Транспортная система со стабилизацией ходовой части

 

Использование: высокоскоростной транспорт. Сущность изобретения: на Г-образных направляющих, закрепленных на подрельсовом основании с двух сторон путевого полотна, установлены вторичные части линейного двигателя, контактные провода и шумозащитные экраны. Индукторы линейного электродвигателя закреплены на ходовой части транспортного средства с возможностью поворота в горизонтальной плоскости и выполнены с элементами электромагнитной стабилизации. Данная система характеризуется уменьшенным давлением колес на рельсы и обеспечивает улучшение вписывания ходовой части в кривые. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для метрополитена и в высокоскоростных транспортных системах.

Известна транспортная система, содержащая вагон, опирающийся на ходовые тележки, рельсовый путь, на подрельсовом основании которого закреплена вторичная часть линейного электродвигателя, имеющего индуктор на ходовой части (патент США N 3807313 B 61 B 13/12, 1974).

Недостаток этой системы сложность, дополнительная нагрузка на ходовые колеса и отсутствие стабилизации ходовой части.

Известна транспортная система, содержащая путевое полотно и колесное транспортное средство с линейным электродвигателем, подвижная часть которого установлена с двух сторон транспортного средства, а неподвижная часть закреплена на расположенных вдоль путевого полотна боковых вертикальных направляющих (а.с. СССР N 1708676 B 61 B 13/04, 1992).

Недостаток этой системы отсутствие стабилизации ходовой части.

Наиболее близкой к описываемой является транспортная система со стабилизацией ходовой части, опирающейся на колеса, содержащая путевое полотно с укрепленными с наружных сторон Г-образными направляющими, линейные электродвигатели, первичные и вторичные элементы которых размещены соответственно по бокам ходовой части и на Г-образных направляющих, кузова вагонов, расположенные на ходовой части поверх Г-образных направляющих (Европейский патент N 0266496 B 60 L 13/04, 1989).

Недостаток отсутствие стабилизации ходовой части.

Технический результат настоящего предложения заключается в электромагнитной стабилизации ходовой части линейным электродвигателем. При этом уменьшается материалоемкость и энергопотребление.

Технический результат достигается тем, что в транспортной системе со стабилизацией ходовой части, опирающейся на колеса, содержащей путевое полотно с укрепленными с наружных сторон Г-образными направляющими, линейные электродвигатели, первичные и вторичные элементы которых размещены соответственно по бокам ходовой части и на Г-образных направляющих, кузова вагонов, расположенные на ходовой части поверх Г-образных направляющих, линейные электродвигатели выполнены с возможностью электромагнитной стабилизации и разгрузки ходовой части, причем их первичные элементы шарнирно закреплены на осях, по крайней мере, смежных колес с возможностью поворота в горизонтальной плоскости и регулирования положения по отношению ко вторичным элементам электродвигателей.

Достижению технического результата способствует ряд частных существенных признаков предложения.

Путевое полотно может быть выполнено в виде рельсовой колеи с подрельсовым основанием, на котором относительно подошвы рельсов закреплены Г-образные направляющие, либо в виде гладкой плиты, на которой посредством прокладок закреплены Г-образные направляющие. В последнем случае ходовые колеса являются пневматическими.

Вторичные элементы линейных электродвигателей могут быть размещены на Г-образных направляющих в горизонтальной плоскости, а первичные элементы закреплены на осях ходовых колес.

Вторичные элементы линейных электродвигателей могут быть размещены на Г-образных направляющих в вертикальной плоскости, а первичные элементы подпружинены относительно осей ходовых колес с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.

Первичные элементы снабжены токоприемниками, содержащими токосъемные лыжи, а на Г-образных направляющих, выполненных с шумозащитными экранами, расположены контактные провода.

Каждый индуктор выполнен, по крайней мере, с двумя шарнирно соединенными модулями, при этом шарниры противолежащих модулей соединены между собой поперечной тягой, связанной с реверсивным механизмом сдвига, корпус которого закреплен на ходовой части.

По бокам поперечной тяги закреплены катки с возможностью касания Г-образных направляющих при резких колебаниях ходовой части, а рядом с катками установлены датчики зазора, при этом выходы датчиков зазора подключены через анализатор сигналов к входу блока управления реверсивным механизмом сдвига.

Ходовая часть размещена на стыке вагонов, которые соединены между собой шарниром и выполнены со сквозным проходом.

Ходовая часть выполнена в виде тележек, в которых колесные пары снабжены независимо вращающимися колесами.

В сравнении с известными транспортными системами описываемая позволяет: уменьшить давление колес на путевое полотно и одновременно стабилизировать движение ходовой части посредством линейного электродвигателя; уменьшить расходы на электроэнергию и сократить эксплуатационные затраты; обеспечить вписывание транспортного средства в кривые достаточно малого радиуса; упростить систему энергоснабжения за счет ее размещения на Г-образных направляющих; уменьшить шум путем размещения экранов на Г-образных направляющих; повысить безопасность движения за счет стабилизации ходовой части посредством линейного электродвигателя ( в перспективе такие транспортные системы способны заменить высокоскоростные железные дороги).

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 показана схема транспортного средства на рельсовом ходу, на фиг. 2 то же на пневмоходу, на фиг. 3 размещение линейных электродвигателей на транспортном средстве, на фиг. 4 схема установки модулей на ходовой части, на фиг. 5 схема управления механизмом сдвига, на фиг. 6 размещение контактного провода, на фиг. 7 -принципиальная схема линейного электродвигателя.

Транспортная система содержит транспортное средство 1 (фиг. 1), кузов 2 которого опирается на ходовую часть 3 и колеса 4, которые установлены на рельсы 5, закрепленные на подрельсовом основании 6, а в случае применения пневмоколеи на гладкое основание 7 (фиг. 2). С обеих сторон вдоль путевого полотна на основании 6 или 7 закреплены Г-образные направляющие 8, несущие вторичный элемент 9 линейного электродвигателя, контактные провода 10 и шумозащитный экран 11. Направляющие 8 закреплены на основании через изолирующие прокладки 12 на одном уровне с подошвой рельсов 5 (фиг. 1) или поверхностью катания 7 (фиг. 2). На ходовой части 3 установлены соответственно с правой и левой стороны первичные элементы индукторы 13 линейного электродвигателя, которые располагаются горизонтально, когда горизонтальная полка Г-образной направляющей 8 оказывается поверх вторичного элемента 9 и индуктора 13. При вертикальном расположении вторичного элемента 9 и индуктора 13 (фиг. 2) последний установлен с помощью вертикального перемещения относительно центра колес (оси 14) и подпружинен. При этом индукторы 13 устанавливаются на неподрессоренной части. Концы индукторов 13 закреплены шарнирно с возможностью поворота в горизонтальной плоскости вокруг шарнира 15 и с возможностью регулирования их положения относительно вторичных элементов 9. Кинематически с корпусом индуктора 13 связаны токосъемные лыжи 16. Для вписывания в кривые индуктор 13 выполняется, по крайней мере, из двух модулей 17 и 18, соединенных между собой шарниром 19. Противолежащие модули соединены между собой штангой 20 реверсивного механизма 21, который может быть гидравлическим, пневматическим или в виде роликовой пары. Корпус механизма 21 закреплен на ходовой части 3. На концах штанги 20 закреплены датчики зазора 22 и ролики 23, которые касаются Г-образной направляющей при резких колебаниях ходовой части. Реверсивный механизм 21 срабатывает по сигналам датчиков 22, которые обрабатываются анализатором 24, выдающим команду механизму 21, посредством которого модули сдвигаются вправо или влево, чем обеспечивается вписывание индуктора 13 в кривые.

В качестве электродвигателя может быть применен линейный синхронный электродвигатель с когтеобразными полюсами (фиг. 7) или общеизвестный электродвигатель с двухфункциональной обмоткой.

Когтеобразный электродвигатель содержит обмотку возбуждения 25, якорную обмотку 26, магнитопровод 27 и когтеобразный вторичный элемент 28. Особенностью указанных электродвигателей является то, что в отличие от синхронных электродвигателей они обеспечивают регулируемое притяжение индуктора ко вторичному элементу и боковую стабилизацию.

Ходовую часть целесообразно размещать на стыке двух вагонов (фиг. 3).

При этом вагоны соединены между собой шарниром и снабжены сквозным проходом между собой.

Кузов 2 вагона размещен поверх Г-образных направляющих 8 и индукторов 13.

Контактные провода 10 электрическими перемычками 29 в ряде случае целесообразно соединить со вторичным элементом 9.

Транспортная система работает следующим образом.

При подаче напряжения на контактные провода 10 и далее через токосъемные лыжи 16 соответственно через инвертор тока или напряжения (на чертежах не показаны) питания подается на индукторы 13 линейного электродвигателя. При этом создается бегущее магнитное поле, которое, взаимодействуя со вторичным элементом 9, приводит транспортное средство 1 в движение.

В отличие от традиционного транспорта, в котором в качестве тяговых двигателей применены вращающиеся электродвигатели, применение линейных электродвигателей принципиально обеспечивает движение вне зависимости от сцепления колеса с рельсом или дорожным полотном. Кроме этого, линейные электродвигатели обеспечивают разгрузку ходовых колес 4, т.е. уменьшают давление этих колес на рельсы 5 и тем самым снижают динамическое взаимодействие между транспортным средством и путевым полотном. В силу того, что примененные электродвигатели обеспечивают и электромагнитную стабилизацию ходовой части, обеспечивается безопасное движение и улучшается вписывание ходовой части в кривые. Исключение таких узлов, как редукторы и муфты, существенно упрощает механическую часть в подвижном составе. Существенным является и то, что применение линейных электродвигателей позволяет уменьшить диаметр ходовых колес, а это в случае применения такой транспортной системы для метрополитена позволит уменьшить диаметр тоннеля.

Формула изобретения

1. Транспортная система со стабилизацией ходовой части, опирающейся на колеса, содержащая путевое полотно с укрепленными с наружных сторон Г-образными направляющими, линейные электродвигатели, первичные и вторичные элементы которых размещены соответственно по бокам ходовой части и на Г-образных направляющих, кузова вагонов, расположенные на ходовой части поверх Г-образных направляющих, отличающаяся тем, что линейные электродвигатели выполнены с возможностью электромагнитной стабилизации и разгрузки ходовой части, причем из первичные элементы шарнирно закреплены на осях по крайней мере смежных колес с возможностью поворота в горизонтальной плоскости и регулирования положения по отношению ко вторичным элементам электродвигателей.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что путевое полотно выполнено в виде рельсовой колеи с подрельсовым основанием, на котором относительно подошвы рельсов закреплены Г-образные направляющие.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что путевое полотно выполнено в виде гладкой плиты, на которой посредством прокладок закреплены Г-образные направляющие, а ходовые колеса являются пневматическими.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что вторичные элементы линейных электродвигателей размещены на Г-образных направляющих в горизонтальной плоскости, а первичные элементы закреплены на осях ходовых колес.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что вторичные элементы линейных электродвигателей размещены на Г-образных направляющих в вертикальной плоскости, а первичные элементы подпружинены относительно осей ходовых колес с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что первичные элементы снабжены токоприемниками, содержащими токосъемные лыжи, а на Г-образных направляющих, выполненных с шумозащитными экранами, расположены контактные провода.

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый индуктор выполнен по крайней мере с двумя шарнирно соединенными модулями, при этом шарниры противолежащих модулей соединены между собой поперечной тягой, связанной с реверсивным механизмом сдвига, корпус которого закреплен на ходовой части.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что по бокам поперечной тяги закреплены катки с возможностью касания Г-образных направляющих при резких колебаниях ходовой части, а рядом с катками установлены датчики зазора, при этом выходы датчиков зазора подключены через анализатор сигналов к входу блока управления реверсивным механизмом сдвига.

9. Система во п.1, отличающаяся тем, что ходовая часть размещена на стыке вагонов, которые соединены между собой шарниром и выполнены со сквозным проходом.

10. Система, по п.1, отличающаяся тем, что ходовая часть выполнена в виде тележек, в которых колесные пары снабжены независимо вращающимися колесами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6