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一种轨道车辆互联式二系悬挂横向减振系统

文献发布时间:2023-06-19 15:47:50



技术领域

本发明涉及轨道车辆减振技术领域,尤其涉及一种轨道车辆互联式二系悬挂横向减振系统。

背景技术

伴随着我国轨道车辆技术的迅速发展,进一步提高轨道车辆的临界速度、运行稳定性和曲线通过能力仍然是一项持续性挑战。具有一定踏面形状的轨道轮对即使沿着平直轨道运转,受到微小激扰后就会产生一种振幅保持恒定或继续增大直到轮缘受到钢轨约束的特有运动,此时轮对在向前滚动时一面横向往复摆动,一面又绕铅锤中心来回转动,其轮对中心轨迹呈波浪形,称蛇形运动;当激扰消失而剧烈的蛇形运动不能收敛时,称蛇形失稳。受限于轮对结构和轮对与轮轨的接触关系,自激蛇形运动难以避免。在不同的车速下,轮对的蛇形运动又会引起转向架和车体在横向平面内的振动,称为车体蛇形(一次蛇形)和转向架蛇形(二次蛇形)。一次蛇形会引起车体明显的低频晃动,接近人体能够感知的低频段,严重影响乘坐舒适性;二次蛇形会引起转向架相对于车体的剧烈振动,振动频率较高,严重影响车辆运行稳定性。在曲线通过能力方面,高速重载下通过曲线路段时,车辆的轮轴横向力增大,车辆的轮轨冲击加剧后导致轮轨磨耗、噪声和振动增大,影响车辆的乘坐舒适性,缩短轮轨的使用寿命。

对于一次蛇形,一般可以通过添加足够的二系横向阻尼来避免。目前,二系横向阻尼多由横向减振器提供。例如,现有技术CN20438167U提供了一种100%低地板轻轨车辆用无动力转向架,侧梁结构的一系弹簧安装座、二系弹簧安装座为复合式一体结构;二系横向与垂向减振器复合安装座焊接于侧梁端部;制动吊座、齿轮箱吊座、磁轨止挡座焊接于侧梁外侧;采用刚性直轴、直径在Φ500-Φ600的弹性车轮轮对,两弹性车轮通过过盈配合与车轴装配在一起;转向架四角布置垂向减振器和横向减振器装置。但是现有的横向减振器各减振器独立工作、结构复杂、价格昂贵且不易维护。

CN110360260B提供了一种主动控制抗蛇形减振器及减振系统、车辆,包活液压缸,活塞在液压缸内作往复运动。将液压缸的内部划分为两个缸体,两个缸体分别通过两条主油路与储油箱连通,以在液压缸与储油箱之间构成一主回路;换向阀安装在两条主油路与储油箱之间,用于在减振器处于主动模式时能改变主回路的流向,并能调节活塞在液压缸内的位移。该减振器切换到主动模式时,通过液压缸内两缸体之间的油压差改变活塞位移量,调整该抗蛇形减振器的性能,使得车辆作曲线运动时令转向架相对于车体处于径向位置,从而提高列车曲线通过能力,降低轮轨磨耗。

上述现有技术通过换向阀调整液压缸内的活塞位置以调整抗蛇形减振器的减振参数,适应车体在不同使用场景时需要的液压力大小,适应车体行进过程中的参数变化。但该对比文件的抗蛇形减振器在使用时单个安装于转向架上,安装于车体前后的各个部位的转向器的工作和控制仍然互相独立,协同工作性能不高且控制方式复杂。各转向器若要联动需要多重计算,计算存在误差会导致各减振系统联动不协调,无法在车体过弯时联合调整车体前后转向架的工作性能,以保持车体在过弯时为最佳运动姿态。

此外,一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异;另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利,但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容,然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征,相反本发明已经具备现有技术的所有特征,而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足,本发明提供了一种轨道车辆互联式二系悬挂横向减振系统,所述轨道车辆包括彼此连接的车体和转向架。所述横向减振系统至少包括连接于车体和转向架之间的前减振分系统和后减振分系统。所述前减振分系统和所述后减振分系统被配置为能够基于所述轨道车辆沿不同的路径参数的路线的行驶而改变向所述轨道车辆提供的用于抑制所述轨道车辆的不利振动形式的阻尼的方向和大小以形成促使车辆沿当前路径参数的路线稳定行进的力矩,保证所述轨道车辆沿轨道平稳运行。

所述不同的路径参数包括:路线的平直程度和路线的曲率半径等。

车辆的不利振动形式例如是:车辆的浮沉、横摆、伸缩、摇头、点头、侧滚以及由上述振动形式耦合成的上心滚摆、下心滚摆和蛇形运动等。

根据一种优选的实施方式,在所述轨道车辆沿直线路径行驶的情况下,所述前减振分系统和所述后减振分系统被配置为彼此独立工作以提供与车体沿横向坐标轴的横摆运动方向相反的横摆阻尼力。

根据一种优选的实施方式,在所述轨道车辆沿曲线路径行驶的情况下,所述前减振分系统和所述后减振分系统被配置为彼此协同工作以提供促使车体随转向架沿曲线路径向待转方向转向的回转阻力矩。

在所述轨道车辆实际运行的过程中,根据连续而随机的直线和曲线运行的场景的不断切换,车体的运动性能和参数根据当前的实际运动状态而变化,产生的振动也因当前的轮对和轨道的接合情况、风向、车体的运行速度等参数而发生变化。控制中心通过调整前减振分系统和后减振分系统为协同或独立的工作模式,并调整协同工作时管路内的液压力大小能够调整当前减振分系统提供的阻尼大小以及系统刚度。控制中心根据检测参数控制所述横向减振系统的阻尼和刚度,以适应当前车体的具体行进状态提供适宜的减振阻尼。所述横向减振系统适应性好,不受当前行进线路的条件限制。该前减振分系统和后减振分系统的协同性能还能够转换到列车的控制室内由列车驾驶人员进行控制,在控制中心故障或路况复杂等意外情况下能够由人工调整减振系统的控制策略,灵活使用,适用范围广泛。

本发明所提供的轨道车辆互联式二系悬挂横向减振装置、减振系统,既满足车辆在沿平直轨道行驶时对抑制横摆运动的液压力的需求,又可在车辆通过曲线路段时提供两个绕车体坐标系中垂向坐标轴的回转力矩,所述回转力矩迫使车体向待转方向回转,并跟随转向架一同进入曲线轨道,提高轨道车辆曲线通过能力。车体的横摆、摇头和侧滚耦合较强,横摆和侧滚耦合后会成为绕车体重心下方某滚心运动的下心滚摆和绕车体重心上方某滚心运动的上心滚摆。车体的横移得到抑制或减弱后,有利于抑制车体的上心滚摆运动。此外,车体的横摆和摇头运动得到抑制或改善后,安装于车体和转向架构架之间的前减振分系统和后减振分系统能够联合抗蛇形减振器,在车体获得稳定运动姿态后,使其具备更优的抑制转向架蛇形运动的能力,从而减少由轮对传至转向架或车体的高频激励,提高车辆的运行稳定性、舒适性和临界速度。

根据一种优选的实施方式,在轨道车辆沿直线路径行进的状态下,所述横向减振系统控制所述前减振分系统和所述后减振分系统按照能够提供抑制横摆运动的液压力的方式独立工作。轨道车辆沿直线路径行进时前减振分系统的左右两个对称设置的液压缸彼此的有杆腔和无杆腔互联,跟随车体的摆动活塞杆和缸体的位置变化,油液在彼此的液压腔内流动,实现左右联动,符合车体的摆动规律,同时通过调整液压力大小,能够实时提供适应当前车体需要的阻尼,精确减振。不需要单独设置储油室,油液流动路径闭合,泄漏风险小,系统刚度能够通过调整油液的流速而简单快速地调整。

根据一种优选的实施方式,在轨道车辆沿曲线路径行进的状态下,所述横向减振系统的所述前减振分系统和所述后减振分系统按照能够提供回转力矩的方式协同工作。通过前减振分系统和后减振分系统的特殊设置方式和彼此的有杆腔与无杆腔的对应连通关系,实现前、后减振分系统在车辆沿曲线路径行驶的过程中工作状态互相协同,以适应车体在曲线运动时的形态变化提供阻尼和回转力矩,调整车体保持正常过弯形态,减少过弯时轮轨的磨损和冲击,辅助保持曲线状态下的车体的安全性和稳定性。

根据一种优选的实施方式,所述前减振分系统和所述后减振分系统通过调整液压管路互相的连通关系完成协同工作模式和独立工作模式的转换。前减振分系统的有杆腔和无杆腔与后减振分系统的有杆腔和无杆腔之间能够通过液压管路彼此连通,液压管路的不同连通关系改变液压管路内的油液的流动方向和减振系统的工作方式。液压管路的连通关系的切换可以是由至少一个电磁换向阀控制的,在液压管路上增加电磁换向阀的数量能够改变液压管路连通的复杂程度,增加减振系统的可选工作模式,为多变的工作环境提供单独工作、部分协同和全部协同等充足的备选减振模式。

根据一种优选的实施方式,还包括控制中心,所述横向减振系统按照能够检测车辆运动状态的方式设置有若干传感器,所述控制中心基于若干所述传感器传递的检测参数判断当前行进状态。

根据一种优选的实施方式,还包括管路切换装置,所述控制中心基于所述检测参数计算控制策略并基于所述控制策略控制管路切换装置切换管路连通关系。及时采集处理的车辆状态数据能够为采集车辆状态和预测车辆即将到达的状态提供实时数据支撑,控制中心通过使用当前的检测数据计算当前车体状态需要的阻尼大小、系统刚度和前减振分系统和后减振分系统的协同工作需求,计算出管路切换装置等响应元件的对应工作位置或即将需要到达的工作位置,根据当前的工作位置和即将需要达到的工作位置计算出最优选的控制策略。

基于所述检测参数计算控制策略具体为:

控制中心基于车体的实时姿态信息和预存的车体的理想姿态信息,确定所述横向减振系统的当前需要提供的最佳阻尼,并发送与当前最佳阻尼对应的控制指令至所述横向减振系统;

所述控制中心基于当前的路况状态和车辆行进控制系统的控制操作推测下一时刻下一位置时车辆的姿态信息,并结合网络模块获取的下一时刻位置处其余轨道车辆的历史姿态信息修正当前轨道车辆的姿态信息;所述控制中心将确定的下一时刻的车辆的实际姿态信息与预设的下一时刻的车辆的理想姿态信息进行对比,确定下一时刻横向减振系统需要提供的最佳阻尼。

根据一种优选的实施方式,所述检测参数至少包括:车辆GPS、实时速度、构架端部横向加速度、车体纵向、横向和垂向速度、转向架与车体的横向位移、摇头角和角速度。利用车辆GPS等信息,能够从云端获取车体所行驶的线路和正在行驶的方向,控制中心能够从云端匹配其余车体在当前线路类似状态下的控制策略信息和相应控制策略的减振效果等历史数据,结合历史数据和当前的车体实时数据,能够及时在一些易产生颠簸、冲击和急过弯的位置结合历史数据计算最优通过速度和最优系统减振阻尼和系统刚度等,从而控制中心结合最优选择并根据当前车体状态数据计算最优控制策略,并与控制车体速度的控制模块数据交互,共同调整车体状态到最优状态,提高车辆行驶过程中的安全性和舒适性;尤其为第一次行驶该线路的列车员提供数据参考和辅助控制,弥补列车员不熟悉路线、车体控制不合理的缺陷。

根据一种优选的实施方式,还包括液压辅件,所述液压辅件按照能够根据车辆的运动状态为减振系统提供适当液压力的方式设置于液压管路上。液压辅件也能够与控制中心数据连接,受控制中心的控制信号调控,配合管路切换装置调整减振系统的整体参数,使得调整后的减振系统的工作状态更加接近当前车体的减振需求,使得系统的减振更精准,更加具有针对性。

根据一种优选的实施方式,所述横向减振系统包括用于监测液压管路内液的压力监测模块,所述压力监测模块与所述控制中心连接,所述控制中心基于所述压力监测模块的监测数据计算液压辅件的控制策略。

根据一种优选的实施方式,所述压力监测模块的监测数据至少包括以下一个:所述液压管路的压力数据和所述管路切换装置处的压力数据。液压管路的压力检测数据能够传输到控制中心,压力检测数据的获取能够是根据当前管路内的液压力变化频率和变化量的多少进行检测的,以提高压力检测的准确性和及时性,在针对路径曲折、车体状态变化较快、所需的减振系统参数持续变化的情况下,能够及时准确采集压力数据信息,为控制中心准确计算新的控制策略提供保障。

附图说明

图1为本发明的减振系统的一个优选实施例的车辆沿直线路径行驶时的工作示意图;

图2为本发明的减振系统的一个优选实施例在车辆沿直线路径行驶时的连接示意图;

图3为本发明的减振系统一个优选实施例在车辆沿曲线路径行驶时的工作示意图;

图4为本发明的减振系统的另一优选实施例在车辆沿直线路径行驶时的工作示意图;

图5为本发明的减振系统的另一优选实施例在车辆沿曲线路径行驶时的工作示意图;

图6为本发明的另一优选实施例,在第一电磁换向阀处于第三工作位置,而第二电磁换向阀、第三电磁换向阀、第四电磁换向阀和第五电磁换向阀处于第四工作位置时的工作示意图。

附图标记列表

F:第一牵引装置;R:第二牵引装置;A:第一减振装置;B:第二减振装置;C:第三减振装置;D:第四减振装置;

A-1:第一活塞杆;A-2:第一有杆腔;A-3:第一活塞;A-4:第一无杆腔;B-1:第二活塞杆;B-2:第二有杆腔;B-3:第二活塞;B-4:第二无杆腔;C-1:第三活塞杆;C-2:第三有杆腔;C-3:第三活塞;C-4:第三无杆腔;D-1:第四活塞杆;D-2:第四有杆腔;D-3:第四活塞;D-4:第四无杆腔;5:前转向架构架;6:第一液压回路;7:第二液压回路;8:第三液压回路;9:第四液压回路;10:管路切换装置;11:控制中心;12:传感器;13:后转向架构架;14:车体;E-1:第一可调阻尼阀;E-2:第二可调阻尼阀;E-3:第三可调阻尼阀;E-4:第四可调阻尼阀;E-5:第五可调阻尼阀;E-6:第六可调阻尼阀;E-7:第七可调阻尼阀;E-8:第八可调阻尼阀;G-1:第一蓄能器;G-2:第二蓄能器;G-3:第三蓄能器;G-4:第四蓄能器;Y-1:第二电磁换向阀;Y-2:第三电磁换向阀;Y-3:第四电磁换向阀;Y-4:第五电磁换向阀;15:第六电磁换向阀。

具体实施方式

下面结合附图1-6进行详细说明。

实施例1

轨道车辆是指轨道交通中的运营车辆。轨道车辆需要在特定轨道上采取轮轨运转的方式行驶。轨道车辆主要由车体、转向架、车门系统、车体连接装置、制动系统、电力牵引系统、空调和通风系统、辅助电源系统、列车通信系统、列车控制系统与监控系统组成。

转向架又叫走行部,是能相对车体回转的一种走行装置,它安装于车体和轨道之间,车体通过心盘或旁承与转向架连接,用于支撑车体,同时用来牵引和引导车辆沿着轨道行驶并承受与传递来自车体及线路的各种荷载,缓和其动力作用,是保证车辆运行品质的关键部件。转向架一般由构架、一系悬挂装置、二系悬挂装置、轮对轴箱装置、基础制动(闸瓦制动或盘形制动)装置等组成。本实施例提供一种轨道车辆互联式二系悬挂横向减振系统,该减振系统具体可指代轨道列车二系悬挂系统。该减振系统能够克服传统横向减振器阻尼力不可调控、前后减振系统独立工作,不具备协调能力、车体在中高速阶段运行时横摆、摇头现象加剧、车辆驶入和驶出直线与曲线交汇段轮轨冲击加剧等不足。以单节车体(厢)为例,本申请的横向减振系统包括互联式横向减振装置,该装置包括每节车体对应的前、后转向架上布置的2组4个横向减振器。在车辆沿直线轨道行驶,车体发生蛇形(横摆、摇头)运动或者滚摆运动时,此减振系统中的横向减振装置协同作用,自动根据实际情况需要调节系统阻尼大小;所有减振器通过设置有可调阻尼阀和蓄能器的液压回路互联,控制减振系统输出的液压抗力抑制车体横移和上心滚摆,提高轨道车辆的运行稳定性;在车辆沿一定曲率半径的轨道行驶时,减振系统可产生两个回转力矩,此回转力矩迫使车体向待转方向回转,并跟随转向架一同进入曲线轨道,提高轨道车辆曲线通过能力。车体的横摆运动得到抑制,有利于提高抗蛇形减振器控制转向架蛇形运动的能力,减少由轮对传至车体的高频激励,提高车辆运行稳定性、舒适性和临界速度。所发明的减振装置、系统设计简洁、制造和维护成本低。

根据一种优选的实施方式,该二系悬挂横向减振系统包括设置于前转向架构架处的前减振分系统和设置于后转向架处的后减振分系统,前减振分系统和后减振分系统分别设置于轨道车辆的底盘下方,位于车体与转向架之间。在前减振分系统和后减振分系统分别单独工作时,能够分别单独缓解轨道车辆的前端摆动和后端摆动。前减振分系统和后减振分系统分别设置为双作用液压缸。前减振分系统和后减振分系统设置为能够可选地通过液压管路连接,并且在连接后能够在车辆沿曲线路径行驶时提供回转力矩,以辅助车辆稳定完成过弯,避免车辆在过弯时不稳影响车辆乘坐舒适度甚至影响车辆安全性能。当轨道车辆在沿近似理想的平直轨道上行驶时,轨道车辆在受到轨道不平顺、轮轨冲击和侧向风等自然和非自然因素的干扰时,车辆本身会发生横摆运动或车体相对于转向架构架会发生横摆运动,此时需要在水平方向上提供与横摆方向相反的阻尼,以减轻车辆的横摆幅度,提高车辆运行的稳定性。此时轨道车辆的前减振分系统和后减振分系统分别单独工作,以提供抵抗车辆横摆的液压力。当车辆在沿曲线线路行驶时,车辆受到轨道不平顺、轮轨冲击和侧向风等自然与非自然因素的干扰时,车体发生大幅横摆运动或摇头运动或是二者耦合运动(即车体的蛇形运动),此时需要适应车辆的耦合运动提供足够的二系横向阻尼,单独的前减振分系统和单独的后减振分系统无法适应蛇形运动提供足够的阻尼,此时需要将前减振分系统和后减振分系统的管路互联,使得前减振分系统和后减振分系统协同作用,产生两个绕车体坐标系中垂向坐标轴的回转力矩,此回转力矩迫使车体向待转方向回转并跟随转向架一通进入曲线轨道,提高轨道车辆的曲线通过能力;减少轨道车辆曲线过弯时的晃动,提高乘坐舒适度。横向减振系统按照前减振分系统和后减振分系统能够针对直线行进和曲线行进场景的不同减振参数需求而选择协同工作或独立工作的方式设置。

根据一种优选的实施方式,前减振分系统包括第一减振装置A和第二减振装置B。第一减振装置A和第二减振装置B对称设置于第一牵引装置F的两侧,第一减振装置A分别连接前转向架构架5和第一牵引装置F。第一牵引装置F为用于连接车体和前转向架构架5的牵引装置。优选地,第一减振装置A和第二减振装置B的活塞杆与前转向架构架5连接,第一减振装置A和第二减振装置B的缸体与第一牵引装置F连接。优选地,第一减振装置A和第二减振装置B的活塞杆与第一牵引装置F连接,第一减振装置A和第二减振装置B的缸体与前转向架构架5连接。如图1所示,当前减振分系统单独工作时,第一减振装置A和第二减振装置B的有杆腔和无杆腔分别连通,当车辆发生摆动时,摆动运动带动第一减振装置A和第二减振装置B的缸体或活塞杆的相对位置发生改变,进而带动第一减振装置A和第二减振装置B的有杆腔和无杆腔内的油液转移,通过控制油液转移的速度,产生抵抗车辆横向摆动的液压力,从而减弱车辆的横向摆动。根据一种优选的实施方式,后减振分系统至少包括第三减振装置C和第四减振装置D,第三减振装置C和第四减振装置D对称设置于第二牵引装置R的两侧,分别连接后转向架构架13和第二牵引装置R。如图1所示,当后减振分系统单独工作时,其工作原理与前减振装置工作原理相同。优选地,第一牵引装置F实施为前转向架心盘;第二牵引装置R实施为后转向架心盘。

根据一种优选的实施方式,当前减振分系统和后减振分系统协同工作时,前减振分系统和后减振分系统的液压管路彼此连通。优选地,前减振分系统和后减振分系统的液压管路的连通方式为:在车辆的俯视图中看,前后转向架上处于任一对角线上的减振装置的油路互联,即位于前转向架构架5上的第一减振装置A和位于后转向架构架13上的第三减振装置C的油路互联;位于前转向架构架5上的第二减振装置B和位于后转向架构架13上的第四减振装置D的油路互联。优选地,如图3所示,第一减振装置A和位于后转向架构架13上的第三减振装置C的油路互联方式为第一减振装置A的第一有杆腔A-2和第三减振装置C的第三有杆腔C-2连通;第一减振装置A的第一无杆腔A-4和第三减振装置C的第三无杆腔C-4连通。优选地,如图3所示,第二减振装置B和位于后转向架构架13上的第四减振装置D的油路互联方式为第二减振装置B的第二有杆腔B-2和第四减振装置D的第四有杆腔D-2连通;第二减振装置B的第二无杆腔B-4和第四减振装置D的第四无杆腔D-4连通。当车辆沿曲线路行驶时,车体14的蛇形运动带动各减振装置的活塞杆和缸体的相对位置发生改变,这样的连接方式使得在蛇形运动时,沿对角线分布的横向减振装置互相仍然为反向运动,即当第一减振装置A为拉伸(压缩)运动时,处于对角线上的第三减振装置C为压缩(拉伸)运动;当第二减振装置B为拉伸(压缩)运动时,第四减振装置D为压缩(拉伸)运动。

根据一种优选的实施方式,还包括用于调整液压管路内的液压力的液压辅件,液压辅件按照能够根据车辆运动状态为减振系统提供适当液压力的方式设置于液压管路上。液压辅件包括蓄能器和阻尼阀。蓄能器内置固定气压,在液压高时压缩体积使得内部气压升高从而与当前的高液压保持平衡——蓄能;在液压低时内部气体体积扩大,气压降低从而与低液压保持平衡——释能。蓄能器分别设置于四条两端分别连接有不同减振装置的液压管路上,能够调节减振系统的刚度,使得本申请的减振系统能够提供合适的液压力。阻尼阀能够耗掉振动能量,调整减振系统的阻尼,使得减振系统能够提供恰当的液压力。优选地,阻尼阀设置为可调阻尼阀,在防止系统超调同时,能够迅速衰减系统振动,并且能够调整阻尼阀的阻尼大小,实现可变液压力输出,以满足车辆在不同运动状态和运动环境中对不同液压力的需求。优选地,可调阻尼阀可以实施为分级可调阻尼阀或无级可调阻尼阀。通过这样的设置方式,液压缸液体刚度、减振装置整体动态刚度和动态阻尼发生变化后,减振系统的刚度也会发生变化,减振系统的工作响应时间、产生的回转力矩大小以及整个二系悬挂横向刚度均会发生变化,从而提高车辆运行稳定性、平稳性和曲线通过能力。

根据一种优选的实施方式,本实施例的减振系统还包括用于检测判断车辆的行驶和摆动状态的若干传感器12和与传感器12数据连接用于接收传感器12的检测数据并基于检测数据判断车辆的运动状态的控制中心11。优选地,检测数据至少包括:车辆GPS、实时速度、构架端部横向加速度、车体纵向、横向和垂向速度、转向架与车体横向位移、摇头角和角速度。优选地,控制中心11还基于上述检测数据计算用于控制前后转向架的管路连通关系的控制策略。

根据一种优选的实施方式,本实施例的减振系统还包括管路切换装置10,管路切换装置10与控制中心11数据连接,用于接收控制中心11基于计算出的控制策略发送的控制指令,管路切换装置10基于接收到的控制指令切换横向减振系统的前减振分系统和后减振分系统的管路连通关系。优选地,管路切换装置10可以被实施为第一电磁换向阀。优选地,第一电磁换向阀接收到控制指令后执行工作。优选地,控制中心11能够根据轨道车辆动力学评价指标设计控制策略。优选地,车辆动力学评价指标设计可以是:蛇形运动稳定性(轴箱、转向架构架等横向加速度)、运行平稳性(Sperling平稳性指标、舒适度指标和振动加速度等指标)、运行安全性(脱轨系数、轮轴横向力、轮重减载率和转向架倾覆系数)或其他指标。优选地,控制策略可以实施为:当检测到车辆在沿近似理想的平直轨道上行驶时,控制中心11控制第一电磁换向阀处于第一工作位置(如图2所示的左位),以使得前减振分系统和后减振分系统处于单独工作的状态;当检测到车辆在沿曲线路形式时,控制中心11控制第一电磁换向阀处于第二工作位置(如图3所示的右位),以使得前减振分系统和后减振分系统处于协同工作的状态,以提高车体抗蛇形运动的能力。优选地,第一工作位置可以是第一电磁换向阀的初始位置,第二工作位置可以是第一电磁换向阀的终止位置。优选地,车辆的行驶路径可以是根据车辆的定位和现有的地图确定的。

根据一种优选的实施方式,液压系统包括用于监测液压管路内的液压的压力监测模块,压力监测模块与所述控制中心11数据连接,控制中心11基于压力监测模块的监测数据计算控制、预警、故障检修和维修策略。控制中心11能够基于液压管路内的压力检测数据确定各液压管路上的可调阻尼阀的阻尼大小,以适应当前车辆的行驶状态。优选地,压力监测模块的监测数据至少包括以下一个:所述液压管路的压力数据和所述管路切换装置处的压力数据。

为便于理解,以下对本减振系统的一个优选实施方式的工作原理进行描述:

当车辆沿近似理想的平直轨道行驶时,第一电磁换向阀处于如图1或图2所示的第一工作位置,此时位于前转向架构架5上的第一减振装置A与第二减振装置B的有杆腔和无杆腔分别连通。在车体14相对于前转向架构架5沿坐标轴负方向做横摆运动时,第一减振装置A中的第一活塞杆A-1带动第一活塞A-3做拉伸运动,即沿坐标轴做正方向运动;第二减振装置B中的第二活塞杆B-1带动第二活塞B-3做压缩运动,即做沿坐标轴做正方向运动。此时,第一减振装置A中第一有杆腔A-2中的油液流经第一可调阻尼阀E-1,通过管路切换装置10,再流经第二蓄能器G-2和第八可调阻尼阀E-8进入到第二减振装置B的第二有杆腔B-2中,对该腔的油液进行补充;此时,第二减振装置B中第二无杆腔B-4的油液流经第七可调阻尼阀E-7和第一蓄能器G-1,通过管路切换装置10,再流经第二可调阻尼阀E-2进入到第一减振装置A的第一无杆腔A-4中,对该腔油液进行补充。油液交换过程中,第一蓄能器G-1、第二蓄能器G-2、第一可调阻尼阀E-1、第七可调阻尼阀E-7、第八可调阻尼阀E-8和第二可调阻尼阀E-2共同作用,使得管路中的油液具备一定液压力,该液压力分别作用在第一减振装置A和第二减振装置B上,从而通过第一牵引装置F作用于车体14上。该力方向与车体14发生横摆运动的方向相反,抑制车体14蛇形运动,提高轨道车辆运行稳定性。

同理,在后转向架构架13中的第三减振装置C和第四减振装置D的工作原理与上述相同。

在车体14相对于后转向架构架13沿坐标轴负方向做横摆运动时,第四减振装置D中的第四活塞杆D-1带动第四活塞D-3做拉伸运动,即沿坐标轴正方向运动;第三减振装置C中的第三活塞杆C-1带动第三活塞C-3做压缩运动,即做沿坐标轴做正方向运动。此时,第四减振装置D中第四有杆腔D-2中的油液沿第三液压回路8流经第三可调阻尼阀E-3,通过管路切换装置10,再流经第三蓄能器G-3和第六可调阻尼阀E-6进入到第三减振装置C的第三有杆腔C-2中,对该腔的油液进行补充;此时,第三减振装置C中第三无杆腔C-4的油液沿第四液压回路9流经第五可调阻尼阀E-5和第四蓄能器G-4,通过管路切换装置10,再流经第四可调阻尼阀E-4进入到第四减振装置D的第四无杆腔D-4中,对该腔油液进行补充。油液交换过程中,第三蓄能器G-3、第四蓄能器G-4、第三可调阻尼阀E-3、第四可调阻尼阀E-4、第五可调阻尼阀E-5和第六可调阻尼阀E-6共同作用,使得管路中的油液具备一定液压力,该液压力分别作用在第四减振装置D和第三减振装置C上,从而通过第二牵引装置R作用于车体14上。该力方向与车体14发生横摆运动的方向相反,抑制车体14蛇形运动,提高轨道车辆运行稳定性。

同理,当车体14相对于前转向架构架5和后转向架构架13沿坐标轴正方向做横摆运动时,前转向架构架5和后转向架构架13中的减振装置A、B、C和D的工作原理与上述相同,区别在于各减振装置中活塞杆运动方向相反,油路中油液运动方向相反。

当车辆沿曲线路行驶时,第一电磁换向阀处于如图3所示的第二工作位置,此时第一减振装置A的第一无杆腔A-4和第一有杆腔A-2分别与第三减振装置C的第三无杆腔C-4和第三有杆腔C-2连通。在轨道车辆沿图3所示的平面向左转弯通过弯道时,车体14在惯性力作用下,既相对于前转向架构架5和后转向架构架13表现出沿坐标轴正方向做横摆运动,又表现出沿纵向继续行进或者在转向架牵引作用下绕旋转轴顺时针做轻微摇头运动。此时,第一减振装置A中的第一活塞杆A-1带动第一活塞A-3做压缩运动,即沿坐标轴做负方向运动;第三减振装置C中的第三活塞杆C-1带动第三活塞C-3做压缩运动,即沿坐标轴做正方向运动。此时,第一减振装置A中第一无杆腔A-4的油液流经第二可调阻尼阀E-2,进入第四蓄能器G-4;第三减振装置C中第三无杆腔C-4的油液流经第五可调阻尼阀E-5,通过第一电磁换向阀,进入第四蓄能器G-4。此时,第一液压回路6中油压升高,由于第四蓄能器G-4和第二可调阻尼阀E-2和第五可调阻尼阀E-5共同作用,使得减振装置刚度增加,从而产生一绕车体14旋转轴线逆时针作用的回转力矩,该力矩通过第一牵引装置F和第二牵引装置R作用于车体14上,使得车体14跟随前转向架构架5和13绕旋转轴顺时针旋转,此方向与车辆待转方向相同。此时,第二液压回路7中油压降低,但由于第三蓄能器G-3和第一可调阻尼阀E-1和第六可调阻尼阀E-6共同作用,使得管路中油压得到补充。由此,车体14施加在转向架上的纵向力减少,使得轮轨冲击减小,提高车辆曲线通过能力。同理,处于另一对角线的前转向架构架5中的第三减振装置C和后转向架构架13中的第四减振装置D的工作原理与上述相同。

同理,在轨道车辆沿平面向左行进,同时右转弯通过弯道时,车体14在惯性力作用下,既相对于前转向架构架5和后转向架构架13表现出沿坐标轴负方向做横摆运动,又表现出沿纵向继续行进或者在转向架牵引作用下绕旋转轴逆时针做轻微摇头运动。此时,前转向架构架5和后转向架构架13中减振装置A、B、C和D的工作原理与上述相同,区别在于各减振装置中活塞杆运动方向相反,油路中油液运动方向相反。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进,重复的内容不再赘述。

本实施例提供一种轨道车辆互联式二系悬挂横向减振装置,第一减振装置A与第四减振装置D在车体14的底盘上的分布方式为均位于车体14纵轴线的第一侧,第二减振装置B与第三减振装置C在车体14的底盘上的分布方式为均位于车体14纵轴线相对第一侧的第二侧。

如图4与图5所示,第一减振装置A的第一有杆腔A-2和第一无杆腔A-4的液压管道通过第二电磁换向阀Y-1连接到第六电磁换向阀15的第三侧。第二减振装置B的第二有杆腔B-2和第二无杆腔B-4的液压管道通过第三电磁换向阀Y-2连接到第六电磁换向阀15的第四侧。第三减振装置C的第三有杆腔C-2和第三无杆腔C-4的液压管道通过第五电磁换向阀Y-4连接到第六电磁换向阀15的第四侧。第四减振装置D的第四有杆腔D-2和第四无杆腔D-4的液压管道通过第四电磁换向阀Y-3连接到第六电磁换向阀15的第三侧。优选地,第二电磁换向阀Y-1、第三电磁换向阀Y-2、第四电磁换向阀Y-3和第五电磁换向阀Y-4均为三位四通电磁换向阀。第二电磁换向阀Y-1和第五电磁换向阀Y-4为Y型换向阀。优选地,第三电磁换向阀Y-2和第四电磁换向阀Y-3为P型换向阀。

当第二电磁换向阀Y-1、第三电磁换向阀Y-2、第四电磁换向阀Y-3和第五电磁换向阀Y-4均处于工作位置时,减振装置的调节方式与实施例1相同。

当第二电磁换向阀Y-1、第三电磁换向阀Y-2、第四电磁换向阀Y-3和第五电磁换向阀Y-4均处于工作位置,而第六电磁换向阀15处于如图6所示的第三工作位置时,第一减振装置A、第二减振装置B、第三减振装置C和第四减振装置D两两之间的油路能够互通,此时四个减振装置分别的有杆腔和无杆腔之间均能够油液互通,从而保持管路的油压平衡。优选地,第三工作位置为第六电磁换向阀15四通道截止位置。

当第二电磁换向阀Y-1、第三电磁换向阀Y-2、第四电磁换向阀Y-3和第五电磁换向阀Y-4均处于不工作位置时,即阀芯处于如图4和图5所示的第四工作位置时,第一减振装置A、第二减振装置B、第三减振装置C和第四减振装置D的油路中断互通,彼此独立,此时减振装置转变为不互联的轨道车辆普通型减振装置。优选地,第四工作位置为四通道截止位置。

需要注意的是,上述具体实施例是示例性的,本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案,而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白,本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思,诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思,申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中,“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式,不应理解为必须设置,故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

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