專利名稱：動(dòng)車的加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及動(dòng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)單元。
背景技術(shù)：
在交通體系中，軌道交通以其用地省、運(yùn)能大、速度快、節(jié)約能源、減少 污染、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、安全性好優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的重視。將得到大力發(fā)展。 國際上軌道交通的發(fā)展很快，德國、法國和日本都在先進(jìn)行列。
60年代，日本決心新建高速客運(yùn)鐵路網(wǎng)，于是有了世界上首列運(yùn)營用高速 動(dòng)車組——新干線-0系。
7 0年代，法國試制了燃?xì)廨啓C(jī)高速動(dòng)車組——TGV-0 。
80年代，高速鐵路網(wǎng)在歐洲延伸，風(fēng)馳電掣的各系TGV以300km/h的速度 成為法國人的驕傲。
90年代，法國TGV試驗(yàn)速度突破500km/h。
新世紀(jì)，法國TGV試驗(yàn)速度突破570km/h。
我國已經(jīng)在時(shí)速200 ^^里的技術(shù)平臺(tái)上自主創(chuàng)新研制時(shí)速300公里動(dòng)車 組。并且研制出時(shí)速35(W^里的超高速動(dòng)車組。
鐵路部門證實(shí)，京津城鐵運(yùn)行的"和諧號(hào)，，CRH3動(dòng)車時(shí)速不低于350公里， 在一次測(cè)試中，CRH3動(dòng)車跑出了 380 />里的時(shí)速，京津半小時(shí)通達(dá)已經(jīng)成為現(xiàn) 實(shí)。
下一步，軌道交通發(fā)展方向是安全、舒適和高速度。 為了提高動(dòng)車組的運(yùn)行速度有如下途徑
l.加強(qiáng)大功率機(jī)車的研制。目前，我們國家，在6軸總功率7200千瓦的 技術(shù)平臺(tái)上，正在組織實(shí)施牽引變流器、牽引電機(jī)、車體、轉(zhuǎn)向架以及整車集 成技術(shù)的自主創(chuàng)新，機(jī)車總功率可提高到9600千瓦，成為未來牽引貨物列車 的主力機(jī)型。很明顯，大功率的機(jī)車肯定能夠提高動(dòng)車組的速度。2.改變動(dòng)車和拖車的編組比例，減少無動(dòng)力車廂的數(shù)量，提高動(dòng)車組的速 度。用少拉無動(dòng)力車廂的辦法來提高動(dòng)車組的速度。其經(jīng)濟(jì)性是不合理的。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種動(dòng)車的加 力發(fā)動(dòng)機(jī)單元。
為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種動(dòng)車的加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元，其包括 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)向架，上述渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在上迷轉(zhuǎn)向架上，作為動(dòng) 車組的加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元，使動(dòng)車組有了第二種動(dòng)力，還包括把渦輪渦扇噴氣發(fā) 動(dòng)機(jī)作為動(dòng)車的加力發(fā)動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型是把渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向架上，成為新型動(dòng)車組的加力 發(fā)動(dòng)機(jī)單元，與動(dòng)車和無動(dòng)力車廂組成新型動(dòng)車組。在行進(jìn)中，開啟渦輪噴氣 發(fā)動(dòng)機(jī)，使新型動(dòng)車組獲得更大的前進(jìn)動(dòng)力，提高動(dòng)車組的運(yùn)行速度。
當(dāng)動(dòng)車組以比較高的速度(如200-300 乂>里/小時(shí))正常行駛在平直的軌道 上，開啟加力發(fā)動(dòng)機(jī)給動(dòng)車組增加新的推力，使動(dòng)車組獲得更高的速度。初期， 新型動(dòng)車組的運(yùn)行速度要求達(dá)到400公里/小時(shí)以上。多拉快跑，提高路網(wǎng)的效 率。


圖1是表示加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元的示意圖2是帶加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元的動(dòng)車組的方案1示意圖一一該方案是將加力發(fā) 動(dòng)機(jī)單元加在動(dòng)車組的頭部和尾部。 附圖標(biāo)記說明
1:鐵軌 2:牽引桿 3:轉(zhuǎn)向架 4:渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) 5:推動(dòng)桿 6:拖車7:動(dòng)車
具體實(shí)施方式
一.關(guān)于渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)
l-l.渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)稱渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，通常由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、 渦輪和尾噴管組成。工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)首先從進(jìn)氣道吸入空氣。壓氣機(jī)顧名思 義，用于提高吸入的空氣的的壓力。壓氣機(jī)主要為扇葉形式，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)氣流做功，使氣流的壓力、溫度升高。隨后高壓氣流進(jìn)入燃燒室。燃燒室的燃油噴 嘴射出油料，與空氣混合后點(diǎn)火，產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?，向后排出?高溫高壓 燃?xì)庀蚝罅鬟^高溫渦輪，部分內(nèi)能在渦輪中膨脹轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)。 由于高溫渦輪同壓氣機(jī)裝在同一條軸上，因此就驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而反復(fù)的 壓縮吸入的空氣。從高溫渦輪中流出的高溫高壓燃?xì)?，在尾噴管中繼續(xù)膨脹， 以高速度從尾部噴口向后排出。這一速度比氣流進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的速度大得多，從 而產(chǎn)生了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的反作用推力，驅(qū)使飛行器向前飛行。
l-2.既然，渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)能夠憑借反作用推力，驅(qū)使空中的飛行器向前 飛行。那么，它們完全能夠推動(dòng)在地面l^軌上的列車向前奔跑。
渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)車組的第二動(dòng)力源，成為動(dòng)車的加力發(fā)動(dòng)機(jī)。增大 了動(dòng)車的前進(jìn)動(dòng)力，使新型動(dòng)車組獲得更高的運(yùn)行速度。
l-3目前，我們國家已經(jīng)具有研制、生產(chǎn)、使用渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的能力。有 多品種，多規(guī)格。
由于各種原因，渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范圍僅局限在航空，航天領(lǐng)域。 從技術(shù)上講，把渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)車的第二動(dòng)力源的技術(shù)途徑是； 1 )選擇現(xiàn)在已經(jīng)有的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過改裝后，安裝在轉(zhuǎn)向架上，作 為動(dòng)車的第二動(dòng)力源。
2) 以現(xiàn)有的渦輪噴氣或渦輪渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)作為依托，為軌道交通
研制專用的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。作為動(dòng)車的第二動(dòng)力源。
目前，我們國家在渦輪噴氣氣發(fā)動(dòng)機(jī)方面的技術(shù)是成熟的，生產(chǎn)能力強(qiáng)；
試驗(yàn)設(shè)備完備。為動(dòng)車的第二動(dòng)力源開發(fā)，有著雄厚的資源。
3) 此外，在國際市場(chǎng)上，可以選購俄羅斯、法國、英國的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)
成熟產(chǎn)品，作為動(dòng)車的笫二動(dòng)力源。
l-4噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料燃燒劑是航空煤油；氧化劑是空氣中的氧氣。 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火器電熱點(diǎn)火；方便、可靠。
1- 5噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)有兩種辦法
(1) 電機(jī)起動(dòng)使用12V直流電機(jī)拖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。適用于靜態(tài)起動(dòng)。
(2) 空氣起動(dòng)有良好的風(fēng)車特性，適合空氣起動(dòng)。 二.渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在動(dòng)車上的應(yīng)用
2- 1.說明書附圖1為《帶加力發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)車單元示意圖》如圖所示，動(dòng) 車單元是由轉(zhuǎn)向架和加力發(fā)動(dòng)機(jī)(渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī))兩部分組成。需要解決的技術(shù)問題是
2-l-l把加力發(fā)動(dòng)機(jī)(渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī))包括油箱、附件安裝到轉(zhuǎn)向架上， 組成動(dòng)車的加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元。
動(dòng)車的加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元有兩種使用情況
(1) 首先可以作為單節(jié)動(dòng)車使用，用于快速救援；
(2 ) 4巴加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元、動(dòng)車單元和無動(dòng)力車廂組成新型動(dòng)車組。這是加 力發(fā)動(dòng)機(jī)單元的主要用途。當(dāng)新型動(dòng)車組以比較高的速度(如200-300公里/小 時(shí))正常行駛在平直的軌道上，開啟加力發(fā)動(dòng)機(jī)，給新型動(dòng)車組增加新的推力， 使新型動(dòng)車組獲得更高的運(yùn)行速度，初期，其運(yùn)行速度要求達(dá)到400公里/小時(shí) 以上。提高路網(wǎng)的效率。
2-1-2保持渦輪噴氣發(fā)動(dòng)^L頭部的進(jìn)氣道正常工作—— 2-1-2-1保持渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)頭部的進(jìn)氣道進(jìn)口氣流的流場(chǎng)正常； 2-1-2-2在渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)頭部前面加裝防護(hù)網(wǎng)，防止飛鳥、異物進(jìn)入進(jìn)氣 道，保持渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。
2-1-3在渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口外增加廢氣分流、隔熱擋板，使加力發(fā)動(dòng)機(jī) 的尾噴口排出的高溫廢氣不危害其它設(shè)備。
2-l-4降低加力發(fā)動(dòng)機(jī)(渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī))產(chǎn)生的躁聲。
(1 )釆用聲學(xué)控制方法降低噪音，主要包括吸音、隔音、減震、密封。
(2) 當(dāng)新型動(dòng)車組行駛在人口稠密的城鎮(zhèn)附近時(shí)，關(guān)閉加力發(fā)動(dòng)機(jī)，減少 躁聲污染。
2-1-5由于開啟加力發(fā)動(dòng)機(jī)新型動(dòng)車組獲得更高的速度，要求改進(jìn)新型動(dòng)車 組的制動(dòng)系統(tǒng)。保證安全。
2-2說明書附圖2為《帶新型動(dòng)車單元的動(dòng)車組示意圖》如圖所示，把新 型動(dòng)車單元、動(dòng)車、和無動(dòng)力車廂，編成新型動(dòng)車組。最簡(jiǎn)單編組是
新型動(dòng)車單元+無動(dòng)力車廂+原動(dòng)車單元+無動(dòng)力車廂+新型動(dòng)車單元。
2-3新型動(dòng)車組的運(yùn)行模式新型動(dòng)車組是雙動(dòng)力，他的運(yùn)行模式有二種 2-3-1當(dāng)動(dòng)車組在啟動(dòng)、彎道階段，動(dòng)車組使用第一動(dòng)力，也就是用電力動(dòng)
力單元驅(qū)動(dòng)動(dòng)車組前進(jìn)。它的速度在200-300公里/小時(shí)以下。
2-3-2當(dāng)動(dòng)車組以比較高的速度(如200-300公里/小時(shí))正常行駛在平直
的軌道上，開啟加力發(fā)動(dòng)機(jī)，給新型動(dòng)車組增加新的推力，使其獲得更高的速
度。提高路網(wǎng)的效率。初期，新型動(dòng)車組的運(yùn)行速度。按400公里/小時(shí)的要求進(jìn)行。進(jìn)一步要求
新型動(dòng)車組的運(yùn)行速度所的目標(biāo)是800-1000公里/小時(shí)。
三. 本實(shí)用新型專利的具體實(shí)施方案
3-1第 一 階段一新型動(dòng)車單元在試驗(yàn)室的試驗(yàn)和驗(yàn)收
3-1-1建立渦輪渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的地面試驗(yàn)臺(tái)綜合考核渦輪渦扇噴氣發(fā)動(dòng)
機(jī)；
3-1-2帶加力發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)車單元的新型動(dòng)車單元方案設(shè)計(jì)；
3-1-3新型動(dòng)車單元的方案設(shè)計(jì)評(píng)審；
3-1-4新型動(dòng)車單元的樣機(jī)生產(chǎn)；
3-1-5建立新型動(dòng)車單元的試驗(yàn)室；
3-1-6新型動(dòng)車單元的試驗(yàn)和驗(yàn)收。
3-2新型動(dòng)車單元在鐵道試驗(yàn)線上進(jìn)行試驗(yàn)；
3-2-1新型動(dòng)車單元在試驗(yàn)軌道上進(jìn)行樣機(jī)試驗(yàn)；比如在環(huán)行鐵道試驗(yàn)線上 進(jìn)行試驗(yàn)；
3-2-2.在指定的鐵道線上進(jìn)行試驗(yàn)； 3-2第二階段試驗(yàn)
3-2-1用新型動(dòng)車單元、動(dòng)車單元和無動(dòng)力車廂組成的新型動(dòng)車組方案設(shè)
計(jì)；
3-2-2新型動(dòng)車組方案設(shè)計(jì)評(píng)審； 3-2-3新型動(dòng)車組樣^L生產(chǎn)；
3-2-4在試驗(yàn)軌道上進(jìn)行新型動(dòng)車組樣機(jī)試驗(yàn)；比如在環(huán)行鐵道試-險(xiǎn)線上進(jìn) 行試驗(yàn)；
3-2-5在指定的鐵道線上進(jìn)行新型動(dòng)車組樣機(jī)的試驗(yàn)； 3-3在指定的鐵道線上進(jìn)行新型動(dòng)車組的試運(yùn)行；
3- 4新型動(dòng)車組投入正式運(yùn)行。
四. 本實(shí)用新型專利實(shí)施后的預(yù)期目標(biāo) 本實(shí)用新型專利實(shí)施后，新型動(dòng)車組的預(yù)期目標(biāo)是一一
4- 1.新型動(dòng)車組投入正式運(yùn)行后，初期，它的運(yùn)行速度能夠達(dá)到400km/h。 4-2.提高鐵路線路的質(zhì)量；提高運(yùn)行的自動(dòng)化水平；改進(jìn)新型動(dòng)車組，爭(zhēng)
取《吏新型動(dòng)車組的運(yùn)行速度能夠達(dá)到800-1000 km/h。
權(quán)利要求1.一種動(dòng)車的加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元，其特征在于，包括渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)向架，上述渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在上述轉(zhuǎn)向架上，作為動(dòng)車組的加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元，使動(dòng)車組有了第二種動(dòng)力，還包括把渦輪渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)車的加力發(fā)動(dòng)機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種動(dòng)車的加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元，就是把渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到轉(zhuǎn)向架上，作為動(dòng)車的加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元。把加力發(fā)動(dòng)機(jī)單元用牽引桿和推力桿連接無動(dòng)力車廂和動(dòng)車單元，形成新型動(dòng)車組，新型動(dòng)車組有了第二種動(dòng)力。當(dāng)新型動(dòng)車組以比較高的速度(如200-300公里/小時(shí))正常行駛在平直的軌道上，開啟加力發(fā)動(dòng)機(jī)，給新型動(dòng)車組增加新的推力，使新型動(dòng)車組獲得更高的速度。
文檔編號(hào)B61C11/06GK201410952SQ20092000405
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月1日
發(fā)明者王貴生 申請(qǐng)人:王貴生