厢12A的两个转向架的旋转轴28A、30A之间的距离基本大于连续的乘客车厢12A、12B的两个最接近的转向架的旋转轴30A、28B之间的距离。例如，两个连续的车厢的相邻转向架之间的距离可在4到8米之间，或更小，而通常乘客车厢的两个转向架之间的跨距为17米或更大。旋转和铰接的位置下文参考图8和图9进行讨论。

转向架20A、18B至少部分地在中间车厢模块14的下面延伸，所述中间车厢模块14直接由两个相邻的车厢的车架的纵向伸出部分支撑，从而围绕两个竖直铰接轴32A、32B枢转。中间车厢模块的两个铰接轴32A、32B之间的距离小于相邻的转向架的旋转轴30A、28B之间的距离。中间车厢模块14具有加强的单壳式主体40，从而从一个车厢向下一个车厢传递纵向力。更具体的是，中间车厢模块的主体结构和每个相邻的车厢的车架之间的连接通过更低的叉形接头42A、42B实现，如图4示意性地所示。另外的导向可通过上部叉形接头44A、44B提供，上叉形接头44A、44B包括与折叠式的叉节48A、48B配合的上部销46A、46B，叉节48A、48B铰接到相邻车厢的主体结构。这种构造使得可以容易地组装和拆卸中间车厢，例如为了容易地维护和整修车厢。当然，其它类型的铰接连接或回转连接可用在中间车厢模块和相邻的车厢之间。

中间车厢模块在每个横向侧上设置有车门50，用于闭合大的车门开口51。一个或多个集电器52和/或一个或多个电动刹车装置(未示出)固定到中间车厢模块的车顶。中间车厢模块可配备有一个或多个卫生间和/或行李存放区域。

车厢上部结构和中间车厢模块之间的间隔利用伸缩厢55A、55B形式的可变形的密封的连接来跨接。伸缩厢可具有简化的结构和大的通道开口，因为中间车厢模块和车厢上部结构之间的相对旋转角度大约为传统列车中的两个车厢之间的相对旋转角度的一半。优选的是，可使用可膨胀的腔室伸缩厢，例如从US4539912中可获知的。叉形接头42A、42B、48A、48B优选设置成使得竖直铰接轴32A、32B位于由伸缩厢55A、55B围绕的空间内或者非常靠近伸缩厢。

中间车厢模块14形成用于登上列车或者下车的连廊56以及从一个乘客车厢到下一个车厢的通道58。乘客车厢本身不需要包括上车门和连廊，这可以留出更多的空间用于乘客座椅60。在每个乘客车厢的每个端部可设置具有滑动门的内部隔板，以将餐车或客厢与相邻的中间车厢模块分隔开。

图5和图6描述了中间车厢模块的地板，下面将更详细的描述。中间可移动平台70横向地位于两个车门开口51A、51B之间，并且两个斜坡72A、72B将中间平台连接到位于中间车厢模块的每个端部的静止的基台(sill)74A、74B。所述基台与相邻车辆主体的地板平面平齐。斜坡72A、72B铰接到基台74A、74B的边缘，并且具有在中间平台70的下方或上方延伸的自由端。中间平台70被导向从而在图5所示的低的位置和图6所示的高的位置之间竖直移动。电动机(未示出)连接到蜗轮传动装置(未示出)以在所述低和高的位置之间移动中间平台70和斜坡72A、72B。可替换的是，可使用任何其它类型的电动机或机械能量源，例如可以使用液压缸或气缸。在高的位置，所述平台和斜坡与基台以及相邻车厢的地板平齐。当列车在运动时，平台处于高的位置。在车站，平台被降低以允许轮椅和/或手推车登上列车和下车和/或有利于身体受伤的个人上车。为了将斜坡的倾斜程度保持在合理的水平，基台应当优选尽可能的远离中间平台，并且利用中间车厢模块的全部长度。

参考图7，其中示出了根据本发明的第二实施例的铰接式客运轨道车辆10。根据本发明的第二实施例的客运车辆在本实例中为城市间的轨道车辆，其具有与第一实施例类似的构造：相同的附图标记用来指示相同或相似的元件。

车辆具有乘客车厢12A、12B和中间悬挂的模块14。每个乘客车厢具有由单壳式主体结构24A、24B形成的车厢上部结构16A、16B，所述主体结构24A、24B在两个环形支撑模块100A、102A、100B、102B之间延伸，每个主体结构均由两个转向架18A、20A、18B、20B支撑。转向架18A、20A、18B、20B优选为四轮转向架，其可以通过现有技术公知的中心销和/或连杆相对于相对应的支撑模块100A、102A、100B、102B围绕旋转轴28A、30A、28B、30B旋转。环形模块102A、100B在一端刚性连接到相邻的单壳式主体结构24A、24B，并且在另一端通过铰接连接从而连接到中间悬挂模块14。每个铰接连接具有竖直的铰接轴32A、32B，其相对于相邻转向架的旋转轴30A、30B偏移。位于中间车厢模块和环形支撑模块之间的伸缩厢允许在车厢之间相通。优选的是，铰接连接的旋转轴位于由伸缩厢限定的空间内，例如在环形支撑模块和中间车厢模块之间，从而当车厢相对于中间模块枢转时，侧向运动被最小化。

所述中间模块与第一实施例的中间模块相同。

环形支撑模块使列车具有模块化，并且同样可用于将单壳式车厢上部结构连接到驾驶室模块110。为了提高模块化程度，驾驶室模块可在具有不同形状和/或不同技术规格的可互换的驾驶室模块的范围中选择。驾驶室模块和支撑模块之间的连接优选为刚性的，即使铰接的驾驶室也是可能的，如US2001/0052305中所公开的。可替换的是，驾驶室110可连接到中间模块114以提供另一个车门和/或房间以容纳自行车。有利的是，该中间模块也可用作另外的缓冲区。

如果所述乘客车厢将连接到传统的乘客车厢或传统的机车，那么端部模块112可刚性连接到环形支撑模块。端部模块的长度大约为中间车厢模块的长度的一半，并且优选使得如果两个端部模块112A、112B彼此连接，那么将导致端部模块的两侧上的两个支撑模块之间的距离等于中间模块14的两侧上的两个支撑模块之间的距离。

下面将参考图8和图9描述第一和第二实施例的车厢和转向架的几何结构。在这些附图中，车辆呈现在恒定曲率的弯曲轨道150上。为了说明起见，轨道150的中心线152以及列车的外侧包络线154已经示出。每个车厢上部结构的纵向竖直中心平面156A、156B包括底架相对于车厢上部结构的竖直的旋转轴28A、30A、28B、30B，并在紧靠竖直旋转轴的位置处与轨道的中心线152相交。中间模块的竖直中心平面158包括竖直的铰接轴32A和32B。在图9中，下列参数已经示出：

S是第一旋转轴和第二旋转轴之间的距离；

Z是第一铰接轴和第二铰接轴之间的距离；

D是第二旋转轴和第一铰接轴之间的距离；

R是轨道中心线的曲率半径；

X是中间车厢模块的纵向中心平面和轨道的曲率中心之间的距离；

W是转向架的前、后轮轴之间的距离；

e是第一或第二旋转轴和轨道的中心线之间的距离；

a是第一铰接轴和轨道的中心线之间的距离；

i是第一车厢的纵向中心平面和轨道的中心线之间的距离。

考虑不同的直角三角形，通过下列等式给出了具有良好相似性的几何关系：

$\left(I\right)...{(R-i)}^2+{\left(\frac{S}{2}\right)}^2={(R-e)}^2$

$\left(\mathrm{II}\right)...{(R-i)}^2+{(\frac{S}{2}+D)}^2={(R-e+a)}^2$

$\left(\mathrm{III}\right)...{(R-e+a)}^2={\left(\frac{Z}{2}\right)}^2+X^2$

$\left(\mathrm{IV}\right)...{(R-e)}^2+{\left(\frac{W}{2}\right)}^2=R^2$

结合上述等式，从而消去两个变量e和i，接下来：

$\left(V\right)...{\left(\frac{S}{2}\right)}^2-{(\frac{S}{2}+D)}^2+{\left(\frac{W}{2}\right)}^2=R^2-X^2-{\left(\frac{Z}{2}\right)}^2$

现在，如果中间车厢模块的纵向竖直中心平面与轨道的中心线相切，那么：

(VI)X＝R

从(V)和(VI)可得到：

$\left(\mathrm{VII}\right)...{\left(\frac{S}{2}\right)}^2-{(\frac{S}{2}+D)}^2+{\left(\frac{W}{2}\right)}^2-{\left(\frac{Z}{2}\right)}^2=0$

并且最后：

(VIII)W²+Z²＝(S+2D)²-S²＝4D(D+S)

等式(VIII)与半径R无关。对于具有一组车轮的转向架，该等式仍然有效，附加条件是W＝0。

当转向架的旋转轴和车厢主体的铰接轴满足等式(VIII)的要求时，中间车厢模块的纵向中心平面与任何曲率半径恒定的轨道上的轨道中心线相切，如图9所示。切点位于铰接轴之间的一半距离处。因此，如果中间车厢模块被设置作为用于上车的连廊，那么车门开口同样应当位于铰接轴之间的一半距离处，即或多或少地到两个铰接轴距离相等。由于相同的原因，如果中间车厢模块被设置成具有集电器，那么在延伸位置的集电器顶端优选应当在铰接轴之间的一半距离处。

参数S、D、W和Z可以在等式(VIII)限定的范围中非常自由地选择。然而应当注意，D应当严格大于0，并且实际中Z应当大于2.5以允许中间车厢模块用作连廊和/或作为用于集电器的支撑装置。根据一个优选实施例，距离S被选择成使得：

$\left(\mathrm{IX}\right)...S=\frac{S+2D+Z}{2}\sqrt{2}$

该等式类似于用于传统列车的优化规则，其中距离S等于车厢上部结构的长度与2的平方根的商。当满足这个条件时，对于装配有中间模块的车辆和如图8所示的装配有两个端部模块的车辆来说，车辆构造都可以得到优化，而不改变两个相邻车厢的两个相邻转向架的旋转轴之间的距离。

在下面的表I中，距离W已被任意固定为2.5米，并且S+2D+Z已经改变，而S由等式(IX)决定。

S+2D+Z	W	S	Z	S+2D	D
						25.000	2.5000	17.687	6.125	18.875	0.599
24.000	2.5000	16.971	5.870	18.130	0.580
						23.000	2.5000	16.263	5.614	17.386	0.561
22.000	2.5000	15.556	5.358	16.642	0.543
						21.000	2.5000	14.849	5.101	15.899	0.525
20.000	2.5000	14.142	4.844	15.156	0.507

表I(所有距离的单位为米)

然而等式(IX)的附加条件不是必需的。在表II中，距离S已经从 $S=\frac{S+2D+Z}{4}\sqrt{2}$ 改变为 $S=1.25\frac{S+2D+Z}{4}\sqrt{2},$ 而(S+2D+Z)和W是固定的。

S+2D+Z	W	S	Z	S+2D	D
						25.000	2.5000	8.839	10.813	14.188	2.674
25.000	2.5000	13.258	8.859	16.141	1.441
						25.000	2.5000	17.678	6.125	18.875	0.599
25.000	2.5000	22.097	2.609	22.391	0.147

表II(所有距离的单位为米)

值W取决于转向架的类型，如表III所示，其中W＝0描述了一种两轮转向架。

S+2D+Z	W	S	Z	S+2D	D
						25.000	0.000	17.678	6.250	18.750	0.536
25.000	1.250	17.678	6.219	18.781	0.552
						25.000	1.875	17.678	6.180	18.820	0.571
25.000	2.500	17.678	6.125	18.875	0.599
						25.000	3.125	17.678	6.055	18.945	0.634

表III(所有距离的单位为米)

当将图8的结构与之前讨论的图10中所示的现有技术中的车辆的结构相比较时，显而易见的是，本发明的车辆在弯道的外侧上的包络线被最小化。

当然，在具有可变曲率半径的轨道上，纵向中心平面没有准确地与轨道中心线相切。然而，纵向中心平面和轨道的中心线之间的间隔是不明显的。纵向中心平面和轨道的中心线之间的角度也是可忽略的。

虽然描述了本发明的优选实施例，但是本领域普通技术人员应当理解，本发明没有限制于这些实施例。可做出许多改变。

中间车厢模块和相邻车厢之间的连接可以是任何允许相对竖直旋转并且传递纵向力的类型。围绕车辆的水平纵向轴的某种程度的旋转是允许的。例如，可使用单个较低的球形接头，或者铰接在乘客车厢的车架的两侧上的成对的横向连杆。

平台70可以由任何类型的合适的提升装置代替，例如WO99/48458中所描述的提升装置。

乘客车厢可以具有或者不具有用于上车和下车的车门开口。

在本申请中，术语转向架以非常通用的方式使用，是指任何类型的车轮组件。

转向架可具有一对或多对车轮。车轮应当被允许围绕竖直轴相对于车厢上部结构例如与转向架的框架一起或者单独地枢转。转向架可具有或不具有转向构架。它可具有用于每个车轮的单独车轴。一个或多个车轴或车轮可以被驱动。

中间车厢模块可以装配有避开车门部分的预定的缓冲区。这些缓冲区可有利地补充或代替更频繁被占用的区域例如客厢中的缓冲区域。类似的是，缓冲区可设置在端部模块上。

在本申请的文本中，在术语铰接轴和旋转轴之间没有实质区别。转向架和车厢车架之间的枢转连接可具有超过一个旋转自由度，即超过一个旋转轴，以允许在不平坦的轨道上的铰接。球形支座连接同样包括在本发明中。同样应用到中间车厢模块和相邻车厢之间的枢转连接。另外，转向架相对于车厢车架的旋转轴不需要固定。

本发明同样应用到双层轨道车辆，其中有利的是提供一级或多级楼梯和/或升降机，用于进入至少部分地在中间车厢模块内的上层和/或下层。

Claims (28)

1.一种铰接式客运轨道车辆，设置有：

-第一车厢(12A)，包括由第一转向架(18A)和第二转向架(20A)支撑的第一车厢上部结构(16A)，其中第一转向架(18A)相对于第一车厢上部结构(16A)围绕第一旋转轴(28A)旋转，并且第二转向架(20A)相对于第一车厢上部结构(16A)围绕第二旋转轴(30A)旋转；

-第二车厢(12B)，包括由第三转向架(18B)和第四转向架(20B)支撑的第二车厢上部结构(16B)，其中第三转向架(18B)相对于第二车厢上部结构(16B)围绕第三旋转轴(28B)旋转，并且第四转向架(20B)相对于第二车厢上部结构(16B)围绕第四旋转轴(30B)旋转；和

-中间车厢模块(14A)，铰接到第一车厢上部结构(16A)和第二车厢上部结构(16B)，从而围绕相对于第一车厢上部结构固定的第一竖直铰接轴(32A)和相对于第二车厢上部结构固定的第二竖直铰接轴(32B)枢转，其中：

-第一竖直铰接轴(32A)和第二铰接轴(32B)与第二旋转轴(30A)和第三旋转轴(28B)间隔开，并且位于第二旋转轴(30A)和第三旋转轴(28B)之间，

-第二旋转轴(30A)和第三旋转轴(28B)之间的距离基本小于第一旋转轴(28A)和第二旋转轴(30A)之间的距离，并且

-中间车厢模块(14)设置有用于上车和下车的车门开口(51)，并且设置有位于车门开口和第一车厢上部结构(16A)之间的通道(58)。

2.如权利要求1所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，第一、第二、第三、第四旋转轴和第一以及第二铰接轴之间的距离使得当车辆在恒定半径的弯曲轨道上运行时，包括第一和第二竖直铰接轴的纵向竖直平面独立于所述半径与弯曲轨道的中心线相切。

3.如权利要求2所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，所述每个转向架设置有两个轮距为W的轮对，并且其中第二旋转轴和第一铰接轴之间的距离D、第一和第二竖直铰接轴之间的距离Z以及第一和第二旋转轴之间的距离S满足：

             Z²+W²＝4D(D+S)

4.一种铰接式轨道车辆(10)，设置有：

-第一车厢(12A)，包括由第一转向架(18A)和第二转向架(20A)支撑的第一车厢上部结构(16A)，其中第一转向架(18A)相对于第一车厢上部结构(16A)围绕第一旋转轴(28A)旋转，并且第二转向架(20A)相对于第一车厢上部结构(16A)围绕第二旋转轴(30A)旋转；

-第二车厢(18B)，包括由第三转向架(18B)和第四转向架(20B)支撑的第二车厢上部结构(16B)，其中第三转向架(18B)相对于第二车厢上部结构(16B)围绕第三旋转轴(28B)旋转，并且第四转向架(20B)相对于第二车厢上部结构(16B)围绕第四旋转轴(30B)旋转；和

-中间车厢模块(14)，铰接到第一车厢上部结构(16A)，从而围绕第一竖直铰接轴(32A)枢转，并且铰接到第二车厢上部结构(16B)，从而围绕第二竖直铰接轴(32B)枢转，

其中第一、第二、第三和第四旋转轴与第一和第二铰接轴之间的距离使得当车辆(10)在恒定半径的弯曲轨道(150)上运行时，包括第一和第二竖直铰接轴(32A、32B)的纵向竖直平面独立于所述半径与弯曲轨道的中心线(152)相切。

5.如权利要求4所述的铰接式轨道车辆，其特征在于，中间车厢模块设置有用于上车和下车的车门开口。

6.如权利要求4或5所述的铰接式轨道车辆，其特征在于，所述每个转向架设置有两个轮距为W的轮对，并且其中第二旋转轴和第一铰接轴之间的距离D、第一和第二竖直铰接轴之间的距离Z以及第一和第二旋转轴之间的距离S满足：

              Z²+W²＝4D(D+S)

7.如权利要求4或5所述的铰接式轨道车辆，其特征在于，所述每个转向架设置有一对车轮，并且其中第二旋转轴和第一铰接轴之间的距离D、第一和第二竖直铰接轴之间的距离Z以及第一和第二旋转轴之间的距离S满足：

                Z²＝4D(D+S)

8.如权利要求6或7所述的铰接式轨道车辆，其特征在于，

              15米≤S+2D≤25米

9.如权利要求6-8中任一项所述的铰接式轨道车辆，其特征在于，

$2.5\≤\frac{(S+2D)}{Z}\≤5$

10.如权利要求6-9中任一项所述的铰接式轨道车辆，其特征在于，

$Z+2D\≤\frac{S}{2}$

11.如上述权利要求中任一项所述的铰接式轨道车辆，其特征在于，第一和第二旋转轴相对于第一车厢上部结构固定，并且第三和第四旋转轴相对于第二车厢上部结构固定。

12.如上述权利要求中任一项所述的铰接式轨道车辆，其特征在于，第一和第二铰接轴相对于中间车厢模块固定。

13.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，第一车厢上部结构(16A)不设置有用于上车和下车的车门开口。

14.如权利要求13所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，第二车厢上部结构(16B)不设置有用于上车和下车的车门开口。

15.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，通道(58)允许穿过中间车厢模块(56)在第一车厢上部结构(16A)和第二车厢上部结构(16B)之间通行。

16.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，所述第一车厢上部结构(16A)和第二车厢上部结构(16B)包括客厢或餐车。

17.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，中间车厢模块(14)设置有行李存放区域。

18.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，中间车厢模块设置有卫生间。

19.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，中间车厢模块还设置有集电器(52)。

20.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，中间车厢模块还设置有电动刹车装置。

21.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，还设置有在第一车厢上部结构和中间车厢模块之间的第一可变形的密封连接(55A)、以及在中间车厢模块(14)和第二车厢上部结构(16B)之间的第二可变形的密封连接(55B)。

22.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，第二转向架(20A)和第三转向架(18B)至少部分地在中间车厢模块(14)下面延伸。

23.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，从第一车厢传递到第二车厢的纵向力通过中间车厢模块(14)传递。

24.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，中间车厢模块(14)仅由第一车厢上部结构(16A)和第二车厢上部结构(16B)支撑。

25.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，中间车厢模块包括提升装置，所述提升装置可在与第一车厢上部结构(16A)的地板平面相平齐的较高位置与较低位置之间移动用于有利于上车。

26.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，所述车辆为城市间轨道车辆。

27.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，所述车辆为设置有较低层和较高层的双层轨道车辆，并且中间车厢模块设置有楼梯以进入较高层。

28.如上述权利要求中任一项所述的铰接式客运轨道车辆，其特征在于，第一车厢上部结构(16A)包括：

-第一环形支撑模块(100A)，由第一转向架(18A)支撑并且相对于第一转向架(18A)围绕第一旋转轴(28A)旋转；

-第二环形支撑模块(102A)，由第二转向架(20A)支撑并且相对于第二转向架(20A)围绕第二旋转轴(30A)旋转；和

-单壳式主体结构(24A)，在第一环形支撑模块(100A)和第二环形支撑模块(102A)之间延伸并且刚性连接到第一环形支撑模块(100A)和第二环形支撑模块(102A)。

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