侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统
时间:2013-03-16 20:50来源:网络整理 作者:采集侠
专利名称：侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统，专利号：zL201020147679.4，专利简介：侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统
技术简介
侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统项目简介
专利号:ZL201020147679.4
发明人：谢美洪
一、项目简介
本专利是针对磁悬浮列车存在的没有轮子制动性能差、电磁辐射对人和环境的影响大、高架轨道对施工和环境的影响、不能形成路网对列车经济性的影响等诸多问题以及传统道碴枕木式的轨道易受结冰淤雪阻塞的影响不能实现全天候运行提出的一种改进方案，使列车在近悬浮状态下运行，并合理解决列车在高速运行过程中脱轨的问题，在保持磁浮列车安全、舒适、高速、环保的前提下，着重解决磁悬浮列车的经济性、适用性和普及性问题。
二、技术要点（原理）
侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统设计技术要点或设计指导思想有如下：
1、经济性：相较磁悬浮轨道能够形成路网（在设计许可的条件下能够与现行的道碴枕木式的高铁兼容并蓄，既适于侧动力列车运行，又适于轮轨式列车运行）；线路的维修和清障简便易行，保证列车不受天气变化的影响全天候运行。
2、安全性：摒弃磁悬浮轨道的高架桥梁的施工设计，合理解决列车不脱轨的问题。
3、高速：采用近悬浮的设计方案，使列车运行在接触与不接触之间，使列车总能在“飞行”与“滑行”的两种状态下运行，合理解决钢轨粘着力和自重对列车速度的影响。
4、节能环保。保留磁悬浮设计技术，但摒弃电磁辐射对周边环境的影响。
在此设计指导思想下，具体的设计方案是：侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统由侧动力系统、凹型轨道系统和近悬浮系统三部分组成。采用常规磁悬浮与空气悬浮相结合，在保持列车在近悬浮状态下，施加一个足够小的侧动力使列车运行。侧动力不受发动机额定功率的限制、不受轨道条件的限制，侧动力全部用于提升列车的加速度；并采用每节驱动，不分动力车和非动力车。轨道采用凹型规则轨道，采用钢筋混凝土浇铸，辅以钢板，直接铺在地面上。凹型轨道设计辅于闸轨设计使轨道形成路网。列车在凹型轨道上行驶，轨和车镶套，结合紧密，无脱轨危险。轨道上安装消雪融冰装置，可以随时自动清除塞碍，保证列车畅行无阻。
侧动力近悬浮全驱动轨道列车系统的运行时速理论上没有顶点，它突破了传统的设计理念，克服了磨擦系数的设计障碍，是牛顿第二定律在实际应用中的进一步升华。
三、市场前景
侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统广泛应用于高铁、地铁等交通系统。
高铁产业已被我国“十二五规划”列入战略性新兴产业，在未来五年里国家将大力发展高铁技术，每年将投资7000亿，总投资3.5万亿，商机无限。高铁技术虽然在我国已相当成熟，为广大群众和中央决策高层所接受，也是走在世界的前沿，但是，我国高铁的技术是向人家购买的知识产权，虽然引进后经过不断的消化吸收，但是每年要支付的专利费非常昂贵。高铁技术还有很大的发展空间，我国最终要有属于自己的具备自主知识产权的高铁技术，摆脱西方的技术垄断，尽快偿清高昂的专利费。高铁技术的发展和创新必然纳入国家的最高发展战略，得到国家政策的大力支持。侧动力近悬浮全驱动轨道列车系统具备列车运行条件低、建设投入成本低、营运成本低、管护成本低等特点，集节能、环保、安全、舒适、经济、实用于一身，是一种理想的交通工具，是为高铁技术发展和创新的代表作，市场前景广阔。
四、可行性分析
1、现实价值和意义
磁悬浮列车性价比差，不能得到普及应用制约了其进一步发展，同时它还有一个致命的弱点，那就是强电磁辐射及运行动力学对周围人和环境的影响，轨道两侧100m~500m内不允许有其他建筑物。磁悬浮线路采用的是高架轨道，高架梁的绕度必须小于1mm，高架桥跨度必须小于25m，桥墩基础要深30m以上，修建磁悬浮线路占地多，施工难度大，对环境的影响非常大。同时磁悬浮铁路对电的依赖性强，若区间停电，磁悬浮列车就无法运行。磁悬浮列车的摆动不比动车组小，乘坐磁悬浮列车不比乘坐动车组舒服。所以，磁悬浮铁路能发展的空间相当有限。
最近提出的“真空管道磁悬浮列车”，这是一种超理想的列车运行模式，列车要在“管道内”在人工营造的适宜运行环境下运行，难度较大；即使可行，投资量也巨大，所以普及应用的可能性小。人工营造的环境再完美，与自然环境相比，仍有距离。
我国高铁技术日臻完美，但仍尚改进提高之处，比如仍然采用道碴枕木、钢轨线路。道碴枕木式铁路遇冰雪天气就会受阻，清障车辆不能靠近，只能人工进行，清障相当麻烦，费时费力。轮轨式列车翻轨的事故频发。
上述问题决定了开发侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统的价值和意义。
2、比较优势
相较磁悬浮铁路和高铁，除了具备磁悬浮列车的所有优点外，它的特点和优势明显：1、凹型轨道辅以闸轨形成路网，解决磁悬浮列车的性价比问题。2、合理解决了磁悬浮列车制动性能差的问题、铁路高架轨道占地多影响环境的问题、电磁辐射对人和环境的影响问题。3、相较道碴枕木式轨道，凹型轨道道路两边是整洁的，施救车辆和施工车辆都可以靠近作业。4、凹型轨道为规则轨道，既可以通过安装在轨道上的自动装置清障，也可以使用专用工具清障，保证列车全天候运行。5、侧动力不受轨道条件的限制，直接作用于列车本身，全部用于提高列车的加速度，做功效率高。6、列车在悬浮状态下，所需侧动力较小，所以能耗小；每节驱动模式保证列车的高速度。7、车和轨镶套，永远无脱轨危险。8、与真空管道列车相比较，列车是在自然环境下运行的，无须刻意去营造列车运行适宜环境。
3、技术保障
侧动力近悬浮全驱动轨道列车系统所需各种材料和设备在现市场上都可以采购到，应用和技术都是非常成熟的，没有技术障碍。凹型轨道是用钢筋混凝土浇铸，严格的按标准施工即可，没有特别的技术要求。在施工程序上相当于在地面上挖一个槽，再用钢筋混凝土浇铸，铺上钢板即告完成。车辆的设计比较复杂一些，有一些新的技术因素，这仅仅是设计和制造上的问题，以现在国内的制造水平没有任何问题。轮轨式的列车需要考虑车对轨的粘着力，不能把列车设计成可以产生升力的外形。而侧动力近悬浮全驱动轨道列车无须考虑粘着力，反之要考虑列车外形能够产生适当的升力，以减轻车辆对轨道的压力，降低磁悬浮的技术要求；这时凹型轨道对列车驱动轮有反压制，列车速度越快反压制越强，而且是对每个驱动轮都产生压制力，即使一个轮子出毛病，也不会影响到其他的轮子，列车永远不会有脱轨危险。
本专利对三个系统的可行性、协调性、稳定性在没有空气扰动的条件下进行了初步测试。测试过程中，按1：5的比例制造了木质模型，模型由悬浮桥与凹型轨道构成，没有包括车体部分。在悬浮桥上对称安装四台电机，电机上安装四个驱动轮。承重轮与方向轮采用最普通的轮子。轨道上安装高密度磁铁块。悬浮桥重量为100公斤。电机转速在0~46转/分。电机接上电源后，测试在不同转速下的悬浮桥在凹型轨道上运行情况。实验证明，悬浮桥模型在凹型轨道上运行平稳，无明显震动，各系统运转协调，完全达到设计要求和发明目的。
在有车身，有空气扰动的条件下测试尚未进行。车身的设计完全按空气动力学的原理来设计，如果做到空气阻力最小、偏离角最小，附加必要的保护措施，空气扰动对列车运行的平稳性影响不大或可忽略不计。
列车的速度取决于驱动轮的线速度和扭力，线速度扭力越大，列车速度就可越大。列车的运行状态，是滑行与飞行相结合的，它的实际速度大于驱动轮的线速度。假设驱动轮的转速达到2000r/min，那么列车的运行速度将大于377km/h。如果驱动轮的转速达到2600r/min，那么列车的运行速度将大于490km/h。
4、投资计划和风险控制
侧动力近悬浮全驱动轨道列车系统技术可行性高，投资风险小，投入产出性价比高。但前期投资，如果从控制风险的角度出发，仍可先考虑按1：5的比例建设1~5公里的试验线路或环形线路，如果按这一思路，前期投资在300~500万元。试验线路建成后，可先开放游客参观，收取一定的费用，收回前期投资成本，同时扩大知明度和影响，使人们看到它的实用价值。最后进行技术推广和应用。
五、专利转让和合作条件
以专利权换工作的方式转让。
侧动力全驱动近悬浮轨道列车系统
技术简介：
技术项目说明：本专利是针对磁悬浮列车存在的没有轮子制动性能差、电磁辐射对人和环境的影响大、高架轨道对施工和环境的影响、不能形成路网对列车经济性的影响等诸多问题以及传统道碴枕木式的轨道易受结冰淤雪阻塞的影响不能实现全天候运行提出的一种改进方案，使列车在近悬浮状态下运行，并合理解决列车在高速运行过程中脱轨的问题，在保持磁浮列车安全、舒适、高速、环保的前提下，着重解决磁悬浮列车的经济性、适用性和普及性问题。
此项目受到国家政策的扶持，是国家重点发展的项目。
合作方式：
本专利愿意转让和合作，转让和合作条件具体面商，合作方式不限。具体是：
第一种方式：交5万元定金，在2个月内交车不能在轨道上运行的模型；交20万元定金，在6个月内交车能在轨道上运行的模型。
第二种方式：合作开发，专利权无偿转让，安排我一个合适的工作就行（须提供20万元内的车和100m2住房）。
第三种方式：付50万元作为保证金，即可提交所有资料，并指导生产试验直至初试成功。初试过程即模型在轨道上模拟运行的试验过程成功。初试成功即付清全款。
投资计划：
第一步：建设环形实验线路，让模型车在轨道上运行，并进行各项论证和必要的商业运作，争取国家政策的扶持。此步自投资在100万之内，工期6个月。
第二步：按1：1的比例，设计制造车和轨道，并进行实验。此步投资在500~2000万元之间，建设期限2年。
第三步：最后检测，各另部件的标准化生产制造，并建设第一条应用线路。
成果完成年份
成果来源
成果适用地区
合作案例
(责任编辑：南京美力凯机电科技有限公司)
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