侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统，其采用驱动轮与轨道壁摩擦产生的侧向摩擦力作为驱动力和每节驱动的全驱动运行模式，凹形轨道与升降闸轨组成的轨道系统，磁垫悬浮与空气悬浮结合的近悬浮系统，解决了磁悬浮列车没有轮子制动能力差的问题，高架轨道的施救难、占地多、建设投入大的问题，电磁辐射对人、环境的损害问题，磁悬浮线路形不能路网、性价比差、不能普及的问题，传统道碴、枕木式轨道系统遇冰雪天气轨道阻塞不易疏通的问题，同时侧动力不受钢轨摩擦系数和发动机额定功率的限制，能达到持续加速的作用，凹形轨道对列车驱动轮进行反压制不致脱轨，从而达到悬浮、高速、安全、适用、普及应用之目的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统，其采用驱动轮与轨道壁摩擦 产生的侧向摩擦力作为驱动力，并采取每节驱动的全驱动运行方式，采用凹形轨道及其升 降闸轨形成路网，采用磁垫悬浮与空气悬浮相结合产生近悬浮效果，并可采用电热融化清 除冰雪对轨道的阻塞，达到悬浮、高速、安全、适用、普及应用之目的。
技术介绍
现有磁悬浮技术掌握在少数专家、教授手中，是不具备应用条件的。况且因为现有 磁悬浮列车没有轮子，在突然情况下的制动能力不可靠，遇突然停电，靠滑动摩擦很危险； 没有轮子，拖出事故现场很困难。同时磁悬浮列车必须采用高架轨道，发生事故时救援很困 难；若区间停电，其他车辆、吊机也很难靠近。且高架梁的绕度必须小于1毫米，高架桥跨要 小于25米，桥墩基础要深30米以上。修建磁悬浮列车占地多，对环境影响比较大。由于受 电磁辐射及运行动力学的影响，轨道两侧各100M 500M内不允许有其他建筑物的。磁悬 浮列车的高感应磁场对人体磁场的干扰和影响是明显的。磁悬浮线路形不成路网，点到点 的交通工具是没有效益的，同时性价比是很差的，投资大、运营成本高、乘客花钱多。总之， 现有磁悬浮列车不具备普及应用的条件。现有轮轨式列车线路采用的是钢轨、枕木、道碴铺就的线路，一旦遇下雪结冰天 气，线路阻断，很难清除。同时轮轨式列车的速度受钢轨的摩擦系数、粘着力和发动机额定 转速的限制，速度无法无限提升。
技术实现思路
为了克服现有磁悬浮列车无轮子速度难控制，高架轨道施救难、占地多，电磁辐射 对环境影响大，形不成路网，性价比差和轮轨式列车线路受冰雪天气影响大，速度受轨道摩 擦系数和发动机额定功率的限制的弊病，本专利技术提供一种侧动力全驱动近悬浮轨道列车系 统。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是—、凹形轨道设计。将列车运行的轨道设计为平面、斜面与弧面相结合的规则的凹 形轨道，凹形轨道取中线左右对称。凹形轨道分成上中下底四部分，上半部为平面，中部为 斜面，下半部为垂直内凹的弧形壁，底部为平面，斜面与垂直内凹的弧形壁夹角大于180°。 上部的平面和中部的斜面上都装有强磁铁块，用于与安装在列车底部的强磁铁块同性相斥 形成悬浮力。下部的垂直内凹的弧形壁前表面安装耐磨不锈钢板，用于与驱动轮摩擦产生 侧向摩擦力为列车提供动力。垂直内凹的弧形壁的作用是对驱动轮起到反压制，使悬浮列 车高速运行时不脱轨。凹形轨道的底部安装有排水管道、排污管道和电热管。电热管的作 用是在积雪结冰的情况下通电加热使冰雪消融，保证畅通。二、闸轨设计。在轨道分叉口交叉部位采用闸轨设计。闸轨的形状即为凹形轨道 一侧的一段，安装在轨道底部，可升可降可移动，升时作为闸轨，降时则隐藏在轨道底部。为 了使闸轨便于机械化控制移动，闸轨其它伸出部件必须折叠起来。这样设计的目的是使凹 形轨道连接形成四通八达的路网。三、近悬浮设计。1、在列车底部悬浮底盘下两腰部安装强磁铁块与装在轨道上的强磁铁块同性相斥产生悬浮力；2、在列车顶部安装升力顶盖，内装由高弹性橡皮制成的充 气皮囊，在列车高速运行过程中向充气皮囊充气会产生一定的升力，对列车有提吊的作用； 3、列车头及车箱体采用宽体流线形设计，列车箱截面近似园形，中部有明显的鼓隆起，目的 在增加空气升力；4、车头布有进气道，进气道与充气皮囊相通。列车在运行过程中，由于压 差的原因会对充气皮囊进一步充气，进一步鼓起产生较大的提升力。这样设计的目的是最 大限度地抵消列车的大部份重量，减小对轨道的压力，使列车能够悬浮于轨道上，保持在接 触与不接触之间。四、承重轮和方向轮设计。在列车悬浮底盘两侧下面左右对称安装两排承重轮子， 承重轮子全是胶轮；靠列车头最前面的一对轮子为方向轮，控制列车转弯，其他轮子都是靠 摩擦力无阻力旋转。这些轮子的作用是承重和控制方向，避免列车底部与轨道面碰触损毁。 列车运行时，承重轮子与轨道面处在接触与不接触之间；列车停靠静止时，承重轮子与轨道 是接触的，列车有一部份重量需要这些轮子来承载。五、侧动力设计。动力电动机作为列车的动力源安装在列车底部，车头，每节车箱 两侧左右对称安装，电动机的轴向垂直于轨道底面。对称的两部电动机之间安装伸缩机，伸 缩机由主机和左右对称的两个电机箱、齿夹、滑轨组成；主机上装有进气管、排气管和伸缩 舌杆，进气管与排气管与高压泵相连接，电机箱连接伸缩舌杆，电机箱在伸缩舌杆的带动下 可伸何缩，动力电动机就安装在电机箱内。驱动轮直接安装在电动机的转轴上，与垂直内凹 的弧形壁的垂直面垂直。电动机及其驱动轮在伸缩机的带动下与垂直内凹的弧形壁面接触 或分开；驱动轮在电动机的带动下旋转，与垂直内凹的弧形壁摩擦产生侧向摩擦力，即平行 于列车前进或后退方向的摩擦力，为列车运行提供动力。驱动轮在控制系统的控制下与垂 直内凹的弧形壁的接触紧或松，正转或反转，控制列车加速、减速或制动。每节车箱下都装 有动力装置，为每节驱动，作用力同方向，其合力为总动力。本技术的有益效果是避免了磁悬浮列车因没有轮子制动能力差引起的一系 列问题；避免了高架轨道所造成的施救难、占地多、建设投入大等一系列问题；避免了电磁 辐射对人、环境所造成的损害；避免了磁悬浮线路形不能路网、性价比差、不能普及等一系 列问题。因为驱动轮直接作用于轨道壁产生推动力，没有多余的中间环节，作用力全部用于 做功，做功效率高；列车每节驱动，作用力同方向，总作用力大；列车处在临界悬浮状态，其 运行状态是滚动滑行，所需推力大大减小，所以列车耗能可以降低到最低程度。列车运行速 度是力直接作用的结果，列车完全处在不断加速运行状态下，不受电动机额定转速的限制 和轨道壁摩擦系数的限制；列车运行的动力是侧向摩擦力，侧向摩擦力的大小只与列车的 加速有关，而不能对列车的运行速度产生副作用，所以列车速度可以达到一个理想的速度。 由于采用凹形轨道，轨道是规则的，遇冰雪天气轨道积雪结冰，既可以用电热管加热使冰雪 消融，也可以采用专用工具清除障碍。以下结合附图和一实施例(以下称本实施例)进行进一步说明本技术。附图说明图1是凹形轨道图2是凹形轨道截面图图3是叉道及闸轨图4是驱动轮及电动机的组合图5是伸缩机、电动机和驱动轮的组合图6是伸缩机构造图图7悬浮底盘图8悬浮底盘截面图图9是悬浮底盘在凹形轨道上图图10是悬浮底盘在凹形轨道上的截面 图11是列车头和列车箱的组合图12是列车箱体主视图图13是列车、悬浮底盘及其动力机构的组合图图14是列车悬浮在轨道上图图15是列车运行侧视图图16是列车运行主视图图17是升力顶盖截面图图中1轨道平面；2、轨道斜面；3、轨道弧形壁；4、强磁铁块A ;5、强磁铁块B ;6、不 锈钢板；7、电热管；8、闸轨A ；9、闸轨B ；10、驱动轮；11、电动机；12、伸缩机主机；13、电机 箱a;14、电机箱b ； 15、进气阀；16、出气阀；17、滑轨孔；18、电机箱齿夹；19、舌杆；20、滑轨； 21、承重方向轮；22、承重自由轮；23、悬浮底盘强磁铁块；24、悬浮底盘；25、凹形轨道；26、 升力顶盖；27、车头进气道；28、空调风扇排气道；29、车头照明灯；30、列车；31、动力机组； 32、轨道床；33、空气室a ；34、空气室b ；35、锥形通气道；36、通气道；37、连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统，由凹形轨道系统、近悬浮系统和侧动力系统组成，其特征是采用凹形轨道并配以升降闸轨组成路网；采用常规磁悬浮并辅以升力顶盖和列车外形空气动力学设计使列车处于近似悬浮状态；在列车底部安装电动机组、驱动轮组和伸缩机组组成侧动力系统，驱动轮组与凹形轨道壁接触并侧向摩擦产生侧向摩擦力为列车提供侧动力，每节车箱都安装有这样的侧驱动机组，为每节驱动的全驱动方式。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢美洪，
申请(专利权)人：谢美洪，
类型：实用新型
国别省市：35[中国|福建]