CZ303687B6 - Systém pro elektrifikaci silnicní osobní dopravy - Google Patents

Abstract

Systém pro elektrifikaci silnicní osobní dopravy tvorené elektromobily (30) a elektromobilními vlaky, které jsou bezobsluzne zapojitelné na elektrickou sít a na podél komunikací rozmístené fotovoltaické panely (22) nebo podzemní kabel (21) prostrednictvím trolejí (19) ve svodidlech (20). Elektromobilní vlak se skládá z vedoucího stroje (1) nesoucího sadu (10) baterií a generátor (9) a z osobních vozu (2) o výsce osobního automobilu a délce autobusu, které jsou na sobe zaveseny pomocí pripojovacích ramen (11) v ose otocných podvozku (3) na konci osobních vozu (2) i vedoucího stroje (1). Elektricky pohánená vozidla, tj. elektromobily (30) a elektromobilní vlaky, jsou opatrena výklopnými nosníky (24) pro kontakt s trolejemi (19) a majícími otocné podvozky (3), jez jsou vybaveny od jejich svislé osy sklonenými elektromotorickými pojezdovými jednotkami (4) dosedajícími na komunikaci opatrenou bezpecnostními svodidly (20), uvnitrní kterých jsou elektrické troleje (19).

Description

Systém pro elektrifikaci silniční osobní dopravy

Oblast techniky

Vynález patří do oblasti strojní části obslužného zařízení a dopravních prostředků s elektrickým pohonem na silničních komunikacích.

ío Dosavadní stav techniky

Hromadnou dopravu cestujících po silnicích zpravidla zajišťují autobusy. Pro individuální dopravu slouží osobní automobily na kapalná paliva, výjimečně elektromobily, hybridní automobily a dopravní prostředky na vodíkový zdroj pohonu. Širšímu uplatnění elektromobilů brání zejména i? malá dojezdová vzdálenost v důsledku rychlého vybíjení nesených baterií. Kromě elektromobilů s centrálním elektromotorem je znám způsob, kdy do nábojů kol jsou zabudovány elektromotory.

Je tomu tak například u nákladních vozidel v povrchových lomech, kde elektrická energie se dodává, podobně jako u železničních tratí, tramvají a autobusů, z visutých kolejí nad vozidly v ose jejich jízdy (US 0 094 841 Al).

Pro osobní vozidla je obdobné výškové zavěšení trolejí uplatněno v případě teleskopické rámové sběrné konstrukce (FR 2 949 098 Al).

Boční odchýlení jízdy vozidla od směru nadzemních liniových elektrických trolejí se předpoklá25 dá, obdobně jako u známých pouťových atrakcí, vybudováním trolejové drátěné sítě nad dálničními jízdními pruhy (DE 3 113 007 Al).

Je též známo ústrojí, které umožňuje u nákladních vozidel připojení k elektrickým visutým trolejím po ukončení autonomní jízdy pomocí výkyvné dvojramenné páky se stíracími kartáčky (WO135 870 A1)

Pro umístění elektrických trolejí bočně od směru jízdy vozidla, je k nim připojení navrženo pomocí paralelogramového nosiče (CN 101580021 B).

Elektromotorické pojezdové jednotky zabudované do otočných podvozků elektromobilů umožňují nepřetržité synchronní otáčky kol, jakje navrženo (CZ 20 458 Ul).

Sklon pojezdových elektromotorických jednotek oproti ose otočného podvozku se uvažuje pro zlepšení stability elektromobilu (CP-PV2011-425).

V železniční dopravě se provozují vlaky s tažnými lokomotivami neb ose samostatnými vozy vybavenými motory na kapalná paliva nebo na elektrický pohon, který může být dvouzdrojový: pro připojení k vnější elektrické síti a alternativně s vlastním generátorem elektrické energie. Jsou známy též vlaky, které jsou neseny na magnetickém nebo vzduchovém polštáři. U železničních tratí je elektrická energie ze sítě dodávána z visutých kolejí. Podzemní dráha má trolej pri boční nebo spodní straně podvozků vlaku.

Podstata vynálezu

Systém elektrifikace silniční osobní a dodávkové dopravy spočívá podle vynálezu v komplexní elektromobilitě, vytvořené elektromobil ním i vlaky a osobními elektromobily, propojené doprovodnou napájecí sítí ve svodidlech a doplněné fotovoltaickými panely.

Předmětem vynálezu je elektromobilní vlak pro jízdu na silnicích, sestavený z technologického vedoucího stroje a několika následně zavěšených osobních nebo dodávkových vozů, jejichž výška odpovídá osobním automobilům, a délka autobusům. Baterie určené k pohánění pojezdových jednotek, umístěných na otočném podvozku na konci vozů, jsou též v souhrnném počtu uloženy na vedoucím stroji. Tyto baterie jsou střídavě dobíjeny s vozovými bateriemi na vedoucím stroji instalovaným generátorem, nebo z trolejí ve svodidlech podél silnice. Tím je řešen problém dostatečné dojezdové vzdálenosti elektromobilního vlaku. Kromě kabelového a trolejového rozvodu elektřiny je doplňková elektrická energie získávána z fotovoltaických panelů, rozmístěných podél silniční komunikace.

to

Jinou variantou vynálezu je provoz elektromobilního vlaku bez použití baterií, kdy zdrojem elektrické energie pro všechny pojezdové jednotky je generátor na vedoucím stroji, nebo též alternativní přímé napájení elektromotorů pomocí trolejí ve svodidlech, jejichž úseky projíždějící vlak postupně dálkově aktivuje.

Vynález poskytuje též možnost odpojení posledních vozů ve vlaku ajejich autonomní jízdu tím, že jsou vybaveny samostatným řídicím ústrojím.

Oproti současnému stavu osobní dopravy na silničních komunikacích přináší řešení dle vynálezu tyto výhody:

Zvýšení bezpečnosti provozu bezobslužným řízením po připojení elektrovozidel ke trolejím ve svodidlech pří současném využití známého ústrojí pro zabezpečení bezpečného odstupu vozidel.

Úspora energie využitím doplňkové elektřiny z fotovoltaiky.

Navýšení kapacity hromadné osobní dopravy vytvořením elektromobilních vlaků.

- Zlepšení propustnosti stávajících komunikací.

Větší pohodlí cestujících v hromadné dopravě.

Delší životnost vozovky odstraněním vyjíždění kolejí díky příčnému pohybu kol za jízdy v oblouku.

Užití jediného elektrického zdroje pro umožnění stejného příkonu a záběrového momentu všech elektromotorů pojezdových jednotek při konstantních otáčkách i během změn směru jízdy.

Možnost postupného odpojování a připojování vozů při jejich odbočení pro separátní jízdu.

Bezobslužné připojování vlaků a elektromobilů ke trolejím ve svodidlech najetím kladky na výklopném rameni po svislé základně svodidla.

Sjednocení bezpečnostní funkce silničních svodidel se zásobením elektrickou energií pro elektromobilní vozidla.

Neomezená dojezdová vzdálenost, dosud limitovaná vybitím baterií, zajištěná průběžným dohíjením prostřednictvím vezeného generátoru a připojením k doprovodné elektrické síti.

. 7

Přehled obrázků na výkresech

Obr. la představuje vedoucí stroj elektromobilního vlaku v nárysném řezu, obr. lb znázorňuje nárysný řez osobního vozu elektromobilního vlaku.

Obr. 2a ukazuje oddělitelné spojení dvou vozů v nárysu, obr. 2 představuje pozici dvou vozů během připojování posledního vozu do soupravy elektromobilního vlaku.

io Obr. 3a znázorňuje bokorys vozu po napojení k trolejím a příklad umístění fotovoltaických panelů, na obr. 3b jsou v půdorysu zakresleny výklopné připojovací nosníky při jízdě v oblouku, obr. 3c znázorňuje detail odpruženého palce se stíracími kartáčky při napojování ke trolejím.

Obr. 4a ukazuje v nárysném řezu pětimístný elektromobil, obr. 4b představuje jeho půdorys.

Příklady provedení vynálezu

Z jednotlivých celků systému pro elektrifikaci silniční dopravy má klíčový význam elektromobil20 ní vlak, sestavený z technologického vedoucího stroje 1 a osobních vozů 2, které mají výšku malého osobního automobilu a délku velkého autobusu. V elektromobilním vlaku mohou být i dodávkové vozy stejných obrysových rozměrů na stejném otočném podvozku 3. Známé otočné podvozky 3 jsou umístěny na konci každého osobního vozu 2 a také na vedoucím stroji i. Otočný podvozek 3 má zpravidla čtyři elektromotorické pojezdové jednotky 4 skloněné vůči ose otočné25 ho podvozku 3 a uložené pod ozubenou převodovkou 5, nad níž jsou umístěny baterie 6. Hnací funkci při změně směru jízdy má celý osobní vůz 2, který otáčí hnaným otočným podvozkem 3 pro uvedení elektromotorických pojezdových jednotek 4 do totožného směru. Stejné uspořádání s tímto pasivním otáčením podvozku 3 je i na zadní části vedoucího stroje i elektromobilního vlaku. Vedoucí stroj I má ve své přední části stejný otočný podvozek 3, avšak ten je aktivně ovládán servomotory 7 při směrovém a rychlostním řízení elektromobilního vlaku ze stanoviště 8 strojvedoucího.

Vedoucí stroj 1 nese generátor 9 elektrické energie a další sadu JO baterií, jejichž počet je shodný s celkovým množstvím baterií 6 ve všech osobních vozech 2, Generátor 9 může pro všechny elektromotorické pojezdové jednotky 4 vyrábět přímo elektrickou energii, nebo může střídavě dobíjet baterie 6 ve všech osobních vozech 2 a v sadě 10 baterií ve vedoucím stroji b

Osobní vozy 2 jsou mezi sebou spojeny prostřednictvím připojovacích ramen 1 ί vetknutých do čela osobních vozů 2 a ukotvených ve svislé ose otočných podvozků 3. Osobní vozy 2 mají ve své zadní části sociální zařízení J_2 a zavazadlový prostor J3,

Pro případ, kdy je zapotřebí pro autonomní jízdu osobní vozy 2 z vlaku odpojit a opět připojit, je ve žlábku Γ4 uložen odklopný záchyt J5. Žlábek j_4 je otočně upevněn na sloupku 1_6, na jehož spodku je náprava s koly 17, ovládaná pohonem 18 pro řízení během jízdy osobního vozu 2.

Kromě generátoru 9 na vedoucím stroji i lze alternativně jako zdroje elektrické energie použít trolejí 19 umístěných ve svodidlech 20 stávajících nebo nově vybudovaných komunikací. Dodávka elektrické energie do trolejí 19 se uskutečňuje z kabelů 21 zabudovaných v zemi, nebo z fotovoltaických panelů 22, rozmístěných podél silnice prostřednictvím akumulátorů 23 ulože50 ných v šachtách pod zamrznou hloubkou. Aktivace jednotlivých úseků trolejí J9 se provádí bezkontaktně pomocí vysílačů umístěných na začátku a na konci elektromobilního vlaku.

Připojení vedoucího stroje i k trolejím 19 se uskutečňuje jedním nebo dvěma výklopnými nosníky 24, které mají na volném konci odpružený palec 25 s kladkou 26 a stíracími kartáčky 27.

Dráha výkyvu palce 25 od místa dotyku kladky 26 do korýtka 28 ve svodidle 20 je vymezena

- j CZ 303687 B6 výřezem v hlavici 29 výklopného nosníku 24. Kladka 26 se dotýká stěn korýtka 28 pouze při jízdě v oblouku svodidel 20, v přímé trase je udržována uprostřed korýtka 28 prouděním okolního vzduchu.

Elektromobil 30 pro individuální dopravu s otočným podvozkem 3 a výklopným nosníkem 24 je pro pohodlné umístění tří cestujících ve své zadní části rozšířen a vpředu opatřen visutým bezpečnostním kolem 3_L

Claims (7)

1. Systém pro elektrifikaci silniční osobní dopravy obsahující elektricky poháněná vozidla na otočných podvozcích (3), které jsou vybaveny od jejich svislé osy skloněnými elektromotorickými pojezdovými jednotkami (4) dosedajícími na komunikaci, opatřenou bezpečnostními svodidly (20), vyznačený tím, že uvnitř svodidel (20) jsou elektrické troleje (19), které jsou spojené s podzemním kabelem (21) nebo s fotovoltaickými panely (22) a elektricky poháněná vozidla jsou opatřena výklopnými nosníky (24) pro kontakt s trolejemi (19).

2. Systém pro elektrifikaci silniční osobní dopravy podle nároku 1, vyznačený tím, že elektricky poháněná vozidla obsahují elektromobilů! vlaky, které jsou sestaveny z vedoucího stroje (1) a několika osobních vozů (2) o výšce osobního automobilu a délce autobusu.

3. Systém pro elektrifikaci silniční osobní dopravy podle nároku 1, vyznačený tím, že elektricky poháněná vozidla obsahují elektromobily (30) z nichž každý je opatřen otočnými podvozky (3) a výklopnými nosníky (24), pri čemž elektromobily (30) jsou v zadní části rozšířeny a vpředu vybaveny visutým bezpečnostním kolem (31).

4. Systém pro elektrifikaci silniční osobní dopravy podle nároku 2, vyznačený tím, že osobní vozy (2) jsou s vedoucím strojem (1) a mezi sebou spojeny připojovacím ramenem (11) ukotveným v ose otočného podvozku (3), který je zabudován na konci předchozího osobního vozu (2) nebo vedoucího stroje (1) a který nese nad ozubenou převodovkou (5) baterie (6) pro elektromotorické pojezdové jednotky (4).

5. Systém pro elektrifikaci silniční osobní dopravy podle nároku 2 nebo 4, vyznačený tím, že ve vedoucím stroji (1) je generátor (9) pro dodávání elektrické energie, buď přímo ke všem elektromotorickým pojezdovým jednotkám (4), nebo dobijecím kabelem k bateriím (6) osobních vozů (2), alternativně pak k sadě (10) baterií ve vedoucím stroji (1), jejichž počet je součtem baterií (6) na vedoucím stroji (1) a na všech osobních vozech (2).

6. Systém pro elektrifikaci silniční osobní dopravy podle nároku 2, vyznačený tím, že k rozpojení osobních vozů (2) jsou určeny žlábky (14), v nichž jsou uloženy odklopné dvojdílné záchyty (15), které jsou upevněny na otočných sloupcích (16) s koly (17) a pohony (18) křížení osobních vozů (2).

7. Systém pro elektrifikaci silniční osobní dopravy podle nároku 1, vyznačený tím, že snímání napětí z trolejí (19) je provedeno odpruženým palcem (25) s kladkou (26) a stíracími kartáčky (27), přičemž odpružený palec (25) je otočně uložen na jednom nebo dvou výklopných nosnících (24).