CN1970333B

CN1970333B - 适于沿轨道运行的车辆

Info

Publication number: CN1970333B
Application number: CN 200510121743
Authority: CN
Inventors: J-D·纳斯特
Original assignee: Alstom Transport SA
Current assignee: Alstom Transport Technologies SAS
Priority date: 2005-11-23
Filing date: 2005-11-23
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2025-11-23
Also published as: HK1104510A1; CN1970333A

Abstract

本发明的车辆包含车体(3)和悬浮装置(4)，车体(3)在运行时支承在悬浮装置上，该悬浮装置包括连接到车体(3)上的第一悬浮组件(5、7)和第二悬浮组件(6、9)，并且能够移动以允许所述组件相对于车体转动。车辆包括使悬浮组件(5、6；7、9)的运动同步的装置，该装置包括：设置在第一组件(5、7)和车体(3)之间的第一液压起重器(59)、设置在第二组件(6、9)和车体(3)之间的第二液压起重器(60)、连接第一和第二液压起重器(59、60)以使所述起重器(59、60)的动作同步的流体回路(64)。本发明例如可以应用于磁悬浮轨道车辆。

Description

适于沿轨道运行的车辆

本发明涉及一种适于沿着轨道运行的车辆，包括车体和用于将车体悬浮在轨道上的装置，其中，所述车体在运行时在主支承方向上支承在所述悬浮装置上，所述悬浮装置包括：

-连接到车体上的第一悬浮组件和第二悬浮组件，这些组件能够在垂直于主支承方向的支承平面内移动，从而特别是当车辆沿着轨道的曲线部分运行时，允许组件相对于车体转动，

-用于使第一悬浮组件和第二悬浮组件在支承平面内相对于车体的运动同步的装置。

在某些装备有磁悬浮组件的车辆中，这些组件在轨道上排成一列。刚性的车体大致竖直地被支撑在多个组件上。这些组件在轨道上被引导。在轨道的直线部分，这些组件沿着车体的纵向轴线排列。在轨道的曲线部分，这些组件顺着轨道的弯曲而取向。然而，由于车体是刚性的，不能追随轨道的弯曲。这些组件因此可以以有限的幅度相对于车体移动，足以允许这些组件相对于车体取向。

通常设置用来使这些组件相对于车体的运动同步的装置。这样的同步装置可以采用布置在组件和车体之间的摇臂和缆线的系统的形式。这种系统包括在第一组件和车体之间的第一摇臂，第二组件和车体之间的第二摇臂，以及连接这些摇臂的缆线。第一组件相对于车体的移动导致第一摇臂的相应的移动。这个运动被缆线传递给第二摇臂，第二摇臂又把运动传递至第二组件。

因此，当车辆进入曲线时，在轨道上引导的第一组件相对于车体随着轨道的曲线而改变方向，使得第二组件相对于车体的取向得到同步的修正。

然而，这样的系统是复杂的，因为车辆车体的下侧必须被设计用于容纳缆线和摇臂。车体的下侧必须包括固定装置和通道和/或用于在摇臂之间递送缆线的滑轮，摇臂之间的缆线必须被拉紧。这对车体的设计强加了限制。

本发明的一个目的是提出一种能简化车体和悬浮装置之间的连接的上述类型的车辆。

为此，本发明提供一种上述类型的车辆，其特征在于，所述同步装置包括：

-在第一组件和车体之间的第一液压起重器；

-在第二组件和车体之间的第二液压起重器；以及

-流体回路，该流体回路连接第一和第二起重器，以便使两个起重器的动作同步。

在特定的实施例中，所述车辆可以包括一个或者多个下面的特征，这些特征可以单独采用或者以任何技术上可行的组合方式采用：

第一和第二组件一个接一个排列成列，并且第一起重器和第二起重器分别布置在车体和第一、第二组件各自的与它们的相邻端部相反的各端部间。

起重器包括可以移动的杆，且被布置成使它们的杆相对于车体侧向移动；

-第一和第二起重器相连接，以便一个起重器的杆在一个方向上的侧向移动引起另一个起重器的杆在相反方向上的侧向移动；

-液压起重器是双作用式液压起重器，每一个起重器包括被活塞分隔开的第一室和第二室，活塞安装在起重器的杆上；

-第一起重器的第一室和第二室经由流体回路与第二起重器的第一室和第二室流体连通；

-悬浮组件是包括磁性装置的磁悬浮组件，该磁性装置适于与轨道的互补磁性装置协同作用。

本发明可以通过阅读下面通过举例以及参照附图所进行的描述而被更好地理解。

-附图1是在直线轨道部分上的本发明的车辆的示意平面图；

-附图2是在曲线轨道部分上的车辆的示意平面图；

-附图3是车辆的示意侧视图；

-附图4是车辆沿着IV-IV线剖开的示意图，表示车辆的悬浮系统；

-附图5是车辆沿着V-V线剖开的示意图；

-附图6位于车辆和悬浮系统之间的悬架的径向剖面示意图；

-附图7为图6悬架的平面示意图。

图1表示适于沿着轨道2运动的车辆1，该车辆1包括经由与车体形成一体的悬浮系统4支撑在轨道2上的车体3。

在下面的整个描述中，涉及到的方向都是指轨道车辆通常的方向。因此，这些术语“前”、“后”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”都是相对于由点划线D所指示的车辆的纵向轴线而言的，图1中箭头S所示为车辆的运动方向。

悬浮系统4包括多个组件，这些组件在车体3下方沿着纵向轴线D排列成排，这里有5个组件、6、7、8、9。依照从前往后的顺序，悬浮系统4包括：第一或前方的组件5，第二组件6，第三组件7，第四组件8，第五或后方组件9。车体3在垂直于图1平面的主支承方向上支承在组件、6、7、8、9中的每一个上。

这些组件5、6、7、8、9以这样的方式连接到车体3上：即，这些组件可以在垂直于主方向的“支承”平面中移动，在所述主方向上车体3支承在组件5、6、7、8、9上。在这里支承平面相当于图1的平面。

这些组件5、6、7、8、9装配有下面将详细描述的用于在轨道2上横向引导的装置。

当车辆1在轨道2的直线部分上时(附图1)，这些组件5、6、7、8、9沿着对应于轨道轴线的纵向轴线D排列。

当车辆1位于轨道2的曲线部分上时(附图2)，这些组件5、6、7、8、9随着由轨道2确定的大致圆弧形的曲线移动。各个组件5、6、7、8、9在主支承平面中相对于车体3横向移动。

如图3和4所示，车体3经由多个悬架12、13支承在组件5、6、7、8、9上，所述悬架12、13分布于车体3下方、车体前部和后部之间。

每个悬架12、13包括平板16和位于平板16和车体3之间的弹簧件17(附图3)，该平板16支承在组件5、6、7、8、9中的一个或者两个上。弹簧件17允许车体3相相对于平板16在图3中箭头P所指示的主支承方向上的运动。

左、右前悬架13位于第一组件5的左、右前端和车体3的前部之间(在图3和图4的左边)。左、右的后悬架13位于第五组件9的左、右后端和车体3的后部之间(在图3和图4的右边)。前、后悬架13的平板16刚性地固定在前后组件5、9上。

中间悬架12位于前、后悬架13之间。各中间悬架12位于组件5、6、7、8、9中相邻的两个的接合处，并且将所述的两个组件5、6、7、8、9支承车体3的力分解。

为此，每个中间悬架12的平板16通过枢轴连接可转动地固定到所涉及的两个组件中的位于前面的一个上，所述枢轴连接具有平行于支承方向P的轴线，并且所述每个中间悬架12的平板16与位于后边的组件平坦地滑动支承接合。

为了将车体3与组件5、6、7、8、9纵向相连，各个组件5、6、7、8、9由连接杆14连接到车体3上，从而强迫组件5、6、7、8、9和车体一起在纵向方向上移动。每个连杆14一端固定在组件5、6、7、8、9上，另一端紧固到车体3上。下面将详细描述连杆14向车体3的固定。

这些组件5、6、7、8、9的结构是类似的。仅对第二组件6的结构进行详细描述。

如图5所示，轨道2包括横向间隔开的沿纵向、即垂直于图5平面延伸的右、左侧凸缘19。每个凸缘19具有侧引导表面21。凸缘19由图中未示出的中间部分连接。

第二组件6包括在工作时沿着轨道2的左、右部分19延伸的横向间隔开的右、左框架22。

每个框架22包括C形截面的纵向芯部，所述芯部具有基座25，下分支26和上分支27从该基座25朝着另一框架22横向延伸。

在操作中，部分19被容纳于下分支26和上分支27之间。

每个框架22的基座25带有侧导引装置，该侧导引装置包括与相应的部分19的侧表面21支承接合的导向辊28。辊28被弹簧件顶靠在侧表面21上，所述弹簧件采取作用于可移动支持件上的弹簧29的形式，而所述支持件载有辊28。

上分支27和下分支26载有永磁铁或电磁铁装置23，所述永磁铁或电磁铁装置适于与轨道上的相应装置(图中未示出)配合工作，以便将车体3悬浮于轨道2之上并驱动组件5、6、7、8、9沿着轨道2运动。

车辆1的车体3支撑于各框架22的前、后的悬架上，这里是在中间悬架12上。在图5中，只有组件6后部的中间悬架12可以看到。这些中间悬架12被布置在车体3、第二组件6和第三组件7之间(图4)。

车辆1的悬架12、13是气动隔膜悬架。所有的悬架12、13具有类似的结构。下面只详细介绍位于车体3、第一组件5和第二组件6之间的左中间悬架12的结构。

如图6所示，相关的中间悬架12包括上连接器33、下连接器34和环形隔膜35。

上连接器33为盘形，其在中心部分上具有朝悬架12的外部突出的、对中固定立柱36。上连接器33平行于支承平面延伸。车体3支承在具有立柱36的连接器33上，所述立柱36容纳于车体3的互补壳体中。立柱36强迫上连接器33和车体3在支承平面内一起移动。

上连接器33具有两个沿直径对置的轭，所述轭与上连接器33模铸成一件。

如图7所示，所述轭是由从上连接器33的边缘径向向外凸起的延伸件37形成的。每个轭具有两个延伸件37，在其自由端之间例如借助于在延伸件37之间横向延伸的轴14b固定有连接杆14的端部14a。因此连杆的端部14a沿纵向紧固到上连接器33上并从而紧固到车体3上。

再次参照图6，延伸件37在与立柱36相对的轴向侧弯曲，以便不会妨碍车体3。

下连接器34具有截锥台形轮廓，所述截锥台形轮廓具有在其最大直径区域中借助于截锥台部分39延伸的径向部分38，所述截锥台部分39在从与上连接器33相对侧起的方向上延伸并加宽。截锥台部分39在其外表面上具有环形筋40，所述环形筋40基本上位于径向部分38和截锥台部分39的自由边缘之间的半途。

隔膜35在上连接器33和下连接器34之间限定出大致为环形的密封腔C。

隔膜35具有直径较大的较厚的上边缘，借助于夹住隔膜35的上边缘的环41，相对于上连接器33的下表面固定并密封。隔膜35具有小直径的下边缘，轮缘42密封地支承在下连接器34的截锥台表面39上的筋40上。

密封腔C充有可压缩的流体、例如空气，作为悬浮垫。沿着支承方向P的推力压缩空腔C中的流体，伴随着隔膜35的变形和连接器33和34彼此相向运动，允许在支承方向P上连接器33、34之间的相对移动。

进而，可变形隔膜35的挠性允许连接器33、34相对于支承方向P的横向相对移动。悬架12、13的隔膜35是允许大幅度的横向相对移动的类型，即，它们允许在上连接器33和下连接器34之间的横向移动，这种横向移动相对于在支承方向P上允许的移动来说幅度较大。

允许在支承方向P中运动的横向移动比例在5-15之间的范围。例如在支承方向P上的移动在10mm-30mm范围之间。例如，横向移动是在80mm-200mm的范围之间。

在静止位置，没有横向力施加于悬架12上，上连接器33和下连接器34沿支承方向P对齐。在悬架12响应于横向负载而采取的偏置位置中，连接器33和34彼此轴线偏离。由于隔膜35的横向弹性，悬架12施加使得连接件33、34趋向于返回到静止位置的横向力。

下连接器34支承在平板16上，平板16又依次通过有弹性的推力轴承43、44支承在组件5、6上。

有弹性的推力轴承43、44由交互堆叠的刚性金属件和挠弹性件组成。更准确地说，每个弹性推力轴承43、44从底端向上依次包括厚的刚性底脚45，第一弹性层46，薄的刚性中间层47，第二弹性层48，厚的刚性头49。为了将其固定到相应的组件5、6上，底脚45设有容纳在组件5、6的互补的壳体中的榫50。

平板16被支承在第一推力轴承43的头部49的平的上表面上，以提供平的接触，使平板16于支承平面上在第一推力轴承43上滑动。

平板16在第二推力轴承44的高度处具有圆柱形突起51，该圆柱形突起51容纳在形成于第二推力轴承44的头部49中的互补圆柱形凹槽内，以便在平板16和组件6之间提供枢转连接，其轴线A平行于支承方向P。这样，平板16相对于支承方向P横向紧固到第二推力轴承44上。

在悬架12上施加大的负载的情况下，弹性推力轴承43、44的弹性层46、48的压缩使得平板16在支承方向P上相对于组件5、6有限地移动。

为了改善平板16相对于第一组件5的固定，优选通过第二推力轴承44提供通道52，用于使得悬转导向件例如一个轴(未示出)通过。

下连接器34通过连接部分53支承在平板16上。平板16大约在其中央具有突起54。连接部分53支承在平板16的顶部并且包括凹槽，突起54配合在所述凹槽中。连接部分53在相对侧上具有配合到下连接器34中的锥台端55。连接部分53的锥台端55借助于两层弹性材料56与下连接器34的圆锥状部分39的内表面配合，在所述两层弹性材料56之间有一锥台状插件57。弹性层56将振动滤掉。

如图7所示，第二组件6承载着两个侧向间隔开的第一推力轴承43。因此，平板16被三个轴承支承接合，包括在第二组件6上的两个平面推力轴承43和一个在组件5上枢转连接推力轴承。

再次参照图3和图4，中间悬架12根据连接杆14是否与它们的上部连接器相连接而彼此不同。

更具体地说，第二组件6和第三组件7之间的中间悬架12不通过连接杆14连接到这些组件6、7上。第三组件7和第四组件8之间的中间悬架12通过连接杆14仅连接到第三组件7上。第四组件8和第五组件9之间的中间悬架12通过连接杆14与组件8、9每一个连接。

前端和后端悬架13与中间悬架12的不同在于，它们的平板16是被刚性固定到相应的组件、即前组件5和后组件9上的。

连杆14限制上连接器34相对于组件5、6、7、8、9的纵向移动。结果，悬架12、13和车体3的上连接器33可以在支承平面上沿着相对于组件5、6、7、8、9的横向、即在支承平面内并垂直于车体3的纵向轴D的方向上移动。横向与图6的平面垂直，在图4中由箭头L表示。

连杆14与中间悬架12的上连接器33连接，以便不会阻止上连接器33的横向移动，例如，通过使用弹性橡胶套筒将连杆14的端部14a固定到轴14b上。

如图4所示，车辆1具有两个同样的系统58，用于使组件5、6、7、8、9在支承平面上相对于车体3的移动同步。

图4中所示的前同步系统58使第一组件5和第二组件6的移动同步。

其包括第一起重器59和第二起重器60。每个起重器59、60包含：气缸61，在气缸61中滑动并将气缸61内部腔室分为第一室和第二室的活塞62，以及与活塞62相连的杆件63。气缸61横向固定在车体3的下方。杆件63可以在车体被支承在组件5、6、7、8、9上的平面中沿着横向L方向移动。

为了使它们的移动同步，第一起重器59和第二起重器60由封闭的流体通路64连接，该流体通路包括：第一管65，所述第一管65为位于同一侧的第一起重器59的室和第二起重器60的室之间提供流体连通；第二管66，所述第二管66为位于同一侧的第一起重器59的另一室和第二起重器60的另一室之间提供流体连通。

在本实施例中，第一管65直接连接第一起重器59的左边的室和第二起重器60的左边的室，第二管66直接连接第一起重器59的右边的室和第二起重器60的右边的室。

在实施中，杆件63朝着车辆1的左侧(图4中的上)或右侧(图4中的下)横向移动。

第一起重器59的杆件63向左移动，如箭头F1所示，容纳在第一起重器59的左侧的室内的流体被排向第二起重器60的左侧的室，并将流体从第二起重器60的右侧的室吸入到第一起重器59的右侧的室。这样做的结果是：第二起重器60a的杆63向右移动，如箭头F2所示。同样地，第一起重器59的杆63向右的移动导致第二起重器60的杆63向左的移动。

换而言之，第一起重器59的杆63的横向移动导致第二起重器60的杆63向相反方向的横向移动。

第一起重器59的杆63的端部经连杆67连接到前部悬架13的平板16上。第二起重器60的杆63的端部被连杆67连接到悬架12位于车体3和第二组件6的后端之间的平板16上。如上所示，相关的中间悬架12的平板16在第二组件6后端的支承平面中被控制着一起移动。前部悬架13的平板16被一起紧固在组件5前端的支承平面上。

因此，每个平板16的横向移动都伴随着相关组件5、6的相应端部的横向移动。

当车辆1沿着轨道2的直线部分移动时，第一组件5和第二组件6与车体对齐。当车辆1进入轨道2的曲线部分时，第一组件5的前端被轨道2导引而追随轨道2的曲线。这个端部在相对于车体3的方向上横向移动。这一移动导致第一起重器59的杆63的移动，结果引起第二起重器60的杆63向相反方向的移动。第二起重器60的杆件63又驱动第二组件6的后端向着与第一组件5的前端相反的方向横向移动。第一组件5和第二组件6采用图2所示的布置。

一个后同步系统58(在图4的右侧)使得中间第三组件7和后部第五组件9在支承平面中相对于车体的移动同步。该后同步系统58使用的附图标记与上述的前同步系统58相似的元件使用的附图标记相同。

后同步系统58的第一起重器59的杆63的端部由连杆67连接到在车体3和第三车体2的后端之间的中间悬架12的平板16上。后同步系统58的第二起重器60的杆63的端部由连杆67连接到在车体3和第五组件9的后端之间的后悬架13的平板16上。

第三组件6的后端相对于车体3的横向移动导致后同步系统58的第一起重器59的杆63的相应移动。由此引起第二起重器60的杆件63的相应移动，该移动导致第五组件9的后端横向移动。第三组件7的后端和第五组件9的后端相对于车体3在相反方向上横向移动。

在第一组件5和第二组件6之间以及在第四组件8和第五组件9之间的中间悬架12的平板16未被连接到同步装置上。这些平板16由横向缓冲器69连接到车体3上，以限制并控制车体3和平板16之间的移动。

如图2所示，在曲线段，车体3由同步系统58相对于组件5、6、7、8、9定位，以便第一组件5和第五组件9在车体3的纵向轴线D的一侧以及第二组件6，第三组件7和第四组件8位于相对侧。这种布置使车体3在弯道上能令人满意地定位在组件5、6、7、8、9上，并使车体的支承载荷适当地分配到组件5、6、7、8、9上。

这些同步组件易于装配在车体3的下方。组件相对于车体的移动能量由起重器再生，借助于同步装置中的流体通路的管件中流动的流体简单地传送给另一个起重器。这些管件从一个起重器简单连接到另一个起重器，不必考虑车体下侧的轮廓。由于这些管件必要时可以被弯曲或弯折，所以没有必要提供特定的壳体或通路。进而，流体管路特别简单，更可靠且能减少正确运行所需的维护。

如在图5中所示，同步系统58的起重器60的气缸61，在本例中为前同步系统58的第二起重器60的气缸61，借助于支架68简单地固定在车体3的下方，所述支架68将气缸61的端部连接到车体3的下侧。流体通路64的管件65、66伸出气缸61，并通到车体3的下侧之下，以腾出车体3下方的空间。

本发明可以被应用到具有不同悬浮系统的车辆上，例如一个传统使用轮子的机械悬浮装置。

Claims

1.一种适于沿着轨道(2)移动的车辆(1)，包括车体(3)和用于将车体(3)悬浮在轨道上的悬浮装置(4)，其中，车体(3)在运行中在主支承方向(P)上支承在悬浮装置(4)上，悬浮装置(4)包括：

-第一悬浮组件(5、7)和第二悬浮组件(6、9)，第一和第二悬浮组件连接到车体(3)上，并且能够在垂直于主支承方向(P)的支承平面内移动，以便当车辆沿着轨道的曲线部分运动时，允许第一和第二悬浮组件相对于车体转动；

-用于使第一和第二悬浮组件(5、6；7、9)在支承平面内相对于车体(3)的运动同步的同步装置；

该车辆的特征在于，同步装置包括：

-在第一悬浮组件(5、7)和车体(3)之间的第一液压起重器(59)；

-在第二悬浮组件(6、9)和车体(3)之间的第二液压起重器(60)；以及

-流体回路(64)，该流体回路(64)连接第一和第二液压起重器(59、60)，以便使第一和第二液压起重器(59、60)的动作同步；

第一和第二液压起重器(59、60)包括可移动的杆(63)，且被布置成使它们的杆(63)相对于车体(3)侧向移动；

第一和第二液压起重器(59、60)相连接，以便一个液压起重器(59)的杆(63)在一个方向上的侧向移动引起另一个液压起重器(60)的杆(63)在相反方向上的侧向移动。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，第一和第二悬浮组件(5、6；7、9)一个接一个排列成列，并且第一液压起重器和第二液压起重器分别布置在车体和第一、第二悬浮组件(5、6)的与它们的相邻端部相反的各端部之间。

3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，所述第一和第二液压起重器(59、60)是双作用式液压起重器，每一个都包括被活塞分隔开的第一室和第二室，所述活塞安装在第一和第二液压起重器(59、60)的杆(63)上。

4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，第一液压起重器(59)的第一室和第二室经由流体回路与第二液压起重器(60)的第一室和第二室流体连通。

5.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，第一和第二悬浮组件(5、6、7、8、9)是包括磁性装置(23)的磁悬浮组件，所述磁性装置(23)适于与轨道(2)的互补磁性装置协同作用。