一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其包括：轮轨车辆底部设置有电磁铁，沿线路轨道设置有由导磁材料制成的反作用导轨；所述反作用导轨与所述电磁铁的磁极上下相对设置且留有空气隙；所述电磁铁磁极与所述反作用导轨之间形成磁场并相互吸引，进而在所述轮轨车辆的车轮不脱离轨道的前提下为轮轨车辆提供辅助支撑力与辅助导向力。本实用新型专利技术在轮轨车辆不改变轮轨运行方式情况下，利用电磁作用力提供辅助支撑力和导向力，从而大大减小轮轨车辆运行的摩擦阻力，进而降低牵引功率，提高车速，增加运量，节能降耗；减轻轮轨部件磨耗，降低维修养护成本；减震降噪，乘坐舒适，环境友好。

An auxiliary supporting guide equipment for wheel and rail vehicles

The utility model provides an auxiliary support guide device, which comprises a vehicle wheel rail vehicle wheel is arranged at the bottom of the electromagnet is made from magnetic materials, the reaction rail arranged along the track; the reaction of the guide rail and the upper and lower poles of electromagnet arranged oppositely and leave air gap formed between the magnetic field; the poles of an electromagnet and the reaction rail and attract each other, and on the premise of rail wheels of the vehicle track under the auxiliary supporting force and the auxiliary steering force for rail vehicles. The utility model does not change in the wheel rail vehicle wheel rail operation mode under the condition of using the electromagnetic force to provide auxiliary support and guidance force, thereby greatly reducing the friction between wheel and rail vehicle operation, thereby reducing the traction power, improve the speed, increase traffic volume and energy saving; reduce the wheel rail wear parts, reduce maintenance cost; noise reduction, ride comfortable, friendly environment.

【技术实现步骤摘要】
一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备
本技术涉及轨道交通
，尤其是涉及适用于轮轨铁路列车、城市轨道交通等轮轨车辆的辅助支撑导向设备。
技术介绍
轮轨铁路以其运输量大、速度快、安全可靠成为国民经济中重要的物流手段，火车也是人们出行的重要交通工具。随着社会经济发展和科学技术进步，轮轨铁路技术也得到快速发展，在国民经济建设和人民生活中发挥着越来越重要的作用。特别是高速铁路的快速发展，使人们出行更加方便快捷，有效加强了地区间的经济交流和人员往来；城市轨道交通和地铁的建设有效改善和缓解了城市公共交通的压力；而铁路网络的普及以及货运铁路专线的建设，更有效加强了人员和资源的流动，促进国民经济的发展等等。轮轨铁路技术每一次进步都有力促进了社会经济的发展和人民生活水平的提高。但是，轮轨铁路的基本技术特征是列车在轨道上行驶，通过列车车轮和钢轨的接触实现列车的支撑、导向和驱动运行三大功能。由于铁路列车载重量大，车体沉重，在高速行驶时车轮与钢轨的刚性接触必然产生剧烈的摩擦、振动和冲击。这不仅需要强大的牵引动力克服摩擦阻力，而摩擦和冲击使轮轨部件快速磨耗，增加了维修养护成本并使安全性降低，同时轮轨冲击产生振动和噪音使乘客感觉不舒适并对周围环境造成噪声污染。因此，减小阻力、减轻磨耗和减震降噪是轮轨铁路技术始终追求的目标。实现上述目标通常采取的技术措施是：提高铁路线路的建设标准和轨道的平顺度、采用各种减震降噪技术措施、采用特种耐磨钢材制造轮轨设备以及减轻车体重量等等。由于摩擦阻力的大小、轮轨部件磨耗的快慢以及冲击振动的强弱都与轮轨接触的作用力成正比，因此在传统轮轨技术中，减小摩擦阻力、减轻磨耗和减震降噪最直接有效的措施就是减轻轮轨列车的重量以减轻车轮与钢轨间的作用力。为此，现代铁路特别是客运铁路都朝着列车轻量化方向发展，高铁列车更是不惜花费高昂造价，采用各种新材料、新技术减轻车体的自重，并限制乘员定额人数以减轻列车轴重，缩小列车编组以减小阻力，同时还采用多动车驱动提升牵引动力来克服列车运行阻力，达到高速行驶的目的。这样一方面列车的轻量化和多动车驱动使列车制造成本大大增加，而限制乘员定额、缩小列车编组又限制了列车运量，使单位运营成本居高不下。即使这样，高速铁路列车的运行速度仍没有达到人们的期望，而高铁票价昂贵，也让很多普通老百姓望而却步，这也是高速铁路普及和发展的一大障碍。城市轨道交通和地铁由于乘客众多，人员密集，列车的振动和噪音，使得乘坐舒适性大为减低，地面轻轨列车还对线路两侧环境造成噪音污染。这些都是传统轮轨铁路需要改进解决的课题。
技术实现思路
本技术的目的在于对现有轮轨车辆的支撑和导向方法加以改进，提供一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备，以解决现有技术中存在的上述问题。为实现上述目的，本技术提供的一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其包括：轮轨车辆底部设置有电磁铁，沿线路轨道设置有由导磁材料制成的反作用导轨；所述反作用导轨与所述电磁铁的磁极上下相对设置且留有空气隙；所述电磁铁磁极与所述反作用导轨之间形成磁场并相互吸引，进而在所述轮轨车辆的车轮不脱离轨道的前提下为轮轨车辆提供辅助支撑力与辅助导向力。进一步地，还包括用于调节所述电磁铁的励磁电流大小的励磁控制器；所述辅助支撑力的大小通过所述励磁控制器调控所述电磁铁的励磁电流进行自动控制，所述辅助导向力在所述车辆转向或偏航时自动产生。进一步地，所述轮轨车辆为提供驱动力的动力车(包括机车和动车)或无动力的拖车；支撑所述拖车的所述辅助支撑力承载的重量，在该拖车重量的0-95％以内调节；支撑所述动力车的所述辅助支撑力承载的重量，在所述动力车总重量减去满足所述动力车驱动运行粘着系数所需的重量后剩余重量的0-95％以内调节。进一步地，所述电磁铁包括铁芯和励磁线圈；所述铁芯横截面形状为C字型，中间设置有用于容纳所述反作用导轨的容纳空间；所述铁芯的两端设置参数相同的所述励磁线圈；所述反作用导轨为板式导磁体，左右两侧的下方设置有下凸的凸起轨；所述电磁铁的两端磁极包绕到所述反作用导轨两侧下方与两个所述凸起轨分别上下对应设置，所述磁极与所述凸起轨之间留有所述空气隙。或者，所述电磁铁包括两个相互独立的左电磁铁和右电磁铁；所述反作用导轨包括两个相互独立的左导磁体导轨和右导磁体导轨；所述左电磁铁和右电磁铁通过安装构件设置在所述轮轨车辆底部，且分别与所述左导磁体导轨和右导磁体导轨上下对应、中间留有所述空气隙。进一步地，所述左电磁铁和右电磁铁的铁芯横截面为U型；所述左导磁体导轨和右导磁体导轨的横截面为倒U型。进一步地，所述反作用导轨固定在横截面为倒T形的导轨基座上；所述反作用导轨与所述导轨基座的断面整体呈对称工字形结构。进一步地，所述电磁铁铁芯和所述反作用导轨均由(具有一定强度的)高导磁率软磁材料(如硅钢)制成；所述导轨基座由高强度钢材(如钢轨钢)制成。进一步地，所述反作用导轨由所述导轨基座支撑连续安装在线路轨道上，以所述线路轨道的中轴线左右对称设置。进一步地，所述电磁铁安装在所述轮轨车辆的转向架上；所述电磁铁以所述转向架纵向中线左右对称设置，同时以所述转向架前后轮对的横向中线前后对称设置，用于车轮的均衡支撑和导向。每台所述转向架装设一个或多个所述电磁铁。进一步地，所述电磁铁通过安装构件悬挂安装在所述轮轨车辆转向架的构架上；当所述转向架采用一系弹簧悬挂即所述转向架构架与轴箱间不设弹簧时，所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间的空气隙大小固定；当所述转向架采用二系弹簧悬挂时，所述空气隙的大小随一系弹簧的挠度变化而变化，一系悬挂弹簧刚度与所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间空气隙的最大允许变化范围相匹配，即一系弹簧的挠度变化范围不大于所述空气隙的最大允许变化范围；或者，所述电磁铁通过安装构件悬挂安装在所述轮轨车辆转向架的轴箱机构上，所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间的空气隙大小固定；通过调节所述安装构件的高度，整定所述电磁铁磁极与所述反作用导轨间的静态初始空气隙大小。进一步地，所述导轨基座支撑反作用导轨的高度空间须大于与所述反作用导轨下对应的所述电磁铁磁极的最大上下活动范围并留有余地。进一步地，所述反作用导轨的安装高度，即所述反作用导轨工作面与两侧的钢轨轨头踏面的水平高差，须满足所述电磁铁磁极最低点通过道岔的要求，必要时在所述导轨基座下加高轨枕高度或另装设导轨垫枕。进一步地，所述励磁控制器包括：功率单元、控制单元、保护单元、传感器、给定信号、励磁开关和励磁电源。其中，所述功率单元为功率斩波器，其输出端与所述电磁铁的励磁线圈连接，输入端经所述励磁开关与励磁电源连接；所述电磁铁的励磁电流由所述功率单元的输出控制。工作时，所述控制单元接收监测被控量(重力、空气隙)的传感器的反馈信号与车辆控制发出的给定信号，经比较、放大、并综合其他辅助信号，处理后向功率单元输出脉宽控制信号，调控励磁电流的大小，控制被控量(重力或空气隙)为给定数值。当所述电磁铁磁极与反作用导轨间空气隙固定不变时(当所述电磁铁安装在转向架轴箱机构上或者安装在转向架构架上且转向架采用一系弹簧悬挂时)，轮轨车辆的车轮承载重量为主要被控量，重力传感器的反馈信号为主要反馈控制信号，气隙传感器反馈作为保护等辅助信号使用。当所述电磁铁安装在转向架构架上且转向架采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，轮轨车辆底部设置有电磁铁，沿线路轨道设置有由导磁材料制成的反作用导轨；所述反作用导轨与所述电磁铁的磁极上下相对设置且留有空气隙；所述电磁铁磁极与所述反作用导轨之间形成磁场并相互吸引，进而在所述轮轨车辆的车轮不脱离轨道的前提下为轮轨车辆提供辅助支撑力与辅助导向力。

【技术特征摘要】
1.一种轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，轮轨车辆底部设置有电磁铁，沿线路轨道设置有由导磁材料制成的反作用导轨；所述反作用导轨与所述电磁铁的磁极上下相对设置且留有空气隙；所述电磁铁磁极与所述反作用导轨之间形成磁场并相互吸引，进而在所述轮轨车辆的车轮不脱离轨道的前提下为轮轨车辆提供辅助支撑力与辅助导向力。2.根据权利要求1所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，还包括用于调节所述电磁铁的励磁电流大小的励磁控制器；所述辅助支撑力的大小通过所述励磁控制器调控所述电磁铁的励磁电流进行自动控制，所述辅助导向力在所述车辆转向或偏航时自动产生。3.根据权利要求1所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，所述电磁铁包括截面形状为C字型铁芯和设置在两端参数相同的励磁线圈，中间设置有用于容纳所述反作用导轨的容纳空间；所述反作用导轨为板式导磁体，左右两侧的下方设置有下凸的凸起轨；所述电磁铁的两端磁极包绕到所述反作用导轨两侧下方与两个所述凸起轨分别上下对应设置，所述磁极与所述凸起轨之间留有所述空气隙。4.根据权利要求1所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，所述电磁铁包括相互独立的左电磁铁和右电磁铁；所述反作用导轨包括相互独立的左导磁体导轨和右导磁体导轨；所述左电磁铁和右电磁铁的铁芯横截面为U型；所述左导磁体导轨和右导磁体导轨的横截面为倒U型；所述左电磁铁和右电磁铁通过安装构件设置在所述轮轨车辆底部，且分别与所述左导磁体导轨和右导磁体导轨上下对应、中间留有所述空气隙。5.根据权利要求1所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，所述反作用导轨固定在横截面为倒T形的导轨基座上；所述反作用导轨与所述导轨基座的断面整体呈对称工字形结构；所述反作用导轨由所述导轨基座支撑连续安装在线路轨道上，以所述线路轨道的中轴线左右对称设置。6.根据权利要求1所述的轮轨车辆的辅助支撑导向设备，其特征在于，所述电磁铁安装在所述轮轨车辆的转向架上；所述电磁铁以所述转向架纵向中线左右对称设置，同时以所述转向架前后轮对的横向中线前后对称设置，用于车轮的均衡支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：于学禄，
申请(专利权)人：于学禄，
类型：新型
国别省市：内蒙古,15