[發明專利]兩二系簧懸浮架及具有其的磁懸浮列車

有效

• 申請號: 202010182312.4
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN113400948B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 毛凱;劉德剛;趙明;武震嘯;王少聰;胡道宇;周偉;任曉博;胡良輝
• 申請（專利權）人: 中國航天科工飛航技術研究院（中國航天海鷹機電技術研究院）
• 主分類號: B60L13/04
• 分類號: B60L13/04;B61F5/52;B61F5/04;B61F5/30
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本發明提供了一種兩二系簧懸浮架及具有其的磁懸浮列車，該該兩二系簧懸浮架包括構架、第一、第二超導磁體、一系簧組件、第一二系簧、第二二系簧和懸浮架限位止擋組件，第一二系簧和第二二系簧分別設置在構架的兩側，懸浮架限位止擋組件設置在構架上，懸浮架限位止擋組件用于與車體上的車體限位止擋組件相配合以限制兩二系簧懸浮架相對于車體沿第二方向以及沿第三方向的移動，當第一車體和第二車體鉸接連接時，第一和第二二系簧設置在第一車體和第二車體的鉸接位置處且用于對第一車體或第二車體的兩側提供支撐作用。應用本發明的技術方案，以解決現有技術中懸浮架上的部分超導線圈失超所導致的列車高速運行時的安全性差的技術問題。

技術領域

本發明涉及高速磁懸浮交通系統技術領域，尤其涉及一種兩二系簧懸浮架及具有其的磁懸浮列車。

背景技術

為了進一步提升列車運行速度，繼輪軌列車之后，人們發明了磁懸浮列車，目前世界上有兩種磁懸浮制式適用于商業運營，一種是以上海示范線為代表的電磁懸浮制式(EMS,Electro-magnetic?Suspension)，一種是以日本山梨線為代表的電動懸浮制式(EDS,Electro-dynamics?Suspension)。

與高鐵列車相同的是，EDS制式列車的組成也主要包括車體和走行部兩大部分，車體為旅客的乘坐空間，走行部位于車體的下方，通過空氣彈簧或鋼簧支撐著車體(業內將走行部上支撐車體的空簧彈簧或鋼簧稱為二系簧)并起到緩沖和減震作用，磁懸浮列車使用的走行部稱為懸浮架。

電動懸浮制式列車的每個懸浮架上還安裝有2塊超導磁體、4只支撐輪、4只導向輪。兩塊超導磁體分別安裝于懸浮架的左右兩側，每塊超導磁體內設置由4個超導線圈，線圈內通電時會形成4個磁極，這些磁極連同安裝于軌道左右兩側的推進線圈共同形成了直線電機的轉子和定子，推進線圈內通入一定頻率和強度的電流后即可推動懸浮架進而是整列車前進或制動。另外軌道的左右兩側還安裝有懸浮導向線圈，當列車移動時，安裝于懸浮架左右兩側的超導磁體的磁力線切割這些懸浮導向線圈，在懸浮導向線圈內產生磁場，超導體的磁場與懸浮導向線圈磁場之間產生相互的電磁力作用，當列車達到一定速度時，這種電磁力足夠強大，就能為列車提供懸浮力和導向力，如圖15(a)至15(c)所示。而當列車靜止或低速運行時則需要支撐輪和導向輪對列車提供垂向支撐力和水平方向的導向力。

超導磁體內的4個磁極是由置于低溫環境中的超導材料中通入強電流形成的，一旦低溫環境遭到破壞，超導材料將喪失超導性能，從而超導磁極就會喪失電磁力作用，為了解決此問題人們將每個超導磁體內的4個超導線圈兩兩一組，分別封裝在兩個提供低溫環境的封閉裝置之內(業內稱此封閉裝置為“杜瓦”)，這樣一來當一個線圈發生失超時，只使同一個杜瓦之內的另一個線圈發生失超，封裝于另一個杜瓦內的兩個線圈不受影響，仍可正常工作。

即便如此，當一個懸浮架上的兩個線圈失超時，相當于該懸浮架失去1/4的懸浮力和導向力，并且懸浮架受力不再平衡，若懸浮架與車體之間的機械關聯設計不當的話，極易導致懸浮架與軌道發生碰觸，對于高速運行的列車而言會造成嚴重的安全問題。

磁懸浮列車本身可以達到很高的運行速度，但是在地表稠密大氣中高速運行的空氣阻力大、能耗大，用作商業運營的經濟性差，近些年來，人們開始考慮將磁浮列車置于真空管道之中，由于真空管道中的空氣密度極低，磁懸浮列車能夠達到更高的運行速度。顯然以更高的速度在真空環境中運行的磁懸浮列車運行的安全性問題需要更加引起重視。

目前，如圖16(a)至16(c)所示，日本山梨線高速磁懸浮列車使用的懸浮架的基本構成包括：構架(圖17(a)至17(c))、支撐輪裝置(圖19(a)至19(c))、導向輪裝置(圖20(a)至20(c))、二系簧、一系簧、超導磁體(圖18(a)至18(c))。

該懸浮架的典型特征是具有4只二系簧，這4只二系簧兩兩一組分別用于支撐相鄰一節車體，與這種懸浮架相匹配的是相鄰的兩節車體之間采用車鉤相聯系，如圖21(a)和21(b)所示。