專利名稱：機(jī)械式半主動鐵道車輛轉(zhuǎn)向架徑向?qū)蜓b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路車輛，特別涉及一種機(jī)械式半主動鐵道車輛轉(zhuǎn)向架徑向?qū)蜓b置，應(yīng)用于鐵道車輛的軸箱定位裝置，尤其是地鐵輕軌車輛。
背景技術(shù)：
鐵道車輛的穩(wěn)定性和曲線通過性能在一系縱向定位參數(shù)設(shè)計(jì)上一直存在矛盾。雖然提出并驗(yàn)證了主動導(dǎo)向控制技術(shù)的可能性，但由于關(guān)鍵反饋信號獲取困難，系統(tǒng)的可靠性需要進(jìn)一步認(rèn)證。多種徑向轉(zhuǎn)向架方案也被提出，但沒有簡單可行的方案。使得目前的地鐵列車轉(zhuǎn)向架仍然沿用傳統(tǒng)的方式，在曲線導(dǎo)向性能上均較差。因此需要一種結(jié)構(gòu)簡單， 容易實(shí)現(xiàn)，又能基本解決上述矛盾的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種基于運(yùn)行速度的縱向剛度可調(diào)的機(jī)械式半主動鐵道車輛轉(zhuǎn)向架徑向?qū)蜓b置。鐵道車輛的穩(wěn)定性和曲線通過性能在一系列縱向定位參數(shù)中，速度成為唯一的反饋控制信號，當(dāng)速度大于某一設(shè)定速度時，縱向定位剛度變成最大，以符合穩(wěn)定性的要求；當(dāng)速度低于該值時，剛度變得很小，有利于低速通過曲線時性能改善。該方案避免了主動控制的反饋信號獲取問題，使通過機(jī)械系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)被動徑向調(diào)節(jié)成為可能?？勺儎偠妊b置由充液橡膠襯套實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種機(jī)械式半主動鐵道車輛轉(zhuǎn)向架徑向?qū)蜓b置，包括車輪、速度傳感裝置和充液式橡膠襯套，速度傳感裝置安裝于車輪的車軸端面，通過執(zhí)行通道與充液式橡膠襯套相聯(lián)，速度傳感裝置將其轉(zhuǎn)速作為信號源和動力源，控制充液式橡膠襯套的剛度。所述的速度傳感裝置為離心式控制機(jī)構(gòu)，由連接盤、擺臂、拉桿和預(yù)緊彈簧構(gòu)成， 連接盤安裝在一旋轉(zhuǎn)離心部件上，并由其帶動擺臂轉(zhuǎn)動，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動帶動連接盤轉(zhuǎn)動，離心部件達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速時，擺臂在離心力作用下產(chǎn)生擺轉(zhuǎn)角度，改變預(yù)緊彈簧的壓縮量，使拉桿產(chǎn)生一定的位移。所述充液式橡膠襯套，由套筒芯軸、前油腔、橡膠體、回復(fù)彈簧、芯軸、液壓閥、后油腔組成，其中橡膠體內(nèi)開設(shè)有前、后兩個油腔，前、后油腔通過液壓閥相連，速度傳感裝置的離心控制機(jī)構(gòu)中的拉桿通過控制液壓閥的動作來控制前、后兩油腔的通斷，從而控制充液式橡膠襯套的剛度。液壓閥為常開型，即車輪轉(zhuǎn)速未達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速時，前、后兩油腔可自由流動，充液式橡膠襯套剛度較小，有利于低速通過曲線時性能改善；當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速時，速度傳感裝置的控制機(jī)構(gòu)動作，觸發(fā)液壓閥動作，使得前、后兩油腔相阻斷，前、后兩油腔內(nèi)油液無法流動，由于油液不可壓縮，充液式橡膠襯套剛度變大，有利于穩(wěn)定性。本發(fā)明的速度傳感裝置采用離心式機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)安裝在車輪的車軸端面，其中的慣性旋體隨著車軸的轉(zhuǎn)動將產(chǎn)生離心力使軸向移動，利用速度傳感裝置中離心控制機(jī)構(gòu)的慣性體軸向移動通過一鋼絲控制可變剛度裝置。可變剛度裝置采用空心充液式橡膠套形式，前后油腔間設(shè)有連通道，該連通道內(nèi)設(shè)有一液壓閥，液壓閥有通斷兩個狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)剛度可變。 本發(fā)明的優(yōu)越功效在于采用全機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了軸箱縱向定位剛度的調(diào)節(jié)，充液式橡膠襯套的剛度能夠根據(jù)車輪對轉(zhuǎn)速進(jìn)行大小兩個級別的自動調(diào)節(jié)?？紤]到鐵道車輛通過曲線時一般都需要降速運(yùn)行的特點(diǎn)，采用了高速高定位剛度低速低定位剛度的方式，在確保高速穩(wěn)定性前提下，實(shí)現(xiàn)了曲線通過時的低縱向剛度定位，完成了徑向自導(dǎo)向通過的方案。


圖1為本發(fā)明的總體方案圖； 圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖； 圖3為本發(fā)明的速度傳感裝置及控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意4為本發(fā)明的充液式橡膠襯套的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中標(biāo)號說明
1一速度傳感裝置； 11 一連接盤； 13—拉桿；
2—執(zhí)行通道；
3—充液式橡膠襯套 31—套筒芯軸；
33—橡膠體； ；35—芯軸； 37—后油腔； 4一車輪。
12—擺臂； 14一預(yù)緊彈簧
32—前油腔； ；34—回復(fù)彈簧 36—液壓閥；
具體實(shí)施例方式請參閱附圖所示，對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種機(jī)械式半主動鐵道車輛轉(zhuǎn)向架徑向?qū)蜓b置，包括車輪4、速度傳感裝置1和充液式橡膠襯套3，速度傳感裝置1安裝于車輪4的車軸端面，通過執(zhí)行通道2與充液式橡膠襯套3相聯(lián)，速度傳感裝置1將其轉(zhuǎn)速作為信號源和動力源，控制充液式橡膠襯套3的剛度。如圖3所示，所述的速度傳感裝置1為離心式控制機(jī)構(gòu)，由連接盤11、擺臂12、拉桿13和預(yù)緊彈簧14構(gòu)成，連接盤11安裝在一旋轉(zhuǎn)離心部件上，并由其帶動擺臂12轉(zhuǎn)動， 當(dāng)車輪4轉(zhuǎn)動帶動連接盤11轉(zhuǎn)動，離心部件達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速時，擺臂12在離心力作用下產(chǎn)生擺轉(zhuǎn)角度，改變預(yù)緊彈簧14的壓縮量，使拉桿13產(chǎn)生一定的位移。如圖4所示，所述充液式橡膠襯套3，由套筒芯軸31、前油腔32、橡膠體33、回復(fù)彈簧34、芯軸35、液壓閥36、后油腔37組成，其中橡膠體33內(nèi)開設(shè)有前油腔32和后油腔37， 前油腔32和后油腔37通過液壓閥36相連，速度傳感裝置1的離心控制機(jī)構(gòu)中的拉桿13通過控制液壓閥36的動作來控制前油腔32和后油腔37的通斷，從而控制充液式橡膠襯套3
4的剛度。液壓閥36為常開型，即車輪4轉(zhuǎn)速未達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速時，前油腔32和后油腔37可自由流動，充液式橡膠襯套3剛度較小，有利于低速通過曲線時性能改善；當(dāng)車輪4轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速時，速度傳感裝置1的控制機(jī)構(gòu)動作，觸發(fā)液壓閥36動作，使得前油腔32和后油腔37相阻斷，前油腔32和后油腔37內(nèi)油液無法流動，由于油液不可壓縮，充液式橡膠襯套3剛度變大，有利于穩(wěn)定性。 本發(fā)明的安裝盤11安裝在一旋轉(zhuǎn)離心部件上，并由其帶動轉(zhuǎn)動，當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時，擺臂12在離心力作用下產(chǎn)生擺轉(zhuǎn)角度，進(jìn)而推動拉桿13產(chǎn)生一定的位移。預(yù)緊彈簧14 為拉桿提供回復(fù)力，同時通過改變彈簧14的預(yù)壓縮量可以調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)作動所需的轉(zhuǎn)速。充液式橡膠襯套3的橡膠體33內(nèi)開設(shè)有前油腔32和后油腔37，兩油腔通過液壓閥36相連， 控制機(jī)構(gòu)中的拉桿13通過控制液壓閥36的動作來控制兩油腔的通斷。液壓閥36為常開型，即車軸轉(zhuǎn)速未達(dá)到設(shè)定速度時，橡膠體33內(nèi)兩油腔相連通，油腔內(nèi)的油液可自由流動， 充液式橡膠襯套3剛度較小，有利于低速通過曲線時性能的改善；當(dāng)車輪對轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定時，速度傳感裝置的控制機(jī)構(gòu)作動，使得前、后兩油腔相阻斷，油腔內(nèi)油液無法流動，由于油液不可壓縮，充液式橡膠襯套3剛度變大，以符合穩(wěn)定性的要求。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械式半主動鐵道車輛轉(zhuǎn)向架徑向?qū)蜓b置，包括車輪、速度傳感裝置和充液式橡膠襯套，其特征在于速度傳感裝置安裝于車輪的車軸端面，通過執(zhí)行通道與充液式橡膠襯套相聯(lián)，速度傳感裝置將其轉(zhuǎn)速作為信號源和動力源，控制充液式橡膠襯套的剛度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式半主動鐵道車輛轉(zhuǎn)向架徑向?qū)蜓b置，其特征在于 所述的速度傳感裝置為離心式控制機(jī)構(gòu)，由連接盤、擺臂、拉桿和預(yù)緊彈簧構(gòu)成，連接盤安裝在一旋轉(zhuǎn)離心部件上，并由其帶動擺臂轉(zhuǎn)動，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動帶動連接盤轉(zhuǎn)動，離心部件達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速時，擺臂在離心力作用下產(chǎn)生擺轉(zhuǎn)角度，改變預(yù)緊彈簧的壓縮量，使拉桿產(chǎn)生一定的位移。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式半主動鐵道車輛轉(zhuǎn)向架徑向?qū)蜓b置，其特征在于 所述充液式橡膠襯套，由套筒芯軸、前油腔、橡膠體、回復(fù)彈簧、芯軸、液壓閥、后油腔組成， 其中橡膠體內(nèi)開設(shè)有前、后兩個油腔，前、后油腔通過液壓閥相連；速度傳感裝置的離心控制機(jī)構(gòu)中的拉桿通過控制液壓閥的動作來控制前、后兩油腔的通斷，從而控制充液式橡膠襯套的剛度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)械式半主動鐵道車輛轉(zhuǎn)向架徑向?qū)蜓b置，包括車輪、速度傳感裝置和充液式橡膠襯套，速度傳感裝置安裝于車輪的車軸端面，通過執(zhí)行通道與充液式橡膠襯套相聯(lián)，速度傳感裝置將其轉(zhuǎn)速作為信號源和動力源，控制充液式橡膠襯套的剛度。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用全機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了軸箱縱向定位剛度的調(diào)節(jié)，充液式橡膠襯套的剛度能夠根據(jù)車輪對轉(zhuǎn)速進(jìn)行大小兩個級別的自動調(diào)節(jié)?？紤]到鐵道車輛通過曲線時一般都需要降速運(yùn)行的特點(diǎn)，采用了高速高定位剛度低速低定位剛度的方式，在確保高速穩(wěn)定性前提下，實(shí)現(xiàn)了曲線通過時的低縱向剛度定位，完成了徑向自導(dǎo)向通過的方案。
文檔編號B61F5/38GK102407861SQ201110311710
公開日2012年4月11日 申請日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者楚永平, 沈鋼, 王輝 申請人:同濟(jì)大學(xué)