超高速動車梭的製作方法

2023-07-25 11:04:11 1

專利名稱：超高速動車梭的製作方法
超高速動車梭發明名稱超高速動車梭，屬於軌道交通領域。兩列動車組重聯組合，外觀極像分頭搭載旅客的飛梭，設計時速大於或等於 612km，名符其實的超高速(0. 5馬赫)，在雙軌加頂軌護航下的免脫軌動車，穿梭於大城市之間，故稱超高速動車梭。一種超高速動車梭，包括1.頂軌、2.環枕、3.頂輪支架、4.頂輪、5.承力支柱、 6.上缸套活塞、7.下缸套活塞、8.接觸網、9.受電弓、10.絕緣子、11.轉向架、12.電磁橫樑、13.回形閘瓦、14.上十字承力板、15.下十字承力板、16.鋼軌、17.車廂、18. 4/2變極繼
電益寺。本發明超高速動車梭，以和諧號CRH2C動車組(重聯)為基礎，專線上以環枕2固定新增頂軌i，一群安裝在車頂的頂輪4，依賴凹槽在頂軌i下導行滾動，排解抵消動車梭起跳的應力，保障車體免予脫軌。已有動車、高鐵一般脫軌係數為0. 34-0. 72，本發明的目的為將超高速動車梭脫軌係數降至0.01以下，時速倍增確能保障最大程度的人身財產安全。說明書附圖
為超高速動車梭示意圖，就其實施方案作具體説明。免脫軌運行具體實施方案現有的軌道列車，除彎道的外軌偏高，使用錐度輪徑並用其邊緣，作用於兩鋼軌 16的內側防止脫軌之外，尚無免脫軌裝置能保障不脫軌運行。因此設計增用了第三條軌道-頂軌工，將其固定在處於道心上空，環枕2的「12點」(指環枕如同時鐘指針指向12點時的形狀)中柱橫截端面上，截取高度等於軌面至頂輪4加軌高，軌面向下。兩旁固定懸掛絕緣子1(|，用作架設兩路接觸網8網線，互作備用。環枕2用鋼筋混凝土預製，為了方便運輸和架設，將「12點」環形軌枕從中柱正中向下一剖為二成兩扇。上部預留多個螺栓孔眼，組裝時用螺栓固定。環枕2下部揷入軌道板相應的方孔，到位之處四周作突起標識，預留多個直徑為枕寬1/2的圓孔，澆埋於軌道板混凝土之中凝固為一體。以取代接觸網8的電桿及附件。軌枕採用環形的理由為使每節車廂的起跳力點都有軌枕作支點，環枕2的密度比原電桿數增加一倍，相對於豎杆林立而言，旅客對較遠圓弧不易產生視覺疲勞；圓弧受力勻稱比直角結構更耐張力，有利於排解動車梭起跳的應力。環枕2間距為頭車兩轉向架n之間的距離。前後增設受電弓9各一支，與原受電弓平排，均應偏至與接觸網線相垂的位置，左右弓互鎖當本網斷電時，收折該弓，再舉備弓，從備用接觸網8上受電。避免斷電停車的機率增加一倍。上十字承力板14固定在車廂17頂面上，其中心與轉向架η心盤中軸延長線重合，橫向長於車廂17過道的寬度，縱向前後能置放兩缸套基座，固定兩隻上缸套活塞6，兩活塞上方並排聯接著裝有三隻平排頂輪4的頂輪支架3，支承頂輪4以相對恆定高度及輪槽寬於車廂17擺動輻度為前提，導行滾動於頂軌i之下。置動車梭於三條軌道框架中穩定運行。實現脫軌係數降至0.01以下的免脫軌保障。
頂輪恆高實施方案將兩隻橫擔分前後固定在左右立架上(轉向架n前後用作安裝回形閘瓦13的立架)。兩橫擔的正中各固定一隻下缸套活塞7，缸套外圈各自加上復位套簧，頂起與活塞一體的端板，使兩隻活塞始終保持，分別與下十字承力板15的縱向兩端緊貼在一起，車廂17底部外層固定的下十字承力板15同上十字承力板14橫向等長，用於固定支撐上下十字承力板之間的兩根中空的承力支柱5，兩柱之間是車廂過道，兩根耐高壓輸液管道各自貫穿在一根承力支柱之中，兩頭接絲扣分別直接連通一對上、下缸體，並都充滿液壓液。當車廂17上了乘客承重後，或因行車顛簸引起減震彈簧壓縮，使車廂17下沉壓動兩下缸體中的活塞，排壓出的液壓液，注入到兩上缸體中，同時頂升缸體中的兩隻上活塞，聯動頂輪支架3與頂輪4 隨之升起，因上、下缸體活塞規格尺寸相同，故車廂17下降尺寸等於頂輪4升高尺寸，反之亦然。既作頂輪4的液壓減震又能維持頂輪4高度的基本恆定，否則頂輪4會猛烈衝擊甚至脫離頂軌i。本發明超高速動車梭，仍保留原有速度調節器之外，特別是改造了牽引電機，配合 4/2變極繼電器w的調控，實現變極提速。同樣使用三相交流異步鼠籠轉子YQ365(365kw) 型牽引電機。維修少造價低。只是難以兼作再生制動。以和諧號CRH2C動車組(6M+2T+2T+6M)的重聯配置為基礎，進行提升功能設計增設一組供電單元，用4臺動車替代4臺拖車，進升成8M+8M，增供電源可單車或多車靈活通電，以便調節動力和節約用電。總牽引功率增加百分之33. 33，更方便起步和提速，輕鬆達到時速350km，這僅是超高速動車梭的初始基本速度，行進中通過4/2變極繼電器w對牽引電機的操控，變4極為2極後，額定轉速提高近一翻，實現動車梭超高速運行。變極提速具體實施方案以輔助電源操控安裝在牽引電機附近的4/2變極繼電器18。先將牽引電機定子線圈分解為4極繞組的多個單一極相組，所有接線的頭尾按4極電機接線順序，依次接入變極繼電器的若干對靜觸點上，趁牽引電機短暫斷電之際，繼電器通電將動觸點與靜觸點吸合， 以各個動觸點相聯的兩點，分別連通所有相應頭尾的靜觸點，恢復4極電機待備狀態，再通電牽引電機即呈4極電機運轉。全列各個牽引電機統一調控。仍採用額定頻率140HZ。絕緣等級200。繼電器失壓斷開時，每個靜觸點僅與定子繞組某一線頭相連接，互不幹擾。同理，再並聯2極電機繼電器，所不同的是，須將4極的單一極相組與相臨的另一相的單一極相組，順電流方向串聯；合併成2極電機的1個單一極相組，(另一相將從毗鄭的下一個單一極相組開始，以此類推)，再按2極電機接線順序，頭尾依次接於靜觸點上，當繼電器通電吸合時，成2極電機待備狀態，此時通電牽引電機將呈2極電機運轉。變極繼電器中確保相序分明，觸點採用A、B、C、三路6觸點，圓形結構縱向排列。利用復位彈簧向上將所有動觸點彈起，相當於動觸點使靜觸點呈4極待備狀態閉合，牽引電機將呈4極運轉。同時空置2極相關觸點；若將繼電器通電吸合，則閉合2極相關待備狀態觸點；牽引電機將呈2極電機運轉。同時空置4極相關觸點。動觸點居中，上下兩面4個觸點互聯。所有觸點浸入變壓油中更為安全。根據上述電器原理，特別設計出油浸式4/2變極繼電器18。(將以上分開描述的4 極變2級兩繼電器合二為一)
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所有的變極切換操作，必需在短暫切斷牽引電機電源過程中進行。分合皆同，否則必將產生大量的電弧火花損毀電器。牽引電機運用了換相變極方法，配合變極繼電器的操控，實現一機雙速，成倍增減額定轉速。在速度調節器的幹預和慣性作用下，變極後的啟動應該是順利的；這與用2極電機在靜止狀態下啟動，是有根本區別的。禁止用2極待備狀態下的牽弓I電機，在動車梭處於靜止狀態或者低於時速300km以下時啟動。否則會損毀牽引電機或傳動裝置。4極變2極後牽引電機額定轉速增近一翻，加之總牽引功率已增加了 1/3，足以能為動車梭提速達到設計時速大於或等於612km。磁軌直接制動具體實施方案現有的磁軌制動過程中，磨耗大、調節難、隨車速提高而制動力下降更快。一般只用於緊急制動線性調流制動強大的渦流使鋼軌16被加熱，影響軌道穩定性；有電耗大、電磁場幹擾伩號裝置等缺陷。再生制動回應緩慢，是制動距離長達2000m的主要原因。成倍提速後更難以適應。而且鼠籠轉子電機不能兼作再生制動的發電機。動車梭保留原有的制動方式直通空『電』，僅將『電』(再生)制動改為電磁軌道直接制動。直通空電再生制動同屬間接制動，依賴輪對在制動過程中與鋼軌^5產生摩擦制動，特別是克服整車慣性更顯乏力。主要原因是受到與鋼軌^5發生摩擦的有效面積之限制， 也因輪、軌表面都很光滑所累及。本發明超高速動車梭設計磁軌直接制動實施方案在轉向架n前後，固定兼作上下滑槽的立架，(立柱用不受磁力線影響的不鏽鋼作材質)因制動時立架後部受力極大，應以拉杆在離軌近處縱向前後相連加固立架。使左右回形閘瓦13可在滑槽中滑動移向雙軌，平時由復位彈簧頂離軌面。矽鋼片迭成的鐵芯，橫跨道心，外繞電磁線圈組成電磁橫樑12，兩磁極各轉90度向下正對雙軌，並分別罩以渦流銅環，一同置入雙軌上方的回形閘瓦13方孔中固定，通電後閘瓦磁化，壓下復位彈簧與近距離的軌面吸合。直接強制制動。失壓時離軌復位。調節電磁線圈電壓或電流強度亦能有效調節制動力度。閘瓦硬度不及鋼軌，故主要摩耗在閘瓦上，應當及時檢修更換。用耐磨合金加矽鋼粉末鑄造的閘瓦更為實用。在回形閘瓦13和電磁橫樑12上方與左右鋼軌^5所正對的力點上，疊加安裝氣壓制動元件，以保證無電危急時也能輔助制動。改造既有線路，實現超高速運行具體實施方案雖然超高速動車梭必須在專用線上運行，但是從追求經濟效益，特別是從中國國情的現實出發，本發明超高速動車梭除新建專線外，還可以首先選擇有條件的地區，對既有線路作合理化改造後，實施超高速運行，既能節省龐大的土石方工程，又能避免重複建設， 從而多快好省地提升線路質量，利用既有資源發展中國式超高速鐵路。實施方法如下1、一般較為平直區間，翻新利用原有道渣，當作混凝土的主要原材料，路基上層加足鋼筋，在軌道板上鋪設新軌，並安裝環枕2和固定頂軌工改建兩路接觸網8即可改造成廉價專用線。2、隧道中只須在應立環枕2之處，安裝特形環狀軌枕，因地制宜適應特殊地形。橋梁應加固翻修，並將道渣碎石作混凝土路基主料，與平直線路處理方法相同。既有線路一般都是按長列重載設計，動車梭相對短而輕，多數橋梁經評估後都可留用。3、重點改造彎道，儘管有免脫軌保障仍需保證足夠的曲線半徑。4、儘量迴避在較大坡度區域作線路改造，必要時改線繞道換取平緩取直。首選平原和非山區區間進行既有線路改造，充分利用既有資源。
權利要求
1.車廂頂上安裝的一群恆高頂輪，依賴凹槽在頂軌下導行滾動，抵消車廂起跳應力，保障超高速動車梭在三條軌道框架中免脫軌運行；特別設計4/2變極繼電器，將YQ365型鼠籠轉子牽引電機改造成變極雙速電機，由4極變2極額定轉速增加近一翻；(可使動車梭時速由350km提高到612km以上)改再生制動為電磁軌道直接制動，以適應超高速動車梭的安全運營。
全文摘要
本發明超高速動車梭，屬軌道交通領域。發明目的以和諧號CRH2C動車重聯為基礎，提高現有時速一翻，脫軌係數降至最低。以環枕固定頂軌，用每節車廂上的兩組恆高頂輪，依賴凹槽在頂軌下導行滾動，抵消車廂起跳應力，免予脫軌。改造YQ365型牽引電機為4/2變極雙速電機，在動車行進中，通過4/2變極繼電器操控變極，所有電機額定轉速同步翻番，原先4極運行時速300-350km，提高到現行2極運行時速大於或等於612km。制動時，電磁橫樑線圈通電，使回型閘瓦磁化與雙軌吸合，調節電流強度亦能調節制動力度；回型閘瓦上方疊加安裝氣壓制動元件，配合保留的原車直通空制動，足以保障斷電失壓危急時也能利用鋼軌直接制動。
文檔編號B61B9/00GK102424049SQ201110355259
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者羅教, 羅能全 申請人:羅教, 羅能全