專利名稱：真空管道汽車的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種真空管道汽車，該汽車可以在真空管道中行駛，離開真空管道后 可以在道路上駕駛，屬于真空管道高速磁浮交通與公路汽車相結合的技術領域。
背景技術：
真空管道交通是在地上或地下設置管道(隧道)，管道中鋪設磁浮軌道，并抽成真 空，讓磁浮車在真空管道中高速運行。真空管道高速磁浮交通將使人和貨物實現超高速移動，但是專用的車輛不能離開 真空管道線路，道路上自由行駛的機動車也不能進入真空管道，人們出門乘坐管道列車必 須先乘車或駕車到真空管道車站，然后轉乘管道列車，這將給長途旅行帶來不便。已有專利、學術論文或規劃設計等公布的未來真空管道磁浮交通方案，其中的 車輛都是專用的，只能在固定的真空管道線路上行駛。如專利“Apparatus for Vacuum Tube Transportation，，(US2488287, Nov. 15, 1949)、"Vacuum Tube Transportation System，，(US2511979, June 20，1950)、“Evacuated tube transport，，(US5950543, September 14，1999)、“超導磁懸浮運輸系統”(申請號00131697. 4，公開號CN1287961A，
公開日2001. 03. 21)、“磁懸浮真空隧道列車”(申請號03145686. 3，公開號CN1569537A,
公開日2005.01. 26)、“亞真空高速列車運行系統”(申請號200610200724.6，公開號 CN101020460，
公開日2007. 08. 22)、“一種在真空隧道(管道)里行駛的超高速鐵路列車系 統”(申請號200610116705. 5，公開號CN101152866，
公開日2008. 04. 02)、“真空管道運輸系 統，，(申請號 200810120049. 5，公開號 CN101323306，
公開日
2008. 12. 17)和瑞士 Swissmetro 的“瑞士地鐵”模式所描述的方式。自從鐵路誕生以來，人們就設想和嘗試制造既能在公路上駕駛，又能在鐵路 上行駛的兩用汽車。專利申請“軌道汽車交通系統”(申請號200810037122. 2，公開號 CN101428619，
公開日2009.05. 13)和專利申請“電動或太陽能公鐵兩用汽車及其線路”(申 請號201010161963. 1，公開號CN101791934A，
公開日2010. 08. 04)分別描述并公開了可以 在公路和鐵路上行駛的公鐵兩用交通系統。然而，由于技術水平和經濟條件的限制，這種公 鐵兩用汽車一直沒能得到現實應用與普及。對于未來的真空管道交通，設計制造既能在公路上自由駕駛，又能在真空管道中 安全、高速行駛的真空管道汽車，是一個合理的構想。為此，必須設計一種能跟真空管道兼 容，能自由進出真空管道車站的“汽車”，相應地，真空管道系統及車站的設計也要滿足這種 汽車在其中通行的技術要求。真空管道交通系統尚未有現實應用例，因此本案是針對未來的真空管道交通系統 所作的一種創新發明。
發明內容
本發明給出了一種真空管道汽車，通過真空管道一車站一汽車的兼容性設計，使汽車既可以在普通道路上行駛，又可以進入真空管道中超高速行駛，避免換乘的不便。個人 和家庭擁有這樣一輛汽車，則可實現全球范圍的門到門旅行。隨著技術的不斷進步，這種真 空管道汽車將會變成現實并得到普及應用。本發明的技術方案由三部分構成，即真空管道汽車、真空管道軌道系統和真空管 道車站。1.真空管道汽車
如圖1和圖2所示，真空管道汽車(1)是一種公路-真空管道兩用汽車，這種汽車的動 力系統可以有多種方式。針對公路上駕駛的需要，可以是燃料汽車，如汽油、柴油、天然氣或者氫燃料 汽車等；也可以是電動汽車，如蓄電池、太陽能或者專利“都市電動汽車系統”(申請號 95100459. X，公開號CN1130135，
公開日1996. 09. 04)公布的集電-蓄電型電動汽車等；也 可以是混合動力汽車。在真空管道(2)中沒有空氣阻力的情況下，這種汽車行駛速度能達 到 600km/h。如圖3所示，針對真空管道(2 )中高速行駛的需要，可以在真空管道汽車(1)上設 置磁懸浮 裝置(3)，通過軌道(4)上的直線電機(5)驅動。如圖4所示，懸浮行駛時可以跟 其他真空管道專用車輛(6) —起編組運行，速度可以達到6000km/h以上。真空管道汽車(1)上的懸浮裝置(3)可以是固定的，也可以是拆卸式的。固定的 懸浮裝置當汽車離開真空管道(2)后仍然保留在車上，優點是進出真空管道(2)時不需要 拆裝，節省時間；缺點是增加了汽車在道路上行駛時的自重。拆卸式懸浮裝置在進入真空 管道(2)時安裝在車上，離開管道后，在車站出口處拆卸下來由車站保管，優點是減輕了汽 車在公路上行駛時的自重，提高了安全性，缺點是增加了拆卸環節，延長汽車進出真空管道 (2)的時間。對于能夠懸浮行駛的真空管道汽車(1)，車輪(7)應該是可升降的，當車輛進入懸 浮狀態后，車輪(7)上升，當需要由車輪(7)支撐運行時，車輪(7)下降。也可以設計成車輪 固定，懸浮裝置(3)可升降調整的模式。真空管道汽車(1)的乘客艙要能做到真空密封，內部設置氧氣供應、空調等生命保 障系統。真空管道汽車(1)的燃料箱、水箱、蓄電池等需要具有真空密封功能，避免在真空 管道(2)中發生泄露。2.真空管道軌道系統
如圖3所示，在軌道(4)兩側設置供汽車輪胎滾動行駛的“路面”(8)，軌道(4)上凸起 的懸浮裝置兼作導向軌(41)，用于引導汽車車輪(7)，對行駛中的汽車進行導向。軌道(4)上布置直線電機(5)，跟汽車上的直線電機動子(51)相對應，驅動汽車行 駛和進行加速、減速。3.真空管道車站
如圖5所示，對應于出發和到達兩個方向，真空管道車站分為出發區(9)和到達區 (10)，在出發區(9)為真空管道汽車(1)和真空管道專用車輛(6)分別設置氣閘艙(Ila) 和氣閘艙(12a)，作為車輛出發時的過渡艙。如果專用車輛乘客通過如專利申請“一種 用于真空管道交通的接駁走廊”(申請號200710049111. 1，公開號CN101054087，
公開日2007. 10. 17)和專利申請“雙側對開門式真空管道交通車輛及車站設置”(申請號 201010176218. 4，公開號CN101830228A，
公開日2010.09. 15)的橋廊進出，車輛不需要進入 車站的常壓環境，則可不設置氣閘艙。到達區(10)的氣閘艙(lib)設置跟出發區氣閘艙(Ila)的設置類似。氣閘艙的兩 端分別為外隔離門(13b)和內隔離門(14b)，隔離門應該具有良好的氣密性，強度要能承受 一定的氣壓差。本案的真空管道汽車(1)除了能使全球的零換乘旅行成為可能，方便人們的出行， 節省旅行時間，還可以減少全社會對石油資源的消耗，降低碳排放，避免人們長途駕駛的疲 勞以及由此引發的交通安全事故。
圖1是真空管道汽車系統縱斷面圖。圖中(1)為真空管道汽車；(2)為真空管道； (7)為汽車輪胎；(8)為支持汽車輪胎的“路面”；(41)為磁懸浮軌道兼作導向軌。圖2是真空管道汽車系統橫斷面圖。圖中標示如上所述。圖3是具有懸浮行駛功能的真空管道汽車系統橫斷面圖。圖中(3)為車載懸浮裝 置；(4)為軌道系統；(5)為布置在軌道上的直線電機，(51)為布置在汽車上的直線電機動 子；其他如上所述。圖4是真空管道汽車和真空管道中專用車輛混合編組的示意圖。圖中(6)為真空 管道交通專用車輛，其他如上所述。圖5是真空管道汽車車站示意圖。圖中(9)為車站出發區；(10)為車站到達區； (Ila)為出發區真空管道汽車進入真空管道的氣閘艙，(lib)為到達區真空管道汽車離開真 空管道的氣閘艙；(12a)為出發區真空管道專用車輛進入真空管道的氣閘艙，(12b)為到達 區真空管道專用車輛離開真空管道的氣閘艙；(13a)和(13b)分別為出發區外隔離門和到 達區外隔離門，用于對車站常壓環境與氣閘艙之間的隔離；(14a)和(14b)分別為出發區內 隔離門和到達區內隔離門，用于對真空管道與氣閘艙之間的隔離。
具體實施例方式真空管道汽車(1)在到達真空管道交通車站出發區(9)后，先經過外隔離門(13a) 進入氣閘艙(11a)，排隊等候出發，這時內隔離門(14a)處于關閉狀態。當進入氣閘艙(Ila) 的汽車達到規定的數量或者到規定的發車時間后，關閉外隔離門(13a)，對氣閘艙(Ila)抽 真空。在真空度達到真空管道(2)中的水平后，打開內隔離門(14a)，汽車進入真空管道(2) 并駛往目的地車站。在進入氣閘艙(Ila)以后，汽車(1)的操控將由人工狀態轉換為自動狀態，所有的 啟動、制動、加速、減速、車輛編組等都由真空管道交通的自動控制系統進行。出發的汽車(1)在進入氣閘艙(Ila)后，啟動乘客艙氣密操作程序，使乘客艙的門 窗等進入氣密狀態，同時啟動供氧和空調等生命保障系統。還要對充氣輪胎進行放氣卸壓， 以免充氣輪胎在真空管道(2)中發生爆胎。如果是免充氣的實心輪胎，則不需要進行此操 作。在汽車(1)到達目的地車站后，如果是跟真空管道專用車輛(6)混編在一起，中心控制系統則對該列車進行解編，讓真空管道汽車(1)和專用車輛(6)分別進入各自專屬的 到達區氣閘艙。進入到達區氣閘艙的真空管道汽車(1)停穩后，關閉內隔離門(14b)，對氣 閘艙(lib)進行增壓充氣，當氣壓達到車站區的常壓水平后，打開外隔離門(13b)，對汽車 輪胎(7)充氣后，即可駛出氣閘艙(11b)，開始真空管道汽車(1)由人駕駛的公路行駛。針對不具有懸浮功能和具有懸浮功能兩種真空管道汽車，可以有以下兩種不同的具體實施方式
。實施方式一
對于不具有懸浮行駛功能的真空管道汽車(1)，進入真空管道(2 )后由車輪(7 )支撐運 行，可以由車載的動力系統驅動行駛，也可以由直線電機驅動行駛。即使是依靠車載動力系 統運行，運行過程都由真空管道交通系統無線控制，車內人員不能對車輛運行進行操作，只 能對想要到達的目的地車站進行設定。如果該汽車具有從線路取電的集電功能，運行動力可通過布設在管道內的電網提{共。這種非懸浮的真空管道汽車(1)行駛速度較低，不宜超過600km/h，因此不適合跟 其他超高速運行的真空管道專用車輛(6)編組行駛，但可以跟與其速度相匹配的作低速運 行的車輛混合編組。實施方式二
對于具有懸浮行駛功能的真空管道汽車(1)，進入真空管道后啟動懸浮裝置(3)，車輪 (7)離開“路面”(8)，由直線電機驅動作高速懸浮行駛。這種懸浮的真空管道汽車(1)行駛速度能夠很高，因此可以跟其他超高速運行的 真空管道專用車輛(6 )編組行駛。
權利要求
一種真空管道汽車(1)，既能在普通道路上由人駕駛，又能在真空管道(2)中自動高速行駛，其特征是乘客艙具有良好的氣密性且具有供氧、空調等生命保障系統，燃料箱、水箱、電池等適合在真空狀態下工作，充氣輪胎在進入真空管道前先放氣卸壓。
2.根據權利要求1，真空管道汽車(1)上設置磁懸浮裝置(3)與直線電機動子(51)，其 位置分別與軌道上的懸浮系統(41)及直線電機線圈(5)相對應，可在直線電機(5)驅動下 作高速懸浮行駛。
3.根據權利要求1，不設置懸浮裝置的真空管道汽車(1)也可在真空管道(2)中由車輪 (7)支撐行駛，車輪(7)可以作為主動輪，也可由直線電機驅動行駛。
4.根據權利要求1，具有集電功能的真空管道汽車(1)在真空管道(2)中可從電網取電 行駛。
5.根據權利要求1，真空管道汽車(1)可與真空管道專用車輛(6)混合編組運行，進入 真空管道系統后都由車站的中心計算機自動控制運行。
全文摘要
本發明給出一種真空管道汽車，該汽車可以在道路上自由駕駛，也可以進入真空管道中高速行駛，屬于真空管道高速磁浮交通與公路汽車相結合的技術領域。其特征是在汽車上設置磁懸浮裝置，乘客艙具有良好的氣密性且具有供氧、空調等生命保障系統，燃料箱、水箱、電池等適合在真空狀態下工作，充氣輪胎在進入真空管道前先放氣卸壓。在進入真空管道后，由軌道上的直線電機驅動，按中心控制系統的計算機指令自動運行。真空管道汽車可以跟真空管道專用車輛一起編組運行，速度能達到6000km/h以上。優點是使汽車能夠作超長距離行駛，消除換乘環節，使全球范圍內的門到門旅行成為可能，降低碳排放，避免長途駕駛的疲勞以及由此引發的交通事故。
文檔編號B60F1/00GK101962019SQ20101050424
公開日2011年2月2日 申請日期2010年10月12日 優先權日2010年10月12日
發明者劉本林, 張殿業, 張耀平, 李勝善 申請人:西京學院