CN201410952Y

CN201410952Y - 动车的加力发动机单元

Info

Publication number: CN201410952Y
Application number: CN2009200040554U
Authority: CN
Inventors: 王贵生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-01
Filing date: 2009-02-01
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2019-02-01

Abstract

本实用新型提供一种动车的加力发动机单元，就是把涡轮喷气发动机安装到转向架上，作为动车的加力发动机单元。把加力发动机单元用牵引杆和推力杆连接无动力车厢和动车单元，形成新型动车组，新型动车组有了第二种动力。当新型动车组以比较高的速度(如200－300公里/小时)正常行驶在平直的轨道上，开启加力发动机，给新型动车组增加新的推力，使新型动车组获得更高的速度。

Description

动车的加力发动机单元

技术领域

本实用新型涉及动车的发动机单元。

背景技术

在交通体系中，轨道交通以其用地省、运能大、速度快、节约能源、减少污染、运行经济、安全性好优点，越来越受到人们的重视。将得到大力发展。

国际上轨道交通的发展很快，德国、法国和日本都在先进行列。

60年代，日本决心新建高速客运铁路网，于是有了世界上首列运营用高速动车组——新干线-0系。

70年代，法国试制了燃气轮机高速动车组——TGV-0。

80年代，高速铁路网在欧洲延伸，风驰电掣的各系TGV以300km/h的速度成为法国人的骄傲。

90年代，法国TGV试验速度突破500km/h。

新世纪，法国TGV试验速度突破570km/h。

我国已经在时速200公里的技术平台上自主创新研制时速300公里动车组。并且研制出时速350公里的超高速动车组。

铁路部门证实，京津城铁运行的“和谐号”CRH3动车时速不低于350公里，在一次测试中，CRH3动车跑出了380公里的时速，京津半小时通达已经成为现实。

下一步，轨道交通发展方向是安全、舒适和高速度。

为了提高动车组的运行速度有如下途径：

1.加强大功率机车的研制。目前，我们国家，在6轴总功率7200千瓦的技术平台上，正在组织实施牵引变流器、牵引电机、车体、转向架以及整车集成技术的自主创新，机车总功率可提高到9600千瓦，成为未来牵引货物列车的主力机型。很明显，大功率的机车肯定能够提高动车组的速度。

2.改变动车和拖车的编组比例，减少无动力车厢的数量，提高动车组的速度。用少拉无动力车厢的办法来提高动车组的速度。其经济性是不合理的。

发明内容

本实用新型的主要目的是克服上述现有技术中的缺陷，提供一种动车的加力发动机单元。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种动车的加力发动机单元，其包括涡轮喷气发动机和转向架，上述涡轮喷气发动机安装在上述转向架上，作为动车组的加力发动机单元，使动车组有了第二种动力，还包括把涡轮涡扇喷气发动机作为动车的加力发动机。

本实用新型是把涡轮喷气发动机安装在转向架上，成为新型动车组的加力发动机单元，与动车和无动力车厢组成新型动车组。在行进中，开启涡轮喷气发动机，使新型动车组获得更大的前进动力，提高动车组的运行速度。

当动车组以比较高的速度(如200-300公里/小时)正常行驶在平直的轨道上，开启加力发动机给动车组增加新的推力，使动车组获得更高的速度。初期，新型动车组的运行速度要求达到400公里/小时以上。多拉快跑，提高路网的效率。

附图说明

图1是表示加力发动机单元的示意图；

图2是带加力发动机单元的动车组的方案1示意图——该方案是将加力发动机单元加在动车组的头部和尾部。

附图标记说明

1：铁轨 2：牵引杆 3：转向架 4：涡轮喷气发动机

5：推动杆 6：拖车 7：动车

具体实施方式

一.关于涡轮喷气发动机：

1-1.涡轮喷气发动机简称涡喷发动机，通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。工作时，发动机首先从进气道吸入空气。压气机顾名思义，用于提高吸入的空气的的压力。压气机主要为扇叶形式，叶片转动对气流做功，使气流的压力、温度升高。随后高压气流进入燃烧室。燃烧室的燃油喷嘴射出油料，与空气混合后点火，产生高温高压燃气，向后排出。高温高压燃气向后流过高温涡轮，部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能，驱动涡轮旋转。由于高温涡轮同压气机装在同一条轴上，因此就驱动压气机旋转，从而反复的压缩吸入的空气。从高温涡轮中流出的高温高压燃气，在尾喷管中继续膨胀，以高速度从尾部喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多，从而产生了对发动机的反作用推力，驱使飞行器向前飞行。

1-2.既然，涡轮喷气发动机能够凭借反作用推力，驱使空中的飞行器向前飞行。那么，它们完全能够推动在地面铁轨上的列车向前奔跑。

涡轮喷气发动机作为动车组的第二动力源，成为动车的加力发动机。增大了动车的前进动力，使新型动车组获得更高的运行速度。

1-3目前，我们国家已经具有研制、生产、使用涡轮喷气发动机的能力。有多品种，多规格。

由于各种原因，涡轮喷气发动机的应用范围仅局限在航空，航天领域。

从技术上讲，把涡轮喷气发动机作为动车的第二动力源的技术途径是；

1)选择现在已经有的涡轮喷气发动机，经过改装后，安装在转向架上，作为动车的第二动力源。

2)以现有的涡轮喷气或涡轮涡扇喷气发动机的技术作为依托，为轨道交通研制专用的喷气发动机。作为动车的第二动力源。

目前，我们国家在涡轮喷气气发动机方面的技术是成熟的，生产能力强；试验设备完备。为动车的第二动力源开发，有着雄厚的资源。

3)此外，在国际市场上，可以选购俄罗斯、法国、英国的涡轮喷气发动机成熟产品，作为动车的第二动力源。

1-4喷气发动机的燃料：燃烧剂是航空煤油；氧化剂是空气中的氧气。

喷气发动机的点火器：电热点火；方便、可靠。

1-5喷气发动机起动有两种办法：

(1)电机起动：使用12V直流电机拖转发动机。适用于静态起动。

(2)空气起动：有良好的风车特性，适合空气起动。

二.涡轮喷气发动机在动车上的应用：

2-1.说明书附图1为《带加力发动机的动车单元示意图》：如图所示，动车单元是由转向架和加力发动机(涡轮喷气发动机)两部分组成。需要解决的技术问题是：

2-1-1把加力发动机(涡轮喷气发动机)包括油箱、附件安装到转向架上，组成动车的加力发动机单元。

动车的加力发动机单元有两种使用情况：

(1)首先可以作为单节动车使用，用于快速救援；

(2)把加力发动机单元、动车单元和无动力车厢组成新型动车组。这是加力发动机单元的主要用途。当新型动车组以比较高的速度(如200-300公里/小时)正常行驶在平直的轨道上，开启加力发动机，给新型动车组增加新的推力，使新型动车组获得更高的运行速度，初期，其运行速度要求达到400公里/小时以上。提高路网的效率。

2-1-2保持涡轮喷气发动机头部的进气道正常工作——

2-1-2-1保持涡轮喷气发动机头部的进气道进口气流的流场正常；

2-1-2-2在涡轮喷气发动机头部前面加装防护网，防止飞鸟、异物进入进气道，保持涡轮喷气发动机正常工作。

2-1-3在涡轮喷气发动机尾喷口外增加废气分流、隔热挡板，使加力发动机的尾喷口排出的高温废气不危害其它设备。

2-1-4降低加力发动机(涡轮喷气发动机)产生的躁声。

(1)采用声学控制方法降低噪音，主要包括吸音、隔音、减震、密封。

(2)当新型动车组行驶在人口稠密的城镇附近时，关闭加力发动机，减少躁声污染。

2-1-5由于开启加力发动机新型动车组获得更高的速度，要求改进新型动车组的制动系统。保证安全。

2-2说明书附图2为《带新型动车单元的动车组示意图》：如图所示，把新型动车单元、动车、和无动力车厢，编成新型动车组。最简单编组是：

新型动车单元+无动力车厢+原动车单元+无动力车厢+新型动车单元。

2-3新型动车组的运行模式：新型动车组是双动力，他的运行模式有二种：

2-3-1当动车组在启动、弯道阶段，动车组使用第一动力，也就是用电力动力单元驱动动车组前进。它的速度在200-300公里/小时以下。

2-3-2当动车组以比较高的速度(如200-300公里/小时)正常行驶在平直的轨道上，开启加力发动机，给新型动车组增加新的推力，使其获得更高的速度。提高路网的效率。

初期，新型动车组的运行速度。按400公里/小时的要求进行。进一步要求新型动车组的运行速度所的目标是800-1000公里/小时。

三.本实用新型专利的具体实施方案：

3-1第一阶段-新型动车单元在试验室的试验和验收

3-1-1建立涡轮涡扇喷气发动机的地面试验台：综合考核涡轮涡扇喷气发动机；

3-1-2带加力发动机的动车单元的新型动车单元方案设计；

3-1-3新型动车单元的方案设计评审；

3-1-4新型动车单元的样机生产；

3-1-5建立新型动车单元的试验室；

3-1-6新型动车单元的试验和验收。

3-2新型动车单元在铁道试验线上进行试验；

3-2-1新型动车单元在试验轨道上进行样机试验；比如在环行铁道试验线上进行试验；

3-2-2.在指定的铁道线上进行试验；

3-2第二阶段试验

3-2-1用新型动车单元、动车单元和无动力车厢组成的新型动车组方案设计；

3-2-2新型动车组方案设计评审；

3-2-3新型动车组样机生产；

3-2-4在试验轨道上进行新型动车组样机试验；比如在环行铁道试验线上进行试验；

3-2-5在指定的铁道线上进行新型动车组样机的试验；

3-3在指定的铁道线上进行新型动车组的试运行；

3-4新型动车组投入正式运行。

四.本实用新型专利实施后的预期目标：

本实用新型专利实施后，新型动车组的预期目标是——

4-1.新型动车组投入正式运行后，初期，它的运行速度能够达到400km/h。

4-2.提高铁路线路的质量；提高运行的自动化水平；改进新型动车组，争取使新型动车组的运行速度能够达到800-1000km/h。

Claims

1.一种动车的加力发动机单元，其特征在于，包括涡轮喷气发动机和转向架，上述涡轮喷气发动机安装在上述转向架上，作为动车组的加力发动机单元，使动车组有了第二种动力，还包括把涡轮涡扇喷气发动机作为动车的加力发动机。