轨道交通客货两用电动车辆的制作方法

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种轨道交通客货两用电动车辆。

背景技术：

我国将重点发展中国标准高速动车组、30t轴重重载电力机车、城际快速动车组、100％低地板现代有轨电车、中低速磁悬浮系统，研发新型车辆车体技术、高性能转向架技术共7项重点技术，重点发展高速动车组车轴/车轮、列车制动系统、齿轮传动系统、车钩缓冲系统等7个关键零部件。其中包括开发适用于城际动车组和现代有轨电车并满足en12663标准要求的轻量化车体，研制黏着重量利用高、动力学性能优、不同轴系列、不同机型配置的转向架系列，突破钢轨适应性技术、车轴/车轮用钢质量控制技术、材料热处理工艺，开展高速动车组自主化车轴/车轮，研制高速动车组、城际动车组、有轨电车等不同平台的齿轮传动系统。对包括车辆在内的轨道交通装备的发展，提出了新的要求。

现有的城市公共交通车辆具有多种类型，地铁、轻轨、有轨电车、跨座式单轨、悬挂式单轨、智轨、云轨、无轨电车、快速公交brt等等。在现有的这些交通车辆类型中，都是采用大载客量，大发车间隔。车辆本身的结构都比较复杂，轨道交通车辆都采用转向架，以适应轨道的线路的曲线。

目前的轨道交通车辆存在如下问题：

1、车辆的运输能力和客流的匹配问题，如果车辆的载客量很大，但站台上的客流很少，会导致车辆过载，并且好多乘客挤不上车。反之，如果载客量小，但站台上的客流很多，会导致车辆空跑。在早晚高峰时，车辆的运输能力小于客流需求，造成车辆过载，乘客挤不上车。在低峰时段，车辆的运输能力远大于客流需求，造成车辆空载，空跑，浪费运力。并且在低峰时段，发车间隔过大，比如北京地铁，发车间隔6分钟。造成乘客等车时间过长。现代物流的货运系统也类似于客运系统，主要有组织、有秩序的协调单个或成批量货物上车、分散到每个货运集散点。

2、车辆的高造价、高运营费用的问题，城市轨道交通车辆全寿命周期成本包含车辆采购成本、车辆运营成本、车辆维修成本、车辆回收处置成本。降低了车辆的制造成本，可降低车辆段采购成本。车辆制造时，零部件多，复杂，一方面会增加制造的难度，增加制造成本，另一方面又会造成运营能耗高，维修成本高。其中，车辆的转向架零部件多且受力工况复杂，转向架的零部件，除了受拉力、压力外，还要受到扭、剪、弯矩作用，以及焊接应力作用。产生局部部位应力集中，从而导致零部件寿命短。如果取消转向架，则可降低车辆制造的复杂度，除了能降低制造成本外，还能降低能耗。研究资料显示，车体重量减轻10％，能耗可降低6％～8％。

技术实现要素：

本发明提供了一种轨道交通客货两用电动车辆，以达到降低车辆造价，减轻车辆重量，降低全寿命周期成本的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轨道交通客货两用电动车辆，包括：车体；定子，设置在车体的下端处，定子能够通电以产生电磁力；转子，位于车体的底部并与车体间隔设置，转子能够在电磁力的作用下相对于定子转动。

进一步地，车体包括：地梁，能拆卸地设置在定子上；立柱，下端固定设置在地梁上，立柱的上端沿竖直方向朝向上方延伸；天梁，与立柱的上端连接；车厢，呈六面体状结构，立柱和天梁设置在车厢内，地梁设置在车厢的底部外。

进一步地，车体还包括端立梁，设置在车厢的两端部，端立梁的两端分别连接天梁和地梁。

进一步地，车厢具有四面依次连接的车厢侧面，车体还包括环向骨架，设置在车厢侧面。

进一步地，车厢的底面为地板，地板与车厢的车厢侧面之间设置有减震波纹弹簧钢片。

进一步地，地板的下表面与底面之间的高度小于10cm。

进一步地，地板和减震波纹弹簧钢片均为微穿孔板。

进一步地，车厢的顶面为顶板，顶板上设置有空调及通信设备。

进一步地，顶板为微穿孔板。

进一步地，车体的长度小于10m。

本发明的有益效果是，本发明实施例取消了现有技术中的车轴和转向架，采用定子与转子的磁力驱动形式，转子工作时只承受正压力而不受弯矩作用，从而避免产生交变应力而导致的疲劳损坏，达到提高定子和转子使用寿命的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1纵向剖视图；

图3为图1的a-a向剖视图；

图4为图1的b-b向剖视图；

图5为图1的c-c向剖视图。

图中附图标记：10、车体；11、地梁；12、立柱；13、天梁；14、车厢；141、地板；142、顶板；15、端立梁；16、环向骨架；20、定子；30、转子；40、空调及通信设备；51、车门；52、车窗；60、轨枕。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图5所示，本发明实施例提供了一种轨道交通客货两用电动车辆，包括车体10、定子20和转子30。定子20设置在车体10的下端处，定子20与电源连通并能够产生电磁力。转子30位于车体10的底部并套设在定子20上，转子30与车体10间隔设置，转子30能够在电磁力的作用下相对于定子20转动。

传统的轨道交通车辆的轮对的车轴受力复杂：机车重量及垂向动态附加载荷由轴箱压在轴颈上，牵引电动机的扭矩通过从动齿轮传给车轴，作用于轮周的牵引力、通过曲线时的侧压力等均对车轴产生弯矩。由于车轴在转动，上述载荷在车轴内产生交变的应力，导致车轴疲劳损坏。因此，传统的轮对车轴上直径不同处的交接均应用圆弧过渡，而且圆弧半径要尽可能的大些；车轴表面粗糙度必须得到保证，车轴各配合部分均须进行磨光或滚压。导致造价高昂。

本发明实施例取消了现有技术中的车轴和转向架，采用定子20与转子30的磁力驱动形式，转子30工作时只承受正压力而不受弯矩作用，从而避免产生交变应力而导致的疲劳损坏，达到提高定子20和转子30使用寿命的目的。

需要说明的是，本实施例中定子20可以内置电池或接通电源，转子30与定子20之间通过滚珠接触，定子20产生的电磁力会驱动转子30产生旋转，转子30旋转时与轨枕60之间的摩擦力产生车辆的驱动力。通过改变旋转磁场的方向，可使转子30产生驱动力或制动力。

本发明实施例中，车体10包括地梁11、立柱12、天梁13和车厢14。地梁11能拆卸地设置在定子20上；立柱12的下端固定设置在地梁11上，立柱12的上端沿竖直方向朝向上方延伸；天梁13与立柱12的上端连接；车厢14呈六面体状结构，立柱12和天梁13设置在车厢14内，地梁11设置在车厢14的底部外。

地梁11、立柱12和天梁13形成车体10的骨架，用于支撑车厢14，使车厢14所受载荷分散到各个支撑骨架处并传到至地面。车厢14为整体六面体箱体，车厢14上面开洞镶嵌车门51、空调及通信设备40和车窗52。

其中，地梁11通过半圆套在定子20上，地梁11与定子20之间无相对滑动，并与定子20之间可拆卸。立柱12的下端位于定子20上部，固定连接地梁11上。立柱12的上端与天梁13连接。天梁13放置在车厢14顶部，天梁13与立柱12的上端连接。

车体10还包括端立梁15，设置在车厢14的两端部，端立梁15的两端分别连接天梁13和地梁11。设置端立梁15与天梁13和地梁11连接，可以形成整体空间受力体系，增加车体10的强度。

优选地，车厢14具有四面依次连接的车厢侧面，车体10还包括环向骨架16，设置在车厢侧面。环向骨架16与车厢14地梁11、立柱12和天梁13一起形成空间立体受力结构，能够进一步地增加车体10的强度。

车厢14的底面为地板141，放置在车厢14的箱体底部。与车厢14的箱体之间设置有减震装置，以承受乘客和货物荷载，并把荷载传力到车厢14的箱体。本发明实施例中，地板141与车厢14的车厢侧面之间设置有减震波纹弹簧钢片。减震波纹弹簧钢片能够对地板141进行减震吸声，降低车体10的震动和噪声。

优选地，还可以将地梁11设置为曲线结构(与现有技术相同，此处不再赘述具体结构)，以达到减震的效果。上述地梁11、立柱12、天梁13和端立梁15的柱端设置柔性材料也可以达到减震的效果。

如图1和图5所示，车厢14的顶面为顶板142，顶板142上设置有空调及通信设备40。空调及通信设备40接车内进风、排风系统，并设置通信设备，识别道路信息，接受无线信号，实现车辆的通信和控制功能。

需要说明的是，本发明实施例中空调为车头、顶板142进风，车尾、地板141排风。风的流线是同程式，保证风速均匀，并保证每位乘客呼吸到空气龄小的新鲜空气。

通过设置空调及通信设备40，可以使车辆之间通过无线通信确保车辆之间无缝衔接，安全间距为零，即车辆可以单辆发车，也可以两辆以上自动连接编组成列发车。信号系统能够控制动力与刹车系统，确保每列车辆之间能够零距离接触而不会碰撞。通过设置空调及通信设备40能够实现发车间隔为零的车辆自动编组功能。车辆能够识别线路轨旁的信号标志，以实现到站自动停车，自动开门。乘客或货物上车后，能够自动关门，自动启动的全自动运行。

优选地，顶板142的内表面为微穿孔板，能够送风的同时，也能够吸声降噪。地板141的上表面和减震波纹弹簧钢片也均是微穿孔板，能够排风的同时，也能够吸声降噪。

上述的微穿孔板一般是用厚度小于1mm的纯金属薄板制作，在纯金属薄板上用孔径小于1mm的钻头穿孔，穿孔率为1％一5％。

目前的轨道交通低地板车辆的车厢地板高出地面35厘米至38厘米。本发明实施例中地板141的下表面与地面之间的高度小于10cm。地板与地面高度小，乘客抬腿上车的抬腿高度就小，上车就更方便些。所以，低地板车辆就可以不要求车站为乘客设置专用的站台，让乘客从地面就可以直接上车，从而节约了站台的建设费用。

本实施例中，车体10的长度小于10m。由于同样的曲线半径，车身越长，车身突出限界部分越多，因此本发明实施例采用短车身结构，避免车体10突出限界部分过多而导致剐蹭事故。

进一步需要说明的是，为适应曲线，目前的轨道交通车辆设置转向架，但转向架本身也是一个四轮小车。前后轮之间也有距离，如地铁a型车转向架前后轮距是2500mm。因此，本发明实施例采用短轮距，比如轮距小于2500mm，车辆自身即可适应曲线的要求，因此，虽然没有设置转向架，但因为其本身轮距就小于传统轨道交通车辆的转向架的轮距，这就保证了本发明能够适应传统的轨道交通车辆能够适应的任何线路

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明实施例取消了现有技术中的车轴和转向架，采用定子20与转子30的磁力驱动形式，转子30工作时只承受正压力而不受弯矩作用，从而避免产生交变应力而导致的疲劳损坏，达到提高定子20和转子30使用寿命的目的。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。