CN210337903U - 一种磁悬浮列车用轨道系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁悬浮列车用轨道系统，包括：起始行驶部分、悬浮行驶部分和停止行驶部分；起始行驶部分和停止行驶部分的结构相同且相对于悬浮行驶部分的中间点对称设置；起始行驶部分，包括：第一轮轨轨道(1)、第二轮轨轨道(2)、悬浮导轨(3)和斜面轨道(4)；其中，第一轮轨轨道(1)、悬浮导轨(3)和斜面轨道(4)，沿着自起始行驶部分向悬浮行驶部分的方向，依次设置；第二轮轨轨道(2)，设置在悬浮导轨(3)的内侧。本实用新型的方案，可以解决永磁悬浮列车运行过程中在轮轨接触行驶阶段与悬浮行驶阶段之间切换时存在稳定性差的问题，达到提升切换运行的稳定性的效果。

Description

一种磁悬浮列车用轨道系统

技术领域

本实用新型属于磁悬浮运输技术领域，具体涉及一种磁悬浮列车用轨道系统，尤其涉及一种高速永磁悬浮列车复合轨道。

背景技术

磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。因为不存在与轨道的摩擦力，大大减小了车体行驶的阻力。在大功率直线电机的驱动下，磁悬浮列车可以达到很高的行驶速度(约为600～2000km/h)。目前世界很多国家都在进行高速磁悬浮列车的研发和试验。现有高速磁悬浮列车的悬浮方式主要有3种：分别是以德国为代表的常导电磁悬浮型；以日本为代表的电动悬浮型；以美国和中国为代表的永磁悬浮型。

常导电磁悬浮技术(简称EMS)是利用悬浮架两侧的可控直流电磁铁与导轨间的吸力来使车体悬浮，悬浮磁铁中需通入直流电流；电动悬浮技术(简称EDS)是利用车体上安装的超导体与轨道两侧的磁感应线圈产生的作用力使车体悬浮；永磁悬浮技术(简称PMS)是在车体下部安装有永磁体，利用永磁体在运动过程中与下方弧形轨道产生的斥力使车体悬浮。

永磁悬浮技术相比常导电磁悬浮技术和电动悬浮技术有很多优点，比如永磁悬浮不用像常导电磁悬浮那样需要在悬浮电磁铁中通入直流电并严格控制悬浮间隙，也无需像电动悬浮型那样需要超低温环境来保证超导体正常工作，不仅结构简单，而且可以节省大量电能。

永磁悬浮列车的一个重要特点就是在行驶过程中只有当列车运行到一定速度V后列车才开始悬浮，在没有达到悬浮速度V时依靠车轮行驶。根据永磁悬浮技术的这个特点，需要设计一种既能满足轮轨行驶要求又能满足悬浮行驶要求的列车走行系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述缺陷，提供一种磁悬浮列车用轨道系统，以解决永磁悬浮列车运行过程中在轮轨接触行驶阶段与悬浮行驶阶段之间切换时存在稳定性差的问题，达到提升切换运行的稳定性的效果。

本实用新型提供一种磁悬浮列车用轨道系统，包括：起始行驶部分、悬浮行驶部分和停止行驶部分；所述起始行驶部分和所述停止行驶部分的结构相同且相对于所述悬浮行驶部分的中间点对称设置；所述起始行驶部分，包括：第一轮轨轨道、第二轮轨轨道、悬浮导轨和斜面轨道；其中，所述第一轮轨轨道、所述悬浮导轨和所述斜面轨道，沿着自所述起始行驶部分向所述悬浮行驶部分的方向，依次设置；所述第二轮轨轨道，设置在所述悬浮导轨的内侧。

可选地，所述起始行驶部分和所述悬浮行驶部分均为双行轨道，该双行轨道沿其行驶中心线左右对称设置。

可选地，所述悬浮导轨，自其外侧向内侧的方向，具有向下凹陷的弧面。

可选地，所述斜面轨道，具有自所述第二轮轨轨道向所述悬浮行驶部分向下倾斜的斜面。

可选地，所述第一轮轨轨道，包括：第一混凝土凹槽；所述第一混凝土凹槽的凹槽宽度与列车的车轮的宽度相匹配，所述第一混凝土凹槽的凹槽深度能够保证所述车轮在行驶过程中不会脱离所述起始行驶部分。

可选地，所述第二轮轨轨道，包括：第二混凝土凹槽；所述第二轮轨轨道的第二混凝土凹槽，与所述第一轮轨轨道的第一混凝土凹槽，在凹槽深度和凹槽宽度方向上的槽口完全重合。

可选地，所述斜面轨道，包括：第三混凝土凹槽；所述第三混凝土凹槽具有斜面；所述斜面轨道的第三混凝土凹槽与所述第二轮轨轨道的第二混凝土凹槽的槽口对齐设置。

可选地，所述悬浮导轨，安装在所述第二轮轨轨道的下方，以在列车进入所述第二轮轨轨道的同时为列车提供悬浮力。

由此，本实用新型的方案，通过永磁悬浮列车复合轨道，保证列车从静止加速到悬浮过程的平稳过渡，又实现从列车悬浮阶段到减速静止阶段的安全着陆，解决永磁悬浮列车运行过程中在轮轨接触行驶阶段与悬浮行驶阶段之间切换时存在稳定性差的问题，达到提升切换运行的稳定性的效果。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的磁悬浮列车用轨道系统的一实施例的列车模型结构示意图；

图2为本实用新型的磁悬浮列车用轨道系统的一实施例的轮轨阶段运行结构示意图；

图3为本实用新型的磁悬浮列车用轨道系统的一实施例的悬浮阶段运行结构示意图；

图4为本实用新型的磁悬浮列车用轨道系统的一实施例的复合轨道构成结构示意图；

图5为本实用新型的磁悬浮列车用轨道系统的一实施例的复合轨道结构示意图；

图6为本实用新型的磁悬浮列车用轨道系统的一实施例的永磁悬浮运行结构示意图。

结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：

1-第一轮轨轨道；2-第二轮轨轨道；3-悬浮导轨；4-斜面轨道；5-车身；6-车轮；7-悬浮模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

鉴于永磁悬浮列车运行过程中存在轮轨接触行驶阶段和悬浮阶段，本实用新型的方案提出了一套适用于轮轨行驶和悬浮行驶的复合轨道方案，如一种磁悬浮列车用轨道系统，结构简单，易于施工。

由于永磁悬浮技术不像常导电磁悬浮那样可以让列车一直保持悬浮状态，而是轮轨行驶阶段和悬浮行驶阶段并存，本实用新型的方案所描述的一种永磁悬浮列车复合轨道很好地满足了永磁悬浮列车的行驶要求，不仅能保证列车从静止加速到悬浮过程的平稳过渡，又可以实现从列车悬浮阶段到减速静止阶段的安全着陆。

根据本实用新型的实施例，提供了一种磁悬浮列车用轨道系统。参见图1至图6所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。该磁悬浮列车用轨道系统可以包括：起始行驶部分、悬浮行驶部分和停止行驶部分。所述起始行驶部分和所述停止行驶部分的结构相同且相对于所述悬浮行驶部分的中间点对称设置。所述起始行驶部分，可以包括：第一轮轨轨道1、第二轮轨轨道2、悬浮导轨3和斜面轨道4。

其中，所述第一轮轨轨道1、所述悬浮导轨3和所述斜面轨道4，沿着自所述起始行驶部分向所述悬浮行驶部分的方向，依次设置。所述第二轮轨轨道2，设置在所述悬浮导轨3的内侧。

例如：如图1至图6所示，本实用新型的方案提供的一种高速永磁悬浮列车复合轨道系统，主要包括可以：第一轮轨轨道1、第二轮轨轨道2、悬浮导轨3和斜面轨道4组成。第一轮轨轨道1主要应用于列车从零开始加速阶段；第二轮轨轨道2、悬浮导轨3适用于列车预起浮阶段和预着陆阶段；斜面轨道4适用于磁悬浮列车的起浮和着陆阶段。

由此，通过第一轮轨轨道、第二轮轨轨道、悬浮导轨和斜面轨道构成的负荷轨道，不仅能保证列车从静止加速到悬浮过程的平稳过渡，又可以实现从列车悬浮阶段到减速静止阶段的安全着陆，保证了永磁悬浮列车运行过程中在轮轨接触行驶阶段与悬浮行驶阶段之间切换时的稳定性差。

在一个可选例子中，所述起始行驶部分和所述悬浮行驶部分均为双行轨道，该双行轨道沿其行驶中心线左右对称设置。通过双行轨道，可以保证列车运行的稳定性。

在一个可选例子中，所述悬浮导轨3，自其外侧向内侧的方向，具有向下凹陷的弧面。通过使悬浮导轨具有凹陷的弧面，可以容置第二轮轨轨道，可以提升在轮轨接触行驶阶段与悬浮行驶阶段之间切换的平稳性。

在一个可选例子中，所述斜面轨道4，具有自所述第二轮轨轨道2向所述悬浮行驶部分向下倾斜的斜面。通过设置斜面轨道，可以进一步提升在轮轨接触行驶阶段与悬浮行驶阶段之间切换的平稳性。

在一个可选例子中，所述第一轮轨轨道1，可以包括：第一混凝土凹槽。所述第一混凝土凹槽的凹槽宽度与列车的车轮6的宽度相匹配，所述第一混凝土凹槽的凹槽深度能够保证所述车轮6在行驶过程中不会脱离所述起始行驶部分。

例如：第一轮轨轨道1由带有凹槽的混凝土构成，凹槽刚好与车轮(如车轮6)的宽度相匹配，凹槽深度保证车轮在行驶过程中不会出轨。

可选地，所述第二轮轨轨道2，可以包括：第二混凝土凹槽。所述第二轮轨轨道2的第二混凝土凹槽，与所述第一轮轨轨道1的第一混凝土凹槽，在凹槽深度和凹槽宽度方向上的槽口完全重合。

例如：第二轮轨轨道2与轮轨轨道1同样均由带有凹槽的混凝土构成，且第二轮轨轨道2的凹槽与第一轮轨轨道1的凹槽在深度和宽度方向上完全重合，方便列车可以平稳地从第一轮轨轨道1驶入第二轮轨轨道2。

可选地，所述斜面轨道4，可以包括：第三混凝土凹槽。所述第三混凝土凹槽具有斜面。所述斜面轨道4的第三混凝土凹槽与所述第二轮轨轨道2的第二混凝土凹槽的槽口对齐设置。

例如：当列车在第二轮轨轨道2内行驶，悬浮力增大到克服列车重力时，车轮与第二轮轨轨道2脱离，此处安装有斜面轨道4，保证列车与第二轮轨轨道2的顺利脱离。斜面轨道4的凹槽与第二轮轨轨道2对齐，保证列车在起浮和着陆过程中的平顺性。

在一个可选例子中，所述悬浮导轨3，安装在所述第二轮轨轨道2的下方，以在列车进入所述第二轮轨轨道2的同时为列车提供悬浮力。

例如：在第二轮轨轨道2的下方安装有悬浮导轨3，在列车进入第二轮轨轨道2的同时，为列车提供悬浮力。

可见，本实用新型的方案，在轮轨轨道和悬浮轨道之间设置了过渡区域，使悬浮力平稳介入，降低了列车悬浮和着陆过程中产生的颠簸和振动；在悬浮点附近采用了斜面式轨道，使列车在离开轨道悬浮后仍然保持原来的运行高度，提高了乘坐舒适性，降低了轨道施工的难度；该轨道系统在着陆区附近采用了斜面轨道，使列车在减速过程中可以平稳着陆。

具体地，本实用新型的方案的工作过程，具体可以包括以下几个阶段。

加速阶段：列车(如车身5所属列车)在直线电机推力驱动下从静止开始运动，速度从零开始逐渐增加。在加速阶段，列车在第一轮轨轨道1区段内行驶。

预起浮阶段：当列车继续加速进入第二轮轨轨道2区段后，悬浮导轨产生向上的悬浮力，此时虽然列车车轮依然在水泥轨道凹槽中行驶，但是悬浮模块7产生的悬浮力持续增大已经接近列车重力。

起浮阶段：当列车在第二轮轨轨道2中继续加速达到起浮速度时，悬浮模块产生的悬浮力等于列车重力，列车具备起浮条件，列车继续向前，进入起浮区，由于悬浮力与列车重力已经平衡，随着列车进入斜面轨道4区段，列车起浮。

悬浮运行阶段：由于悬浮模块的悬浮力在列车速度越过悬浮点之后变化很小，所以列车会以悬浮状态持续向前行驶。

预着陆阶段：当列车需要进站或遇紧急情况需要停车时，车辆首先开始减速，当速度降低至接近起浮速度时，具备着陆条件。

着陆阶段：当列车速度降至起浮速度时，车轮缓慢与斜面轨道4接触，完成着陆。随着速度继续降低，悬浮力减小，轮对与轨道摩擦阻力增大，列车停止。

经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过永磁悬浮列车复合轨道，保证列车从静止加速到悬浮过程的平稳过渡，又实现从列车悬浮阶段到减速静止阶段的安全着陆，解决永磁悬浮列车运行过程中在轮轨接触行驶阶段与悬浮行驶阶段之间切换时存在稳定性差的问题，达到提升切换运行的稳定性的效果。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种磁悬浮列车用轨道系统，其特征在于，包括：起始行驶部分、悬浮行驶部分和停止行驶部分；所述起始行驶部分和所述停止行驶部分的结构相同且相对于所述悬浮行驶部分的中间点对称设置；

所述起始行驶部分，包括：第一轮轨轨道(1)、第二轮轨轨道(2)、悬浮导轨(3)和斜面轨道(4)；其中，

所述第一轮轨轨道(1)、所述悬浮导轨(3)和所述斜面轨道(4)，沿着自所述起始行驶部分向所述悬浮行驶部分的方向，依次设置；

所述第二轮轨轨道(2)，设置在所述悬浮导轨(3)的内侧。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮列车用轨道系统，其特征在于，所述起始行驶部分和所述悬浮行驶部分均为双行轨道，该双行轨道沿其行驶中心线左右对称设置。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮列车用轨道系统，其特征在于，所述悬浮导轨(3)，自其外侧向内侧的方向，具有向下凹陷的弧面。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮列车用轨道系统，其特征在于，所述斜面轨道(4)，具有自所述第二轮轨轨道(2)向所述悬浮行驶部分向下倾斜的斜面。

5.根据权利要求1-4之一所述的磁悬浮列车用轨道系统，其特征在于，所述第一轮轨轨道(1)，包括：第一混凝土凹槽；所述第一混凝土凹槽的凹槽宽度与列车的车轮(6)的宽度相匹配，所述第一混凝土凹槽的凹槽深度能够保证所述车轮(6)在行驶过程中不会脱离所述起始行驶部分。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮列车用轨道系统，其特征在于，所述第二轮轨轨道(2)，包括：第二混凝土凹槽；

所述第二轮轨轨道(2)的第二混凝土凹槽，与所述第一轮轨轨道(1)的第一混凝土凹槽，在凹槽深度和凹槽宽度方向上的槽口完全重合。

7.根据权利要求6所述的磁悬浮列车用轨道系统，其特征在于，所述斜面轨道(4)，包括：第三混凝土凹槽；所述第三混凝土凹槽具有斜面；所述斜面轨道(4)的第三混凝土凹槽与所述第二轮轨轨道(2)的第二混凝土凹槽的槽口对齐设置。

8.根据权利要求1-4之一所述的磁悬浮列车用轨道系统，其特征在于，所述悬浮导轨(3)，安装在所述第二轮轨轨道(2)的下方，以在列车进入所述第二轮轨轨道(2)的同时为列车提供悬浮力。

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