跨座式单轨车辆动力学原理概述
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跨座式单轨交通简介跨座式单轨交通简介组员:郭太宇周延张杰李彦君跨座式单轨交通系统简介目录第一章跨座式单轨铁路 (1)第二章跨座式单轨交通的特点 (3)第三章重庆跨座式单轨交通系统实例讲解 .. 4工程简介 (4)主要技术标准 (5)转向架 (7)轨道梁桥系统 (8)道岔 (12)供电接触网 (12)再生制动吸收装置 (13)控制中心及车辆段 (14)信号 (15)参考文献 (16)跨座式单轨交通系统简介第一章跨座式单轨铁路跨座式单轨铁路(Straddle-beam Monorail),就是通过单根轨道梁来支承、稳定和导向,车体骑跨在轨道梁上运行的铁路。
它能有效利用城市道路空间,爬坡和曲线通过能力强,噪声和景观影响小,是一种独特的中等运量城市轨道交通系统。
单轨铁路通常为高架,高架单轨具有成本低、工期短的优点。
而相对于高架的钢轨地铁而言,高架单轨占地少、污染小、能有效利用道路中央隔离带,适于建筑物密度大的狭窄街区的优点。
此外,单轨列车和轨道容易检查和维修养护。
因而单轨不失为大城市客流中等的交通线路和中等城市主要交通线路的较好选择。
特别是在地形条件复杂,利用其他交通工具比较困难的情况下,能体现其优越性。
单轨铁路按照走行模式和结构,主要分成两类——悬挂式单轨和跨坐式单轨。
悬挂式单轨铁路(也称空中轨道列车)的列车悬挂在轨道之下。
另一种较为常见的是跨座式单轨铁路,列车跨座在路轨之上,两旁盖过路轨。
1跨座式单轨交通系统简介跨座式单轨铁路的起源,最早可以追溯到第二次科技革命,但真正达到实用还是在二战以后,相关机电技术成熟的前提下。
1953年,瑞典工业巨头Axel Lennart Wenner-Gren在德国科隆创立了一家名叫ALWEG-Forschung, GmbH的子公司(ALWEG正是Axel Lennart WEnner-Gren姓名的缩写),从事跨座式单轨的设计,1957年建成科隆-菲林根试验线。
开通于1959年的加州迪斯尼单轨线(Disneyland Monorail System)、开通于1962年的西雅图中央线(Seattle CenterMonorail),都是ALWEG的早期作品,这两条线路至今仍在运营。
跨座式单轨交通简介跨座式单轨交通简介组员:***周延张杰李彦君目录第一章跨座式单轨铁路 (1)第二章跨座式单轨交通的特点 (3)第三章重庆跨座式单轨交通系统实例讲解 .. 4 工程简介 (4)主要技术标准 (5)转向架 (7)轨道梁桥系统 (8)道岔 (12)供电接触网 (12)再生制动吸收装置 (13)控制中心及车辆段 (14)信号 (15)参考文献 (16)第一章跨座式单轨铁路跨座式单轨铁路(Straddle-beam Monorail),就是通过单根轨道梁来支承、稳定和导向,车体骑跨在轨道梁上运行的铁路。
它能有效利用城市道路空间,爬坡和曲线通过能力强,噪声和景观影响小,是一种独特的中等运量城市轨道交通系统。
单轨铁路通常为高架,高架单轨具有成本低、工期短的优点。
而相对于高架的钢轨地铁而言,高架单轨占地少、污染小、能有效利用道路中央隔离带,适于建筑物密度大的狭窄街区的优点。
此外,单轨列车和轨道容易检查和维修养护。
因而单轨不失为大城市客流中等的交通线路和中等城市主要交通线路的较好选择。
特别是在地形条件复杂,利用其他交通工具比较困难的情况下,能体现其优越性。
单轨铁路按照走行模式和结构,主要分成两类——悬挂式单轨和跨坐式单轨。
悬挂式单轨铁路(也称空中轨道列车)的列车悬挂在轨道之下。
另一种较为常见的是跨座式单轨铁路,列车跨座在路轨之上,两旁盖过路轨。
1跨座式单轨铁路的起源,最早可以追溯到第二次科技革命,但真正达到实用还是在二战以后,相关机电技术成熟的前提下。
1953年,瑞典工业巨头Axel Lennart Wenner-Gren在德国科隆创立了一家名叫ALWEG-Forschung, GmbH的子公司(ALWEG正是Axel Lennart WEnner-Gren 姓名的缩写),从事跨座式单轨的设计,1957年建成科隆-菲林根试验线。
开通于1959年的加州迪斯尼单轨线(Disneyland Monorail System)、开通于1962年的西雅图中央线(Seattle Center Monorail),都是ALWEG的早期作品,这两条线路至今仍在运营。
跨座式单轨车辆动力学研究国内外文献综述跨座式单轨车辆动力学研究归属于轨道车辆动力学研究范畴,轨道车辆动力学研究列车在线路上运行时机车车辆各个构件之间、各节车辆之间及列车与线路之间的力、加速度和位移等相互动力作用的学科,也称车辆系统动力学。
研究内容主要包括运行平稳性、运行稳定性、曲线通过性能以及轮轨系统所特有的轮轨几何关系和轮轨蠕滑关系等,通常分为垂向动力学、横向动力学和纵向动力学对轨道车辆运行性能进行研究。
跨座式单轨车辆动力学研究的主要内容包括动力稳定性、运行平稳性、动态曲线通过、纵向动力学以及空气动力学等问题。
跨座式单轨车辆控制系统的稳定性、整车运行的平稳性、安全性以及经济性这些评价跨座式单轨车辆的重要指标也将直接影响着跨座式单轨车辆的发展和应用前景。
日本Kenjiro Goda 2000 年对单轨车辆曲线通过进行了仿真分析研究。
其所建立的单轨车辆动力模型中将车体和两转向架(机车转向架和拖车转向架)假定为有横向、侧滚和偏航自由度的刚体,转向架通过空气弹簧和横向阻尼器组成的二系悬挂装置与车体连接,空气弹簧由并联的弹簧和阻尼器来模仿。
他们假设曲线通过时在轮胎上产生轮胎径向力和轮胎接触力,其中径向力因导轨的曲率和超高引起,接触力因轮胎接触区域的滑移而产生,分别建立起走行轮、导向轮和稳定轮的轮胎模型,用多体动力学方法推导了动力运动方程,并对单轨车辆以16km/h 速度通过50m 等半径、4%超高曲线时的情况进行了仿真分析。
结果表明机车转向架的导向轮径向力比拖车转向架的大,因为机车转向架上由空气弹簧力产生的偏航力矩方向与拖车转向架的不同,而由侧向力产生的偏航力矩方向是一样的。
该研究结果可以用于在实际走行实验之前预测轮胎上产生的作用力和单轨车辆的曲线特性。
C.H.Lee 将每个车体(包括转向架、走行轮、导向轮和稳定轮)简化为15个自由度的车辆模型,可以描述沉浮、点头、摇头、测滚、横移等运动(但忽略了沿车厢纵向的运动),提取桥梁有限元模型的模态结果,建立了车-桥系统的三维有限元模型。
跨座式单轨车的发展及其应用前景分析1. 引言1.1 跨座式单轨车的定义跨座式单轨车是一种新型的城市轨道交通工具,其特点是列车上没有车厢,乘客直接坐在悬挂在单轨轨道上的座位上。
这种设计使得跨座式单轨车在运行过程中更加灵活和高效。
跨座式单轨车通常由轨道、支架、车辆和控制系统等部分组成,其运行原理是通过电力驱动车辆沿着单轨轨道行驶。
跨座式单轨车相比传统轨道交通工具具有一些显著优势。
由于列车上没有车厢,乘客可以享受到更加宽敞舒适的乘坐环境。
跨座式单轨车的运行效率更高,可以提供更加快速、准时的服务。
跨座式单轨车在占地面积方面也具有优势,由于其采用单轨设计,可以减少对城市土地资源的占用。
1.2 跨座式单轨车的优势1. 空间利用高效:跨座式单轨车的设计可以使车辆在空中悬浮行驶,不需要地面轨道,因此可以有效地节省空间,特别适合城市中狭窄的道路和密集的人口聚集地区。
2. 低成本建设:相比传统的地面轨道交通系统,跨座式单轨车的建设成本更低。
由于其结构简单,安装方便,可以快速建设并投入使用,降低了城市交通建设的投资成本。
3. 车辆运行稳定:跨座式单轨车采用独特的悬挂设计,能够保持车辆在运行过程中的稳定性,减少了颠簸和晃动,提高了乘坐舒适度和安全性。
4. 环保节能:跨座式单轨车采用电动驱动,不产生尾气排放,减少了空气污染,符合现代城市发展的环保理念。
其低能耗特点也有利于节约能源和减少碳排放。
5. 便利快捷:跨座式单轨车的高架设计可以避免交通拥堵,缩短行驶时间,提高了交通效率。
乘客可以通过站点分布合理的车辆接驳系统实现便捷换乘,提升了出行的便利性。
1.3 跨座式单轨车的发展背景跨座式单轨车是一种新型的城市轨道交通工具,其发展背景可以追溯到20世纪70年代。
当时,城市化进程加快,交通拥堵和环境污染成为人们关注的焦点。
传统的地面交通方式已经无法满足人们的需求,因此人们开始寻求新的城市交通解决方案。
在这种背景下,跨座式单轨车应运而生。
跨坐式单轨铰接式转向架动力学分析作者:钱艳来源:《科学与财富》2019年第04期摘要:通过研究跨座式单轨和铰接式转向架的原理,设计能够应用于跨座式单轨列车的铰接式转向架。
利用ADAMS建立三车四转向架模型后进行仿真,确定其最优参数后,从列车的运行平稳性以及稳定性评价跨座式单轨的铰接式转向架的性能,同时论证铰接式转向架在跨坐式单轨列车中运用的可行性。
关键词:跨坐式单轨;铰接式转向架;ADAMS;动力学仿真1前言20世纪90年代末,我国从日本引进跨坐式单轨交通技术,于2000年开始建设重庆轨道交通2号线,成为我国单轨交通建设的首条线路。
铰接式转向架技术最早应用于法国TGV高速列车,TGV是欧洲高速铁路中研制最早、运用考验时间最长、世界上运营速度最高、试验速度多次创造世界纪录、性能优良的高速列车。
然而目前,将铰接式转向架应用于跨坐式单轨列车尚未出现相关研究,所以研究跨坐式单轨的铰接式转向架动力学性能十分有必要。
2铰接式转向架特点通过分析,可以得出铰接式单轨列车主要运动特点为:(1)车体具有伸缩、横移、沉浮、点头、摇头和侧滚6个自由度,经由中心销和空气弹簧与转向架构架相连。
(2)转向架构架具有伸缩、横移、沉浮、点头、摇头和侧滚6个自由度,其中,构架与中心销之间的减振器起减振作用,横向止挡起止挡作用,牵引橡胶堆则起到传递动力的作用。
(3)每台转向架构架上安装有两根车轴,用于安装橡胶轮胎,每个轮胎相对于构架只考虑绕轴旋转的运动。
综上,该动力学模型中,铰接式列车的运动自由度为(4+4+2)×4+6×7=82个自由度。
3铰接式列车动力学模型通过分析单轨列车的运行机理,联合机械系统动力学原理,采用虚拟样机技术,建立三车四转向架的“车辆—轮胎—轨道梁”耦合动力学仿真模型。
在三车四转向架的动力学模型中,头尾车为动力转向架,故而头尾车为动车;而中间车两端的转向架为非动力铰接式转向架,因此中车为拖车。
单轨行车的工作原理1.引言1.1 概述概述单轨行车作为一种创新的交通工具,近年来在城市交通领域得到日益广泛的应用和关注。
它是一种基于单一轨道运行的交通系统,具有较小的体积和较高的运行效率。
本文将详细介绍单轨行车的工作原理以及它在不同领域的应用。
在单轨行车的发展过程中,科学家们通过运用先进的轨道技术和控制系统,使单轨行车具备了独特的运行方式。
相比传统的交通工具,单轨行车具有更高的运行速度和更低的能源消耗。
同时,单轨行车的设计结构也更加灵活,适应不同地形的需要。
本文将详细叙述单轨行车的基本原理和工作方式。
在单轨行车的基本原理部分,将介绍单轨行车的轨道设计、驱动系统以及控制系统等。
在单轨行车的工作方式部分,将解释单轨行车是如何运行、如何实现载客以及如何保证运行安全稳定的。
此外,本文还将探讨单轨行车在不同领域的应用,如城市交通、旅游景区、工业运输等。
通过本文的阅读,读者将能够全面了解单轨行车的工作原理以及它在各个领域中的应用。
同时,读者也可以对单轨行车未来的发展进行展望,并对它的潜在优势和应用前景有更深入的了解。
单轨行车作为一种环保、高效的交通方式,有望在未来的城市交通中发挥重要的作用。
下一节中,我们将详细介绍单轨行车的基本原理,包括轨道设计、驱动系统以及控制系统。
敬请期待!1.2 文章结构文章结构部分的内容可按照以下方式撰写:文章结构本文主要包括介绍单轨行车的基本原理、工作方式以及应用领域。
具体结构如下:引言首先,本文将通过引言部分对单轨行车的工作原理进行概述,并介绍文章的结构和目的。
正文正文部分将详细阐述单轨行车的基本原理、工作方式以及应用领域。
首先,我们将介绍单轨行车的基本原理,包括其构成要素、运行原理等内容。
然后,我们将深入探讨单轨行车的工作方式,包括如何进行载客运输、维护和安全保障等方面。
最后,我们将重点探讨单轨行车的应用领域,包括城市交通、旅游景区等方面的应用,并结合实际案例进行介绍。
结论在结论部分,我们将对单轨行车的工作原理进行总结,并展望其未来的发展。
跨座式单轨交通简介组员:郭太宇周延张杰李彦君目录第一章跨座式单轨铁路 (1)第二章跨座式单轨交通的特点 (1)第三章重庆跨座式单轨交通系统实例讲解 (2)工程简介 (2)主要技术标准 (2)转向架 (3)轨道梁桥系统 (4)道岔 (5)供电接触网 (5)再生制动吸收装置 (5)控制中心及车辆段 (5)信号 (6)参考文献 (6)第一章跨座式单轨铁路跨座式单轨铁路(Straddle-beam Monorail),就是通过单根轨道梁来支承、稳定和导向,车体骑跨在轨道梁上运行的铁路。
它能有效利用城市道路空间,爬坡和曲线通过能力强,噪声和景观影响小,是一种独特的中等运量城市轨道交通系统。
单轨铁路通常为高架,高架单轨具有成本低、工期短的优点。
而相对于高架的钢轨地铁而言,高架单轨占地少、污染小、能有效利用道路中央隔离带,适于建筑物密度大的狭窄街区的优点。
此外,单轨列车和轨道容易检查和维修养护。
因而单轨不失为大城市客流中等的交通线路和中等城市主要交通线路的较好选择。
特别是在地形条件复杂,利用其他交通工具比较困难的情况下,能体现其优越性。
单轨铁路按照走行模式和结构,主要分成两类——悬挂式单轨和跨坐式单轨。
悬挂式单轨铁路(也称空中轨道列车)的列车悬挂在轨道之下。
另一种较为常见的是跨座式单轨铁路,列车跨座在路轨之上,两旁盖过路轨。
跨座式单轨铁路的起源,最早可以追溯到第二次科技革命,但真正达到实用还是在二战以后,相关机电技术成熟的前提下。
1953年,瑞典工业巨头Axel Lennart Wenner-Gren在德国科隆创立了一家名叫ALWEG-Forschung, GmbH的子公司(ALWEG正是Axel Lennart WEnner-Gren姓名的缩写),从事跨座式单轨的设计,1957年建成科隆-菲林根试验线。
开通于1959年的加州迪斯尼单轨线(Disneyland Monorail System)、开通于1962年的西雅图中央线(Seattle Center Monorail),都是ALWEG的早期作品,这两条线路至今仍在运营。
第2章 跨座式单轨车辆概述2.1 跨座式单轨车辆的特点、组成和主要技术参数2.1.1 跨座式单轨车辆的特点作为一种特殊的城市轨道交通模式,与普通城轨交通相比,跨座式单轨交通有着一定的特殊性,这种特殊性主要体现在线路和车辆系统上。
跨座式单轨交通线路上的特殊性主要体现在轨道梁和道岔上。
跨座式单轨交通的轨道梁不仅是承重的桥梁结构,约束列车行驶的轨道,同时也是牵引电网,信号系统等设备的载体,是集多种功能为一体、高精度的建筑结构;跨座式单轨道岔是集导向和承重与一体的结构,由可移动的钢制轨道梁、机电控制系统、梁上供电、信号设施等集成。
跨座式单轨车辆一般为4辆、6辆或8辆编组,两头设司机室。
车体采用铝合金大断面挤压型材及板材制造,可以有效减轻车辆自重。
采用防火性能好的材料制造座椅、地板等。
为降低车内噪声,并保持车内温度,在车体四周增加隔热隔声材料,在转向架周围车体下部的裙板上设置隔音壁。
列车采用直流供电,牵引系统与普通城轨列车并无较大差异。
最能体现单轨车结构的特别之处的设计为车体的转向架。
跨座式单轨车辆转向架(见图2-1-1)为无摇枕特殊结构的跨座式2轴转向架,车轴为单悬臂固定在转向架上,每根轴上装有2条走行轮,该走行轮为充入氮气的橡胶轮胎。
转向架两侧上方各有2条导向轮,下方各有1条稳定轮,均为充入空气的橡胶轮胎。
图2-1-1 跨座式单轨车辆转向架每辆车有2台转向架,动力转向架的每根轴由2台交流牵引电机驱动,转向架采用中心牵引装置,采用两级减速直角齿轮传动方式,电机到齿轮箱的联轴节为弹性联轴节,齿轮采用飞溅润滑方式,基础制动采用盘形制动。
转向架构架由侧梁、横梁、端梁及导向、稳定车轮的支撑架构成,构架采用钢板焊接结构,有足够的强度和刚度。
转向架与车体间的悬挂装置为空气弹簧,并装有横向减振器,具有良好的动力性能及乘坐舒适度。
由于跨座式单轨车辆的转向架装有3种轮胎:走行轮、导向轮及稳定轮,因此它的走行机理与传统的钢轮-钢轨系统完全不同。
单轨小车的工作原理解析单轨小车是一种常见的运输设备,广泛应用于工业生产、物流配送等领域。
它具有结构简单、运行平稳的特点,能够帮助企业提高生产效率和物流运输效能。
本文将对单轨小车的工作原理进行解析,以帮助读者更好地理解和应用该设备。
单轨小车的工作原理主要涉及其动力系统、控制系统以及轨道结构。
首先,我们来介绍一下单轨小车的动力系统。
单轨小车通常采用电动拖车作为动力源,通过电机驱动车辆前进。
电机一般由电动拖车的电池供电,而电动拖车则通过固定电缆与外部电源连接。
电动拖车可以根据实际需要具备不同的载重能力,以适应不同的工作场景。
在运行中,电动拖车将能量通过传动装置传递给单轨小车的轮胎或轮辋,从而推动车辆前进。
传动装置通常由齿轮、链条或皮带组成,能够将电机的旋转运动转化为车轮的线性运动。
这种传动方式简单可靠,具有高效率和稳定性。
接下来,我们来看一下单轨小车的控制系统。
控制系统是单轨小车能够进行运转的核心部分,它能够实现车辆的启动、停止、转向以及速度调节等功能。
目前常见的控制方式主要有按钮控制和无线遥控两种。
按钮控制是通过安装在车辆上的按钮或开关来控制单轨小车的运行。
操作人员可以根据需要按下相应的按钮,实现车辆的前进、后退、转向等动作。
这种控制方式简单易用,但需要人工操作,对操作人员的技术要求较高。
而无线遥控系统则采用无线通信技术,实现远程对单轨小车的控制。
操作人员可以通过遥控器发送信号,控制车辆的运行状态。
无线遥控系统具有操作方便、安全可靠的特点,适用于需要远程操作的工作场景。
除了动力系统和控制系统外,单轨小车的轨道结构也是其工作原理的重要组成部分。
单轨小车的轨道通常由钢轨或铁轨组成,能够提供车辆行进的方向和轨道。
在轨道上,单轨小车通过轮轨的间隙进行行驶。
轨道上的轮轨具有一定的倾斜角度,以确保车辆能够在匀速运行的情况下保持稳定。
此外,为了减少车辆的运行阻力,轨道的表面通常会进行抛光或涂覆特殊材料,以减少摩擦。