[发明专利]可变轨距车轴系统及轨道车辆

说明书

本发明涉及一种用于轨道车辆的可变轨距车轴系统及轨道车辆。该可变轨距车轴系统包括车轴、支撑在车轴上的车轮、套设在车轴两端的轴承和套设在车轴径向外侧的中空套，车轮固定地套设在中空套外侧，其中，轴承沿轴向固定在车轴的两端，中空套能够沿车轴在轴承之间轴向移动，并能够在靠近轴承的第一位置处和远离轴承的第二位置处被固定。本发明的可变轨距车轴系统及轨道车辆能够减少轴承的磨损且易于安装和维护。

技术领域

本发明涉及轨道车辆的技术领域。具体地，本发明涉及一种可变轨距车轴系统及包括这种可变轨距车轴系统的轨道车辆。

背景技术

铁路的轨距指同一根车轴上的两个车轮之间的距离。在当前的可变轨距铁路机车中，通常将支撑车身的轴承固定在中空套上，在列车变轨时，驱动机构推动中空套带动轴承一起轴向移动，从而实现列车变轨，这种可变轨距车轴系统例如见于CN 107650937 A。但是在一些情况下，列车的变轨跨度较大，例如，在从中国标准轨距(1435mm)到泰国窄轨(1000mm)高速铁路机车中需要设计轨距从1435mm到1000mm的较大跨度的可变轨距列车，这时由于车身载荷相对于车轴的作用位置在变轨过程中不会发生变化，因此不适用于上述布置方式。针对于该问题，有些技术方案中采用并排布置的两个轴承来支撑车身，因此导致在列车保持某一轨距时会有一个轴承不受载荷而发生打滑，进而造成轴承的快速磨损，且不便于拆装。

因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种能够减少轴承的磨损且易于安装和维护的可变轨距车轴系统和轨道车辆。

发明内容

上述技术问题通过根据本发明的一种可变轨距车轴系统而得到解决。该可变轨距车轴系统包括车轴、支撑在车轴上的车轮、套设在车轴两端的轴承和套设在车轴径向外侧的中空套，车轮固定地套设在中空套外侧，其中，轴承沿轴向固定在车轴的两端，中空套能够沿车轴在轴承之间轴向移动，并能够在靠近轴承的第一位置处和远离轴承的第二位置处被固定。轴承与中空套解耦而直接固定在车轴两端，中空套与车轮一起轴向移动来实现变轨，从而可以保持车身载荷与轴承中心线一致，轴承不会产生打滑现象，减少了轴承磨损，同时可以在每个车轴的一端仅布置一个轴承，节省了成本。另外，由于轴承直接套设在车轴上，因此可以减小轴承的平均直径，提高车轴的转速和列车的运行速度。

根据本发明的一个优选实施例，车轴的径向外侧和中空套的径向内侧分别形成有相互配合的螺纹，中空套与车轮通过螺纹配合沿车轴轴向移动。当轨道车辆在不同轨距的铁道段之间的过渡轨道上行驶时，轨道对车轮施加轴向的力，进而借助中空套与车轴之间的螺纹配合使车轮带动中空套在转动的同时相对于车轴沿轴向移动，从而在车辆行驶过程中自动改变车轮轨距。优选地，该螺纹可以设计为梯形螺纹，即螺纹的横截面为梯形。梯形螺纹具有较高的径向承载强度，便于支撑较重的负载。

根据本发明的另一优选实施例，该可变轨距车轴系统还包括用于将中空套相对于车轴沿轴向锁紧的锁紧机构。优选地，该锁紧机构包括第一锁紧机构和第二锁紧机构，其中，第一锁紧机构将中空套锁紧在第一位置处，第二锁紧机构将中空套锁紧在第二位置处。锁紧机构可以锁止车轮相对于车轴的轴向运动，使车轴系统保持所需的轨距。进一步优选地，该锁紧机构可以是卡爪机构。相应地，中空套的径向外侧形成有与卡爪机构配合的环形凹槽。当锁紧机构锁止时，卡爪卡入中空套的相应凹槽中，使得车轮无法相对于车轴发生轴向移位。

根据本发明的另一优选实施例，螺纹在第一锁紧机构与第二锁紧机构之间延伸。第一锁紧机构与第二锁紧机构之间的螺纹引导车轮的移动，同时限定了车轮的轴向移动范围。

根据本发明的另一优选实施例，车轮通过形状配合或过盈配合固定在中空套上。这种固定方简单有效地实现车轮与中空套的共同移动。

上述技术问题还通过根据本发明的一种轨道车辆而得到解决，该轨道车辆包括具有上述特征的可变轨距车轴系统。

附图说明

以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：