CN107628048A - 内置悬挂空铁交通系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开内置悬挂空铁交通系统，涉及轨道交通领域。内置悬挂空铁交通系统包括车厢、转向架和走行轮装置，所述车厢通过连接架与转向架转动连接，所述转向架包括构架，所述走行轮装置与构架之间设置有一系悬挂减振装置，还包括二系悬挂减振装置，所述二系悬挂减振装置设置在构架和连接架的连接处。本发明有效解决了内置悬挂空铁交通系统的构架和连接架之间产生的巨大振动和噪声问题，大大提升了整个内置悬挂空铁交通系统的减振降噪效果。

Description

内置悬挂空铁交通系统

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及内置悬挂空铁交通系统。

背景技术

地面公共交通系统具有运量小、污染大、占用道路多和地面道路空间不足的天然缺陷。地铁运量大，无污染，也不占用地面道路空间，但却面临地下空间的有限和地铁造价高、经济性不足及地质条件等的限制。悬挂轨道交通，能够有效利用地面以上的空间，在解决交通问题方面有着自己独特的优势。人类使用悬挂轨道交通系统已经有100多年的历史，目前中国、德国和日本都有线路在运营。

经过多年发展到目前为止，现有的悬挂轨道交通系统包括车厢、转向架、走行轮装置、一系悬挂系统、牵引装置、基础制动装置、驱动装置、导向轮装置、稳定轮装置等装置。其中，一系悬挂系统为设置在转向架的构架与走行轮装置之间的一系悬挂减振装置，有效解决了整个悬挂轨道交通系统的构架与走行轮装置之间产生的振动大和噪声大的问题。但是，悬挂轨道交通系统的构架和与车厢连接的连接架之间，以及车厢与连接架之间也会产生巨大的振动和噪声，因此，整个悬挂轨道交通系统单纯仅设置一系悬挂减振装置则无法克服上述缺陷，具有局限性，减振降噪效果差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种提升减振降噪效果的内置悬挂空铁交通系统。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种内置悬挂空铁交通系统，包括车厢、转向架和走行轮装置，所述车厢通过连接架与转向架转动连接，所述转向架包括构架，所述走行轮装置与构架之间设置有一系悬挂减振装置，还包括二系悬挂减振装置，所述二系悬挂减振装置设置在构架和连接架的连接处。

根据本发明，所述构架上设置有供连接架穿设的安装孔，所述二系悬挂减振装置设置在安装孔内，且套设在连接架的外部。

根据本发明，所述一系悬挂减振装置的质量m1为50kg-3000kg，弹性系数k1为0.02kN/mm-1kN/mm，阻尼c1为0.005kNs/mm-10kNs/mm；

所述二系悬挂减振装置的质量m2为10kg-1000kg，弹性系数k2为0.01kN/mm-1kN/mm，阻尼c2为0.01kNs/mm-50kNs/mm。

根据本发明，所述车厢顶部通过连接件与连接架连接；

所述内置悬挂空铁交通系统还包括三系悬挂减振装置，所述三系悬挂减振装置设置在连接架与连接件的连接处。

根据本发明，所述连接架通过连接销与连接件转动连接，所述三系悬挂减振装置为至少局部形成在连接销外壁上的弹性和阻尼材料层，所述弹性和阻尼材料层位于连接架上穿设连接销的销孔内和连接件上穿设连接销的销孔内。

根据本发明，所述三系悬挂减振装置的质量m3为500kg-20000kg，弹性系数k3为0.05kN/mm-50kN/mm，阻尼c3为0.005kNs/mm-10kNs/mm。

根据本发明，所述走行轮装置包括成对设置的走行轮轮对，走行轮轮对包括两个对称设置的走行轮和连接两个走行轮的轮对车轴，所述轮对车轴与构架之间设置有至少一个一系悬挂减振装置。

根据本发明，当轮对车轴与构架之间设置有两个一系悬挂减振装置时，所述轮对车轴为形成轴对称结构的折弯轴。

根据本发明，所述折弯轴包括沿竖直轴对称设置的两个上倾斜式或下倾斜式的直型轴单元。

根据本发明，所述折弯轴呈弧形或V形。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

在现有悬挂轨道交通系统设置一系悬挂减振装置的结构基础上，本发明在内置悬挂空铁交通系统的转向架构架和与车厢连接的连接架的连接处增设二系悬挂减振装置，有效解决了内置悬挂空铁交通系统的构架和连接架之间产生的巨大振动和噪声问题，大大提升了整个内置悬挂空铁交通系统的减振降噪效果。

附图说明

图1是本发明的内置悬挂空铁交通系统的局部示意图一，示出了转向架、连接架、走行轮装置、一个一系悬挂减振装置和二系悬挂减振装置；

图2是本发明的内置悬挂空铁交通系统的局部示意图二，示出了转向架、连接架、走行轮装置、两个一系悬挂减振装置和二系悬挂减振装置；

图3是本发明的内置悬挂空铁交通系统的局部示意图三，示出了下倾斜式走行轮装置；

图4是本发明的内置悬挂空铁交通系统的局部示意图四，示出了上倾斜式走行轮装置；

图5是本发明的内置悬挂空铁交通系统的局部示意图五，示出了轨道梁、转向架、连接架、连接件、走行轮装置、一系悬挂减振装置、二系悬挂减振装置和三系悬挂减振装置；

图6是本发明的动力学模型的正视图；

图7是本发明的动力学模型的侧视图。

图中：

1、车厢；2、连接架；3、一系悬挂减振装置；4、二系悬挂减振装置；5、三系悬挂减振装置；6、构架；7、连接件；8、连接销；9、轮对车轴；10、走行轮；91、直型轴单元。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

如图1至图7所示，本发明公开了一种内置悬挂空铁交通系统，该系统包括车厢1、轨道梁、转向架、连接架2、走行轮装置、一系悬挂减振装置3、二系悬挂减振装置4和三系悬挂减振装置5等组成部分。轨道梁架设在空中。转向架包括构架6。车厢1的顶部设置有连接件7，连接件7通过连接销8与连接架2的底部转动连接，连接架2的顶部与构架6连接。车厢1与转向架之间的连接优选为柔性连接，以起到减振作用。

具体的，走行轮装置包括若干对成对设置的走行轮轮对，每对走行轮轮对包括两个对称设置的走行轮10和轮对车轴9，轮对车轴9的两端部分别连接两个走行轮10。轮对车轴9与驱动装置连接，驱动装置与车厢1内的车辆控制器电连接。轮对车轴9可以为直型轴，垂直于走行轮10设置，还可以为折弯轴，倾斜于走行轮10设置。折弯轴的形状呈弧形或V形，当然还可以根据实际需求设计成其他形状。

本申请以V形折弯轴为例，上倾斜式的折弯轴包括沿竖直轴对称设置的两个上倾斜式的直型轴单元91。上倾斜式的直型轴单元91为从远离走行轮10的端部到靠近走行轮10的端部向上倾斜的直型轴单元91。下倾斜式的折弯轴包括沿竖直轴对称设置的两个下倾斜式的直型轴单元91。下倾斜式的直型轴单元91为从远离走行轮10的端部到靠近走行轮10的端部向下倾斜的直型轴单元91。无论是上倾斜式的折弯轴还是下倾斜式的折弯轴使转向架具有了横向力，进而提高了横向稳定性。

在本申请中，走行轮10的外部包覆有弹性阻尼材料，如橡胶或硅胶等具有弹性和阻尼特性的高分子材料，可以降低走行轮10在轨道梁上行驶时的振动水平。走行轮10处设置的弹性和阻尼材料层相当于0系悬挂减振装置，其力学参数可由仿真计算确定。0系悬挂减振装置的质量m0为10kg-500kg，弹性系数k0为0.1kN/mm-5kN/mm，阻尼c0为0.001kNs/mm-2kNs/mm。

在本申请中，一系悬挂减振装置3的底端连接轮对车轴9，其顶端连接构架6。一系悬挂减振装置3可以具有两个或多个，当具有两个一系悬挂减振装置3时，其中一个一系悬挂减振装置3的底端连接折弯轴的一个直型轴单元91，顶端连接构架6；另一个一系悬挂减振装置3的底端连接折弯轴的另一个直型轴单元91，顶端连接构架6。当采用两个一系悬挂减振装置3时，使得减振降噪效果更好。

一系悬挂减振装置3可以采用空气弹簧，该空气弹簧具有弹性阻尼特性，其力学参数由仿真计算确定。一系悬挂减振装置3的质量m1为50kg-3000kg，弹性系数k1为0.02kN/mm-1kN/mm，阻尼c1为0.005kNs/mm-10kNs/mm，能够起到支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能，降低了构架6与走行轮装置之间产生的振动和噪声，达到良好的减振降噪效果。

在本申请中，构架6上设置有供连接架2穿设的安装孔，二系悬挂减振装置4设置在安装孔内，且套设在连接架2的外部。二系悬挂减振装置4可以采用空气弹簧，具有弹性阻尼特性，其力学参数由仿真计算确定。二系悬挂减振装置4的m2为10kg-1000kg，弹性系数k2为0.01kN/mm-1kN/mm，阻尼c2为0.01kNs/mm-50kNs/mm，降低了构架6与连接架2之间产生的振动和噪声，减振降噪效果更好。

在本申请中，车厢1的顶部设置有两个连接件7，连接架2设置在两个连接件7之间，连接销8依次穿过其中一个连接件7、连接架2和另一个连接件7，使连接架2与两个连接件7固定连接。连接销8为钢销，采用钢销连接车厢1和连接架2，具有良好的抗震性能。三系悬挂减振装置5为至少局部形成在连接销8外壁上的弹性和阻尼材料层，且此弹性和阻尼材料层位于连接架2上穿设连接销8的销孔内和两个连接件7上穿设连接销8的销孔内。当然，连接销8外壁的全部包覆有弹性和阻尼材料层能够增强减振降噪效果。为了降低成本，连接销8的外壁不必全部包覆有弹性和阻尼材料层。

弹性和阻尼材料层采用如橡胶或硅胶等具有弹性和阻尼特性的高分子材料形成包覆在连接销8外壁上。三系悬挂减振装置5的力学参数可由仿真计算确定。三系悬挂减振装置5也可以采用空气弹簧，具有弹性阻尼特性，其力学参数由仿真计算确定。三系悬挂减振装置5的质量m3为500kg-20000kg，弹性系数k3为0.05kN/mm-50kN/mm，阻尼c3为0.005kNs/mm-10kNs/mm，有效降低了连接架2与车厢1之间产生的振动和噪声，进一步提升了整个内置悬挂空铁交通系统的减振降噪效果。

在本申请中，内置悬挂空铁交通系统采用上倾斜式或下倾斜式轮对车轴9及轮对车轴9与构架6之间的两个或多个一系悬挂减振装置3相配合的结构，使得内置悬挂空铁转向架具有一定的自稳定和自导向功能，如此可以减少导向轮的设置，甚至不设置导向轮，从而降低了成本。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种内置悬挂空铁交通系统，包括车厢(1)、转向架和走行轮装置，所述车厢(1)通过连接架(2)与转向架转动连接，所述转向架包括构架(6)，所述走行轮装置与构架(6)之间设置有一系悬挂减振装置(3)，其特征在于，还包括二系悬挂减振装置(4)，所述二系悬挂减振装置(4)设置在构架(6)和连接架(2)的连接处。

2.根据权利要求1所述的内置悬挂空铁交通系统，其特征在于：所述构架(6)上设置有供连接架(2)穿设的安装孔，所述二系悬挂减振装置(4)设置在安装孔内，且套设在连接架(2)的外部。

3.根据权利要求1所述的内置悬挂空铁交通系统，其特征在于：所述一系悬挂的质量m1为50kg-3000kg，弹性系数k1为0.02kN/mm-1kN/mm，阻尼c1为0.005kNs/mm-10kNs/mm；

所述二系悬挂的质量m2为10kg-1000kg，弹性系数k2为0.01kN/mm-1kN/mm，阻尼c2为0.01kNs/mm-50kNs/mm。

4.根据权利要求3所述的内置悬挂空铁交通系统，其特征在于：所述车厢(1)顶部通过连接件(7)与连接架(2)连接；

所述内置悬挂空铁交通系统还包括三系悬挂减振装置(5)，所述三系悬挂减振装置(5)设置在连接架(2)与连接件(7)的连接处。

5.根据权利要求4所述的内置悬挂空铁交通系统，其特征在于：所述连接架(2)通过连接销(8)与连接件(7)转动连接，所述三系悬挂减振装置(5)为至少局部形成在连接销(8)外壁上的弹性和阻尼材料层，所述弹性和阻尼材料层位于连接架(2)上穿设连接销(8)的销孔内和连接件(7)上穿设连接销(8)的销孔内。

6.根据权利要求4或5所述的内置悬挂空铁交通系统，其特征在于：所述三系悬挂的质量m3为500kg-20000kg，弹性系数k3为0.05kN/mm-50kN/mm，阻尼c3为0.005kNs/mm-10kNs/mm。

7.根据权利要求1所述的内置悬挂空铁交通系统，其特征在于：所述走行轮装置包括成对设置的走行轮轮对，走行轮轮对包括两个对称设置的走行轮(10)和连接两个走行轮(10)的轮对车轴(9)，所述轮对车轴(9)与构架(6)之间设置有至少一个一系悬挂减振装置(3)。

8.根据权利要求7所述的内置悬挂空铁交通系统，其特征在于：当轮对车轴(9)与构架(6)之间设置有两个一系悬挂减振装置(3)时，所述轮对车轴(9)为形成轴对称结构的折弯轴。

9.根据权利要求8所述的内置悬挂空铁交通系统，其特征在于：所述折弯轴包括沿竖直轴对称设置的两个上倾斜式或下倾斜式的直型轴单元(91)。

10.根据权利要求8所述的内置悬挂空铁交通系统，其特征在于：所述折弯轴呈弧形或V形。