[发明专利]一种轮轨-永磁悬浮混合承载转向架

说明书

本发明涉及轨道交通车辆技术领域，涉及一种轮轨‑永磁悬浮混合承载转向架，其包括转向架构架，转向架构架上方安装有二系悬挂，车体通过空气弹簧支撑于转向架构架上；转向架构架内设有推挽牵引杆，推挽牵引杆用于传递转向架构架和车体之间的纵向力；转向架构架前后端分别设有导向轮对，导向轮对与对应钢轨配合；导向轮对配合有轴箱，轴箱上方设有轮轨压紧簧，轮轨压紧簧上方与转向架构架固定；轴箱在偏离车轴中心线的位置有轮对弹性定位节点；转向架构架左右对称地安装有悬浮永磁体，悬浮永磁体通过一系悬挂与转向架构架弹性连接。本发明简化了车辆转向架结构，节能效果显著，而且具有较佳的稳定性。

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆技术领域，具体地说，涉及一种轮轨-永磁悬浮混合承载转向架。

背景技术

传统轮轨车辆的轮对具有以下3项功能：轮轨黏着实现牵引和制动、轮对承受车辆全部重量、轮对实现车辆的导向。车辆通常有2台转向架支撑一节车厢，转向架又分为动力转向架和非动力转向架，数节车辆通过车钩缓冲装置编成一列列车，列车需要有受流装置将电能从地面传递到列车。传统列车在直线上以速度v运行时通过轮轨产生的摩擦牵引力F_v应满足：

；

其中，m_p为最大装载质量，为空车质量与最大装载质量之比；为考虑列车剩余加速度要求且随列车速度v单调增长的比阻力函数；l为上坡道千分数。该式表明在m_p不变时减小空车质量（即减小）可以减少牵引力需求。但是牵引力是黏着重量与轮轨摩擦系数的乘积，即，此处N表示列车动力集中程度（列车总质量/列车黏着质量），该式表明在m_p不变时增加空车质量（即增大）或降低集中程度才能获得更大牵引力。

由此可知，传统轮轨车辆的轻量化是有限的，它转化为在m_p不变条件下，求解牵引力需求最小化和黏着利用最大化的空车质量最小值问题。通俗而言，过轻的空车质量满足不了牵引或制动要求，无法实现列车的超轻型化。

磁浮列车采用直线电机驱动，属于非黏着牵引，摆脱了轮轨黏着限制，，但磁浮列车实现悬浮仍然要付出代价。原理上实现悬浮的技术有以下4类：电磁悬浮、电动悬浮、高温超导钉扎悬浮、以及永磁悬浮。其中电磁悬浮已实现商业运营，日本电动悬浮处于商业线建设阶段，其他方式电动悬浮、高温超导钉扎悬浮均研制有多个工程化原型车及相应试验线，这三种悬浮方式实现悬浮均需要付出较大的经济代价。

永磁悬浮方式利用同性磁极相斥的原理实现悬浮，但是只依靠永磁体并不能保持悬浮体除铅垂方向之外的其他自由度的稳定，因此采用永磁悬浮方式的磁浮车辆还需要额外措施保持车辆的横向、摇头和侧滚等运动自由度的稳定性，并引导车辆沿轨道中心线运行。由于还没有形成可靠和成熟技术措施保证永磁悬浮磁浮车辆的全部运动自由度稳定性，因此永磁悬浮磁浮车辆的研究和运用滞后于电磁悬浮、电动悬浮和高温超导悬浮等其他形式的磁浮车辆。针对永磁悬浮横向、摇头和侧滚稳定性和车辆导向问题。

发明专利CN201810884768.8在其提出的“悬挂式磁悬浮轨道交通系统”中，采用了导向轮、限高轮、电磁导向结构等多种组合措施，实现车辆的横向稳定、侧滚稳定和沿线路对中运行，该技术措施存在多处胶轮滚动接触，且多种组合措施之间存在相互影响，对车辆运行中铅垂方向的沉浮运动适应性差，容易在车辆运行中产生振动噪声，影响车辆运行平稳性。

发明内容

本发明的内容是提供一种轮轨-永磁悬浮混合承载转向架，其能够克服现有技术中车辆自重大和车辆稳定性差的问题。