[发明专利]两二系簧悬浮架及具有其的磁悬浮列车

说明书

本发明提供了一种两二系簧悬浮架及具有其的磁悬浮列车，该该两二系簧悬浮架包括构架、第一、第二超导磁体、一系簧组件、第一二系簧、第二二系簧和悬浮架限位止挡组件，第一二系簧和第二二系簧分别设置在构架的两侧，悬浮架限位止挡组件设置在构架上，悬浮架限位止挡组件用于与车体上的车体限位止挡组件相配合以限制两二系簧悬浮架相对于车体沿第二方向以及沿第三方向的移动，当第一车体和第二车体铰接连接时，第一和第二二系簧设置在第一车体和第二车体的铰接位置处且用于对第一车体或第二车体的两侧提供支撑作用。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中悬浮架上的部分超导线圈失超所导致的列车高速运行时的安全性差的技术问题。

技术领域

本发明涉及高速磁悬浮交通系统技术领域，尤其涉及一种两二系簧悬浮架及具有其的磁悬浮列车。

背景技术

为了进一步提升列车运行速度，继轮轨列车之后，人们发明了磁悬浮列车，目前世界上有两种磁悬浮制式适用于商业运营，一种是以上海示范线为代表的电磁悬浮制式(EMS,Electro-magnetic Suspension)，一种是以日本山梨线为代表的电动悬浮制式(EDS,Electro-dynamics Suspension)。

与高铁列车相同的是，EDS制式列车的组成也主要包括车体和走行部两大部分，车体为旅客的乘坐空间，走行部位于车体的下方，通过空气弹簧或钢簧支撑着车体(业内将走行部上支撑车体的空簧弹簧或钢簧称为二系簧)并起到缓冲和减震作用，磁悬浮列车使用的走行部称为悬浮架。

电动悬浮制式列车的每个悬浮架上还安装有2块超导磁体、4只支撑轮、4只导向轮。两块超导磁体分别安装于悬浮架的左右两侧，每块超导磁体内设置由4个超导线圈，线圈内通电时会形成4个磁极，这些磁极连同安装于轨道左右两侧的推进线圈共同形成了直线电机的转子和定子，推进线圈内通入一定频率和强度的电流后即可推动悬浮架进而是整列车前进或制动。另外轨道的左右两侧还安装有悬浮导向线圈，当列车移动时，安装于悬浮架左右两侧的超导磁体的磁力线切割这些悬浮导向线圈，在悬浮导向线圈内产生磁场，超导体的磁场与悬浮导向线圈磁场之间产生相互的电磁力作用，当列车达到一定速度时，这种电磁力足够强大，就能为列车提供悬浮力和导向力，如图15(a)至15(c)所示。而当列车静止或低速运行时则需要支撑轮和导向轮对列车提供垂向支撑力和水平方向的导向力。

超导磁体内的4个磁极是由置于低温环境中的超导材料中通入强电流形成的，一旦低温环境遭到破坏，超导材料将丧失超导性能，从而超导磁极就会丧失电磁力作用，为了解决此问题人们将每个超导磁体内的4个超导线圈两两一组，分别封装在两个提供低温环境的封闭装置之内(业内称此封闭装置为“杜瓦”)，这样一来当一个线圈发生失超时，只使同一个杜瓦之内的另一个线圈发生失超，封装于另一个杜瓦内的两个线圈不受影响，仍可正常工作。

即便如此，当一个悬浮架上的两个线圈失超时，相当于该悬浮架失去1/4的悬浮力和导向力，并且悬浮架受力不再平衡，若悬浮架与车体之间的机械关联设计不当的话，极易导致悬浮架与轨道发生碰触，对于高速运行的列车而言会造成严重的安全问题。

磁悬浮列车本身可以达到很高的运行速度，但是在地表稠密大气中高速运行的空气阻力大、能耗大，用作商业运营的经济性差，近些年来，人们开始考虑将磁浮列车置于真空管道之中，由于真空管道中的空气密度极低，磁悬浮列车能够达到更高的运行速度。显然以更高的速度在真空环境中运行的磁悬浮列车运行的安全性问题需要更加引起重视。

目前，如图16(a)至16(c)所示，日本山梨线高速磁悬浮列车使用的悬浮架的基本构成包括：构架(图17(a)至17(c))、支撑轮装置(图19(a)至19(c))、导向轮装置(图20(a)至20(c))、二系簧、一系簧、超导磁体(图18(a)至18(c))。

该悬浮架的典型特征是具有4只二系簧，这4只二系簧两两一组分别用于支撑相邻一节车体，与这种悬浮架相匹配的是相邻的两节车体之间采用车钩相联系，如图21(a)和21(b)所示。