本發(fā)明涉及城市軌道車輛技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種懸掛式單軌交通領(lǐng)域的外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
隨著我國城市現(xiàn)代化建設(shè)不斷加速,交通擁堵成為了各個(gè)大中城市不得不面對的棘手問題。大力發(fā)展公共交通設(shè)施是解決這種問題的一個(gè)行之有效的方法。絕大多數(shù)城市將建設(shè)地鐵作為緩解交通擁堵問題的一個(gè)手段,但是地鐵的建設(shè)存在著成本高、周期長、運(yùn)營管理成本高、對地形有一定要求等問題,并且部分大城市地鐵建設(shè)已瀕臨飽和,單單依靠地鐵去解決城市中存在的交通問題是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
而懸掛式單軌作為一種中運(yùn)量的城市公共軌道交通系統(tǒng),可以彌補(bǔ)地鐵在運(yùn)營與建設(shè)中所存在的不足,并且可與地鐵并行運(yùn)營以發(fā)揮各自的優(yōu)勢緩解城市交通問題。較地鐵而言,懸掛式單軌交通有下列優(yōu)點(diǎn):建設(shè)成本低;建設(shè)周期短;運(yùn)營成本低;基本無污染;噪音??;可適用于更加復(fù)雜的地理環(huán)境;同時(shí)由于其采用膠輪,所以懸掛式單軌具有良好的粘著性能和更強(qiáng)的爬坡能力。
現(xiàn)有懸掛式單軌車輛的走行輪主要有兩種,一種為充氣橡膠輪胎,一種為實(shí)心橡膠輪胎。充氣橡膠輪胎較實(shí)心橡膠輪胎而言具有更好的動(dòng)力學(xué)性能,但是由于其體積龐大使得轉(zhuǎn)向架橫向距離較寬,因此增加了軌道梁的建設(shè)成本,而充氣橡膠輪輪轂內(nèi)的空間又沒有得到充分的利用。同時(shí)由于傳統(tǒng)的懸掛式單軌列車使用電機(jī)齒輪箱作為車輛的驅(qū)動(dòng)裝置使得其效率降低,并且增加了運(yùn)行時(shí)的噪聲。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),本發(fā)明的目的在于提供一種懸掛式單軌列車的外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明技術(shù)方案如下:
一種懸掛式單軌列車的外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),包括縱向延伸的轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架,所述構(gòu)架包括前、后兩側(cè)縱向布置的端梁和中部的下沉段,構(gòu)架中部的下沉段固定連接有橫向拉桿安裝座,端梁靠近中部的一側(cè)分別設(shè)有一對與構(gòu)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的走行輪,每個(gè)走行輪的旋轉(zhuǎn)軸橫向水平設(shè)置,端梁遠(yuǎn)離中部下沉段的一端分別設(shè)有一對導(dǎo)向輪,導(dǎo)向輪安裝于構(gòu)架前后兩側(cè),每個(gè)導(dǎo)向輪的旋轉(zhuǎn)軸垂向設(shè)置,構(gòu)架中部的下沉段上設(shè)有空氣彈簧以及壓裝于空氣彈簧上方的枕梁,枕梁左右兩側(cè)分別設(shè)有水平設(shè)置并垂直于端梁的橫向拉桿,橫向拉桿一端與枕梁相連另一端通過橫向拉桿座與構(gòu)架相連,枕梁壓裝于空氣彈簧上,懸吊裝置的上端穿過構(gòu)架中部并壓裝于枕梁上方,懸吊裝置的下端與車體固定連接,懸吊裝置為四連桿機(jī)構(gòu),允許車體與轉(zhuǎn)向架發(fā)生一定的橫移。走行輪內(nèi)部設(shè)有為走行輪提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的外轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)。
作為優(yōu)選方式,每個(gè)走行輪通過橫向焊接于端梁左右兩側(cè)的走行輪安裝軸與構(gòu)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
作為優(yōu)選方式,端梁靠近中部的一側(cè)設(shè)有焊接安裝座,走行輪安裝軸插入焊接安裝座并與焊接安裝座焊接在一起。
作為優(yōu)選方式,端梁遠(yuǎn)離中部的一側(cè)設(shè)有與構(gòu)架固定連接的導(dǎo)向輪安裝座,導(dǎo)向輪通過導(dǎo)向輪安裝座連接于構(gòu)架上。
作為優(yōu)選方式,外轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)包括:中部的走行輪安裝軸,套裝于走行輪安裝軸外表面的內(nèi)定子機(jī)架,內(nèi)定子機(jī)架外側(cè)設(shè)有內(nèi)定子鐵芯,內(nèi)定子鐵芯上設(shè)有凸極,凸極上纏繞勵(lì)磁線圈,電機(jī)外轉(zhuǎn)子為輪轂,輪轂在鐵芯的外側(cè),輪轂上裝有圓弧片狀永磁體,內(nèi)定子機(jī)架兩側(cè)端面安裝有端蓋,端蓋封閉內(nèi)定子機(jī)架、內(nèi)定子鐵芯、凸極、勵(lì)磁線圈,走行輪安裝軸的末端套裝軸承,端蓋壓裝于軸承端面并且套裝于走行輪安裝軸外側(cè),走行輪的左右兩側(cè)端面安裝有制動(dòng)盤,制動(dòng)盤通過螺栓同時(shí)與電機(jī)的端蓋以及輪轂相連。
作為優(yōu)選方式,導(dǎo)向輪、走行輪為充氣橡膠輪。
由于轉(zhuǎn)向架采用充氣橡膠導(dǎo)向輪,所以轉(zhuǎn)向架進(jìn)入軌道梁內(nèi)時(shí)需要添加預(yù)壓力,以保證導(dǎo)向輪與軌道梁有較好的接觸,同時(shí)構(gòu)架采用的是中部下凹的結(jié)構(gòu)(即下沉段),其目的在于,在轉(zhuǎn)向架運(yùn)行時(shí)枕梁始終處于軌道梁的下方,以減小軌道梁的橫向距離,降低軌道梁的建設(shè)成本。
作為優(yōu)選方式,走行輪的外側(cè)設(shè)有直徑小于走行輪的實(shí)心的走行安全輪,走行安全輪的旋轉(zhuǎn)軸平行于走行輪,且走行輪與走行安全輪的輪距相同。
作為優(yōu)選方式,導(dǎo)向輪的上方設(shè)有實(shí)心的導(dǎo)向安全輪,導(dǎo)向安全輪與導(dǎo)向輪的旋轉(zhuǎn)軸重合,且導(dǎo)向安全輪的輪徑小于導(dǎo)向輪的輪徑。
本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明采用外轉(zhuǎn)子式永磁輪轂電機(jī)作為懸掛式單軌的驅(qū)動(dòng)裝置,輪轂為電機(jī)的外轉(zhuǎn)子,能直接將電機(jī)扭矩傳遞于走行輪上,避免了加裝齒輪箱、連軸節(jié)等設(shè)備,能夠充分利用輪轂內(nèi)未被利用的空間大大降低轉(zhuǎn)向架的橫向距離,減小軌道梁的橫向尺寸降低軌道梁的建設(shè)成本,同時(shí)無齒輪箱,減小了驅(qū)動(dòng)裝置的能量損失,提高驅(qū)動(dòng)效率。轉(zhuǎn)向架兩端的走行輪均為獨(dú)立輪且采用充氣橡膠輪,直接安裝于構(gòu)架兩側(cè)的半軸上,同時(shí)加設(shè)走行安全輪,轉(zhuǎn)向架無一系懸掛,其制動(dòng)方式為盤型制動(dòng),制動(dòng)盤與輪轂相連。永磁電機(jī)相比傳統(tǒng)的交流電機(jī),有體積小,質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn),并且能減少電機(jī)的發(fā)熱,增加電機(jī)的功率因數(shù)。轉(zhuǎn)向架上的四臺(tái)輪轂電機(jī)可通過電控實(shí)現(xiàn)差速,在列車通過曲線時(shí)可使內(nèi)外輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差以減少充氣橡膠輪的磨耗,同時(shí)無須安裝差速器,簡化的轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu),提高了其可靠性,也降低了其維修成本。走行輪采用充氣橡膠輪,提高了轉(zhuǎn)向架的垂向動(dòng)力學(xué)性能,減小了噪聲。在轉(zhuǎn)向架上安裝走行安全輪可防止充氣橡膠輪出現(xiàn)的泄露等問題,在走行輪失效時(shí)安全輪發(fā)揮作用,提高運(yùn)行的安全性,轉(zhuǎn)向架的導(dǎo)向輪依然采用充氣橡膠輪,由于其剛度較小,可有效減小轉(zhuǎn)向架進(jìn)入曲線時(shí)與軌道梁相互作用所產(chǎn)生的沖擊。在導(dǎo)向輪上同樣采用安全輪的設(shè)計(jì),在導(dǎo)向輪失效時(shí)安全輪發(fā)揮作用,以避免導(dǎo)向輪的發(fā)生泄漏等問題。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的主視圖。
圖2是本發(fā)明的俯視圖。
圖3是本發(fā)明的左視圖。
圖4是本發(fā)明的軸測立體示意圖。
圖5是本發(fā)明的構(gòu)架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明的輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)剖視圖。
1為構(gòu)架,2為導(dǎo)向輪,3為走行安全輪,4為走行輪,5為枕梁,6為橫向拉桿,7為導(dǎo)向輪安裝座,8為導(dǎo)向安全輪,9為空氣彈簧,10為懸吊裝置,11為車體,12為端梁,13為焊接安裝座,14為橫向拉桿安裝座,15為制動(dòng)盤,16為輪轂,17為圓弧片狀永磁體,18為內(nèi)定子鐵芯,19為勵(lì)磁線圈,20為內(nèi)定子機(jī)架,21為走行輪安裝軸,22為端蓋,23為軌道梁。
具體實(shí)施方式
以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用,本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用,在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
一種懸掛式單軌列車的外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),包括縱向延伸的轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架1,構(gòu)架1整體為焊接構(gòu)架。所述構(gòu)架1包括前、后兩側(cè)縱向布置的端梁12和中部的下沉段,構(gòu)架中部的下沉段固定連接有橫向拉桿安裝座14,端梁12靠近中部的一側(cè)分別設(shè)有一對與構(gòu)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的走行輪4,每個(gè)走行輪4的旋轉(zhuǎn)軸橫向水平設(shè)置,每個(gè)走行輪4通過橫向焊接于端梁12左右兩側(cè)的走行輪安裝軸21與構(gòu)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接,端梁12遠(yuǎn)離中部下沉段的一端分別設(shè)有一對導(dǎo)向輪2,導(dǎo)向輪安裝于構(gòu)架前后兩側(cè),每個(gè)導(dǎo)向輪的旋轉(zhuǎn)軸垂向設(shè)置,構(gòu)架中部的下沉段上設(shè)有空氣彈簧9以及壓裝于空氣彈簧9上方的枕梁,枕梁左右兩側(cè)分別設(shè)有水平設(shè)置并垂直于端梁12的橫向拉桿6,橫向拉桿6一端與枕梁相連另一端通過橫向拉桿座14與構(gòu)架1相連,橫向拉桿6用于傳遞導(dǎo)向力,枕梁5壓裝于空氣彈簧9上,懸吊裝置10的上端穿過構(gòu)架中部并壓裝于枕梁5上方,懸吊裝置10的下端與車體11固定連接,懸吊裝置10為四連桿機(jī)構(gòu),允許車體與轉(zhuǎn)向架發(fā)生一定的橫移;走行輪4內(nèi)部設(shè)有為走行輪提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的外轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)。導(dǎo)向輪2、走行輪4為充氣橡膠輪。走行輪4的外側(cè)設(shè)有直徑小于走行輪4的實(shí)心的走行安全輪3,走行安全輪3的旋轉(zhuǎn)軸平行于走行輪4,且走行輪4與走行安全輪3的輪距相同。導(dǎo)向輪2的上方設(shè)有實(shí)心的導(dǎo)向安全輪8,導(dǎo)向安全輪8與導(dǎo)向輪2的旋轉(zhuǎn)軸重合,且導(dǎo)向安全輪8的輪徑小于導(dǎo)向輪2的輪徑。。
端梁12靠近中部的一側(cè)設(shè)有焊接安裝座13,走行輪安裝軸21插入焊接安裝座13并與焊接安裝座13焊接在一起。
端梁12遠(yuǎn)離中部的一側(cè)設(shè)有與構(gòu)架1固定連接的導(dǎo)向輪安裝座7,導(dǎo)向輪通過導(dǎo)向輪安裝座7連接于構(gòu)架上。
外轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)包括:中部的走行輪安裝軸21,套裝于走行輪安裝軸21外表面的內(nèi)定子機(jī)架20,為減輕材料并且方便安裝將內(nèi)定子機(jī)架設(shè)計(jì)為中空結(jié)構(gòu),內(nèi)定子機(jī)架20外側(cè)設(shè)有內(nèi)定子鐵芯18,內(nèi)定子鐵芯18上設(shè)有凸極,凸極上纏繞勵(lì)磁線圈19,電機(jī)外轉(zhuǎn)子為輪轂16,輪轂16在鐵芯的外側(cè),輪轂16上裝有圓弧片狀永磁體17,內(nèi)定子機(jī)架20兩側(cè)端面安裝有端蓋22,端蓋22封閉內(nèi)定子機(jī)架20、內(nèi)定子鐵芯18、凸極、勵(lì)磁線圈19,走行輪安裝軸21的末端套裝軸承,端蓋22壓裝于軸承端面并且套裝于走行輪安裝軸21外側(cè),走行輪4的左右兩側(cè)端面安裝有制動(dòng)盤15,制動(dòng)盤15通過螺栓同時(shí)與電機(jī)的端蓋22以及輪轂16相連。
由于轉(zhuǎn)向架采用充氣橡膠導(dǎo)向輪,所以轉(zhuǎn)向架進(jìn)入軌道梁23內(nèi)時(shí)需要添加預(yù)壓力,以保證導(dǎo)向輪2與軌道梁23有較好的接觸,同時(shí)構(gòu)架1采用的是中部下凹的結(jié)構(gòu)(即下沉段),其目的在于,在轉(zhuǎn)向架運(yùn)行時(shí)枕梁5始終處于軌道梁23的下方,以減小軌道梁的橫向距離,降低軌道梁的建設(shè)成本。
本發(fā)明采用外轉(zhuǎn)子式永磁輪轂電機(jī)作為懸掛式單軌的驅(qū)動(dòng)裝置,輪轂為電機(jī)的外轉(zhuǎn)子,能直接將電機(jī)扭矩傳遞于走行輪上,避免了加裝齒輪箱、連軸節(jié)等設(shè)備,能夠充分利用輪轂內(nèi)未被利用的空間大大降低轉(zhuǎn)向架的橫向距離,減小軌道梁的橫向尺寸降低軌道梁的建設(shè)成本,同時(shí)無齒輪箱,減小了驅(qū)動(dòng)裝置的能量損失,提高驅(qū)動(dòng)效率。轉(zhuǎn)向架兩端的走行輪均為獨(dú)立輪且采用充氣橡膠輪,直接安裝于構(gòu)架兩側(cè)的半軸上,同時(shí)加設(shè)走行安全輪,轉(zhuǎn)向架無一系懸掛,其制動(dòng)方式為盤型制動(dòng),制動(dòng)盤與輪轂相連。永磁電機(jī)相比傳統(tǒng)的交流電機(jī),有體積小,質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn),并且能減少電機(jī)的發(fā)熱,增加電機(jī)的功率因數(shù)。轉(zhuǎn)向架上的四臺(tái)輪轂電機(jī)可通過電控實(shí)現(xiàn)差速,在列車通過曲線時(shí)可使內(nèi)外輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差以減少充氣橡膠輪的磨耗,同時(shí)無須安裝差速器,簡化的轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu),提高了其可靠性,也降低了其維修成本。走行輪采用充氣橡膠輪,提高了轉(zhuǎn)向架的垂向動(dòng)力學(xué)性能,減小了噪聲。在轉(zhuǎn)向架上安裝走行安全輪可防止充氣橡膠輪出現(xiàn)的泄露等問題,在走行輪失效時(shí)安全輪發(fā)揮作用,提高運(yùn)行的安全性。轉(zhuǎn)向架的導(dǎo)向輪依然采用充氣橡膠輪,由于其剛度較小,可有效減小轉(zhuǎn)向架進(jìn)入曲線時(shí)與軌道梁相互作用所產(chǎn)生的沖擊。在導(dǎo)向輪上同樣采用安全輪的設(shè)計(jì),在導(dǎo)向輪失效時(shí)安全輪發(fā)揮作用,以避免導(dǎo)向輪的發(fā)生泄漏等問題。
上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效,而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下,對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此,凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。