一种附着力可控的单轨列车及单轨交通系统技术方案

本发明专利技术公开了一种附着力可控的单轨列车及单轨交通系统，包括多个车厢和位于车厢底部的托架，所述托架上安装有车轮，所述车轮包括具有动力的至少一对主动的导轮，所述导轮成对地对称设置在轨道的两侧下方，且所述导轮的径向与轨道的竖直方向形成斜向上的夹角；所述托架上还安装有与所述导轮相连的预加载控制系统。本发明专利技术提供的附着力可控的单轨列车及单轨交通系统，可以在启动和刹车的过程中“增加”附着重量，并且在“运行”过程中减少附着重量，进而实现启动或制动时增加轨道摩擦作用快速实施加速或减速，在匀速运行时减少轨道摩擦作用节省能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单轨列车装备
，尤其涉及一种附着力可控的单轨列车及单轨交通系统。
技术介绍
随着当今社会的日益全球化，连续运输需求与日倶增，而与此同时，交通工具运输空间却以同样的速度日益减少(尤其是在城区)。因此，亟待开发各种不需要占用“私人”交通已十分拥挤的道路的新式运输系统。短途公共交通所使用的单轨运输系统需要直接分享使用道路空间，并且在低成本和执行时间方面表现出显著优势，这种优势相对于“地铁”和“有轨电车”尤为显著。相对于这些系统而言，单轨交通对基础设施要求较低，成本和运行时间最高可减少70% ;此外，所用车辆重量更轻，结构更加简化，从而减少运行成本和维护需求。现今使用中的单轨系统的性能相当一般，其能耗高于轨道系统，驱动力容易受到窄轨距和轨道形状的影响。因此，它们特别适用于市区交通或20/30公里半径内的交通运输。若250公里以内的中距离运输能够采用单轨运输系统，许多城市交通问题将迎刃而解，尤其是当我们认为现代化大都市的市区或市郊范围内仍建有数百公里的轨道时。其中，地铁网络(即地铁系统)经济性运营十分复杂，且不利于轻轨表面结构安全，因为道路网(即公路系统)存在连续交叉。因此，单轨网络可很好地克服传统道路运输的一些局限性。具体来说，我们分析了公路运输相对于铁路运输的特点。就牵引磨损而言，公路运输中的车轮摩擦系数较大，因此公路车辆所传输的扭矩高于铁路设备上相同重量的牵引。给定重量条件下较高的扭矩值可实现更高的加速度和更短的刹车距离，还可在连续表面上运行，成本几乎和柏油与混凝土路面一样低，此外还能更好地调整方向变化(曲线)。另一方面，柏油或混凝土表面的摩擦系数大于不锈钢，因此，能耗需求要大得多。铁路车辆在钢轨上实现牵引，附着系数远低于橡胶上的牵引。因此，若要实现相同的性能(加速和制动)，铁路车辆必须使用大于橡胶上驱动的车辆的“附着”重量，因此，铁路车辆在启动和加速阶段所需的功率和能耗均较高；相比之下，钢与钢之间的摩擦系数极低，恒速运行时，驱动所需能量比轮式车辆要小得多。Fmax =车辆可产生的最大牵引力，Fmax其与附着力呈函数关系；P =驱动轮上的重量；δ =摩擦系数；车速不超过130公里/时的情况下，橡胶轮胎在干柏油路面上的摩擦系数一般为0.5?1.2 (商用轮胎)，干燥轨道通常为0.13?0.33。Fmax = P* δ，上述Fmax、P、δ存在上述关系公式。因此，轨道车辆不适用于以频繁加速和减速为特点的“市区”交通，但适用于加速和减速之间匀速运行时间较长的中距离和长距离运输。上述分析表明轮式车辆更适合短距离客运，尤其是在需要频繁加速和减速且陡坡和“窄”弯较多的市区和市郊。但相对而言，轨道车辆在刹车和启动次数较少的中长距离运输中具有更高的经济性。但是传统的单轨轨道列车，在启动和制动时无法快速实现快速加速和快速减速制动停车，在匀速时消耗能量较大并不节能；因此如何设计出一种节能且牵引控制性好的单轨列车是解决问题的关键。
技术实现思路
本专利技术的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种节能且牵引和控制性能好的单轨列车及使用这种单轨列车的单轨交通系统。本专利技术提供一种附着力可控的单轨列车及单轨交通系统，以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种附着力可控的单轨列车，包括多个车厢和位于车厢底部的托架100，所述托架100上安装有车轮，所述车轮包括具有动力的至少一对主动的导轮101，所述导轮101成对地对称设置在轨道的两侧下方，且所述导轮的径向与轨道的竖直方向形成斜向上的夹角；所述托架100上还安装有与所述导轮相连的预加载控制系统，所述预加载控制系统用于驱动所述导轮移动以调整所述导轮101对轨道200的附着力。优选地，所述预加载控制系统包括连接到所述导轮101并用于驱动所述导轮101移动的液压驱动机构或气压驱动机构。优选地，所述托架100包括位于轨道上方的架体103和自所述架体向下延伸并往轨道两侧靠拢的两对导轮安装臂104，各导轮安装臂104的下端安装有一个导轮101，每对导轮安装臂104环抱在所述轨道200的两侧。优选地，所述架体103上安装有在轨道顶部上滚动的竖直滚动轮105。优选地，所述托架100还包括自所述架体103向下延伸至轨道下部的一对水平轮安装臂106，各水平轮安装臂106的下端安装有沿轨道200下部侧壁滚动的水平滚动轮107。优选地，所述车厢包括厢身300和底盘400，所述底盘400包括前段401、中间段402和后段403，所述中间段402分别与所述前段401和所述后段403铰接，形成所述前段401和所述后段403可相对于所述中间段402枢转的分节连接，所述托架100分别对应地安装在铰接点位置；所述厢身300也与所述底盘400对应依次分为厢身前节301、厢身中节302、厢身后节303，各节厢身分别对应于所述底盘的前段401、中间段402和后段403，厢身前节301、厢身中节302、厢身后节303之间相邻节厢身采用接缝件304连接。优选地，所述接缝件304为橡胶结构件。优选地，所述中间段402的两端设置有突出的圆弧形连接板412，所述前段401和所述后段403相应设置有带圆弧形台阶的承接板413，所述连接板412与所述承接板413适配地层叠并以可相对转动的方式进行固定，所述连接板412和所述承接板413的相对面上开设有匹配的圆形通孔。相应地，本专利技术还提供了一种单轨交通系统，包括轨道200和前述的任一种附着力可控的单轨列车，所述轨道200的两侧具有面向斜下方的与单轨列车的所述导轮相配合的承压面201。优选地，所述轨道的所述承压面201为平整的斜面或内凹的曲面。需要说明的是，众所周知，“橡胶轮胎牵引的运输”具有较高的附着率，比起铁轨运输它可以在“附着”重量相同的情况下释放更高的并矢。这就使得轮胎交通工具（在重量相同的情况下)可以拥有更高的加速度，并且可以在更短的距离内停靠。但是另一方面轮胎/沥青的摩擦系数比钢铁与钢铁的摩擦系数大，因此匀速状态下运行所需的能源量肯定更尚。在铁轨运输中，附着率要比轮胎运输中的附着率低。因而要想获得类似的特性(在加速和刹车时)就必须拥有更大的“附着”重量，所以铁轨运输工具就必须要有更大的马力，在运行中消耗更多的能源，同理，摩擦系数很低，因此匀速下的行进中却比轮胎运输工具需要更少的能源。如果我们用“STmax”来表示最大牵引力，用“P”来表示负载在动力轮胎上的重量，用S来表示附着率，(商用轮胎与干沥青之间为1.2和0.5，与干的双轨之间的附着率为0.33和0.22之间，时速可达每小时130公里)当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种附着力可控的单轨列车，其特征在于，包括多个车厢和位于车厢底部的托架(100)，所述托架(100)上安装有车轮，所述车轮包括具有动力的至少一对主动的导轮(101)，所述导轮(101)成对地对称设置在轨道(200)的两侧下方，且所述导轮(101)的径向与轨道(200)的竖直方向形成斜向上的夹角；所述托架(100)上还安装有与所述导轮(101)相连的预加载控制系统；所述预加载控制系统用于驱动所述导轮移动以调整所述导轮(101)对轨道(200)的附着力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾卡罗·格拉索，
申请(专利权)人：施曼特意大利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT