CN1812906B - 机车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机车，具有车架和至少一个优选为柴油-电力的驱动单元，其中，车架具有至少两个支承段，在其区域内车架支承在底盘上，还具有在两个支承段之间延伸且最好向下形成凹槽的至少一个中间段；其中，中间段(B)基本上由两个彼此相距的侧面部件(4、4′)组成，其中每个部件具有在纵向上分布的下部弦杆(6、6′)和上部弦杆(5、5′)，还具有将下部弦杆与上部弦杆连接的至少一个连接板(7、7′；27、27′)；其中，至少一个驱动单元(10、10′)设置在车架(2)的中间段(B)内。

Description

机车

技术领域

本发明涉及一种机车，具有车架和至少一个优选为柴油-电力的驱动单元，其中，车架具有至少两个支承段，在其区域内车架支承在底盘上，还具有在两个支承段之间延伸且优选向下形成凹槽的至少一个中间段。

背景技术

公知用于客运的铁道机车车辆，其中，底盘的凹槽一方面用于将铁道机车车辆的重心下移并按照这种方式防止铁道机车车辆脱轨，而另一方面可以降低车门高度。此外公知在机车上，通常板状构成的车架中间段与公知的车身共同构成机房，其中，驱动单元设置在车架的板状中间段上。在此方面，车架设置在与车架支承段连接平面上的中间段借助于设置在板状中间段下面的桁架结构加固。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种机车节省占用面积的结构，同时可以改善机房的冷却。

根据本发明，提供了一种机车，其带有车架和至少两个驱动单元，其中，车架具有至少两个支承段，在其区域内车架支承在底盘上，车架还具有至少一个在两个支承段之间延伸的中间段，中间段基本上由两个彼此相距的侧面部件组成，其中每个侧面部件具有在纵向上分布的下部弦杆和上部弦杆，还具有将下部弦杆与上部弦杆连接的至少一个连接板；至少一个驱动单元设置在车架的中间段内，其中，所述驱动单元中的两个驱动单元在垂直方向上重叠设置 。

与公知的板状车架中间段相反，依据本发明的车架中间段作为所谓的桥式车架构成，它基本上由总计四个设置在铁道机车车辆纵向上的车架纵梁组成。每两个这种车架纵梁形成一个具有通过至少一个连接板相互连接的上部弦杆和下部弦杆的侧面部件。这种结构可以使驱动单元可变设置而无论是在水平还是在垂直方向上，并因此根据保留在下部弦杆和上部弦杆之间的自由空间，提供了例如利用设置在机房底面上的优选可调节的空气导流板而从下面对机房通风的可能性。

为可以向上和向下无阻碍地拆卸柴油-电力驱动单元，依据本发明另一实施方式，在至少两个与车架的纵轴线相关相对的连接板上设置或可设置用于安装这个/这些驱动单元的固定悬臂。

如在本发明的另一实施例中那样，如果侧面部件的每个中间段仅具有两个将下部弦杆与上部弦杆连接的连接板的话，那么将最好作为悬臂构成的固定点设置在这两个连接板上。但也可以设想设置附加垂直的连接板，在其上面设置固定点。

一般情况下，车架的支承段和中间段之间连接在既可以垂直也可以倾斜定向的连接板上。为提高依据本发明车架结构的静态性能，依据本发明的另一实施例，在上部弦杆和/或下部弦杆之间设置横臂。由此产生一种车架结构，其中，具有上部弦杆、下部弦杆和至少一个连接板的侧面部件通过横臂相互连接，这一点与基本上由上部部件和下部部件组成的车架的中间段效果相同，其中，无论是上部部件还是下部部件均各自具有两个通过横臂连接的车架纵梁，而且在该车架纵梁上上部部件和下部部件通过垂直分布的连接板相互连接。

依据本发明的另一实施方式，下部弦杆分布在支承段的下面，也就是说，车架在其中间段的区域内向下形成凹槽，由此达到重心下移的目的。

依据本发明一特别优选的实施例，在下述情况下可以达到减少占用面积的目的，即上部弦杆分布在支承段的上面，有利的是分布在铁道机车车辆的上半部分，最好最高处的三分之一内。换一种表达方式的意思是说，下部弦杆和上部弦杆之间的距离应这样大小，使两个驱动单元可以重叠设置在机房内。除了极为节省占用面积外，通过这种设置还形成这种情况，即机房基本上通过上部弦杆和下部弦杆限制，其中，在两个下部弦杆和两个上部弦杆之间各自保留一个自由空间，一种烟囱效果。机房的这种自然通风通过设置在机房底面上和需要时可调节的导流板进一步得到支持。

过去一般通过车身将机房与配电室或驾驶室进行的分离在依据本发明的铁道机车车辆上以简单的方式由此完成，即中间段至少与隔板的一个端面邻接。在此方面，该隔板是否设置在连接板和可能存在的横臂之间或者连接板和可能存在的横臂是否是该隔板的一部分并不重要。限制机房的侧隔板和端隔板这样构成，使其在同时具有足够隔音效果的情况下可以满足强度和安装要求。限制机房端面的两个隔断层与此同时提高了机车车架在机车纵轴线上的抗扭刚性，并可以隔音和绝热以及用于驱动单元供电的布线和需要时携带用于接受可能存在的辅助机组的悬臂。在此方面，与驱动单元的所有接线最好在一个垂直平面上实现。

为确保铁道机车车辆依据本发明的车架结构经得起它所承受的巨大应力，依据本发明的另一实施例，至少侧面部件的上部弦杆通过中间段凸入车架的支承段内，其中事实证明有益的是，通过中间段凸入支承段内的上部弦杆最好在其端区内通过连接板与支承段连接。除了静态改善外，这种实施方式本身带来的优点是，设置在支承段区域内的上部弦杆可与将该上部弦杆与支承段连接的连接板共同形成配电室的侧面部件。

依据本发明另一优选的实施例，中间段向下敞开，其中事实证明有益的是，在中间段侧面部件的下部弦杆之间构成的底面50％以上，最好80％以上敞开。与此同时产生一种特别简单的结构，除了可能存在的横臂外，底面全部敞开，从而焊接的车架结构在机房的区域内下面和上面全部敞开，也就是说，机房仅通过侧隔板和端隔板限制。在此方面依据一个优选的实施例，至少两个横臂之间的距离至少为3m，最好为5m。这意味着，至少两个横臂之间的距离大于驱动单元的纵向延伸，由此达到至少一个驱动单元从下部弦杆凸出设置在机车的车架内。

依据本发明另一实施方式，在具有车架的机车上，车架设置在底盘上并具有上部弦杆和下部弦杆的车架以及至少两个最好柴油-电动驱动单元，至少两个这种驱动单元重叠设置。在此方面依据本发明的另一实施例，下部驱动单元从下部弦杆凸出和/或上部驱动单元从上部弦杆凸出。由此除了重心下移外，还达到一种特别易于维护的结构。

为将驱动单元简单安装在车架内，依据本发明的一个实施例，驱动单元包括至少一个内燃机和一个发电机，最好仅包括一个带有发电机的内燃机驱动单元，该驱动单元的所有接线在一个垂直平面上构成。除了内燃机和发电机外，该驱动单元可以附加包括一个或者多个辅助机组。在此方面事实证明有益的是，依据本发明一优选的实施例，内燃机作为柴油发动机构成，与发电机、可能存在的辅助机组和布线以及安装框架共同形成预安装单元。在此方面，安装框架为单重或者双重隔振地固定驱动单元而在机车的车架内构成。也可以设想将冷却空气导流装置纳入安装框架内。

设置在侧面部件之间车架中间段内的驱动单元因此产生驱动机车所需的能量，其中，在柴油-电力驱动装置的情况下，电机以本身公知的方式设置在转向架的区域内。但也可以设想由设置在车架中间段内的驱动单元机械直接驱动车轮。

此外，在具有机房和里面设置安装在开关柜内的控制装置或供电装置配电室的铁道机车车辆上，在下述情况下产生一种特别简单的维护，即至少一个开关柜与铁道机车车辆的纵轴线可横向移动设置，而且是这样设置，使开关柜可从配电室的侧隔板向外移动或拉出。通过移出可移动开关柜而空出的位置在此方面可作为安装通道使用，这一点也与大量节省占用面积相联系。

此外，提供一种具有冷却装置的铁道机车车辆，该冷却装置具有至少两个最好设置在车顶区域内的冷却设备，它们在行驶方向上依次设置并可施加冷却介质流。

通过利用行驶相对气流产生处于行驶方向前置或后置冷却设备之间冷却功率上取决于行驶方向的差别。依据本发明，这种差别通过一种用于控制将冷却介质流分配到在行驶方向上前置或后置冷却设备上的装置得到补偿。

依据本发明的另一实施例，在一种依据分类具有将行驶相对气流输送到冷却设备上空气导流装置的铁道机车车辆上，空气导流装置通过调节装置可调节构成，从而在行驶方向上最好后置的冷却设备可以通过附加的强制通风得到支持。

本发明的基本思想因此在于铁道机车车辆的冷却装置这样工作，使用于控制冷却介质流分配的装置和/或空气导流装置和/或冷却设备上具有的通风机根据铁道机车车辆的运动状态，特别是按照行驶方向进行不同调整。在此方面本发明从该思路出发，控制前置或后置冷却设备在总冷却功率上所占的比例，方法是或者通过附加的强制通风提高最好后置冷却设备的功率强度，或者将冷却介质流在其功率强度上根据行驶方向不同的前置或后置冷却设备之间不同分配。

这一点可以简单的方式由此实现，即在铁道机车车辆行驶时，对用于控制冷却介质流分配的装置这样进行调整，使冷却介质流向(在行驶方向上看的)前置冷却设备大于流向后置冷却设备，其中，最好提高流向行驶方向上前置冷却设备的冷却介质，而同时在相同程度上降低流向行驶方向上后置冷却设备的冷却介质。依据本发明的另一实施例在下述情况下可以取得同样效果，即在铁道机车车辆行驶时，对空气导流装置和/或设置在冷却设备上的通风机这样进行调整，使其向(在行驶方向上看的)后置冷却设备供给增加的气流。

附图说明

现借助附图对本发明的其他优点和细节进行详细说明。其中：

图1示意示出机车依据本发明车架的侧视图；

图2a示出沿图1中线段C的剖面；

图2b示出沿图1中线段D的剖面；

图2c示意示出机房连同里面设置驱动单元的横截面；

图3a和4a示出依据本发明机车的局部侧视图；

图3b和4b示出依据本发明机车的局部俯视图；

图5示出依据本发明冷却装置工作原理的示意图；

图6透视示出依据本发明车架结构连同隔断层的原理图；以及

图7透视示出依据本发明车架结构连同两个重叠设置的驱动单元原理图。

具体实施方式

图1示出的机车车架2具有两个支承段A、A′，它们支承在带有车轮17的底盘3上。车架2的中间段B在两个支承段A、A′之间延伸。在中间段B的区域内，车架2向下形成凹槽，由此提高铁道机车车辆特别是在较差铁路设施以及窄弯道上的行驶性能并使接近机组变得容易。中间段B的侧面部件4由通过两个连接板7相互连接的下部弦杆6和上部弦杆5组成。在所示的实施例中，连接板7出于静态原因从下部弦杆6向上倾斜地向上部弦杆5分布。但连接板7也可以垂直地或从下部弦杆6向内倾斜地向上部弦杆5分布。上部弦杆5、5′和下部弦杆6、6′侧面或上面和下面限制机房11。本身包围在下部弦杆6、6′或上部弦杆5、5′之间的自由空间出于改善通风的原因可以保持空置。中间段B由连接板7和可能存在的横臂形成的端面例如可以通过结构支承的隔板9封闭，从而机房11在行驶方向上前面和后面封闭，而机房11的底面和机房11的上面(直至驱动单元可选择的防雨装置)完全敞开。

在本发明所示的实施例中，侧面部件4的上部弦杆5长于下部弦杆6并通过中间段B凸入车架2的支承段A、A′内，而且在其两个端区上通过连接板18与支承段A、A′的车架纵梁19连接。上部弦杆5凸入支承段A、A′内的这些部件与连接板18共同形成配电室12的侧面部件。在车架2的端面上如常见的那样设置缓冲器16。

从图2a可以看出，支承段A具有两个通过横臂8相互连接的侧面车架纵梁19。不言而喻，也可以设想支承段A内的车架2板状构成。

从图2b可以看出，两个侧面部件4、4′无论是在其上部弦杆5、5′的区域内还是在其下部弦杆6、6′的区域内，均通过横臂8相互连接并按照这种方式环绕机房11。

图2c在原理上示出机房11连同里面设置驱动单元10、10′的横截面。为了能够将两个驱动单元10、10′重叠设置，需要将上部弦杆5、5′设置在铁道机车车辆1高度的上半部分，最好最高处的三分之一内。驱动单元10、10′在此方面安装在车架2的下部弦杆6、6′或上部弦杆5、5′上(未示出)。驱动单元10、10′侧面或上面保留的机房11的自由空间例如用于设置排气设备。

图3a和3b以侧视图或俯视图示出行驶方向F上前置支承段A以及车架2的一部分中间段B。在行驶方向上所见，支承段A处于中间段B的前面。隔板9将机房11与配电室12隔开，配电室的侧面通过侧隔板14限制。在设置在支承段A上面车身的车顶区域内设置冷却装置的第一冷却设备15。冷却装置的第二冷却设备15′设置在行驶方向上后置支承段A′上的车顶区域内(图4a)。

冷却设备15、15′上面各自设置空气导流装置20，该装置例如可以作为空气导流板或者通风机构成，其中，在行驶方向上前置的冷却设备15上，行驶相对气流基本上在端面上导入，而在行驶方向F上后置的冷却设备15′上行驶相对气流的导入主要通过空气导流装置20进行。

从图4a和4b中还可看出，设置在配电室12内的开关柜13可与铁道机车车辆的纵向向垂直地移动。这一点本身带来的优点是，开关柜13上的维护和操作过程可部分从外部进行，另一方面这种结构的优点是极为节省占用面积，因为在铁道机车车辆运行时维护固定开关柜13′所需的运动空间提供了插入开关柜13的位置。

图5示意示出依据本发明冷却装置的工作原理。本发明从该思路出发，即连续利用行驶相对气流作为冷却设备的冷却介质，使在行驶方向上前置的冷却设备15必须在冷却装置的总功率上占明显更大的比例，因为在行驶方向上后置的冷却设备15′必然得到较少的行驶相对气流和一般情况下还要额外承受来自机房或排气设备的热废气。为使前置或后置冷却设备在冷却装置总功率上所占的比例与前置或后置冷却设备由冷却介质供给的功率强度相配合，原则上存在着两种可能性。

一方面，可以将冷却介质流不同强度地分配到前置或后置的冷却设备上。为此冷却装置具有控制装置22，该装置通过控制导线24与阀门21连接并向阀门21发送控制信号。阀门21输入端通过冷却介质管道23与电机10连接。从电机10流向阀门21的热冷却介质流在取决于控制装置22信号的情况下被不同强度地分配在冷却设备15、15′之间。热冷却介质因此通过冷却介质管道23流向各自的冷却设备15、15′，在那里得到冷却并继续重新输送到电机10，从而结束冷却介质循环。本发明的基本思想因此在于，向由于更大量的冷行驶相对气流比后置冷却设备15′功率更强的前置冷却设备15输送更大量所要冷却的冷却介质流，并这样减轻功率更弱的后置冷却设备15′的负担。按照这种方式，两个冷却设备15、15′与其功率强度相应负荷大致相同，由此避免特别是后置冷却设备15′不能够以所要求的程度冷却热冷却介质流。

另一方面，可以在对两个冷却设备15、15′始终不变的冷却介质流的情况下，通过向后置冷却设备15′输送更大量的行驶相对气流，而提高后置冷却设备15′的功率强度。为此冷却装置具有空气导流装置20，该装置例如可以作为空气导流板或者通风机构成。该空气导流装置20借助于调整装置25可根据铁道机车车辆的运行状态，特别是行驶方向调整，其中，调整装置25通过控制导线24与控制装置22连接。例如在铁道机车车辆行驶时，行驶方向上后置的冷却设备15′可以通过空气导流装置20的调整得到更多的行驶相对气流。

冷却装置的最佳控制，也就是冷却装置所要产生的冷却功率在取决于两个冷却设备15、15′的功率强度情况下对其的最佳分配，可以通过两个措施的组合达到。也就是说，通过控制装置22一方面行驶方向上前置的冷却设备15得到更多的冷却介质流，同时行驶方向上后置的冷却设备15′通过可调整的空气导流装置20得到增加的行驶相对气流。

与所示的实施例无关，本发明一个重要的基本思想是，对由各冷却设备产生的冷却装置总冷却功率所占的比例这样控制，使冷却功率的该比例与各冷却设备相配合。

图6示出依据本发明车架2的透视图，从中可以看出，车架向下形成凹槽的中间段通过隔板9与前面的支承段隔开。在两个侧面部件4、4′的上部弦杆5、5′和下部弦杆6、6′之间除了倾斜分布的连接板7、7′外，还设置垂直分布的连接板27、27′。

如从图7所看到的那样，这些垂直的连接板27、27′用于设置固定悬臂26、26′，它们既可以设置在倾斜连接板7、7′，垂直连接板27、27′上，也可以设置在上部弦杆或下部弦杆上，通过安装框架28将驱动单元10安装在车架的中间段内。在此方面事实证明有益的是，设置在驱动单元10、10′上的所有接线均在一个平面上构成。

不言而喻，本发明并不局限于所示的实施例上。本发明的一种基本思想在于，提供一种用于机车机器框架的车架结构，该框架上部和下部基本上敞开并按照这种方式除了良好的通风外，还可以产生一种特别简单的结构。因此，装有依据本发明车架的机车仅以四个轴线构成，从而这种大功率机车的总重量约80t，而一般情况下这种功率级别过去具有六个轴线的机车按照现有技术总重量在120和160t之间。由此依据本发明的机车可能的运行速度可以达到至少160km/h，而按照现有技术这种机车的运行速度最高为120km/h。

Claims (25)

1.机车，带有车架和至少两个驱动单元，其中，车架(2)具有至少两个支承段(A、A’)，在所述支承段的区域内车架(2)支承在底盘上，车架还具有至少一个在两个支承段(A、A’)之间延伸的中间段，并且中间段(B)基本上由两个彼此相距的侧面部件(4、4′)组成，其中每个侧面部件具有在纵向上分布的下部弦杆(6、6′)和上部弦杆(5、5′)，还具有至少一个将下部弦杆与上部弦杆连接的连接板(7、7′；27、27′)，其特征在于，两个驱动单元(10、10′)重叠设置在车架(2)的中间段(B)内。

2.按权利要求1所述的机车，其中，中间段(B)向下形成凹槽。

3.按权利要求1所述的机车，其中，下部驱动单元(10)从下部弦杆(6、6′)凸出和/或上部驱动单元(10′)从上部弦杆(5、5′)凸出。

4.按权利要求1所述的机车，其中，重叠设置的驱动单元(10、10′)固定在将上部弦杆(5、5′)与下部弦杆(6、6′)连接的连接板(7、7′；27、27′)上。

5.按权利要求4所述的机车，其中，重叠设置的驱动单元(10、10′)仅固定在将上部弦杆(5、5′)与下部弦杆(6、6′)连接的连接板(7、7′；27、27′)上。

6.按权利要求1所述的机车，其中，在关于车架(2)的纵轴线相对放置的至少两个连接板(7、7′；27、27′)上设置用于安装这个/这些驱动单元(10、10′)的固定悬臂(26、26′)。

7.按权利要求1所述的机车，其中，侧面部件(4、4′)的每个中间段(B)均具有两个将下部弦杆与上部弦杆连接的连接板(7、7′)。

8.按权利要求1所述的机车，其中，在上部弦杆(5、5′)和/或下部弦杆(6、6′)之间设置横臂(8)。

9.按权利要求1所述的机车，其中，下部弦杆(6、6′)分布在支承段(A、A′)的下面。

10.按权利要求1所述的机车，其中，上部弦杆(5、5′)分布在支承段(A、A′)的上面。

11.按权利要求10所述的机车，其中，上部弦杆(5、5′)分布在机车(1)的上半部分内。

12.按权利要求10所述的机车，其中，上部弦杆(5、5′)分布在机车(1)的最高处的三分之一内。

13.按权利要求1所述的机车，其中，中间段(B)至少与隔板(9)的一个端面邻接。

14.按权利要求1所述的机车，其中，至少侧面部件(4、4′)的上部弦杆(5、5′)通过中间段(B)凸入车架(2)的支承段(A、A′)内。

15.按权利要求14所述的机车，其中，具有将支承段(A、A′)与上部弦杆(5、5′)连接的连接板(18)。

16.按权利要求1所述的机车，其中，中间段(B)向下敞开。

17.按权利要求16所述的机车，其中，在中间段(B)侧面部件(4、4′)的下部弦杆(6、6′)之间构成的底面50％以上敞开。

18.按权利要求16所述的机车，其中，在中间段(B)侧面部件(4、4′)的下部弦杆(6、6′)之间构成的底面80％以上敞开。

19.按权利要求17或18所述的机车，其中，在上部弦杆(5、5′)和/或下部弦杆(6、6′)之间设置了横臂(8)的情况中，除了横臂(8)外，底面全部敞开；在没有设置横臂(8)的情况中，底面全部敞开。

20.按权利要求17所述的机车，其中，在中间段(B)侧面部件(4、4′)的下部弦杆(6、6′)之间设置横臂(8)，其中至少两个横臂之间的距离至少为3m。

21.按权利要求20所述的机车，其中，所述距离至少为5m。

22.按权利要求1所述的机车，其中，每个驱动单元(10、10′)包括至少一个内燃机和一个发电机。

23.按权利要求22所述的机车，其中，每个驱动单元(10、10′)仅包括一个具有发电机的内燃机。

24.按权利要求22所述的机车，其中，至少一个驱动单元(10、10′)附加包括一个或者多个辅助机组。

25.按权利要求22所述的机车，其中，内燃机为柴油发动机。

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