CN209395806U - 一种分布式驱动新轮轨高速列车系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轨道交通技术领域的一种分布式驱动新轮轨高速列车系统，包括多个转向架主体、以及一对轨道组件，每个轨道组件均包括承重轨道、导向轨道；每个转向架主体均包括车厢连接架、承重架、承重轮、导向轮、横向伸缩连杆机构、弹簧阻尼组件、减震组件、电机安装架；每个转向架主体的承重轮设有两个且分别在两条承重轨道上滚动；每个转向架主体的导向轮设有两组且分别在两条导向轨道上滚动；每个承重轮均配置一个动力单元，该动力单元包括承重轮驱动电机，承重轮驱动电机安装在电机安装架上，承重轮驱动电机的输出主轴与承重轮的轮轴传动连接。使得每一个承重轮配置有独立的动力源。

Description

一种分布式驱动新轮轨高速列车系统

技术领域

本实用新型涉及轨道交通技术领域，具体来说，是新轮轨高速列车系统。

背景技术

轮轨列车和磁浮列车是轨道交通的主要的两种技术形式。其中，轮轨列车采用车轮在轨道上啮合运行的模式，车轮和轨道直接接触，广泛运用于铁路、城市交通以及矿山等一些特殊的场合，是轨道交通普遍采用的方式，其具有技术成熟、安全可靠、运输能力强、兼具准时性与速达性、舒适性高等的优势。

传统轮轨列车的局限主要体现在两点：(1)车轮和轨道组成的系统(简称轮轨系统)中承重、导向功能是耦合的。在速度达到400km/h以上时，轮轨接触的动力学性能急剧下降，同时维持高速度对轮轨系统的要求严苛，导致安全性和可靠性大幅下降，相应的经济性能也大幅下降。传统的轮轨系统限制了列车最高车速的提高；(2)依靠轮轨滚动摩擦运行，即所谓黏着运行，摩擦利用程度既决定了、也限制了系统牵引能力的发挥。为实现更高速度，要求尽可能多地利用列车重量产生摩擦力，最终是列车全部重量都被用于产生摩擦力，所有车轴均为动轴，这就是当前动车组的基本原理。牵引力的限制阻碍了列车加速性能以及最高车速的提升。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种分布式驱动新轮轨高速列车系统，以摆脱重力产生牵引力的限制。

本实用新型的目的是这样实现的：一种分布式驱动新轮轨高速列车系统，包括多个转向架主体、以及与该转向架主体滚动配合的一对轨道组件，每个轨道组件均包括承重轨道、导向轨道，所述承重轨道的工作面水平设置，所述导向轨道的工作面竖直设置；

每个转向架主体均包括车厢连接架、承重架、承重轮、导向轮、横向伸缩连杆机构、弹簧阻尼组件、减震组件、安装在车厢连接架上的电机安装架，其中，所述车厢连接架水平旋转地安装在车厢底侧，所述减震组件设置在车厢连接架、承重架之间且同时与两者连接；

每个转向架主体的承重轮设有两个，两个承重轮分别设置在承重架左右端且分别在两条承重轨道上滚动；

每个转向架主体的导向轮设有两组，每组有两个导向轮，两组导向轮分别设置在横向伸缩连杆机构左右端且分别在两条导向轨道上滚动，所述横向伸缩连杆机构可进行左右双向伸缩且伸缩方向垂直于车厢中心线，所述弹簧阻尼组件与横向伸缩连杆机构相结合以使得横向伸缩连杆机构始终处于向左右两侧伸张的状态；

每个承重轮均配置一个动力单元，该动力单元包括承重轮驱动电机，所述承重轮驱动电机安装在电机安装架上，所述承重轮驱动电机的输出主轴与承重轮的轮轴传动连接。

进一步地，每个导向轮均配置一个驱动单元，该驱动单元包括安装在电机安装架上的导向轮驱动电机，所述导向轮驱动电机的输出主轴与导向轮的轮轴传动连接。

进一步地，上述与导向轮配套的驱动单元还包括齿轮传动机构，所述齿轮传动机构安装在横向伸缩连杆机构上，所述导向轮驱动电机、齿轮传动机构、导向轮的轮轴依次传动连接。

进一步地，所述齿轮传动机构包括齿轮箱，还包括处于齿轮箱内的驱动锥齿轮、从动锥齿轮，所述驱动锥齿轮和从动锥齿轮相互啮合，所述驱动锥齿轮与导向轮驱动电机的输出轴形成传动配合关系，所述从动锥齿轮同轴套装在导向轮的轮轴上。

进一步地，每个承重轮所配套的动力单元还包括一对承重部万向节，还包括一个承重部联动轴，所述承重部联动轴两端分别通过承重部万向节与承重轮的轮轴、承重轮驱动电机的输出轴形成连接关系。

进一步地，上述与导向轮配套的驱动单元还包括一对导向部万向节，还包括一个导向部联动轴，所述导向部联动轴两端分别通过导向部万向节与驱动锥齿轮的轮轴、导向轮驱动电机的输出轴形成连接关系。

进一步地，所述横向伸缩连杆机构为剪刀叉连杆结构，所述横向伸缩连杆机构的中心铰点处于车厢连接架的旋转中心轴线上，所述横向伸缩连杆机构与承重架滑动连接并形成滑动副。

本实用新型的有益效果在于：使得每一个承重轮、导向轮配置有独立的动力源，使列车牵引力摆脱了重力产生牵引力的限制，系统具备很强的动力性能；便于实现模块化设计，后期安装、维修方便；能够实现列车制动能量的回收，系统更节能；制动力大小也能摆脱重力产生制动力的限制，系统更安全。

附图说明

图1是本实用新型的系统布局示意图。

图2是图1中的A-A剖视图。

图3是图2中的B部放大图。

图中，1车厢连接架，2承重架，3承重轮，4承重轮驱动电机，5导向轮，6齿轮传动机构，601齿轮箱，602驱动锥齿轮，603从动锥齿轮，7导向轮驱动电机，8承重部万向节，9承重部联动轴，10承重轨道，11导向轨道，12减震组件，13横向伸缩连杆机构，14弹簧阻尼组件，15导向部万向节，16导向部联动轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。

如图1-3所示，一种分布式驱动新轮轨高速列车系统，包括多个转向架主体、以及与该转向架主体滚动配合的一对轨道组件。

每个轨道组件均包括承重轨道10、导向轨道11，承重轨道10的工作面水平设置，导向轨道11的工作面竖直设置。

每个转向架主体均包括车厢连接架1、承重架2、承重轮3、导向轮5、横向伸缩连杆机构13、弹簧阻尼组件14、减震组件12、安装在车厢连接架1上的电机安装架17，其中，车厢连接架1水平旋转地安装在车厢底侧，减震组件12设置在车厢连接架1、承重架2之间且同时与两者连接。

每个转向架主体的承重轮3设有两个，两个承重轮3分别设置在承重架2左右端且分别在两条承重轨道10上滚动。

每个转向架主体的导向轮5设有两组，每组有两个导向轮5，两组导向轮5分别设置在横向伸缩连杆机构13左右端且分别在两条导向轨道11上滚动，横向伸缩连杆机构13可进行左右双向伸缩且伸缩方向垂直于车厢中心线，弹簧阻尼组件14与横向伸缩连杆机构13相结合以使得横向伸缩连杆机构13始终处于向左右两侧伸张的状态。

上述横向伸缩连杆机构13为剪刀叉连杆结构，横向伸缩连杆机构13的中心铰点处于车厢连接架1的旋转中心轴线上，横向伸缩连杆机构13与承重架2滑动连接并形成滑动副；横向伸缩连杆机构13可进行左右双向伸缩且伸缩方向垂直于车厢中心线，弹簧阻尼组件14与横向伸缩连杆机构13相结合以使得横向伸缩连杆机构13始终处于向左右两侧伸张的状态，以使得两组导向轮5分别紧贴两个导向轨道11的工作面。

每个承重轮3均配置一个动力单元，该动力单元包括承重轮驱动电机4，承重轮驱动电机4安装在电机安装架17上，承重轮驱动电机4的输出主轴与承重轮3的轮轴传动连接。

每个导向轮5均配置一个驱动单元，该驱动单元包括安装在电机安装架17上的导向轮驱动电机7，导向轮驱动电机7的输出主轴与导向轮5的轮轴传动连接。

在列车行驶时，承重轮驱动电机4驱使承重轮3在承重轨道10上滚动，导向轮驱动电机7驱使导向轮5在导向轨道11上滚动，形成双重驱动效果，以使得列车能够快速前进。

上述与导向轮5配套的驱动单元还包括齿轮传动机构6，齿轮传动机构6安装在横向伸缩连杆机构13上，导向轮驱动电机7、齿轮传动机构6、导向轮5的轮轴依次传动连接。

上述齿轮传动机构6包括齿轮箱601，还包括处于齿轮箱601内的驱动锥齿轮602、从动锥齿轮603，驱动锥齿轮602和从动锥齿轮603相互啮合，驱动锥齿轮602与导向轮驱动电机7的输出轴形成传动配合关系，从动锥齿轮603同轴套装在导向轮5的轮轴上。使得导向轮驱动电机7的动力能够平稳地传递到导向轮5上。

每个承重轮3所配套的动力单元还包括一对承重部万向节8，还包括一个承重部联动轴9，承重部联动轴9两端分别通过承重部万向节8与承重轮3的轮轴、承重轮驱动电机4的输出轴形成连接关系。可克服震动对承重轮驱动电机4的输出轴的影响。

上述与导向轮5配套的驱动单元还包括一对导向部万向节15，还包括一个导向部联动轴16，导向部联动轴16两端分别通过导向部万向节15与驱动锥齿轮602的轮轴、导向轮驱动电机7的输出轴形成连接关系。利用导向部万向节15本身的柔性特征，可克服震动对导向轮驱动电机7的输出轴的影响，考虑到横向伸缩连杆机构13的实际伸缩量较小，即导向轮5的轴偏移量较小，且在导向部万向节15的承受范围之内，因此，横向伸缩连杆机构13的伸缩不会剧烈，不会对导向轮驱动电机7的输出轴造成影响。

以上是本实用新型的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本实用新型总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本实用新型要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分布式驱动新轮轨高速列车系统，包括多个转向架主体、以及与该转向架主体滚动配合的一对轨道组件，其特征在于：每个轨道组件均包括承重轨道(10)、导向轨道(11)，所述承重轨道(10)的工作面水平设置，所述导向轨道(11)的工作面竖直设置；每个转向架主体均包括车厢连接架(1)、承重架(2)、承重轮(3)、导向轮(5)、横向伸缩连杆机构(13)、弹簧阻尼组件(14)、减震组件(12)、安装在车厢连接架(1)上的电机安装架(17)，其中，所述车厢连接架(1)水平旋转地安装在车厢底侧，所述减震组件(12)设置在车厢连接架(1)、承重架(2)之间且同时与两者连接；每个转向架主体的承重轮(3)设有两个，两个承重轮(3)分别设置在承重架(2)左右端且分别在两条承重轨道(10)上滚动；

每个转向架主体的导向轮(5)设有两组，每组有两个导向轮(5)，两组导向轮(5)分别设置在横向伸缩连杆机构(13)左右端且分别在两条导向轨道(11)上滚动，所述横向伸缩连杆机构(13)可进行左右双向伸缩且伸缩方向垂直于车厢中心线，所述弹簧阻尼组件(14)与横向伸缩连杆机构(13)相结合以使得横向伸缩连杆机构(13)始终处于向左右两侧伸张的状态；

每个承重轮(3)均配置一个动力单元，该动力单元包括承重轮驱动电机(4)，所述承重轮驱动电机(4)安装在电机安装架(17)上，所述承重轮驱动电机(4)的输出主轴与承重轮(3)的轮轴传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种分布式驱动新轮轨高速列车系统，其特征在于：每个导向轮(5)均配置一个驱动单元，该驱动单元包括安装在电机安装架(17)上的导向轮驱动电机(7)，所述导向轮驱动电机(7)的输出主轴与导向轮(5)的轮轴传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种分布式驱动新轮轨高速列车系统，其特征在于：上述与导向轮(5)配套的驱动单元还包括齿轮传动机构(6)，所述齿轮传动机构(6)安装在横向伸缩连杆机构(13)上，所述导向轮驱动电机(7)、齿轮传动机构(6)、导向轮(5)的轮轴依次传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种分布式驱动新轮轨高速列车系统，其特征在于：所述齿轮传动机构(6)包括齿轮箱(601)，还包括处于齿轮箱(601)内的驱动锥齿轮(602)、从动锥齿轮(603)，所述驱动锥齿轮(602)和从动锥齿轮(603)相互啮合，所述驱动锥齿轮(602)与导向轮驱动电机(7)的输出轴形成传动配合关系，所述从动锥齿轮(603)同轴套装在导向轮(5)的轮轴上。

5.根据权利要求1所述的一种分布式驱动新轮轨高速列车系统，其特征在于：每个承重轮(3)所配套的动力单元还包括一对承重部万向节(8)，还包括一个承重部联动轴(9)，所述承重部联动轴(9)两端分别通过承重部万向节(8)与承重轮(3)的轮轴、承重轮驱动电机(4)的输出轴形成连接关系。

6.根据权利要求4所述的一种分布式驱动新轮轨高速列车系统，其特征在于：上述与导向轮(5)配套的驱动单元还包括一对导向部万向节(15)，还包括一个导向部联动轴(16)，所述导向部联动轴(16)两端分别通过导向部万向节(15)与驱动锥齿轮(602)的轮轴、导向轮驱动电机(7)的输出轴形成连接关系。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种分布式驱动新轮轨高速列车系统，其特征在于：所述横向伸缩连杆机构(13)为剪刀叉连杆结构，所述横向伸缩连杆机构(13)的中心铰点处于车厢连接架(1)的旋转中心轴线上，所述横向伸缩连杆机构(13)与承重架(2)滑动连接并形成滑动副。