一種應(yīng)用于擺式列車的集成液壓控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種應(yīng)用于擺式列車的集成液壓控制系統(tǒng)，包括集成作動器，集成作動器內(nèi)固定有液壓油箱和液壓油缸，液壓油缸內(nèi)固定連接有位移傳感器和若干壓力傳感器，位移傳感器和壓力傳感器電連接在控制器上，控制器內(nèi)設(shè)有控制板，控制器固定于集成作動器內(nèi)并通過電纜和通訊線纜分別連接電源和列車控制器；集成作動器內(nèi)固定有液壓比例控制閥，液壓比例控制閥通過線纜電連接控制器，液壓比例控制閥通過液壓油管分別與液壓油缸和液壓油箱連接，液壓比例控制閥和液壓油箱之間的液壓油管上連接有定量泵，定量泵和電動馬達(dá)機(jī)械連接。該控制系統(tǒng)集成性高，本身自重小，故障診斷快，且可以離線維修，操作便捷，同時可靠性和安全性高。
【專利說明】
一種應(yīng)用于擺式列車的集成液壓控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明涉及軌道交通的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及所有高速列車、城際列車、區(qū)間列車以及其他軌道交通車輛中擺式列車上的集成液壓控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
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[0002]軌道交通，包括高鐵，城際列車，區(qū)間列車，大鐵路列車，以及其他軌道交通車輛，其軌道交通車輛運(yùn)載量大，綠色環(huán)保無污染的優(yōu)勢，近年來得到了大力的發(fā)展。但是新修線路，投資成本高，時間長，尤其在山區(qū)非常困難;而相比新修線路，改造現(xiàn)有的舊線路，能大程度的節(jié)省建設(shè)成本和縮短工程時間。改造舊線路，比如改造現(xiàn)有舊的多彎道線路，引進(jìn)擺式列車技術(shù)，其投資成本低，能夠提高列車在彎道運(yùn)行速度30%，是降低列車運(yùn)行時間和提高列車運(yùn)行舒適度的有效辦法。
[0003]而目前市場上主動擺式列車技術(shù)中使用的主動控制系統(tǒng)可以分為兩類。一類為分散的液壓控制系統(tǒng)，如圖1所示;另一類則為伺服電機(jī)-機(jī)械絲杠控制系統(tǒng)，如圖2所示；
[0004]分散的液壓控制系統(tǒng)由油缸a、蓄能器b、控制閥C、濾油器d、冷卻器e、主栗站f、循環(huán)栗g和油箱h組成，其優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)壓力高，油缸作用力大，系統(tǒng)安全可靠，液壓油缸體積小容易安裝在轉(zhuǎn)向架內(nèi)。但分散的液壓控制系統(tǒng)的問題在于液壓系統(tǒng)及管路復(fù)雜，本身自重大，出現(xiàn)故障后在線診斷時間長，維修時需在線打開液壓系統(tǒng)，容易污染液壓油，同時對環(huán)境造成污染;在出現(xiàn)故障時可以實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)的安全功能，但是成本很高。
[0005]伺服電機(jī)-機(jī)械絲杠控制系統(tǒng)由減速電機(jī)1、伺服電機(jī)k、行星滾珠絲杠j、傳感器i等組成，其優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)集成，沒有分散元器件，維修時可更換整個系統(tǒng)，可以離線診斷故障，維修方便。但伺服電機(jī)-機(jī)械絲杠控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于絲杠系統(tǒng)在潤滑不良或者受側(cè)向力情況下可能出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，對系統(tǒng)安全性產(chǎn)生不良影響。在出現(xiàn)故障時難以實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)的安全功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，而提供了一種應(yīng)用于擺式列車的集成液壓控制系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)集成性高，本身自重小，故障診斷快且可以離線維修，操作便捷，同時可靠性和安全性高。
[0007]—種應(yīng)用于擺式列車的集成液壓控制系統(tǒng)，包括集成作動器，集成作動器內(nèi)固定有液壓油箱和液壓油缸，液壓油缸上固定有第一鉸接支座，液壓油缸的活塞桿上固定有第二鉸接支座，第一鉸接支座和第二鉸接支座分布于液壓油缸的兩端并露出集成作動器外，所述的液壓油缸內(nèi)固定連接有位移傳感器和若干壓力傳感器，位移傳感器和壓力傳感器電連接在控制器上，控制器內(nèi)設(shè)有控制板，控制器固定于集成作動器內(nèi)并通過電纜和通訊線纜分別連接電源和列車控制器;集成作動器內(nèi)固定有液壓比例控制閥，液壓比例控制閥通過線纜電連接控制器，液壓比例控制閥通過液壓油管分別與液壓油缸和液壓油箱連接，液壓比例控制閥和液壓油箱之間的液壓油管上連接有定量栗，定量栗和電動馬達(dá)機(jī)械連接，定量栗和液壓比例控制閥之間的液壓油管上連接有連通液壓油箱的分支油管，分支油管上連接有溢流閥，所述的溢流閥、電動馬達(dá)和定量栗均固定于集成作動器內(nèi)。
[0008]所述的壓力傳感器設(shè)有兩個，壓力傳感器和位移傳感器均位于液壓油缸的缸體內(nèi)，位移傳感器位于液壓油缸缸體的一端，壓力傳感器分設(shè)于液壓油缸內(nèi)活塞的兩側(cè)。
[0009]所述的液壓比例控制閥設(shè)有四個進(jìn)出口并連接有四根液壓油管，兩根液壓油管連接在液壓油缸上，兩根液壓油管連接在液壓油箱上，定量栗連接于液壓比例控制閥和液壓油箱之間的一根液壓油管上。
[0010]所述的集成作動器上固定連接有電源插座，和通訊接口，控制器分別與電源插座和通訊接口電連接;集成作動器內(nèi)的電動馬達(dá)電通過電控箱連接電源插座；電源插座通過線纜連接電源，電源采用220V或380V的交流電。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:
[0012]1、它綜合了現(xiàn)有主動擺式列車技術(shù)中主流的兩種控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了其兩種控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)擺式列車的控制系統(tǒng)具備高安全性、高可靠性和高集成性，能減輕擺式列車的重量，提高車速，同時故障診斷快可以離線維修，操作便捷。
[0013]2、它采用的集成液壓控制系統(tǒng)能根據(jù)列車的控制信號實(shí)現(xiàn)列車在過曲線時做實(shí)時要求的各角度的傾擺。
【附圖說明】
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[0014]圖1為現(xiàn)有擺式列車上分散的液壓控制系統(tǒng)的示意圖；
[0015]圖2為現(xiàn)有擺式列車上伺服電機(jī)-機(jī)械絲杠控制系統(tǒng)的示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明集成液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明單個集成作動器設(shè)于擺式列車上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明一對集成作動器設(shè)于擺式列車上的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖6為本發(fā)明集成液壓系統(tǒng)采用變量栗的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1、集成作動器;2、液壓油箱;3、液壓油缸;31、第一鉸接支座;32、第二鉸接支座;4、位移傳感器;5、壓力傳感器;6、控制器;7、電源;8、液壓比例控制閥；9、定量栗；1、電動馬達(dá)；11、溢流閥；12、控制板；13、列車控制器；14、比例變量栗；15、轉(zhuǎn)向架；16、連桿；17、搖枕;18、二系懸掛;19、車廂。
【具體實(shí)施方式】
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[0021]實(shí)施例:見圖3所示，一種應(yīng)用于擺式列車的集成液壓控制系統(tǒng)，包括集成作動器I，集成作動器I內(nèi)固定有液壓油箱2和液壓油缸3，液壓油缸3上固定有第一鉸接支座31，液壓油缸3的活塞桿上固定有第二鉸接支座32，第一鉸接支座31和第二鉸接支座32分布于液壓油缸3的兩端并露出集成作動器I外，所述的液壓油缸3內(nèi)固定連接有位移傳感器4和若干壓力傳感器5，位移傳感器4和壓力傳感器5電連接在控制器6上，控制器6內(nèi)設(shè)有控制板12，控制器6固定于集成作動器I內(nèi)并通過電纜和通訊線纜分別連接電源7和列車控制器13;集成作動器I內(nèi)固定有液壓比例控制閥8，液壓比例控制閥8通過線纜電連接控制器6，液壓比例控制閥8通過液壓油管分別與液壓油缸3和液壓油箱2連接，液壓比例控制閥8和液壓油箱2之間的液壓油管上連接有定量栗9，定量栗9和電動馬達(dá)10機(jī)械連接，定量栗9和液壓比例控制閥8之間的液壓油管上連接有連通液壓油箱2的分支油管，分支油管上連接有溢流閥11，所述的溢流閥11、電動馬達(dá)10和定量栗9均固定于集成作動器I內(nèi)。
[0022]所述的壓力傳感器5設(shè)有兩個，壓力傳感器5和位移傳感器4均位于液壓油缸3的缸體內(nèi)，位移傳感器4位于液壓油缸3缸體的一端，壓力傳感器5分設(shè)于液壓油缸3內(nèi)活塞的兩側(cè)。
[0023]所述的液壓比例控制閥8設(shè)有四個進(jìn)出口并連接有四根液壓油管，兩根液壓油管連接在液壓油缸3上，兩根液壓油管連接在液壓油箱2上，定量栗9連接于液壓比例控制閥8和液壓油箱2之間的一根液壓油管上。
[0024]所述的集成作動器I上固定連接有電源插座，和通訊接口，控制器6分別與電源插座和通訊接口電連接;集成作動器I內(nèi)的電動馬達(dá)1電通過電控箱連接電源插座；電源插座通過線纜連接電源7，電源7采用380V或220V的交流電；控制信號通過通訊總線傳遞給控制器，控制器內(nèi)部按照控制邏輯轉(zhuǎn)換成比例控制閥的控制信號，集成作動器根據(jù)這個控制信號實(shí)現(xiàn)列車的擺動。
[0025]工作原理:本發(fā)明為擺式列車上的集成液壓控制系統(tǒng);其原理結(jié)合圖3進(jìn)行闡述圖3中虛線為電路或控制油路，實(shí)線為主油路；
[0026]其擺式列車上電時，電動馬達(dá)10通電，定量栗9啟動，同時其液壓控制系統(tǒng)通過溢流閥11建立所需要工作壓力，系統(tǒng)從而自動進(jìn)入擺式列車模態(tài)。當(dāng)列車過彎道曲線時，列車上的計(jì)算機(jī)通過采集的信息計(jì)算出列車通過曲線時所需要擺動的角度，通過列車通訊總線把這個角度信息傳遞給集成作動器I里的控制器6?？刂破鹘邮盏竭@個信息后進(jìn)行處理，通過控制律把此信號轉(zhuǎn)換成液壓比例控制閥8的控制信號發(fā)送給液壓比例控制閥8，通過液壓比例控制閥8的換向以及流量控制來控制液壓油缸3的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)列車在彎道曲線上各位置的最佳傾擺;傾擺狀態(tài)的結(jié)構(gòu)如圖4、5所示；
[0027]同時液壓油缸3上內(nèi)置的位移傳感器4把液壓油缸3實(shí)時運(yùn)動反饋給控制器6，構(gòu)成位置的控制閉環(huán)，由此保證液壓油缸3的運(yùn)動與列車傳輸?shù)男盘柾?另外還可采用不同的控制率，如液壓油缸3上內(nèi)置的壓力傳感器4可以把液壓油缸3實(shí)時壓力反饋給控制器6，構(gòu)成力的控制閉環(huán)，由此保證液壓油缸3的運(yùn)動與列車傳輸?shù)男盘柾剑?br>[0028]還有如圖6所示，該系統(tǒng)也可以將定量栗9更換為比例變量栗14。此時把軌道信號存儲在列車計(jì)算機(jī)內(nèi)，列車通過GPS定位系統(tǒng)或者路邊預(yù)設(shè)傳感器提前確認(rèn)列車將進(jìn)入曲線和列車需要傾擺的角度。該信號通過列車通訊總線傳遞給集成作動器的控制器?？刂破鞲鶕?jù)該信號計(jì)算變量栗所需要流量，并提前調(diào)節(jié)變量栗流量，以滿足液壓系統(tǒng)工作要求，這樣系統(tǒng)更加節(jié)能環(huán)保。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于擺式列車的集成液壓控制系統(tǒng)，包括集成作動器(I)，其特征在于:集成作動器(I)內(nèi)固定有液壓油箱(2)和液壓油缸(3)，液壓油缸(3)上固定有第一鉸接支座(31)，液壓油缸(3)的活塞桿上固定有第二鉸接支座(32)，第一鉸接支座(31)和第二鉸接支座(32)分布于液壓油缸(3)的兩端并露出集成作動器(I)外，所述的液壓油缸(3)內(nèi)固定連接有位移傳感器(4)和若干壓力傳感器(5)，位移傳感器(4)和壓力傳感器(5)電連接在控制器(6)上，控制器(6)內(nèi)設(shè)有控制板(12)，控制器(6)固定于集成作動器(I)內(nèi)并通過電纜和通訊線纜分別連接電源(7)和列車控制器(13);集成作動器(I)內(nèi)固定有液壓比例控制閥(8)，液壓比例控制閥(8)通過線纜電連接控制器(6)，液壓比例控制閥(8)通過液壓油管分別與液壓油缸(3)和液壓油箱(2)連接，液壓比例控制閥(8)和液壓油箱(2)之間的液壓油管上連接有定量栗(9)，定量栗(9)和電動馬達(dá)(10)機(jī)械連接，定量栗(9)和液壓比例控制閥(8)之間的液壓油管上連接有連通液壓油箱(2)的分支油管，分支油管上連接有溢流閥(11)，所述的溢流閥(11)、電動馬達(dá)(10)和定量栗(9)均固定于集成作動器(I)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于擺式列車的集成液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的壓力傳感器(5)設(shè)有兩個，壓力傳感器(5)和位移傳感器(4)均位于液壓油缸(3)的缸體內(nèi)，位移傳感器(4)位于液壓油缸(3)缸體的一端，壓力傳感器(5)分設(shè)于液壓油缸(3)內(nèi)活塞的兩側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于擺式列車的集成液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的液壓比例控制閥(8)設(shè)有四個進(jìn)出口并連接有四根液壓油管，兩根液壓油管連接在液壓油缸(3)上，兩根液壓油管連接在液壓油箱(2)上，定量栗(9)連接于液壓比例控制閥(8)和液壓油箱(2)之間的一根液壓油管上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于擺式列車的集成液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的集成作動器(I)上固定連接有電源插座，和通訊接口，控制器(6)分別與電源插座和通訊接口電連接;集成作動器(I)內(nèi)的電動馬達(dá)(10)電通過電控箱連接電源插座；電源插座通過線纜連接電源(7)，電源(7)采用380V或220V的交流電。
【文檔編號】F15B13/06GK105889161SQ201610495188
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】呂淵
【申請人】浙江利勃海爾中車交通系統(tǒng)有限公司