一種城市軌道交通系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種城市軌道交通系統(tǒng)，包括列車車體，在列車車體兩側(cè)設(shè)置牽引磨耗板；在地面車站布置列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，所述列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、飛輪、調(diào)速機(jī)構(gòu)、牽引輪，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)和飛輪通過調(diào)速機(jī)構(gòu)與牽引輪傳動(dòng)連接，所述牽引輪與列車車體的牽引磨耗板相對應(yīng)。本發(fā)明尤其適用中、小城市或城鎮(zhèn)，中、小城市或城鎮(zhèn)中客流密度不大，且相鄰兩站臺(tái)之間的距離也不是太遠(yuǎn)，如0.8千米至3千米這個(gè)范圍內(nèi)。本發(fā)明為自重輕、小編組、短發(fā)車間隔的小型車系統(tǒng)，以安全、快捷運(yùn)送乘客，車輛自重越輕，載客量越大，利用率和節(jié)能效果越好。
【專利說明】 一種城市軌道交通系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，特別涉及一種城市軌道交通系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]軌道交通是解決城市交通擁堵、空氣污染以及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然方向。目前各大城市都在著力建設(shè)和發(fā)展城市軌道交通，如地鐵、輕軌等。
[0003]城市軌道交通在實(shí)際應(yīng)用過程中，還存在著一些問題，如車輛自重較大、牽引能耗較高、列車運(yùn)營可靠性有待進(jìn)一步提升等。對于現(xiàn)有城市軌道交通系統(tǒng)，還需要不斷優(yōu)化和解決運(yùn)營中存在的能耗、振動(dòng)、噪聲等問題，使其更加綠色安全。
[0004]未來城市的發(fā)展方向是重點(diǎn)發(fā)展中、小城市或城鎮(zhèn)，同時(shí)限制大城市的發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)資源的合理配置。中小城市中客流密度不大，宜采用自重輕、小編組、短發(fā)車間隔的小型車系統(tǒng)，以安全、快捷運(yùn)送乘客，車輛自重越輕，載客量越大，利用率和節(jié)能效果越好。
[0005]綠色城市軌道交通的發(fā)展方向是綠色節(jié)能、綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)適用、安全可靠。因此，未來中小城市發(fā)展綠色軌道交通需要構(gòu)建新的軌道交通系統(tǒng)體系，從系統(tǒng)上給出綠色解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種動(dòng)力系統(tǒng)在車站地面上的新型軌道交通系統(tǒng)，具有節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)適用、安全可靠的特點(diǎn)，可在發(fā)展綠色、智能的城市軌道交通中進(jìn)行應(yīng)用。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，包括列車車體，在列車車體兩側(cè)設(shè)置牽引磨耗板；在地面車站布置列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，所述列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、飛輪、調(diào)速機(jī)構(gòu)、牽引輪，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)和飛輪通過調(diào)速機(jī)構(gòu)與牽引輪傳動(dòng)連接，所述牽引輪與列車車體的牽弓I磨耗板相對應(yīng)。
[0009]在本發(fā)明中，所述列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在一推送裝置上，通過該推送裝置控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)與飛輪之間連接或者脫離，正常情況下驅(qū)動(dòng)電機(jī)和飛輪脫離。
[0010]在本發(fā)明中，所述列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)還包括一控制牽引輪貼合或者脫離所述牽引磨耗板的擺動(dòng)裝置。
[0011]在本發(fā)明中，所述牽引輪包括兩組，分別布置在列車車體兩側(cè)；每組牽引輪組又包括沿列車長度方向排列布設(shè)的若干個(gè)牽引輪。
[0012]在本發(fā)明中，所述牽引輪為橡膠輪。
[0013]在本發(fā)明中，所述城市軌道交通系統(tǒng)還包括用以將列車牽引到最近車站的纜繩系統(tǒng)，所述纜繩系統(tǒng)包括設(shè)置在地面上的纜繩和設(shè)置在列車車體上的用以連接纜繩的固定件。
[0014]在本發(fā)明中，在軌道上設(shè)置有磁軌制動(dòng)裝置。
[0015]在本發(fā)明中，在地面車站布置用于稱量列車重量以便于計(jì)算阻力的列車稱重系統(tǒng)。
[0016]在本發(fā)明中，所述城市軌道交通系統(tǒng)還包括一控制系統(tǒng)，所述列車稱重系統(tǒng)、電機(jī)均與該控制系統(tǒng)連接；所述列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有用以測量轉(zhuǎn)速測速傳感器，該轉(zhuǎn)速測速傳感器與控制系統(tǒng)連接。
[0017]在本發(fā)明中，相鄰兩個(gè)地面車站間采用大坡道線路，由下坡、平坡和上坡三個(gè)區(qū)段中的一個(gè)或者多個(gè)組合而成。
[0018]在本發(fā)明中，相鄰兩個(gè)地面車站的線路設(shè)置成凹形，地面車站設(shè)置在地面，線路設(shè)置在地下，地面車站位于線路的高點(diǎn)。
[0019]在本發(fā)明中，列車車體的節(jié)數(shù)為1-4節(jié)。
[0020]本發(fā)明的工作原理是:驅(qū)動(dòng)電機(jī)和飛輪是系統(tǒng)牽引能量的來源，根據(jù)需要將能量通過調(diào)速機(jī)構(gòu)傳遞給牽引輪。一般情況下，優(yōu)先使用飛輪驅(qū)動(dòng)。牽引時(shí)，根據(jù)列車車體所需牽引力的大小，控制系統(tǒng)控制一定數(shù)量的牽引輪和列車車體兩側(cè)的牽引磨耗板貼合，通過牽引輪和牽引磨耗板相互作用產(chǎn)生的摩擦力，將飛輪的能量和牽引力傳遞給列車，并驅(qū)動(dòng)列車前進(jìn)；列車進(jìn)站時(shí)，根據(jù)列車制動(dòng)所需制動(dòng)力大小，控制一定數(shù)量的牽引輪和牽引磨耗板貼合，將列車的速度傳遞到牽引輪，并通過調(diào)速機(jī)構(gòu)傳遞給飛輪，進(jìn)行能量回收和儲(chǔ)存。隨著列車運(yùn)行能量的消耗，每個(gè)飛輪儲(chǔ)存的能量也會(huì)下降，通過控制系統(tǒng)對飛輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)控，如飛輪儲(chǔ)存能量小于設(shè)定的閥值，可通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，對飛輪儲(chǔ)能進(jìn)行補(bǔ)充，正常情況下驅(qū)動(dòng)電機(jī)和飛輪脫離。列車在線路區(qū)間運(yùn)行，通過線路實(shí)現(xiàn)輔助牽引(下坡)和輔助制動(dòng)(上坡)。
[0021 ] 本發(fā)明尤其適用中、小城市或城鎮(zhèn)，中、小城市或城鎮(zhèn)中客流密度不大，且相鄰兩站臺(tái)之間的距離也不是太遠(yuǎn)，如0.8千米至3千米這個(gè)范圍內(nèi)。
[0022]本發(fā)明的列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在車站地面上，列車的出站啟動(dòng)加速和到站制動(dòng)停車通過設(shè)置在站臺(tái)的列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。與現(xiàn)有的軌道交通系統(tǒng)相比，列車車載牽引、制動(dòng)、輔助系統(tǒng)等可以取消，列車僅保留蓄電池或超級電容等設(shè)備給照明、空調(diào)以及應(yīng)急系統(tǒng)供電。列車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大簡化，列車自重大幅度降低，列車故障點(diǎn)減少，列車可靠性有較大提升。
[0023]本發(fā)明設(shè)置有纜繩系統(tǒng)，當(dāng)車輛出現(xiàn)故障時(shí)，可通過纜繩將列車牽引到最近車站實(shí)施乘客疏散和救援。
[0024]本發(fā)明為自重輕、小編組、短發(fā)車間隔的小型車系統(tǒng)，以安全、快捷運(yùn)送乘客，車輛自重越輕，載客量越大，利用率和節(jié)能效果越好。
[0025]本發(fā)明的特點(diǎn)可參閱本案圖式及以下較好實(shí)施方式的詳細(xì)說明而獲得清楚地了解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的示意圖。
[0027]圖2為本發(fā)明地面車站布置的列車牽引、制動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0028]圖3為本發(fā)明的節(jié)能坡線路圖。
[0029]圖4為本發(fā)明案例仿真的節(jié)能坡線路圖。
[0030]圖5為本發(fā)明案例仿真的列車運(yùn)行距離-速度曲線。
[0031]圖6為本發(fā)明案例仿真的列車運(yùn)行時(shí)間-速度曲線。
[0032]圖7為本發(fā)明案例仿真的列車運(yùn)行距離-加/減速度曲線。
[0033]圖8為本發(fā)明案例仿真的列車牽引時(shí)各飛輪能量消耗變化圖。
[0034]圖9為本發(fā)明案例仿真的列車再生制動(dòng)時(shí)各飛輪能量補(bǔ)償圖。
[0035]圖10為本發(fā)明案例仿真的電機(jī)給各飛輪補(bǔ)充能量圖。
[0036]圖11為本發(fā)明案例仿真的列車運(yùn)行距離-牽引/制動(dòng)功率曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0038]參見圖1和2，一種城市軌道交通系統(tǒng)，包括列車車體100，在列車車體100兩側(cè)設(shè)置牽引磨耗板101。在地面車站布置列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)200，列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)200包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)203、調(diào)速機(jī)構(gòu)201、牽引輪202、飛輪204，飛輪204起到儲(chǔ)能作用，飛輪204與調(diào)速機(jī)構(gòu)201連接；驅(qū)動(dòng)電機(jī)203設(shè)置在一推送裝置(圖中未標(biāo)示)上，通過該推送裝置控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)與飛輪之間連接或者脫離，正常情況下驅(qū)動(dòng)電機(jī)203和飛輪204脫離。調(diào)速機(jī)構(gòu)201與牽引輪202傳動(dòng)連接，牽引輪與列車車體的牽引磨耗板相對應(yīng)。
[0039]牽引輪202包括兩組，分別布置在列車車體100兩側(cè)；每組牽引輪組又包括沿列車長度方向排列布設(shè)的若干個(gè)牽引輪。列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)還包括一控制牽引輪貼合或者脫離所述牽引磨耗板的擺動(dòng)裝置(圖中未標(biāo)示)，以便于控制所需要的牽引輪個(gè)數(shù)貼合或者脫離牽引磨耗板。
[0040]另外，在地面車站布置用于稱量列車重量以便于計(jì)算阻力的列車稱重系統(tǒng)。城市軌道交通系統(tǒng)還包括一控制系統(tǒng)，列車稱重系統(tǒng)、電機(jī)均與該控制系統(tǒng)連接；列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有用以測量轉(zhuǎn)速測速傳感器，該轉(zhuǎn)速測速傳感器與控制系統(tǒng)連接。
[0041]參見圖3，相鄰車站間采用大坡道線路，分為下坡302、平坡303和上坡304三個(gè)區(qū)段，坡道兩端和站臺(tái)301、平坡區(qū)段303相連接，并使節(jié)能坡道盡量靠近車站，以發(fā)揮最大節(jié)能效果。相鄰兩個(gè)地面車站的線路設(shè)置成凹形，地面車站設(shè)置在地面，線路設(shè)置在地下，地面車站位于線路的高點(diǎn)。站臺(tái)長度可根據(jù)運(yùn)營列車的長度設(shè)定。
[0042]本發(fā)明的工作原理是:驅(qū)動(dòng)電機(jī)203和飛輪204是系統(tǒng)牽引能量的來源，根據(jù)需要將能量通過調(diào)速機(jī)構(gòu)傳遞給牽引輪202。一般情況下，優(yōu)先使用飛輪204驅(qū)動(dòng)。牽引時(shí)，根據(jù)列車車體100所需牽引力的大小，控制系統(tǒng)控制一定數(shù)量的牽引輪和列車車體兩側(cè)的牽引磨耗板101貼合，通過牽引輪202和牽引磨耗板101相互作用產(chǎn)生的摩擦力，將飛輪204的能量和牽引力傳遞給列車，并驅(qū)動(dòng)列車前進(jìn)；列車進(jìn)站時(shí)，根據(jù)列車制動(dòng)所需制動(dòng)力大小，控制一定數(shù)量的牽引輪和牽引磨耗板貼合，將列車的速度傳遞到牽引輪，并通過調(diào)速機(jī)構(gòu)傳遞給飛輪，進(jìn)行能量回收和儲(chǔ)存。隨著列車運(yùn)行能量的消耗，每個(gè)飛輪儲(chǔ)存的能量也會(huì)下降，通過控制系統(tǒng)對飛輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)控，如飛輪儲(chǔ)存能量小于設(shè)定的閥值，可通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)203帶動(dòng)飛輪204旋轉(zhuǎn)，對飛輪儲(chǔ)能進(jìn)行補(bǔ)充，正常情況下驅(qū)動(dòng)電機(jī)203和飛輪204脫離。列車在線路區(qū)間運(yùn)行，通過線路實(shí)現(xiàn)輔助牽引(下坡)和輔助制動(dòng)(上坡)。與現(xiàn)有的軌道交通系統(tǒng)相比，列車車載牽引、制動(dòng)、輔助系統(tǒng)等可以取消，列車僅保留蓄電池或超級電容等設(shè)備給照明、空調(diào)以及應(yīng)急系統(tǒng)供電。列車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大簡化，列車自重大幅度降低，列車故障點(diǎn)減少，列車可靠性有較大提升。
[0043]城市軌道交通系統(tǒng)還包括用以將列車牽引到最近車站的纜繩系統(tǒng)103，纜繩系統(tǒng)包括設(shè)置在地面上的纜繩和設(shè)置在列車車體上的用以連接纜繩的固定件。當(dāng)車輛出現(xiàn)故障時(shí)，可通過纜繩將列車牽引到最近車站實(shí)施乘客疏散和救援。
[0044]在軌道上設(shè)置有磁軌制動(dòng)裝置102，用于緊急制動(dòng)。
[0045]列車運(yùn)行過程中的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)可根據(jù)各時(shí)刻的牽引計(jì)算公式求得，如:
[0046]M(l+Y )a = F-W-G-R
[0047]式中:a為列車加速度疋為列車牽引力，W為列車運(yùn)行阻力，Wq為列車啟動(dòng)阻力，G為坡道阻力，R為曲線阻力，Y為列車回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)，一般取為0.1。
[0048]根據(jù)車輛運(yùn)行情況，有牽引、惰行、制動(dòng)三種運(yùn)行工況。工況不同，作用于列車上的合力也不同。
[0049](I)牽引運(yùn)行時(shí)，牽引力和列車運(yùn)行阻力同時(shí)作用于列車上，列車運(yùn)行的加速度為

if nr.> (； ■ R)
-q----VKSkmih
[0050]a = J丄 m
F~~ (Η + ￠/ + R),.- V > 5km I h
_ M(Uf)
[0051](2)惰行運(yùn)行時(shí)，只有運(yùn)行阻力作用于列車上，列車運(yùn)行的加速度為
-(W + G+R)
「00*521 a =——:--
L b JMd + /)
[0053](3)制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)力Fb和阻力同時(shí)作用于列車上，列車運(yùn)行的加速度為

-(/;十 H ' - (:, - R)
[0054]a = —■........------------

M (I + /)
[0055]由表2可知，飛輪(32個(gè))的初始狀態(tài)能量為^ = 1/2*1*0^2(其中1 = 1，2廣.32為飛輪/橡膠輪指針)。牽引時(shí)，通過傳動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)將飛輪的能量傳遞給牽引橡膠輪驅(qū)動(dòng)列車運(yùn)行，橡膠輪和列車相互作用的摩擦力做功為Ef =Σ FjSi ;列車運(yùn)行中，每個(gè)橡膠輪做功大小不同，因此飛輪的能量消耗大小也不同，飛輪剩余能量E2i = En-Efi。
[0056]列車牽引出站后，中間區(qū)段惰行，列車阻力(包括列車運(yùn)行阻力W，坡道阻力G，曲線阻力R)做功，其中下坡時(shí)坡道阻力做正功使列車加速，上坡時(shí)坡道阻力做負(fù)功使列車減速。阻力做功Ek = Σ RfSj (其中j = I?4為車輛數(shù));
[0057]列車制動(dòng)進(jìn)站時(shí)，橡膠輪和列車相互作用的摩擦力做功為Efb = Σ Fbi*Sbi，這些能量通過傳動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)向飛輪傳遞，由飛輪進(jìn)行能量回收。假設(shè)飛輪剩余能量和前一站能量相同，則能量回收后各飛輪的剩余能量為E3i = E2i+Efbi。
[0058]經(jīng)過此過程，根據(jù)能量守恒定理，每個(gè)飛輪儲(chǔ)存的能量會(huì)下降，即E3i ( Eli，此時(shí)需要通過電機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，對飛輪系統(tǒng)儲(chǔ)能進(jìn)行補(bǔ)充，補(bǔ)充的能量為Esi = El1-E3i。
[0059]其中:Eli為各飛輪的初始能量；1為飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；ω Ii為各飛輪的初始轉(zhuǎn)速;Ef為牽引橡膠輪摩擦力做功；Fi為每個(gè)橡膠輪摩擦牽引力；Si為每個(gè)橡膠輪和列車接觸移動(dòng)的距離；E2i為各飛輪剩余的能量；Rj為每個(gè)車輛阻力；Sj為每個(gè)車輛移動(dòng)的距離；Efb為制動(dòng)橡膠輪摩擦力做功；Fbi為每個(gè)橡膠輪摩擦制動(dòng)力；Sbi為每個(gè)橡膠輪和列車接觸移動(dòng)的距離；E3i為能量回收后各飛輪剩余的能量；Esi為各飛輪需要補(bǔ)充的能量；
[0060]設(shè)定列車運(yùn)行完區(qū)間所要達(dá)到的旅行速度，如35公里/小時(shí)(停站時(shí)間設(shè)為25秒)，當(dāng)乘客人數(shù)發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)車輛載重和線路情況，計(jì)算出列車到達(dá)坡底時(shí)所需速度，從而通過調(diào)整橡膠輪摩擦牽引力大小或配置相應(yīng)數(shù)量的橡膠輪來實(shí)現(xiàn)所需的牽引和制動(dòng)。
[0061]在本發(fā)明中，列車車體的節(jié)數(shù)為1-4節(jié)。本發(fā)明尤其適用中、小城市或城鎮(zhèn)，中、小城市或城鎮(zhèn)中客流密度不大，且相鄰兩站臺(tái)之間的距離也不是太遠(yuǎn)，如0.8千米至3千米這個(gè)范圍內(nèi)。
[0062]案例仿真分析
[0063]結(jié)合上述本發(fā)明工作原理說明，為了使本發(fā)明的效果易于明白了解，下面結(jié)合具體案例仿真分析進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0064]假設(shè)一段區(qū)間線路，兩車站間距為1200m，區(qū)間線路(含站臺(tái))全長為1300m，線路主要數(shù)據(jù)見圖4和下表I。
[0065]表I線路區(qū)間數(shù)據(jù)
[0066]
j?fiaft'i~?
站合度/Splat10mΤ.坡段 Κ;!?10iii
坡繼坡嗖70%mMMMh500m
坡':, !>]；左坡卞坡結(jié)柬位s
600m700m
起始點(diǎn)/SI左起始點(diǎn)/S2
丨坡《!位里跑

1200m 線路總長/n—all I30(hn
左起始點(diǎn)/Sr?ad_- j_
[0067]仿真列車由四節(jié)車輛編組而成，每節(jié)車輛自重約24.8噸(比常規(guī)C型地鐵車輛減重7?9噸)，AW2工況載客重13.1噸，AW3工況載客重18.4噸。
[0068]地面車站區(qū)域每隔5米在列車兩側(cè)布置新型列車牽引、制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，沿車長區(qū)域每邊設(shè)置16套，共32套。仿真計(jì)算采用的傳動(dòng)系統(tǒng)及車輛參數(shù)如表2所示。
[0069]表2新型傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)
[0070]
[0071]
H|Hpi[H
飛輪數(shù)量32牽引橡膠輪數(shù)量32
飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量1160kg -m2 牽引橡膠輪直徑
飛輪初始轉(zhuǎn)速360轉(zhuǎn)/分牽引橡膠輪間隔5^
飛輪/橡膠輪傳動(dòng)比I可變I單個(gè)牽引橡膠輪牽引力~[7KN
[0072]設(shè)定列車運(yùn)行完區(qū)間所要達(dá)到的旅行速度，如35公里/小時(shí)(停站時(shí)間設(shè)為25秒)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)車輛載重和線路情況計(jì)算出列車到達(dá)坡底時(shí)所需速度，從而配置相應(yīng)數(shù)量的橡膠輪參與牽弓I或制動(dòng)。
[0073]4節(jié)AW2負(fù)載編組列車在圖4設(shè)計(jì)區(qū)間運(yùn)行的計(jì)算結(jié)果如圖5?8所示。圖5和圖6為列車運(yùn)行完全程的速度-距離、速度-時(shí)間特性曲線，由圖可知，列車出站后，在飛輪/橡膠輪牽引力和節(jié)能坡作用下，速度不斷增加，最高速度約為80公里/小時(shí)，之后在惰行段和上坡段速度逐漸下降，最后制動(dòng)停車，列車運(yùn)行完全程的時(shí)間100秒。圖7為列車運(yùn)行的加/減速度-距離曲線，可見，列車在啟動(dòng)牽引階段的加速度最大，在制動(dòng)停車時(shí)的減速度最大。
[0074]圖8為列車牽引時(shí)各飛輪的特性曲線。由圖8可知，列車牽引時(shí)，飛輪的能量通過橡膠輪和列車接觸向外輸出牽引力做功，飛輪的能量逐漸衰減，I號飛輪作用的時(shí)間最長，能量消耗最大，消耗后的剩余能量最小；16號飛輪作用的時(shí)間最短，能量消耗最小，消耗后的剩余能量最大，其他飛輪介于二者之間。
[0075]圖9為列車制動(dòng)時(shí)各飛輪的特性曲線。如圖9可知，列車制動(dòng)時(shí)，列車的動(dòng)能通過橡膠輪傳遞給飛輪，飛輪的能量得到補(bǔ)償。8號飛輪制動(dòng)距離最長，能量提升最大，2號飛輪最小，I號飛輪所處位置為終點(diǎn)，未參與制動(dòng)。
[0076]圖10為列車運(yùn)行完全程后，電機(jī)根據(jù)飛輪損失能量大小對飛輪進(jìn)行能量補(bǔ)充圖。由圖可見，飛輪I消耗的能量最大，需要補(bǔ)充的能量也最大。飛輪2?8在制動(dòng)時(shí)，再生制動(dòng)反饋的能量已經(jīng)對其進(jìn)行了補(bǔ)償，因此補(bǔ)充的能量已經(jīng)進(jìn)行了折減。9-16號飛輪未吸收制動(dòng)反饋的能量，需要補(bǔ)充的能量略高于前面的8號飛輪。
[0077]圖11為列車運(yùn)行完全程后，列車的牽引功率和制動(dòng)功率圖。由圖可見，牽引功率要大于制動(dòng)功率。牽引做功耗電為3.17度電，制動(dòng)補(bǔ)償為0.64度電，如考慮到制動(dòng)耗電可以充分得到回收，實(shí)際耗電為2.53度，大約是現(xiàn)有系統(tǒng)能耗的1/4?1/5，節(jié)能效果非常顯著。
[0078]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，包括列車車體，在列車車體兩側(cè)設(shè)置牽引磨耗板；在地面車站布置列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，所述列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、飛輪、調(diào)速機(jī)構(gòu)、牽引輪，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)和飛輪通過調(diào)速機(jī)構(gòu)與牽引輪傳動(dòng)連接，所述牽引輪與列車車體的牽弓I磨耗板相對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，所述列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在一推送裝置上，通過該推送裝置控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)與飛輪之間連接或者脫離，正常情況下驅(qū)動(dòng)電機(jī)和飛輪脫離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，所述列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)還包括一控制牽引輪貼合或者脫離所述牽引磨耗板的擺動(dòng)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，所述牽引輪包括兩組，分別布置在列車車體兩側(cè)；每組牽引輪組又包括沿列車長度方向排列布設(shè)的若干個(gè)牽引輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，所述牽引輪為橡膠輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，所述城市軌道交通系統(tǒng)還包括用以將列車牽引到最近車站的纜繩系統(tǒng)，所述纜繩系統(tǒng)包括設(shè)置在地面上的纜繩和設(shè)置在列車車體上的用以連接纜繩的固定件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，在軌道上設(shè)置有磁軌制動(dòng)>j-U ρ?α裝直。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，在地面車站布置用于稱量列車重量以便于計(jì)算阻力的列車稱重系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，所述城市軌道交通系統(tǒng)還包括一套控制系統(tǒng)，所述列車稱重系統(tǒng)、電機(jī)均與該控制系統(tǒng)連接；所述列車牽引制動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有用以測量轉(zhuǎn)速測速傳感器，該轉(zhuǎn)速測速傳感器與控制系統(tǒng)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，相鄰兩個(gè)地面車站間采用大坡道線路，由下坡、平坡和上坡三個(gè)區(qū)段中的一個(gè)或者多個(gè)組合而成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，相鄰兩個(gè)地面車站的線路設(shè)置成凹形，地面車站設(shè)置在地面，線路設(shè)置在地下，地面車站位于線路的高點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，列車車體的節(jié)數(shù)為1-4節(jié)。
【文檔編號】B61B13/00GK104163175SQ201410417665
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】楊利軍, 胡用生, 朱深祺 申請人:上海軌道交通設(shè)備發(fā)展有限公司