一种高速磁悬浮列车升力翼装置

1.本实用新型涉及铁路车辆的动力装置技术领域，具体而言，尤其涉及一种高速磁悬浮列车升力翼装置。


背景技术：

2.常规高速列车是通过轮轨相互作用产生的牵引力和制动黏着摩擦力来实现列车的高速运行，利用车轮和钢轨之间的相互作用来解决支撑、导向和驱动这三大问题，但是随着火车速度的提高，车轮和钢轨之间的磨损增大，轮缘和钢轨的磨耗加剧，增大了机车车辆和线路的维护工作，并导致列车动力消耗增加，速度降低且列车平稳性下降，轮轨磨损问题亟待解决。不仅如此，由于列车在行驶中所受到的阻力(空气阻力和摩擦阻力)与速度的平方成正比，列车的速度越高，列车受到的阻力就越大，列车的牵引能耗约占列车总能耗的60％以上，其中气动阻力能耗占比最大。为了解决常规高速列车在轮轨磨耗和能耗方面的问题，磁悬浮列车应运而生。磁悬浮列车利用电磁吸力使列车悬浮于轨道，实现无接触运行。相比于常规的高速列车，磁悬浮列车的优点有：磁浮列车利用电磁场所特有的“同性相斥、异性相吸”的相互作用，来实现机车和路轨间的上浮、约束和驱动，从而实现了机车紧贴路面但又是无接触的高速飞行。由于这一电磁体系完全取消了列车和钢轨间的直接接触所引起的摩擦力，因而大幅度降低了能耗、磨损、振动和噪声，也比轮轨列车更容易实现高速运行。然而磁悬浮方法存在的缺点有是列车不能变轨，不像运行在常规铁路上的列车可以借助道岔从一条轨道进入另一条轨道，一条轨道只能容纳一列列车往返运行，造成资源浪费。参考飞机提升气动升力的方法，给高速列车安装升力翼来提升列车的升力，从而降低动力消耗，节约运行成本。
3.目前升力翼装置鲜有实际投入应用的，现有设计存在如下主要问题：(1)基本上固定在列车车顶升力翼，升力装置占用空间大，且无法贴合列车车顶，影响列车的流线型外形。(2)如安装在列车两侧的升力翼，则只能在单向行驶时为列车提供气动升力，升力装置无法根据列车行驶方向进行调整，即提升气动升力方向单一。


技术实现要素：

4.根据上述提出的技术问题，提供一种高速磁悬浮列车升力翼装置。本实用新型采用的技术手段如下：
5.一种高速磁悬浮列车升力翼装置，安装在列车车顶，包括：若干升力翼和驱动机构，所述升力翼通过连接板或转动装置与驱动机构相连；所述连接板用于连接升力翼和驱动机构并且降低列车运行过程中空气对升力翼装置的阻力；所述转动装置用于实现升力翼的转动和旋转；所述驱动机构用于驱动升力翼进行升降，实现列车升力装置的开启和关闭。
6.进一步地，所述驱动机构为多级液压装置驱动，包括液压油缸以及连接在液压油缸上的多级活塞杆，顶部活塞杆与连接板或转动装置相连，连接板或转动装置随活塞杆的伸缩运动进行升降运动；
7.当活塞杆伸出时，升力翼伸出，升力翼装置开启；当活塞杆收回时，升力翼回落，升力翼装置关闭，实现装置的开启和关闭。
8.进一步地，所述升力翼与驱动机构通过连接板连接时，驱动机构连接有转动机构，转动机构连接有安装底座，安装底座固定嵌入于列车顶部；所述转动机构用于实现驱动机构、连接板和升力翼的转动，从而实现列车行进时提升气动升力作用；
9.所述连接板上部为圆弧状，在列车行驶过程中直接切开空气的方向为流线型，且连接板的厚度较薄，可使列车升力装置在开启状态受到的空气阻力较小；
10.所述安装底座用于将整个装置固定在车顶内部，当装置关闭时保证贴合在车顶，不破坏列车的流线型外形；所述安装底座由铝合金制成，其四周设有四个螺栓孔，螺栓孔按照正方形进行分布，以固定安装底座；
11.所述升力翼为平板型翼，典型的鸟翼剖面，上拱下略平的翼型剖面，在列车运行的过程中为列车提供较大的升力。
12.进一步地，所述转动机构为圆盘形状，包括两个直径不同、高度相同的圆盘，大圆盘与小圆盘同心，大圆盘包裹住小圆盘，小圆盘与安装底座固定不动，大圆盘可相对于小圆盘进行360度旋转。
13.进一步地，所述转动装置包括第一驱动机构、第二驱动机构、第一转动机构和第二转动机构，所述升力翼与第一转动机构相连，第一转动机构与第一驱动机构相连，第一驱动机构用于实现第一转动机构驱动升力翼进行转动，从而实现升力翼的攻角调整；
14.所述第二转动机构的上方与第一转动机构相连，下方与驱动机构的顶部活塞杆相连，第二转动机构还与第二驱动机构相连，第二驱动机构用于实现第二转动机构驱动第一转动机构带着升力翼进行水平面内的转动，从而实现升力翼的方向调整。
15.进一步地，所述第一转动机构和第二转动机构上分别设置有转轴和转动轴，其中，升力翼绕第一转动机构的转轴进行转动，第一转动机构带着升力翼绕第二转动机构的转动轴进行水平面内转动，转轴安装在升力翼下的接头处，转动轴安装在驱动机构的顶部活塞杆上；
16.所述第一驱动机构选用电动角度调节机构，其上设置的电机与第一转动机构的转轴连接，当电机启动时使升力翼围绕转轴转动，实现升力翼的攻角的调整；
17.所述第二驱动机构选用电动旋转机构，其上设置的电机与第二转动机构的转动轴连接，当电机启动时使第一转动机构带着升力翼绕转动轴转动180度，实现升力翼的方向随列车行驶方向改变而改变。
18.进一步地，所述升力翼可在非工作状态时收缩到车顶位置，其与列车前进方向夹角为0-75
°
，要在0-75
°
范围内根据所需升力调整角度。
19.进一步地，所述升力翼与驱动机构通过转动装置连接时，驱动机构还连接有折叠机构，用于实现升力翼装置的折叠和开启；所述折叠机构连接在箱体上，箱体固定嵌入于列车顶部；
20.所述折叠机构包括第三驱动机构、转动机构ⅰ、转动机构ⅱ和转动机构ⅲ，第三驱动机构的两侧分别与转动机构ⅰ和转动机构ⅱ相连，转动机构ⅰ焊接在箱体上，转动机构ⅱ与驱动机构相连，转动机构ⅲ的一侧与驱动机构相连，另一侧焊接在箱体上；升力翼装置关闭时，升力翼随第三驱动机构折叠贴合在车顶。
21.进一步地，第三驱动机构为液压驱动装置，包括液压油缸ⅰ以及连接在液压油缸ⅰ上的活塞杆ⅰ，所述转动机构ⅰ包括支架ⅰ以及连接在支架ⅰ上的转轴ⅰ，所述转动机构ⅱ包括支架ⅱ以及连接在支架ⅱ上的转轴ⅱ，所述转动机构ⅲ包括支架ⅲ以及连接在支架ⅲ上的转轴ⅲ，支架ⅰ焊接在箱体上，液压油缸ⅰ与转轴ⅰ相连，活塞杆ⅰ与转轴ⅱ相连，支架ⅱ与驱动机构的液压油缸侧壁相连，转轴ⅲ与驱动机构的液压油缸底部相连，支架ⅲ焊接在箱体上。
22.进一步地，所述升力翼与箱体的底板间的夹角为0-90
°
，实现升力翼在0-90
°
内任意角度的开启；
23.所述箱体由铝合金制成。
24.较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
25.1、本实用新型提供的高速磁悬浮列车升力翼装置，可以根据列车的行驶方向进行双向的列车升力提升，能够解决目前主流通过改善铁路线路或者直接更换更高速列车带来的成本较大的问题，且本实用新型作为伸缩式高速列车双向升力装置不额外消耗能量，且无污染，结构简单小巧，安装、维修和拆卸简便，可靠性高，能够明显提升磁悬浮列车的气动升力，从而提升磁悬浮列车的速度。本实用新型可以根据列车行驶方向进行调整提供升力，能够解决目前单向提供升力，所需安装空间较大等问题，无污染，结构简单小巧，安装、维修和拆卸简便，可靠性高，能够满足在铁路限界条件下高速列车加装升力翼，解决高速列车安装升力翼难的问题。
26.2、本实用新型提供的高速磁悬浮列车升力翼装置，将整体装置安装在磁悬浮列车的车顶上表面，通过驱动机构带动升力的伸缩达到充分减小安装空间，解决了安装空间不足的问题的同时满足提升磁悬浮列车气动升力的需求。本实用新型将升力翼安装于高速列车车顶，通过升力翼的伸缩达到充分减小安装空间，解决安装空间狭小的问题的同时可以满足升力翼对迎风面积的需要，以达到所需的升力。本实用新型安装于列车的车顶，非工作状态时折叠平行贴合于车顶，不会增加车辆的高度和宽度。本实用新型装置不产生污染，不额外消耗能源，结构紧凑、安装与维护简便，可以在日常行驶时为列车提供升力，并解决现有高速磁悬浮列车升力翼装置的不足。
27.3、本实用新型提供的高速磁悬浮列车升力翼装置，通过转动机构和升力翼，实现双向气动力提升的目的。当列车运行方向反向时，通过转动机构转动升力翼方向，满足列车在双向运行时均可提升气动升力。
28.4、本实用新型提供的高速磁悬浮列车升力翼装置，安装底座将整个气动升力提升装置固定在车顶内部，通过螺纹固定，易于拆卸和维护，且安装底座固定良好，能够保证气动升力提升装置在列车运行过程中不发生弯折或破损。
29.5、本实用新型提供的高速磁悬浮列车升力翼装置，通过电动旋转机构实现双向提供升力的目的。当列车运行方向改变时，启动电动旋转机构旋转升力翼，使升力翼正常工作，以满足高速列车的要求。具体地，通过电动旋转机构为列车双向行驶提供升力。当列车运行方向改变时，启动电动旋转机构，升力翼随旋转机构水平方向转动180
°
，使升力翼工作方向始终与列车行驶方向保持一致。本实用新型所提供的升力翼装置可以根据组列车行进的方向不同进行调整，从而使用一套装置即可为双向都能提供气动升力，不仅在高速磁悬浮列车向前行驶可以使用，反向行驶时也可使用。
30.6、本实用新型提供的高速磁悬浮列车升力翼装置，通过电动角度调节机构实现升力翼攻角的调整。当列车运行环境不同时，启动电动角度调节机构调整升力翼攻角，以实现升力翼提供最佳升力的目的。具体地，通过电动转动机构实现升力翼攻角的变化。启动电动转动机构可以调整升力翼攻角，在不同环境下始终能为高速列车提供最佳升力。
31.7、本实用新型提供的高速磁悬浮列车升力翼装置，其选择gaw-1翼型作为升力翼翼型，能够在低马赫数速度的工况下，具备较好的升力性能。
32.8、本实用新型提供的高速磁悬浮列车升力翼装置，其底座固定安装在车顶向下凹陷的容置腔内用于支撑升力翼装置保证其能稳定工作。
33.9、本实用新型提供的高速磁悬浮列车升力翼装置，通过液压伸缩杆的上下运动，实现升力翼的升降，可以更灵活为高速磁悬浮列车提供升力，以满足线路限界要求。
34.基于上述理由，本实用新型可在高速列车、磁悬浮列车等领域广泛推广。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本实用新型实施例1中装置处于非工作状态的结构示意图，为正视图。
37.图2为本实用新型实施例1中装置处于非工作状态的轴测图。
38.图3为本实用新型实施例1中装置处于非工作状态的侧视图。
39.图4为本实用新型实施例1中装置处于工作状态的结构示意图，为轴侧图。
40.图5为本实用新型实施例1中装置处于工作状态的正视图。
41.图6为本实用新型实施例1中装置处于工作状态的侧视图。
42.图7为本实用新型实施例1中装置处于工作状态的俯视图。
43.图8为本实用新型实施例1中工作状态的升力装置安装于车顶上表面示意图。
44.图9为本实用新型实施例1中非工作状态的升力装置安装于车顶上表面示意图。
45.图10为本实用新型实施例2中装置处于工作状态的结构示意图，为正视图。
46.图11为本实用新型实施例2中装置处于工作状态的俯视图。
47.图12为本实用新型实施例2中装置处于工作状态的后视图。
48.图13为本实用新型实施例2中装置处于工作状态的轴侧图。
49.图14为本实用新型非工作状态侧视图。
50.图15为本实用新型升力翼单元攻角调整示意图。
51.图16为本实用新型升力翼单元行驶方向调整示意图。
52.图17为本实用新型工作状态的升力翼装置安装于车辆顶部示意图。
53.图18为本实用新型非工作状态的升力翼装置安装于车辆顶部示意图。
54.图19为本实用新型的双向升力翼装置开启时整体结构示意图。
55.图20为本实用新型的双向升力翼装置开启时的示意图，为正视图。
56.图21为本实用新型的双向升力翼装置开启时的左视图。
57.图22为本实用新型的双向升力翼装置开启时的俯视图。
58.图23为本实用新型的双向升力翼装置关闭时的示意图，为正视图。
59.图24为本实用新型的双向升力翼装置关闭时的左视图。
60.图25为本实用新型的双向升力翼装置关闭时的俯视图。
61.图26为本实用新型的双向升力翼装置反向开启时的示意图，为正视图。
62.图27为本实用新型的双向升力翼装置反向开启时的俯视图。
63.图28为本实用新型安装于列车顶部外侧的双向升力翼装置开启时的示意图。
64.图29为本实用新型安装于列车顶部外侧的双向升力翼装置关闭时的示意图。
65.图中：1、升力翼；2、连接板；3、活塞杆；4、液压油缸；5、转动机构；6、安装底座；200、电动角度调节机构；300、电动旋转机构；400、二级活塞杆；500、一级活塞杆；600、活塞柱套；700、空调系统；800、车窗；900、车门；001、箱体；002、转轴ⅰ；003、液压油箱ⅰ；004、液压伸缩杆ⅰ；005、转轴ⅱ；006、转轴ⅲ；007、电机；300、电动旋转机构；008、转轴ⅳ。
具体实施方式
66.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
67.实施例1
68.目前升力翼装置鲜有实际投入应用的，现有设计存在如下主要问题：(1)基本上固定在列车车顶升力翼，升力装置占用空间大，且无法贴合列车车顶，影响列车的流线型外形。(2)如安装在列车两侧的升力翼，则只能在单向行驶时为列车提供气动升力，升力装置无法根据列车行驶方向进行调整，即提升气动升力方向单一。
69.机翼是飞机的重要部件，起主要作用是产生升力，飞机飞行过程中，机翼上下表面产生巨大的压力差，这种压力差为飞机飞行提供升力。机翼剖面的基本形状称为翼型，飞机的翼型包括很多种，本实用新型气动升力提升装置采用的翼型为平凸翼型，该翼型失速迎角不大，升力提升不明显，但平凸翼型的工艺性在所有翼型中最好，便于大量生产，综合使用价值和成本各方面考虑，本实用新型气动升力提升装置采用平凸翼。当磁悬浮列车正常行使时，气动升力提升升装置处于闭合状态而与列车上部表面齐平保持列车的流线型；需要列车提速时，气动升力提升装置打开升力翼，升力翼升起，利用升力翼上下表面的压力差为列车提供气动升力。
70.为克服目前磁悬浮列车提速改良线路所需成本较大的问题，如图1-9所示，本实用新型提供了一种多级液压驱动式高速磁悬浮列车的气动升力提升装置，应用于磁悬浮列车的气动升力提升的装置。本实用新型主要通过液压伸缩装置的活塞头向上推动连接板，连接板带动升力翼上升，进行伸缩运动，以控制双向升力装置的开启与回收。本实用新型装置具有结构简单，所需安装空间小，气动升力提升效果好等优点。本实用新型涉及铁路车辆的提升磁悬浮列车运行速度技术领域，通过加装仿机翼的升力翼提升磁悬浮列车的气动升力，提升磁悬浮列车的运行速度。本实用新型能够解决目前提升磁悬浮列车车速所面对改良线路的成本较大的问题。本实用新型可在铁路车辆提速等领域广泛推广。
71.本实用新型一种多级液压驱动式高速磁悬浮列车的气动升力提升装置，为一种应用于磁悬浮列车的伸缩式双向升力装置，包括升力翼1、连接板2、驱动机构、转动机构5和安装底座6等，升力翼和驱动机构通过连接板连接，驱动机构与转动机构相连，通过驱动机构进行升力翼的升降，从而实现升力装置的开启和关闭，驱动机构为液压驱动，连接板用于升力翼升起后降低空气阻力，转动机构与安装底座相连，转动机构会根据列车的行进方向进行转动，当列车反方向行驶时，转动机构转动，升力翼调转方向，为高速磁悬浮列车提供升力，安装底座通过螺栓将整个气动升力提升装置固定在车顶内部，保证不破坏磁悬浮高速列车的气动外形。本实用新型主要应用于高速磁悬浮列车，可根据列车行驶方向进行列车提升气动升力，减少能源消耗，结构紧凑、安装与维护简便，不破坏列车的外形。气动升力提升装置能够满足磁悬浮列车提升动力性能的需要。
72.具体地，本实用新型装置包括：升力翼、连接板、驱动机构、转动机构和安装底座等，整体可为对称结构，所述升力翼与连接板相连，所述连接板又与驱动机构相连，同时驱动机构与所述转动机构相连(转动机构与驱动机构同心，驱动机构下部与转动机构相固定)，并且转动机构与所述安装底座相连，安装底座用于安装在车体上部固定整个列车升力装置(安装底座将整个装置内嵌于磁悬浮列车的车顶内)；所述连接板用于连接列车的升力翼和驱动机构并且降低列车运行过程中空气对列车双向升力装置的阻力；所述驱动机构用于驱动升力翼进行升降从而实现列车升力装置的开启和关闭，所述转动机构用于驱动机构、连接板和升力翼的转动，从而实现列车行进时提升气动升力作用，实现列车升力装置在列车运行时的双向使用。开启后的升力翼上表面何下表面的压力差即为气动升力，起到为磁悬浮列车提速的作用。该提升升力装置在磁悬浮列车行驶过程中，贴合在磁悬浮列车的车顶内，不增加列车的高度，不影响列车的流线型。本实用新型采用的转动机构可360度旋转，升力翼上下表面的压力差为磁悬浮列车提供气动升力。本实施例中，安装底座与车顶通过螺纹连接，驱动机构和转动机构的连接为焊接，连接板和升力翼与驱动机构的连接为焊接。升力翼可与连接板呈90度垂直连接，且升力翼的正中心轴段处与连接板上部连接。升力翼中心轴段处于转动机构的圆心和驱动机构处在同一条直线上。
73.本实施例中，驱动机构为液压伸缩装置(液压装置，通过液压装置的伸缩实现升力装置的开启和关闭)，通过液压伸缩装置的活塞头向上推动连接板带动升力翼升起，驱动机构进行伸缩运动，控制升力翼的升起与回收。具体地，驱动机构为多级液压系统驱动，采用多级液压油泵，多级液压油泵包括液压油缸4以及连接在液压油缸4上的多级活塞杆3，液压油缸4安装在转动机构5上(液压油缸4与转动机构5固定连接)，顶部活塞杆与连接板2相连(活塞杆3和连接板2为固定连接)，连接板2随活塞杆的伸缩运动进行上下运动。液压油缸4安装在转动机构5上，当列车反向行驶时，转动机构5转动，转动机构5带动液压油缸4转动，保证升力提升机构能正常为高速磁悬浮列车提供升力。
74.本实施例中，转动机构5为圆盘形状(由半径大小不同且同心的圆盘共同组成)，与安装底座6连接。转动机构5包括两个直径不同、高度相同的圆盘，大圆盘与小圆盘同心，大圆盘包裹住小圆盘，类似于轴承结构，其中小圆盘与安装底座6固定不动，大圆盘可相对于小圆盘进行360度旋转。转动机构能够实现360度旋转，满足列车反向行驶时升力装置仍能提供升力。转动机构上部与驱动机构相连，在升力装置启动时，转动机构保持不动，液压装置伸出，带动连接板，顶起升力翼。本实用新型装置的整体体积小，安装和拆卸方便。
75.本实施例中，转动机构可进行360度旋转，可根据磁悬浮列车的行驶方向实现双向启闭；升力翼在非工作状态时贴合磁悬浮列车的车顶上表面，不会产生额外阻力，不增加列车的高度，不影响列车流线型的完整性。
76.本实施例中，连接板下部与驱动机构的活塞杆3连接，连接板2在驱动机构的活塞杆3带动下进行伸缩，实现高速列车双向升力装置的开启和关闭。当活塞杆3伸出时连接板2向上运动，升力翼1伸出，升力提升装置开启。当活塞杆3收回，升力翼1随连接板2回落，升力提升装置关闭。连接板上部与升力翼1部分连接，连接板2上部为圆弧状，在列车行驶过程中直接切开空气的方向为流线型，且连接板2的厚度较薄，为了能够使列车升力装置在开启状态能够受到较小的空气阻力。连接板为流线型式设计，这样能够尽量减小空气阻力，连接板上部与升力翼连接，下部与驱动机构相连。
77.本实施例中，升力翼1与连接板2的上部相连接(连接板上部与升力翼1部分连接)，升力翼为平板型翼，典型的鸟翼剖面，参考的是飞机的水平机翼，上拱下略平的翼型剖面，能够在列车运行的过程中为列车提供较大的升力。升力翼与连接板呈90度垂直连接，且升力翼的正中心轴段处与连接板上部连接。升力翼中心轴段处于转动机构的圆心和驱动机构处在同一条直线上，当升力翼在驱动机构驱动活塞连杆支撑起连接板时升起，升力装置打开，为磁悬浮列车提供气动升力。当驱动机构回缩，连接板随活塞连杆回收，带动升力翼下降，升力装置关闭。
78.本实施例中，安装底座6固定嵌入于列车顶部，由铝合金制成，安装底座6的四周设有四个螺栓孔，螺栓孔按照正方形进行分布，用于固定安装底座。
79.本实施例中，转动机构5与安装底座6相连，安装底座将整个升力提升装置固定在车顶内部，当升力提升装置关闭时保证贴合在车顶，不破坏高速磁悬浮列车的流线型外形。
80.本实施例中，磁悬浮列车需要提速时，司机操作电脑屏幕发出信号，液压装置启动，推出升力翼；司机操作电脑屏幕发出信号，液压装置收缩并收回升力翼。
81.本实施例中，通过转动机构进行360度旋转，转动机构工作，可使升力翼方向完全相反，升力翼在非工作状态贴合与磁悬浮列车车顶的上表面，不会产生额外的阻力，并保证车辆流线型的完整。当磁悬浮列车需要反向行驶前，司机操作电脑屏幕发出信号，驱动机构伸出活塞杆3推动连接板2将升力翼1顶出，转动机构5开始工作，旋转180度后，升力装置调转方向，与列车即将行驶的方向保持一致，司机操作电脑屏幕发出信号，液压装置收缩，收回升力翼，升力装置复位，与列车车顶外表面贴合。当磁悬浮列车需要提速时，司机操作电脑屏幕发出信号，驱动机构伸出活塞杆3推动连接板2将升力翼1顶出。
82.本实施例中，升力装置整体不发生变化，通过转动机构转动改变升力翼的方向，这样的机构简单，能够有效的节省升力装置的安装空间。本实用新型将升力翼安装在磁悬浮列车的车顶上表面，通过驱动机构(液压装置)的伸缩到减小安装空间，同时升力翼升起时能够给列车提供足够的气动升力，满足列车提速的需要。本实用新型通过一个升力装置(包含转动机构)搭配一块升力翼，实现双向升力提升的目的。当列车运行方向需要改变后，转动机构工作，升力装置反向，以满足磁悬浮列车双向提速的需求。
83.本实施例中，采用四节编组头车+2节中间车+尾车的三节车模型，头车和尾车的磁悬浮列车车顶分别安装两组升力提升装置，两节中间车的车顶分别安装两组升力提升装置。具体情况如图8-9所示。根据排列方式，在磁悬浮列车顶部安装8个列车升力提升装置。
84.驱动机构的液压装置是升力提升装置开启和关闭的动力来源；升力翼收回时重合于车顶，升力翼在非工作状态与列车上表面贴合，不影响磁悬浮列车整体外观的流线型。
85.在磁悬浮列车运行时，需要列车提速时，固定在转动机构的驱动机构开始工作(液压装置开始工作)，活塞杆伸出，推动连接板将升力翼顶出，升力翼升起，利用升力翼上下表面的压力差为列车提供气动升力，同时连接板尽量减小整个升力装置对列车的空气阻力，使列车速度能够提高。
86.本实用新型的伸缩式高速列车双向升力装置，内置安装于磁悬浮列车的车顶上，该装置非使用状态收回并贴合于车顶，使用状态可伸出平行于车顶。不影响磁悬浮列车整体的流线外形。该升力提升装置维修方便，无摩擦、无磨耗、无污染，采用风能这种清洁能源作为工作介质。
87.本实施例还提供了一种液压驱动的双向磁悬浮列车升力提升装置的工作方法，包括如下步骤：
88.步骤1：在列车行驶过程中，需要列车提速时，由安装底座固定的驱动机构开始工作，液压缸的活塞连杆伸出，推动安装在活塞杆上的连接板，连接板带动升力翼升起，升起的升力翼由于上下表面的压力差，为磁悬浮列车提供气动升力，使列车的速度提高。具体地，在磁悬浮列车高速运行状态下，需要提速时，司机操控电脑屏幕发出信号，固定在转动机构5上的驱动机构开始工作，其活塞杆3伸出，推动连接板2向上升，升力翼1在连接板的带动下向上升起，升起后的升力翼利用上下翼表面的压力差为磁悬浮列车提供气动升力，使列车提速。
89.步骤2：当列车反方向运行时，司机可提前操作触屏电脑升起升力提升装置，并且通过转动机构使升力装置调转方向后在关闭与车顶贴合，当需要列车提速时升起升力翼。
90.步骤3：当不需要在为列车提速时司机操控触屏电脑发出关闭信号，整个列车升力提升装置开始下降，纸质与车顶贴合。具体地，当提速停止时，司机操作电脑屏幕发出信号，驱动机构收缩，收回升力翼。
91.本实用新型主要用磁悬浮列车提速，伸缩式高速列车双向升力装置不影响高速列车的流线型外观，不增加列车高度。本实用新型提供的伸缩式高速列车双向升力装置，可以根据列车的行驶方向进行双向的列车升力提升，能够解决目前主流通过改善铁路线路或者直接更换更高速列车带来的成本较大的问题，且本伸缩式高速列车双向升力装置不额外消耗能量，且无污染，结构简单小巧，安装、维修和拆卸简便，可靠性高，能够明显提升磁悬浮列车的气动升力，从而提升磁悬浮列车的速度。
92.本实用新型装置可以根据列车的行驶方向进行双向的列车升力提升，能够解决目前主流通过改善铁路线路或者直接更换更高速列车带来的成本较大的问题，且本伸缩式高速列车双向升力装置不额外消耗能量，且无污染，结构简单小巧，安装、维修和拆卸简便，可靠性高，能够明显提升磁悬浮列车的气动升力，从而提升磁悬浮列车的速度。本实用新型将整体装置安装在磁悬浮列车的车顶上表面，通过驱动机构带动升力的伸缩达到充分减小安装空间，解决了安装空间不足的问题的同时满足提升磁悬浮列车气动升力的需求。本实用新型通过转动机构和升力翼，实现双向气动力提升的目的。当列车运行方向反向时，通过转动机构转动升力翼方向，满足列车在双向运行时均可提升气动升力。本实用新型安装底座将整个气动升力提升装置固定在车顶内部，通过螺纹固定，易于拆卸和维护，且安装底座固
定良好，能够保证气动升力提升装置在列车运行过程中不发生弯折或破损。
93.实施例2
94.磁悬浮交通系统是一种非接触式运输技术，通过电磁力来实现悬浮、导向和牵引。由于优越的高速环保潜能，磁悬浮列车被认为是目前铁路行业重点研发的方向之一。作为新型轨道交通技术的典型代表，磁悬浮交通具有无机械接触磨损、运行速度高、安全可靠、环境友好，经过60年的发展，正逐渐走向成熟。磁浮交通系统与传统的轮轨列车系统相比，具有显著的优势：(1)列车与轨道之间没有接触，减少摩擦损耗，摆脱黏着限制，意味着更低的污染和碳排放，更少的维护成本；(2)列车没有车轮，且齿轮、联轴器、车轴、轴承等机械传动结构与传统轮轨列车相比更少，所以质量较轻，增加了有效质量比；(3)列车的重量均布在轨道上，降低对轨道和桥梁的强度要求；(4)转弯曲线半径更小，爬坡能力更强，具有更好的地形适应性。
95.磁悬浮列车主要存在以下不足之处：(1)高风险、高投资。磁悬浮铁路所需的投入较大利润回收期较长投资的风险系数也较高因而也在一定程度上影响了投资者的信心制约了磁悬浮铁路的发展。(2)兼容性差。无法与既有铁路网连通，只适应于点对点的直通客流。(3)可靠性需检验。由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的。断电后磁悬浮的安全保障措施尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题，其高速稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验。(4)常导磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求较高。(5)超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大，冷却系统较重。
96.为了在更高速度下降低列车全寿命周期成本，研究者们提出了带有升力翼的高速列车概念，突破传统高速列车气动外形设计理念，结合高速列车和飞行器各自优势，希望通过增加列车气动升力，实现高速列车整体节能降耗。从20世纪末开始日本提出了“气动悬浮列车”设计概念，后来国内研究者们也提出了很多设计方案，但达到的效果都不理想。这其中一方面是没有充分考虑到铁路限界的影响。铁路限界标准是铁路的重要基础标准，规定了建筑物、设备与机车车辆不能逾越的轮廓尺寸线。与铁路运输、运营安全、工程建设、工务维修等关系密切。因此在设计升力翼时要确保升力翼的几何边界不与铁路建筑限界或车辆限界发生冲突。另一方面在限界约束下，单个升力翼是无法提供升力翼列车所需的全部升力的，所以需要采用类似巡飞弹的串列翼布局设计。升力翼同时受到前翼和车体的气动干扰所以在设计升力翼时要考虑到这些影响因素，选择最优化的升力翼气动布局。
97.本实用新型选择gaw-1翼型作为升力翼优化设计的翼型，gaw-1为nasa langley实验室专为低速高升力需求的通航飞机设计的自然层流翼型，相对厚度为17％，最大弯度位置为弦长的40％，在低马赫数工况下，具备较好的升力性能，在通航飞机设计获得了广泛的应用，三维气动布局形式为常用的梯形翼，其关键几何参数包括展弦比和跟梢比。
98.在高速列车安装串列升力翼可以提高列车气动升力，实现高速列车整体能耗和全寿命周期成本下降。由于升力翼使得列车的净重量下降，列车的能耗降低。
99.为了减少高速列车能耗(尤其是磁悬浮列车)和轮轨磨损，如图10-18所示，本实用新型提供了一种伸缩式高速磁悬浮列车的双向升力翼装置，即提升高速列车气动升力的一种升力翼装置，是应用于高速列车的一种双向升力翼装置。还提出了一种给高速列车加装升力翼的方法，本实用新型主要通过驱动机构使升力翼可以根据行驶方向自动调节，高速
列车提供升力。本实用新型装置提出升力翼装置结构，进一步优化了升力装置的结构，所需安装空间较小，提供升力效果好。本实用新型能够解决目前升力翼装置所需安装空间较大以及升力翼只能单向行驶使用的问题。本实用新型可在铁路车辆尤其是磁悬浮列车等领域广泛推广。本实用新型涉及铁路车辆的动力装置，具体是涉及到提升高速列车气动升力的一种升力翼装置。
100.本实用新型提供一种伸缩式高速磁悬浮列车的双向升力翼装置，为一种应用于列车的双向升力翼装置，包括升力翼单元、第一驱动机构、第二驱动机构、驱动机构、第一转动机构、第二转动机构，其中第一驱动机构和第一转动机构相连，升力翼单元与第一转动机构相连；第一驱动机构用于驱动升力翼单元绕第一转动机构进行转动，从而实现升力翼单元的攻角调整，第二驱动机构和第一转轴相连，驱动机构顶部与第二转动机构相连；第二驱动机构用于驱动升力翼单元绕第二转动机构进行转动，从而实现升力翼单元的方向调整，驱动机构用于驱动伸缩杆上下移动进而实现升力翼装置的开启和关闭。本实用新型可根据列车行驶方向有效增加列车气动升力，从而实现高速列车的整体节能降耗和降低碳排放。
101.具体地，本实用新型装置为安装于列车车顶(外表面)的外置式升力翼装置或安装于列车车顶内部的内置式升力翼装置，包括三个驱动机构，其中有两个机构为电动机构，通过电机的旋转控制升力翼的攻角和工作方向，另一个驱动机构为液压伸缩装置(液压装置)，通过液压装置的伸缩实现升力翼装置的开启和关闭(液压装置底座内嵌于车顶，装置工作时液压伸缩装置的活塞杆向上推动升力翼单元，进行伸缩运动，以控制升力翼装置的开启和关闭)。装置整体可为对称结构，具体包括：升力翼单元(升力翼1)、第一驱动机构、第二驱动机构、驱动机构、第一转动机构、第二转动机构，所述第一驱动机构和第一转动机构相连，升力翼单元与第一转动机构相连；第一驱动机构用于驱动升力翼单元绕第一转动机构的转轴进行转动，从而实现升力翼单元的攻角调整，第二驱动机构和第二转动机构的转动轴相连，驱动机构与第二转动机构相连；第二驱动机构用于驱动升力翼单元绕第二转动机构的转动轴进行转动(水平面内转动)，从而实现升力翼单元的方向调整，驱动机构用于驱动伸缩杆上下移动进而实现升力翼装置的开启和关闭。第一驱动机构、第二驱动机构为两个电动机构，液压装置底座内嵌于车顶，装置工作时液压伸缩装置的活塞杆向上推动升力翼单元，进行伸缩运动，以控制升力翼装置的开启和关闭。开启后的升力翼通过上下板面的流速差提供升力，起到使列车重量减轻。该装置不工作时，贴合在列车的车顶，不增加列车的限宽，不影响列车的流线型。本实用新型采用的升力翼板的攻角可以在0-75
°
的范围内调节。本实用新型可以根据列车行驶方向进行双向工作，能够解决升力翼单向工作的问题，不额外消耗能量，且无污染，结构简单小巧，安装、维修和拆卸简便，可靠性高，能够满足高速列车对升力的需求，减少高速列车的能耗。
102.本实施例中，驱动机构由三部分组成，转动机构由两部分组成。所述第一驱动机构选用电动角度调节机构200，其位于第一转动机构的转轴上，用于驱动第一转动机构转动调整升力翼单元的攻角。当电机启动时升力翼1围绕转轴2转动，用于实现升力翼单元的攻角的调整。
103.本实施例中，所述第二驱动机构选用电动旋转机构300，其位于驱动机构的二级活塞杆上400，第二驱动机构与第二转动机构的转动轴相连，用于驱动第二转动机构的转动轴进行180
°
转动，从而实现升力翼单元的方向调整。当电机启动时升力翼1绕第二转动机构的
转动轴转动180度，从而实现升力翼的方向随列车行驶方向改变而改变。
104.本实施例中，所述驱动机构选用液压伸缩装置，其与第二转动机构相连。所述液压装置包括液压油缸以及与液压油缸连接的多级活塞杆，其中，液压装置具有二级活塞杆，液压装置由液压油缸、与液压油缸连接的一级活塞杆500以及与一级活塞杆500连接的二级活塞杆400组成，二级活塞杆400设置在顶部。顶部活塞杆(即二级活塞杆400)与第二转动机构相连(液压装置的顶部活塞头与转动轴连接)，通过驱动机构的液压伸缩装置中多级活塞杆的伸缩实现升力翼单元的升降，进而实现升力翼装置的开启和关闭。液压装置的安装位置位于升力翼装置启闭侧，可以更好地实现升力翼单元的伸缩(液压装置安装于升力翼单元的供启闭侧，这样可以更有效地实现升力翼单元的伸缩)。二级活塞杆400的下方连接有一级活塞杆500，一级活塞杆500外部设置有活塞柱套600。列车上还具有空调系统700、车窗800、车门900。升力翼的安装位置已经避开车顶的空调系统700、受电弓等装置。液压装置是升力翼装置开启及闭合的动力来源；升力翼板收回时平行于车体，在非工作状态下收回时贴合车顶，风阻制动板可与车顶平面平行合，并不影响高速列车整体外观效果及空气动力学性能。
105.本实施例中，所述第一转动机构和第二转动机构的转动部件均为转动轴，升力翼单元绕转轴进行转动，升力翼单元绕转动轴进行水平面内转动，转轴安装在升力翼单元下的接头处，转动轴安装在驱动机构的二级活塞杆上。
106.本实施例中，升力翼单元由升力翼板组成，液压装置与升力翼单元相连，在装置启动时，液压装置伸出，推动升力翼板上升。本实用新型装置比目前公布的其他升力翼装置安装和拆卸更简便更适合运用到列车上。高速列车需要升力翼提供升力时，司机需按下开启开关，液压装置启动并推出升力翼板，升力翼装置开始工作；司机按下关闭按钮，液压装置收缩并收回升力翼板，升力翼装置结束工作。
107.本实施例中，所述升力翼单元可旋转调整方向，根据列车的行驶方向调整方向提供升力。所述升力翼单元可在非工作状态时收缩到车顶位置贴合车顶，不会产生额外阻力，不增加列车的宽度，不影响车辆流线型的完整性。所述升力翼单元与列车前进方向夹角为0-75
°
，要在0-75
°
范围内根据所需升力(所需制动力)调整角度。升力翼单元的升力翼板可以旋转，可根据列车的行驶方向实现双向工作；升力翼板在非工作状态时贴合列车车顶，不会产生额外阻力，不增加列车的宽度，不影响车辆流线型的完整性。
108.本实用新型将升力翼单元安装于高速列车车顶，通过液压装置的伸缩达到充分减小安装空间，解决安装空间狭小的问题的同时可以升力翼对面积的需要，以达到所需的升力。本实用新型通过一个电机驱动机构实现双向工作的目的。当列车运行方向不同时，启动电机使升力翼转到能正常工作的方向，以满足高速列车对升力的要求。
109.本实施例中，采用八节编组，头车+6节中间车+尾车的三节车模型，头车跟尾车的高速列车车顶分别安装四组升力翼装置，六节中间车安装五组升力翼装置
110.在高速列车运行，需要运用升力翼时，司机按下开关，安装在车顶的第三驱动装置开始工作，多级活塞杆伸出(400，500)推动转动轴进而推动转轴最后推动升力翼单元向上抬升进入工作状态，从而利用空气的流动产生升力，使列车获得升力。
111.本实用新型的一种伸缩式高速磁悬浮列车的双向升力翼装置，用于固定编组、两端均设有驾驶室，无需重新编组即可进行双向行驶的高速列车；本实用新型所提供的升力
翼装置可以根据高速列车行进的方向不同，而采用与行进方向一致的工作状态，从而使用一套装置即可进行双向提供升力，不仅在高速列车向前行驶时可以使用，反向行驶时也可使用。
112.本实用新型的伸缩式高速列车双向升力翼装置，安装于高速列车(尤其是磁悬浮列车)，安装在车顶；该装置非使用状态收回并平行于车体，升力翼板与车顶平行，不影响高速列车整体外观。该装置结构简单，维修方便，无摩擦、无磨耗、无污染，采用风能这种清洁能源作为工作介质减轻列车重量。
113.本实用新型还提供了一种伸缩式高速磁悬浮列车的双向升力翼装置的工作方法，包括如下步骤：
114.步骤1：在列车高速运行状态下，需要采用升力翼提供升力时，司机按下开关，液压装置开始工作，其活塞杆伸出，推动升力翼单元升起一定的高度为列车提供升力，当需要调整升力翼攻角时，司机按下开关，电动角度调节机构开始运行使升力翼单元能够调整攻角；具体地，在高速列车运行过程中，需要运用升力翼时，司机按下开关，安装在车顶的驱动机构开始工作，多级活塞杆伸出(4，5)推动转动轴进而推动转轴最后推动升力翼单元向上抬升进入工作状态，从而利用气流的流动产生升力，使列车获得升力。当升力翼受外界条件影响不能提供最佳的升力翼时，安装于转轴处的电动角度调节机构开始工作，司机按下开关升力翼绕转轴进行旋转调节升翼攻角获得最佳升力。
115.步骤2：当列车反方向运行时，电动旋转机构开始工作，推动安装于转动轴上的升力翼单元在水平面旋转180度，使升力翼能够正常为列车提供升力；具体地，当列车反方向运行时，安装于转动轴的电动旋转机构开始工作，推动升力翼单元绕转动轴旋转180度，从而使升力翼进入正常工作状态，通过气流的流动，产生升力，使列车获得升力。
116.步骤3：当不需要用升力翼时，司机按下开关，液压装置收缩，收回升力翼单元。具体地，当不需要升力翼工作时，司机按下开关，第三驱动装置液压装置(4、5)收缩，收回升力翼单元。
117.本实用新型主要用于为高速磁悬浮列车提供升力，减少能耗，伸缩式高速列车双向升力翼装置不影响高速列车的流线型外观，不增减列车宽度。本实用新型可以根据列车行驶方向进行双向工作，不额外消耗能量，且无污染，结构简单小巧，安装、维修和拆卸简便，可靠性高，能够满足高速列车对升力的需求，减少高速列车的能耗。本实用新型装置可以根据列车行驶方向进行调整提供升力，能够解决目前单向提供升力，所需安装空间较大等问题，无污染，结构简单小巧，安装、维修和拆卸简便，可靠性高，能够满足在铁路限界条件下高速列车加装升力翼，解决高速列车安装升力翼难的问题。本实用新型将升力翼安装于高速列车车顶，通过升力翼的伸缩达到充分减小安装空间，解决安装空间狭小的问题的同时可以满足升力翼对迎风面积的需要，以达到所需的升力。本实用新型通过电动旋转机构实现双向提供升力的目的。当列车运行方向改变时，启动电动旋转机构旋转升力翼，使升力翼正常工作，以满足高速列车的要求。本实用新型通过电动角度调节机构实现升力翼攻角的调整。当列车运行环境不同时，启动电动角度调节机构调整升力翼攻角，以实现升力翼提供最佳升力的目的。本实用新型选择gaw-1翼型作为升力翼翼型，能够在低马赫数速度的工况下，具备较好的升力性能。本实用新型的底座固定安装在车顶向下凹陷的容置腔内用于支撑升力翼装置保证其能稳定工作。
118.实施例3
119.轨道交通的发展一直以在安全舒适条件下实现高速运行为目标。常规轮轨铁路中，支撑力、牵引力和制动力都需通过轮轨接触实现，因此轮轨黏着极限限制了其速度。而磁悬浮列车采用电磁力代替接触力实现支撑、牵引和制动，突破了黏着极限的限制，更适用于高速运行。磁悬浮列车与传统的轮轨列车相比，具有显著的优势；列车与轨道之间没有接触，减少摩擦损耗，摆脱黏着限制，意味着更低的污染和碳排放，维护工作量小，轨道使用寿命长；列车没有车轮，且齿轮、联轴器、车轴、轴承等机械传动结构与传统轮轨列车相比更少，所以质量较轻，增加了有效质量比；高速轮轨的阻力来源于三部分，分别是机械阻力、轮轨阻力和空气阻力，而磁悬浮只需要克服空气阻力。为在提升运行速度的同时降低整体能耗和全生命周期成本，有学者提出升力翼的概念，在高速列车安装串列升力翼，利用升力翼提供升力，从而达到等效减重的目的，使列车能耗降低。现有的升力翼装置存在如下问题：多为单向、装置结构较大，安装不方便、不可伸缩折叠，没有考虑到行驶线路限界。现有的升力翼装置存在如下问题：多为单向、装置结构较大，安装不方便、不可伸缩折叠，没有考虑到行驶限界。
120.为克服这些问题，现提供一种折叠式液压驱动高速磁悬浮列车的双向升力翼装置，并进一步简化升力翼装置本身的结构并提高气动升力，实现等效减重。如图19-29所示，本实用新型还提供了一种折叠式液压驱动高速磁悬浮列车的双向升力翼装置，为应用于高速磁悬浮列车的一种折叠式液压驱动高速磁悬浮列车的双向升力翼装置。涉及铁路车辆的气动力领域。本实用新型主要通过驱动机构实现升力翼公交和方向的调整为高速列车提供升力。本实用新型装置提出升力翼装置结构，所需安装空间较小，提供升力效果好。本实用新型能够解决目前升力翼装置多为单向、装置结构较大，安装不方便、不可伸缩折叠，没有考虑到行驶限界等问题。本实用新型可在高速磁悬浮列车等领域广泛推广。
121.本实用新型提供一种折叠式液压驱动的高速列车升力翼装置，为安装于列车顶部外侧的外置式升力翼装置，可在高速列车的车厢顶部外表面安装若干组本装置，提升列车气动升力。整体可为对称结构，装置包括：升力翼单元(升力翼1)和驱动机构，箱体001安装于列车顶部外侧，升力翼单元与驱动机构之间通过转动装置连接，转动装置包括第一驱动机构、第二驱动机构、第一转动机构和第二转动机构。与实施例2不同的是，本实施例中，还设置有箱体001和折叠机构，驱动机构通过折叠机构安装在箱体001上，箱体001安装于列车顶部外侧。折叠机构包括第三驱动机构、转动机构ⅰ、转动机构ⅱ和转动机构ⅲ。第三驱动机构通过转轴ⅱ005与液压油缸4相连，用于驱动驱动机构转动，实现升力翼单元的开启和关闭；驱动机构用于驱动伸缩杆活塞杆3上下运动，进而实现升力翼单元的升降；第一驱动机构用于驱动升力翼单元绕转轴ⅳ008进行转动，从而实现升力翼单元的攻角调整；第二驱动机构用于驱动升力翼单元在水平面内转动，从而实现升力翼方向随列车运行方向保持一致。本实用新型主要应用于高速磁悬浮列车，不产生污染，不额外消耗能源，可根据列车行驶方向调整作用方向，有效提升列车的气动升力，降低车体的等效重量，从而使列车在高速行驶时实现整体节能降耗和降低碳排放。驱动机构为液压伸缩装置，安装于转轴上并绕各自转轴转动进行启闭。升力翼单元通过转轴与电机连接，实现升力翼单元的方向转换和攻角调整。当升力翼装置启动时，第一驱动机构的液压油缸伸缩杆拉伸并绕转轴转动，使第二驱动机构的液压油缸绕转轴抬起直至垂直于箱体。当升力翼装置需要关闭时，第一驱动机
构的伸缩杆收缩并转回水平位置，第二驱动机构逆时针绕转轴转回水平位置，同时使升力翼单元绕转轴转动，直至与箱体水平，最终升力翼装置贴合于车顶。采用液压伸缩机构，整体升力翼装置的结构更加紧凑，以解决高速列车车顶空间狭小的问题，同时更容易安装；调整升力翼高度，不会受线路限界影响；整套升力翼装置关闭时，装置折叠贴合在车顶，不影响列车外观流线型。
122.本实施例中，所述第三驱动机构为液压驱动装置，其通过转轴ⅰ002与箱体001相连，所述液压驱动装置包括液压油箱ⅰ(液压油缸)003以及与液压油缸连接的液压伸缩杆ⅰ004(活塞杆)，液压伸缩杆ⅰ004与第二驱动机构的液压油缸4相连，液压油箱ⅰ003驱动液压伸缩杆ⅰ004伸缩实现第二驱动机构转动，进而实现升力翼单元的折叠和开启。
123.本实施例中，所述驱动机构选用液压伸缩装置，其通过转轴ⅲ006与箱体001相连，所述液压装置包括液压油缸4以及与液压油缸连接的活塞杆3，液压油缸4驱动活塞杆3上下运动实现升力翼单元的升降。
124.本实施例中，所述第一驱动机构选用电动转动机构，其位于转轴ⅳ008上，当电机启动时升力翼单元绕转轴ⅳ008转动，用于实现升力翼单元的攻角的调整。
125.本实施例中，所述第二驱动机构选用电动旋转机构，其位于第二驱动机构的活塞杆3上，本实用新型通过电动旋转机构以实现转向，当电机启动时升力翼单元可以随着电动旋转机构300的转轴水平旋转180
°
(转轴由电机007驱动)，从而实现升力翼方向始终随列车运行方向保持一致。
126.具体地，本实施例中，转动机构ⅰ包括支架ⅰ和转轴ⅰ002，转动机构ⅱ包括支架ⅱ和转轴ⅱ005，转动机构ⅲ包括支架ⅲ和转轴ⅲ006，支架ⅰ焊接在箱体001上，支架ⅱ与液压油缸4侧壁相连，支架ⅲ焊接在箱体001上。本实施例设置两个液压伸缩机构，包括液压油箱ⅰ003和液压油缸4，液压伸缩杆ⅰ004和伸缩杆3以及伸缩杆3上端连接电机。箱体1外加安装于高速动车组车顶。液压油箱ⅰ003和液压油缸4分别通过转轴ⅰ002和转轴ⅲ006与箱体1相连，液压伸缩杆ⅰ004通过转轴ⅲ005与液压油缸4相连，升力翼单元通过转轴ⅳ008与电动旋转机构300相连，电机007安装在伸缩杆3顶端。液压油箱ⅰ003通过驱动液压伸缩杆ⅰ004拉伸并绕转轴ⅰ002转动，使液压油缸4绕转轴ⅲ006抬起直至垂直于箱体001。
127.本实施例中，所述箱体001固定嵌入于列车顶部，由铝合金制成，以减小箱体重量；箱体001上设有两个转动机构，转动机构焊接在箱体001上，按一定的距离进行分布；每个转动机构用于安装液压机构。本实施例中，所述升力翼单元与箱体001底板的夹角为0-90
°
，可实现升力翼单元在0-90
°
内任意角度的开启。升力翼单元的高度可以调节，开启驱动机构，液压伸缩杆上下运动，可根据线路限界调整升降升力翼单元。本实施例中，所述升力翼装置关闭时，升力翼单元随第一驱动机构折叠贴合在车顶。整套升力翼装置关闭时，装置折叠平行贴合在车顶，不影响列车外观流线型，不增加列车宽度。
128.本实用新型在升力翼装置启动时，通过液压伸缩机构驱动，整体升力翼装置的结构更加紧凑，以解决高速列车车顶空间狭小的问题，同时更容易安装；调整升力翼高度，不会受线路限界影响；通过电动转动机构可实现升力翼单元在0-90
°
内任意角度的开启；整套升力翼装置关闭时，装置折叠贴合在车顶，不影响列车外观流线型。本实用新型应用于高速磁悬浮列车，不产生污染，不额外消耗能源，可根据列车行驶方向增加列车气动升力，通过气动增升实现车体的等效重量下降，实现磁悬浮列车在高速行驶时的整体节能降耗。
129.本实施例中，液压伸缩装置是升力翼装置开启及闭合的动力来源；当升力翼装置启动时，第一驱动机构的液压油缸伸缩杆拉伸并绕转轴转动，使第二驱动机构的液压油缸绕转轴抬起直至垂直于箱体。当升力翼装置需要关闭时，第一驱动机构的伸缩杆收缩并转回水平位置，第二驱动机构逆时针绕转轴转回水平位置，同时使升力翼单元绕转轴转动，直至与箱体水平，最终升力翼装置贴合于车顶，不影响列车流线型外观及空气动力学性能；升力翼单元可在与列车行进方向0-90
°
内任意的调整；升力翼单元的高度可以调整，以满足不同线路的升力需求。
130.在列车行驶中，需要采用升力翼提供升力时，司机按下开关，液压装驱动置开始工作，其活塞杆伸出，推动第二驱动机构的液压油缸转动上升，最终与箱体呈垂直状态。当需要调整升力翼单元高度时，司机按下开关，液压机构伸缩杆向上运动，提升升力翼的竖直高度；当需要调整升力翼攻角时，司机按下开关，电动转动机构开始运行使升力翼单元能够调整攻角；当列车反方向运行时，电动旋转机构开始工作，使升力翼随着转轴在水平面旋转180
°
，使升力翼能够正常为列车提供升力；当需要用升力翼装置关闭时，司机按下开关，液压驱动装置伸缩杆收回，升力翼单元随液压杆转动，最终到与箱体平行的位置折叠放置。
131.本实用新型的双向升力翼装置，用于固定编组、两端均设有驾驶室，无需掉头即可进行换端操作的双向行驶磁悬浮列车；本实用新型所提供的升力翼装置可以根据组列车行进的方向不同进行调整，从而使用一套装置即可为双向都能提供气动升力，不仅在高速磁悬浮列车向前行驶可以使用，反向行驶时也可使用。本实用新型的双向升力翼装置，可外加与车顶外侧。该装置关闭状态时可贴合于车顶，不影响列车流线型外观及空气动力学性能。本实用新型装置，不产生污染，不额外消耗能源，结构紧凑、安装与维护简便，可以在日常行驶时为列车提供气动升力，通过气动增升实现车体的等效重量下降，实现磁悬浮列车在高速行驶时的整体节能降耗。本实用新型的双向升力翼装置安装在高速列车车顶时要进行合理的布置，高速磁悬浮列车一般采用三车编制，采用每节五组双向升力翼装置布置，如图28-29所示。
132.本实用新型还提供了一种折叠式液压驱动高速磁悬浮列车的双向升力翼装置的工作方法，包括如下步骤：
133.步骤1：在列车高速运行状态下，需要采用升力翼提供升力时，司机按下开关，液压装驱动置的液压油箱ⅰ003开始工作，其活塞杆(液压伸缩杆ⅰ004)伸出，推动驱动机构上升，最终与箱体001呈垂直状态。当需要调整升力翼单元高度时，司机按下开关，液压机构伸缩杆(活塞杆3)向上运动，提升升力翼的竖直高度；当需要调整升力翼攻角时，司机按下开关，电动转动机构的转轴ⅳ008开始运行使升力翼单元能够调整攻角；
134.步骤2：当列车反方向运行时，电动旋转机构300开始工作，使升力翼随着转轴在水平面旋转180度，使升力翼能够正常为列车提供升力；
135.步骤3：当不需要用升力翼装置时，司机按下开关，液压驱动装置伸缩杆4收回，升力翼单元随第二驱动装置7转动，最终到与箱体1平行的位置折叠放置。
136.本实用新型装置安装于列车的车顶，非工作状态时折叠平行贴合于车顶，不会增加车辆的高度和宽度。本实用新型装置，不产生污染，不额外消耗能源，结构紧凑、安装与维护简便，可以在日常行驶时为列车提供升力，并解决现有高速磁悬浮列车升力翼装置的不足。本实用新型通过液压伸缩杆的上下运动，实现升力翼的升降，可以更灵活为高速磁悬浮
列车提供升力，以满足线路限界要求。本实用新型通过电动旋转机构为列车双向行驶提供升力。当列车运行方向改变时，启动电动旋转机构，升力翼随旋转机构水平方向转动180
°
，使升力翼工作方向始终与列车行驶方向保持一致。本实用新型所提供的升力翼装置可以根据组列车行进的方向不同进行调整，从而使用一套装置即可为双向都能提供气动升力，不仅在高速磁悬浮列车向前行驶可以使用，反向行驶时也可使用。本实用新型通过电动转动机构实现升力翼攻角的变化。启动电动转动机构可以调整升力翼攻角，在不同环境下始终能为高速列车提供最佳升力。
137.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种高速磁悬浮列车升力翼装置，其特征在于，安装在列车车顶，包括：若干升力翼(1)和驱动机构，所述升力翼(1)通过连接板(2)或转动装置与驱动机构相连；所述连接板(2)用于连接升力翼(1)和驱动机构并且降低列车运行过程中空气对升力翼装置的阻力；所述转动装置用于实现升力翼(1)的转动和旋转；所述驱动机构用于驱动升力翼(1)进行升降，实现列车升力装置的开启和关闭。2.根据权利要求1所述的高速磁悬浮列车升力翼装置，其特征在于，所述驱动机构为多级液压装置驱动，包括液压油缸(4)以及连接在液压油缸(4)上的多级活塞杆(3)，顶部活塞杆与连接板(2)或转动装置相连，连接板(2)或转动装置随活塞杆(3)的伸缩运动进行升降运动；当活塞杆(3)伸出时，升力翼(1)伸出，升力翼装置开启；当活塞杆(3)收回时，升力翼(1)回落，升力翼装置关闭，实现装置的开启和关闭。3.根据权利要求1或2所述的高速磁悬浮列车升力翼装置，其特征在于，所述升力翼(1)与驱动机构通过连接板(2)连接时，驱动机构连接有转动机构(5)，转动机构(5)连接有安装底座(6)，安装底座(6)固定嵌入于列车顶部；所述转动机构(5)用于实现驱动机构、连接板(2)和升力翼(1)的转动，从而实现列车行进时提升气动升力作用；所述连接板(2)上部为圆弧状，在列车行驶过程中直接切开空气的方向为流线型，且连接板(2)的厚度较薄；所述安装底座(6)用于将整个装置固定在车顶内部，当装置关闭时保证贴合在车顶，不破坏列车的流线型外形；所述安装底座(6)由铝合金制成，其四周设有四个螺栓孔，螺栓孔按照正方形进行分布，以固定安装底座(6)；所述升力翼(1)为平板型翼，典型的鸟翼剖面。4.根据权利要求3所述的高速磁悬浮列车升力翼装置，其特征在于，所述转动机构(5)为圆盘形状，包括两个直径不同、高度相同的圆盘，大圆盘与小圆盘同心，大圆盘包裹住小圆盘，小圆盘与安装底座(6)固定不动，大圆盘可相对于小圆盘进行360度旋转。5.根据权利要求1或2所述的高速磁悬浮列车升力翼装置，其特征在于，所述转动装置包括第一驱动机构、第二驱动机构、第一转动机构和第二转动机构，所述升力翼(1)与第一转动机构相连，第一转动机构与第一驱动机构相连，第一驱动机构用于实现第一转动机构驱动升力翼(1)进行转动，从而实现升力翼(1)的攻角调整；所述第二转动机构的上方与第一转动机构相连，下方与驱动机构的顶部活塞杆相连，第二转动机构还与第二驱动机构相连，第二驱动机构用于实现第二转动机构驱动第一转动机构带着升力翼(1)进行水平面内的转动，从而实现升力翼(1)的方向调整。6.根据权利要求5所述的高速磁悬浮列车升力翼装置，其特征在于，所述第一转动机构和第二转动机构上分别设置有转轴和转动轴，其中，升力翼(1)绕第一转动机构的转轴进行转动，第一转动机构带着升力翼(1)绕第二转动机构的转动轴进行水平面内转动，转轴安装在升力翼(1)下的接头处，转动轴安装在驱动机构的顶部活塞杆上；第一驱动机构选用电动角度调节机构(200)，其上设置的电机与第一转动机构的转轴连接，当电机启动时使升力翼(1)围绕转轴转动，实现升力翼(1)的攻角的调整；第二驱动机构选用电动旋转机构(300)，其上设置的电机与第二转动机构的转动轴连接，当电机启动时使第一转动机构带着升力翼(1)绕转动轴转动180度，实现升力翼(1)的方
向随列车行驶方向改变而改变。7.根据权利要求6所述的高速磁悬浮列车升力翼装置，其特征在于，所述升力翼(1)可在非工作状态时收缩到车顶位置，其与列车前进方向夹角为0-75
°
，要在0-75
°
范围内根据所需升力调整角度。8.根据权利要求6所述的高速磁悬浮列车升力翼装置，其特征在于，所述升力翼(1)与驱动机构通过转动装置连接时，驱动机构还连接有折叠机构，用于实现升力翼装置的折叠和开启；所述折叠机构连接在箱体(001)上，箱体(001)固定嵌入于列车顶部；所述折叠机构包括第三驱动机构、转动机构ⅰ、转动机构ⅱ和转动机构ⅲ，第三驱动机构的两侧分别与转动机构ⅰ和转动机构ⅱ相连，转动机构ⅰ焊接在箱体(001)上，转动机构ⅱ与驱动机构相连，转动机构ⅲ的一侧与驱动机构相连，另一侧焊接在箱体(001)上；升力翼装置关闭时，升力翼(1)随第三驱动机构折叠贴合在车顶。9.根据权利要求8所述的高速磁悬浮列车升力翼装置，其特征在于，第三驱动机构为液压驱动装置，包括液压油箱ⅰ(003)以及连接在液压油箱ⅰ(003)上的液压伸缩杆ⅰ(004)，所述转动机构ⅰ包括支架ⅰ以及连接在支架ⅰ上的转轴ⅰ(002)，所述转动机构ⅱ包括支架ⅱ以及连接在支架ⅱ上的转轴ⅱ(005)，所述转动机构ⅲ包括支架ⅲ以及连接在支架ⅲ上的转轴ⅲ(006)，支架ⅰ焊接在箱体(001)上，液压油箱ⅰ(003)与转轴ⅰ(002)相连，液压伸缩杆ⅰ(004)与转轴ⅱ(005)相连，支架ⅱ与驱动机构的液压油缸(4)侧壁相连，转轴ⅲ(006)与驱动机构的液压油缸(4)底部相连，支架ⅲ焊接在箱体(001)上。10.根据权利要求9所述的高速磁悬浮列车升力翼装置，其特征在于，所述升力翼(1)与箱体(001)的底板间的夹角为0-90
°
，实现升力翼(1)在0-90
°
内任意角度的开启；所述箱体(001)由铝合金制成。

技术总结
本实用新型提供一种高速磁悬浮列车升力翼装置，安装在列车车顶，包括：若干升力翼和驱动机构，所述升力翼通过连接板或转动装置与驱动机构相连；所述连接板用于连接升力翼和驱动机构并且降低列车运行过程中空气对升力翼装置的阻力；所述转动装置用于实现升力翼的转动和旋转；所述驱动机构用于驱动升力翼进行升降，实现列车升力装置的开启和关闭。本实用新型具有不额外消耗能量，且无污染，结构简单紧凑，安装、维修和拆卸简便，可靠性高等优点。可靠性高等优点。可靠性高等优点。


技术研发人员：杜礼明 刘权萱 李建 隗功泽
受保护的技术使用者：大连交通大学
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/5/16