CN104590302B - 一种轨道车辆及配重装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆技术领域，特别是涉及一种轨道车辆及配重装置。配重装置包括配重块、弹性体和与所述轨道车体固连的基座，所述配重块通过所述弹性体连接于所述基座。在此结构下的配重装置，在具备对轨道车辆配重和调节轨道车辆重心位置两种功能的同时，还增加了提高轨道车辆行驶平稳性和舒适性的另一重要因素，即振动的吸收作用。相比于现有技术中的配重装置只是起对轨道车辆进行配重和调节重心位置的作用，本发明的应用将显著提高轨道车辆的行驶平稳性和舒适性。

Description

一种轨道车辆及配重装置

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，特别是涉及一种轨道车辆及配重装置。

背景技术

随着我国轨道交通行业的迅速发展，轨道车辆的装配制造技术不断发展和优化。其中，基于轨道车辆运行过程中的稳定性考量，在轨道车辆上设置有配重装置。

近年来，对配重装置在轨道车辆行驶过程中所起到的行驶稳定性增强作用的要求越来越高。因此，提高稳定性增强作用成为配重装置的设计目标。

现有技术中，在轨道车辆上安置配重装置，既通常俗称的压车铁，其主要用途在于对轨道车辆进行配重和调节轨道车辆的重心位置。现有轨道车辆的配重装置大多数为单块或多块叠加的物体，如铸铁块或钢块的组合体，多数布置安装在机车机械间，为了节省机车机械间空间，也有布置安装在机车底架边梁或机车侧墙中的，这类配重装置只具有配重和调节机车重心位置的作用。而在轨道车辆的行驶过程中，稳定性除了配重和重心调节对行驶稳定性有影响，行驶路程中的振动及振动使轨道车辆所产生的共振也是干扰行驶稳定性的重要因素之一，而现有技术中的配重装置并未对缓冲、降低甚至抵消振动的功能进行考量，因此，现有技术中的配重装置只对影响行驶稳定性的某些因素进行了控制，而不能将振动这一干扰稳定性的因素进行控制，故此，其对提高轨道车辆的行驶稳定性的作用低。

上述现有技术中的配重装置对轨道车辆行驶过程中所起到的行驶稳定性控制能力低的缺陷是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道车辆及配重装置。通过本发明的应用，将显著提高轨道车辆行驶过程中的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于安装在轨道车体上的配重装置，包括：

配重块、弹性体和用于与所述轨道车体固连的基座，所述配重块通过所述弹性体连接于所述基座。

优选地，所述弹性体为弹簧。

优选地，还包括嵌套于所述弹簧内部的弹簧支撑杆，所述弹簧支撑杆安装于所述基座，所述配重块上设有供所述弹簧支撑杆穿入的导孔。

优选地，所述配重块的数量至少为两个。

优选地，至少两个所述配重块通过螺纹紧固件连接。

优选地，并联设置的所述弹簧的数量为4个至10个。

优选地，并联设置的所述弹簧的数量为4个。

优选地，还包括用于与所述轨道车体固连的箱体，所述基座固连于所述箱体内部且所述基座通过所述箱体与所述轨道车辆实现固连。

优选地，还包括接地导电座，所述箱体通过所述接地导电座与所述轨道车辆电导通连接。

本发明还提供一种轨道车辆，包括上述的配重装置。

对于配重装置，其起到的重要作用之一是对轨道车辆配重和调节重心位置，其中的主要部件为具有一定质量的配重块，将配重块通过弹性体安装在基座上，基座是用于安装在轨道车体上的。由此，上述结构中，当轨道车辆在行进过程中产生振动时，振动传递至配重装置，由于弹性体的设置，配重块不是简单的通过刚性连接而与轨道车辆的整体振动发生一致性的振动，而是弹性体吸收轨道车体的振动，并将振动转递至配重块，特别是振动的频率恰与轨道车辆的固有频率一致时，设置适当的弹性体将轨道车辆的振动大幅度转递至配重块后，配重装置将轨道车辆的共振全部或大部分进行了吸收，而轨道车辆的整体能够保持相对平稳地行使。

现有技术中的配重装置未设置弹性体，进而其无法对轨道车辆的振动起到吸收的作用。相比于现有技术中的配重装置，即俗称的压车铁，本配重装置除具有对轨道车辆配重和调节其重心位置的功能外，还同时具有吸收轨道车辆振动的作用。影响轨道车辆行驶稳定性的重心位置和振动等因素同时被本发明提供的配重装置所控制，因此，本发明提供的配重装置显著提高了轨道车辆行驶的稳定性。

在另一个关于轨道车辆的优选实施方式中，在轨道车辆上设置上述的配重装置，通过本发明中所提供的配重装置设置于轨道车辆，在行驶过程中，轨道车辆的配重和重心通过配重装置调节至合理的结构状态，同时，当轨道车辆发生振动时，振动被配重装置所全部或局部地吸收，由此轨道车辆整体的振动被很大程度地减弱。因此，设置了上述配重装置的轨道车辆显著地提高了行驶的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明第一示意图；

图2为本发明第二示意图；

其中，图1和图2中：配重块—1、弹性体—2、基座—3、弹簧支撑杆—4、箱体—5、接地导电座—6。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种轨道车辆及配重装置，通过本发明的应用，显著提升了轨道车辆行驶过程中的稳定性。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，以下具体实施例依图1和图2进行论述。

根据图中所示，基座3用于安装在轨道车辆上，配重块1通过弹性体2与基座3连接，即配重块1是通过弹性体2被承托重量的，这一结构设置下，当轨道车辆产生振动时，振动将通过弹性体2传导至配重块1，配重块1不是与轨道车辆刚性连接，而是配重装置吸收了轨道车辆的振动，振动在弹性体2和配重块1所组成的体系内振动并逐步衰减的过程中，轨道车辆便实现了“去振动”地行驶。对于配重装置的设置，主要考虑的是其固有频率、质量和弹性体2的弹性刚度，而旨在配重装置能够最大限度且效果最好地吸收轨道车辆的振动，配置上述三个主要指标的依据为：由于轨道车辆运行线路路谱的不确定性和其运行速度的不确定性，轨道车辆运行时线路激励频率具有不确定性，因此配重装置的固有频率设计为轨道车辆整备状态时绕横向中心轴弯曲下车体的一阶垂向弯曲固有频率。在这里，所谓整备状态，是指轨道车辆在所有必备设备和物质(如燃料、润滑油、砂、冷却水和擦拭材料)全部备齐的状态；固有频率是反映一个物体振动特性的固有属性，如果作用在物体上的外力是一个大小不断变化的力，且变化的频率等于或接近物体的固有频率，这时外力就会激发物体发生共振；线路激励频率是指轨道车辆运行过程中由其与轨道间的接触碰撞所产生的，发生在轨道车辆上的振动频率；而一阶垂向弯曲固有频率指轨道车体绕横向中心轴弯曲振动的最低阶的固有频率。由以上内容可知，当线路激励频率与轨道车辆的一阶垂向弯曲固有频率相一致时，轨道车辆便以其一阶垂向弯曲固有频率发生共振，在所有振动中，共振的状态对于轨道车辆的影响最大，是轨道车辆的行驶稳定性提高的重要干扰因素之一。由此，设置配重装置的固有频率与车体的一阶垂向弯曲固有频率相等，即配重装置便可以在轨道车辆因线路激励激发车体以其一阶垂向弯曲固有频率发生共振时，将振动全部或大部分地吸收为配重装置的内部振动，以降低轨道车辆的整体振动。在配重装置的固有频率确定后，与其相关的两个参数为质量和弹性体2的弹性刚度，其三者之间的关系为：这其中，可以根据配重质量m和固有频率f来确定弹簧刚度k的值。

通过以上设置，配重装置在具有对轨道车辆配重和调节重心的功能同时，还对影响行车稳定性的另一重要干扰因素，即振动被充分的吸收和弱化。相比于现有技术中的配重装置未涉及到稳定性中的振动因素，本发明提供的配重装置显著地提高了轨道车辆行驶过程中的稳定性。

在另一具体实施例中，可以将上述具体实施例中的弹性体2设置为弹簧,当然也可以设置为其它具体的弹性体2，如弹性橡胶块。在使用弹簧的结构下，可以在弹簧内部穿插弹簧支撑杆4，所谓弹簧支撑杆4，由于通常的弹簧在拉和压的作用下起到弹性传导和缓冲的作用，而弹簧在径向受力时易发生扭曲变形，弹簧支撑杆4的作用是对弹簧进行径向支撑，将弹簧支撑杆4安装在基座3上，同时由于配重块1会在振动时挤压弹簧，弹簧受压缩短长度，而弹簧支撑杆4的端部可能与配重块1发生干涉，为此，在配重块1上设置拱弹簧支撑杆4穿入的导孔，此设置避免了干涉的发生。

在另一个具体实施例中，对于配重块1，由其配重、调节中心和减振等各方面作用的需求，会存在需要对配重块1的重量进行调节的需求，为此，设置配重块1至少为两个，至少两个配重块1可以通过嵌套穿入的螺杆进行紧定连接。多个配重块1有利于按所需重量进行相应调节。

在另一个具体实施例中，对于弹簧的刚度，根据原理，弹簧在平行设置为并联关系时，各个弹簧的刚度具有叠加关系，由此，设置4至10个弹簧并联，此设置能够实现整体结构更加稳定，同时对单个弹簧的要求有所降低。比较优化的方案是设置平行的4个弹簧，实现所谓的配重块1的“四平八稳”。

在另一个具体实施例中，将上述具体实施例中的结构外部增设一个箱体5，箱体5用于与轨道车体固连，将包括基座3等结构设置在箱体5内部，由此实现了本配种装置的整体化。

进一步地，在箱体5上设置一个接地导电座6，其作用是使箱体5和轨道车辆之间实现电导通。虽然箱体5用于固连在轨道车体上，而由于间隙和油漆等方面的原因，使得配重装置与轨道车体，进而与轨道和大地之间的电导性能不强，这使得当配重装置因故具有电压时，可能对附近的人员造成危险，接地导电座6避免了触电事故的发生。

在一个轨道车辆的具体实施例中，在轨道车辆上安置了上述具体实施例中提出的配重装置。本轨道车辆的行驶稳定性显著地得到提高，具体论述参见上述各具体实施例，此处不在赘述。

Claims (8)

1.一种用于安装在轨道车体上的配重装置，其特征在于，包括：

配重块(1)、弹性体(2)和用于与所述轨道车体固连的基座(3)，所述配重块(1)通过所述弹性体(2)连接于所述基座；

该配重装置的固有频率为轨道车辆整备状态时绕横向中心轴弯曲下车体的一阶垂向弯曲固有频率；

所述弹性体(2)为弹簧；

还包括嵌套于所述弹簧内部的弹簧支撑杆(4)，所述弹簧支撑杆(4)安装于所述基座(3)，所述配重块(1)上设有供所述弹簧支撑杆(4)穿入的导孔。

2.如权利要求1所述的配重装置，其特征在于，所述配重块(1)的数量至少为两个。

3.如权利要求2所述的配重装置，其特征在于，至少两个所述配重块(1)通过螺纹紧固件连接。

4.如权利要求3所述的配重装置，其特征在于，并联设置的所述弹簧的数量为4个至10个。

5.如权利要求4所述的配重装置，其特征在于，并联设置的所述弹簧的数量为4个。

6.如权利要求1至5任一项所述的配重装置，其特征在于，还包括用于与所述轨道车体固连的箱体(5)，所述基座(3)固连于所述箱体(5)内部且所述基座(3)通过所述箱体(5)与所述轨道车辆实现固连。

7.如权利要求6所述的配重装置，其特征在于，还包括接地导电座

(6)，所述箱体(5)通过所述接地导电座(6)与所述轨道车辆电导通连接。

8.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的配重装置。