专利名称：分散动力式超高速列车的制作方法
分散动力式超高列车，属于车辆制造技术，发明它的目的，是为了建造一种可在中国现有铁路主要干线上行驶的，最高运营时速超500公里的超高速列车；以使中国以最短的时间，最低的成本，实现铁路的超高速化。
本发明是以“随意行驶铁路”的发明为基础的，“随意行驶铁路”是要本发明人1992年完成的发明项目。其专利申请号是92102064.3。
本发明是“随意行驶铁路”的后继发明。“随意行驶铁路”仅是改变一下铁路的控制方法，就可使现有铁路的运能提高六倍，并且，它还可实现超高速列车的自控状态下的优先越行，它可兼容不同速度的列车在同一条线路上行驶；因此，“随意行驶铁路”为分散动力式超高速列车提供了在现有路基大量的运行的条件，诚然，如果没有“随意行驶铁路”，只是把现有铁路的轨重和道叉改变一下，也可运行超高速列车，只不过这样的铁路通过列车的数量少于“随意行驶铁路”而已。
在发明分散动力式超高速列车的过程中，发明人参考了国外超高速列车所需动率的计算公式，该公式是N=Q·W·Vmax·K3600]]>N为高速列车所需的牵引力动率，单位是千瓦。
Q为高速列车的总质量，单位是吨。
W为高速列车的单位阻力。(国外高速列车的阻力一般是153至160)。Vmax为高速列车的最高速度。]K为裕量余数。根据上述公式，一列全重为1000吨，时速要超过500公里的列车，其动力应为 如此大的动率，如果要是按现有列车的设计方法，是根本造不出时速超500公里的列车的。因此才会有本技术的动力分散式，能量转换的简捷式的超高速列车的设计方法。
分散动力式超高速列车的技术，有三个部分组成，第一部分是动对动力电网的技术的改造，其主要工作只是加大电网的导线截面和加大电力变电站的容量。第二部分是铁路部分，其主要的工作只是加大轨重，更换道叉。第三部分是列车制造技术，其技术有下列几项第一是用自控的车体摆动，来抵消列车高速通过弯道时产生的离心力。第二是通过对列车外形光滑性设计，来减小列车的空气阻力。第三是通过把动力分散于各轴的方法，来解决车轮与钢轨的粘着力小于动力的问题。第四是通过加大列车动力的方法来保证列车的高速度。第五是，通过对车轮及相关部件进行特殊的结构设计，来解决列车超高速运行时，车轮的漂浮，爬轨，横向滑动等脱轨现象，其特征在于A)列车的高速，来至于其强大的动力。一列时速超500公里的列车，每吨所需功率高达32千瓦。
如此强大的动力，需要一个按置动力的空问，分散动力式超高速列车的动力配置的方法是，在每一节车厢的主框架下，成排地悬挂许多台动力电机，这些电机分成两组，每组电机都有一个共用轴，该轴分别不把其动力分别传给车厢底部两头的车轮。
B)列车分为车头节和车体节两种，无论是车头节或车体节，其车体的底盘都是一样的，所不同的只是车上的装备不同而已。就车一头而言，由于其车头要承受列列车前进时的迎面空气的阻力，所以它的一头是钝头形的，另一头则与车体节相同。车头节上有一个驾驶室，一个设备室，一个乘务员，休息室。车头节的设备室内装有可控硅整流及散热设备和列车专用的超大功率调幅调频设备，该设备自重约一吨。该设备的技术将在另外的专利申请中陈述。
车体节与车头节不同之处是其底盘上部没有车头节的控制设备，它与现在列车车厢相同，也是有餐车、卧铺车、硬座车、软座车、快运邮递车等。
C)列车高速通过弯道，是靠列车自身的倾斜来抵消其心力的。控制列车准确可靠倾斜的技术，由两种方法并用。一种是列车的每一节车厢上，都装有一套独立的控制车身倾斜的装置，该装置的原理是，用一种离心传感器来控制一个电路，该电路控制一个液压装置，用该液压装置来控制车身的倾斜度，车身的倾斜度与离心力成正比。另一种方法是，在铁路的弯道上，装有一条显示其弯道半径大小的信号导轨，列车的每一节车厢的前部都装有一套机械式速度传感器，当列车通过弯道时，机械式速度传感器的凸轮，从信号导轨上滑过。这样就使弯道半径信号与列车速度信号组成了一个相加的关系。弯道半径信号与列车的速度信号相加后，产生一个复合信号。该复合信号去控制一个电路。该电路又控制一个液压装置，该液压装置去控制列车车身的倾斜度。列车倾斜的轴心低于车轮的高度。
D)为减少列车的空气阻力，列车的各车厢结合部和底部的转向架等活动部位，均用一种类似于鱼鳞片的物体包裹，该鱼鳞片既保证列车活动部位的活动，又能使该部位光滑，以得到减少列车空气阻力的目的。
E)列车的制动有两套机构，一套就是现在列车使用的气闸机构，另一种是直流制动。这种方法是对交流动力电机通以直流电，以此来得到制动列车的目的。
F)在车厢与车厢之间，有一套阻尼连接机构，该机构用来减少车厢间的横向震荡。
G)列车的能量转换方式是，通过多级串并联的可控硅元件和整流二极管元件，把电网的高压交流电，全波整流为直流电。该直流电的电压由可控硅控制。
整流后的电路，再通过一个变频装置，使直流电变成可调频率的交流电，该交流电频率与其电压成正比，经调幅调频装置后的电源，送至动力电机。动力电机采用串并联的方法连接，以使低压电机，适合高压电网联接条件。
H)列车的动力，除可用调频调幅的电机之外，也可使用直流电动机和燃油发动机。
分散动力式超高速列车，使用燃油发动机的方法是，在各车厢的底部空间，挂装许多台燃油发动机，该发动机也是分成两组，每组有一个共用轴。两组的两个共用轴分别传向车厢两头的两组车轮。在共用轴与车轮之间，有一个机械式离合器和变速器。各车厢的变速器，均有驾驶室集中控制。
I)列车各车厢间连接机构的中心高度，与列车摆动的轴心等高。
总而言之，列车有了每吨超32千瓦的动力，有了光滑的外形，有了弯道自摆技术，有了车厢间的防震荡阻尼装置，列车就能实现时速超500公里的速度。
本技术优于现有列车技术之处是现有的自摆式列车虽然也可在较小的弯道上行驶，但其时速只有200多公里。在日本和法国虽然有超高速列车，但列车只能行驶在其专有的新干线上。并且，其最高运营速度也只有370公里，而超不过500公里。磁悬浮列车的速度虽然可超过500公里，但其昂贵的磁铁和线圈铺成的轨道，使其几乎失去了商业价值。
本技术实施后，它给中国带来的利益是超越时代性的。其原因是，当中国的工业经济出现饱和之后，中国国民经济新的增长点就是服务业，而服务业的主要发展方向是旅游业。旅游业又主要依靠的底价高速的交通运输业。中国是一个人中众多土地资源又非常少的国家，也是一个航空制造业落后的国家，如果我们象美国加样用发展航空业来发展交通运输，那么，我国就得等很长时间才能达到西方人的生活水平。如果我有了时速超500公里的列车，我国就可以在没有发达的航空业的前提下，实现人民生活的高水平消费。就可以实现广泛的国民就业。广泛的国民就业带来的又是社会的安定。
实现本发明的最好的方法是，由使用本技术者出资买得本技术后，由发明人亲自主持试验本技术。
权利要求
1.分散动力式超高速列车的技术，有三个部分组成，第一部分是动对动力电网的技术的改造，其主要工作只是加大电网的导线截面和加大电力变电站的容量。第二部分是铁路部分，其主要的工作只是加大轨重，更换道叉。第三部分是列车制造技术，其技术有下列几项第一是用自控的车体摆动，来抵消列车高速通过弯道时产生的离心力。第二是通过对列车外形光滑性设计，来减小列车的空气阻力。第三是通过把动力分散于各轴的方法，来解决车轮与钢轨的粘着力小于动力的问题。第四是通过加大列车动力的方法来保证列车的高速度。第五是，通过对车轮及相关部件进行特殊的结构设计，来解决列车超高速运行时，车轮的漂浮，爬轨，横向滑动等脱轨现象，其特征在于A)列车的高速，来至于其强大的动力。一列时速超500公里的列车，每吨所需功率高达32千瓦。如此强大的动力，需要一个按置动力的空问，分散动力式超高速列车的动力配置的方法是，在每一节车厢的主框架下，成排地悬挂许多台动力电机，这些电机分成两组，每组电机都有一个共用轴，该轴分别不把其动力分别传给车厢底部两头的车轮。B)列车分为车头节和车体节两种，无论是车头节或车体节，其车体的底盘都是一样的，所不同的只是车上的装备不同而已。就车一头而言，由于其车头要承受列列车前进时的迎面空气的阻力，所以它的一头是钝头形的，另一头则与车体节相同。车头节上有一个驾驶室，一个设备室，一个乘务员，休息室。车头节的设备室内装有可控硅整流及散热设备和列车专用的超大功率调幅调频设备，该设备自重约一吨。该设备的技术将在另外的专利申请中陈述。车体节与车头节不同之处是其底盘上部没有车头节的控制设备，它与现在列车车厢相同，也是有餐车、卧铺车、硬座车、软座车、快运邮递车等。C)列车高速通过弯道，是靠列车自身的倾斜来抵消其心力的。控制列车准确可靠倾斜的技术，由两种方法并用。一种是列车的每一节车厢上，都装有一套独立的控制车身倾斜的装置，该装置的原理是，用一种离心传感器来控制一个电路，该电路控制一个液压装置，用该液压装置来控制车身的倾斜度，车身的倾斜度与离心力成正比。另一种方法是，在铁路的弯道上，装有一条显示其弯道半径大小的信号导轨，列车的每一节车厢的前部都装有一套机械式速度传感器，当列车通过弯道时，机械式速度传感器的凸轮，从信号导轨上滑过。这样就使弯道半径信号与列车速度信号组成了一个相加的关系。弯道半径信号与列车的速度信号相加后，产生一个复合信号。该复合信号去控制一个电路。该电路又控制一个液压装置，该液压装置去控制列车车身的倾斜度。列车倾斜的轴心低于车轮的高度。D)为减少列车的空气阻力，列车的各车厢结合部和底部的转向架等活动部位，均用一种类似于鱼鳞片的物体包裹，该鱼鳞片既保证列车活动部位的活动，又能使该部位光滑，以得到减少列车空气阻力的目的。E)列车的制动有两套机构，一套就是现在列车使用的气闸机构，另一种是直流制动。这种方法是对交流动力电机通以直流电，以此来得到制动列车的目的。F)在车厢与车厢之间，有一套阻尼连接机构，该机构用来减少车厢间的横向震荡。G)列车的能量转换方式是，通过多级串并联的可控硅元件和整流二极管元件，把电网的高压交流电，全波整流为直流电。该直流电的电压由可控硅控制。整流后的电路，再通过一个变频装置，使直流电变成可调频率的交流电，该交流电频率与其电压成正比，经调幅调频装置后的电源，送至动力电机。动力电机采用串并联的方法连接，以使低压电机，适合高压电网联接条件。H)列车的动力，除可用调频调幅的电机之外，也可使用直流电动机和燃油发动机。分散动力式超高速列车，使用燃油发动机的方法是，在各车厢的底部空间，挂装许多台燃油发动机，该发动机也是分成两组，每组有一个共用轴。两组的两个共用轴分别传向车厢两头的两组车轮。在共用轴与车轮之间，有一个机械式离合器和变速器。各车厢的变速器，均有驾驶室集中控制。I)列车各车厢间连接机构的中心高度，与列车摆动的轴心等高。
2.根据分散动力式超高速列车权利要求1、H项的说明，一种使用燃油发动机为动力的超高速列车，其特征在于a列车有一个光滑的外形。b列车的动力挂装在各车厢的底部。每一节车厢的底部装许多台发动机，这许多台发动机分为两组，每组有一个共用轴。该共用轴通过一个离合器传给变速器，变速器又把发动机产生的力传结车轮，列车各车厢的变速器是一种电动或液动控制的变速器，该变速器均由驾驶室同步集中控制。c列车的各车厢均装有抵消弯道离心力的，自控的列车倾斜装置，该装置的原理与权利要求1的原理相同。
全文摘要
分散动力式超高速列车,属于车辆制造技术,它是一种可在现有铁路上行驶的超高速列车。现有列车,由于动轮粘着力的限制,铁路弯道的限制,动力自重比的限制,使其不能在现有铁路上超高速行驶。本技术就是为解决此类问题而发明的。本技术是用调频调幅控制车速,用自控倾斜车体来抵消弯道的离心力,用各车厢底部空间挂装众多的电机以满足强大的动力需求。本技术是用来制造时速超500公里的列车。
文档编号B61B13/00GK1377800SQ0210407
公开日2002年11月6日 申请日期2002年3月8日 优先权日2002年3月8日
发明者刘铭 申请人:刘铭