CN105339233B - 铁道车辆用转向架 - Google Patents

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Abstract

降低特别是以低速在出口缓和曲线区间内行驶时的前轴的外轨侧的轮重减载。本发明提供一种铁道车辆用转向架，该铁道车辆用转向架在利用配置于轴箱(9)上的轴弹簧(10)支承的转向架框(22)的车辆宽度方向上的两侧配置空气弹簧(4)，并且，在各空气弹簧(4)设有用于将利用这些空气弹簧(4)支承的车身(5)的高度保持为恒定的自动高度调整装置(6)，该轴箱(9)用于将轮轴(7)支承为旋转自由。将轴箱(9)分别配置在比车轮(7b)靠车辆宽度方向上的中心侧的位置，该车轮(7b)安装于构成轮轴(7)的车轴(7a)的两侧。自动高度调整装置(6)的高度检测位置设定为位于自空气弹簧(4)的轴线到轴弹簧(10)的轴线之间。能够改善出口曲线区间的通过性能。

Description

铁道车辆用转向架
技术领域
本发明涉及一种铁道车辆用转向架。本发明的目的在于降低特别是以低速在出口缓和曲线区间内行驶时所产生的轮重减载。
背景技术
如图4所示，通常的铁道车辆1在车辆的行进方向上的前后配置有两台转向架2，并在构成这些转向架2的转向架框3的、车辆宽度方向上的两侧各设有两个空气弹簧4，共计设有四个空气弹簧4，利用该四个空气弹簧4支承车身5。
在上述结构的铁道车辆中，在为了使乘车舒适度良好而降低空气弹簧4的弹簧刚性的情况下，车身5的高度因乘客数量的增减而变化。因而，为了保持车身5的高度恒定而消除车身5与站台之间的高度差，从而确保乘客在上下车时的安全性，在车身5设有用于检测各空气弹簧的高度并进行供气、排气的自动高度调整装置(以下称为LV。)6。另外，图4中的附图标记7是在车轴7a的两侧设有车轮7b的轮轴，附图标记8是轨道。
如图5所示，上述LV6设于车身5的宽度方向两侧，在上述LV6的动作轴6a安装有杆11的一端。而且，构成为，将连结棒12的一端以回转自由的方式安装于转向架框3，将该杆11的另一端以回转自由的方式连结于连结棒12的另一端(参照专利文献1的第0002段、附图10。)。另外，图5中的附图标记9是用于将轮轴7支承为旋转自由的轴箱，附图标记10是配置于该轴箱9上的轴弹簧。
另外，直线区间与曲线区间之间借助曲率和超高逐渐变化且轨道面扭曲的缓和曲线区间连接。
在曲线区间内行驶过程中，在转向架的靠行进方向前侧的轮轴(以下称为前轴。)的外轨侧的车轮处产生较高的横压。
另外，在转向架在轨道面扭曲的缓和曲线区间内行驶的过程中，为了使车轮追随轨道，而使轴弹簧以及空气弹簧这两者的高度变化，而因该弹簧高度的变化而产生的弹簧力使轮重变化。特别是前轴的外轨侧的轮重因空气弹簧伸长而减小，而产生轮重减载。因此，在出口缓和曲线区间内，将横压Q除以轮重P而得到的脱轨系数升高(参照图6)。
另外，在以低速在出口缓和曲线区间内行驶的情况下，因轨道面的扭曲，前轴的外轨侧的空气弹簧伸长，另一方面，内轨侧的空气弹簧缩短，因此，LV进行动作，自外轨侧的空气弹簧排气而使其内压下降，另一方面，向内轨侧的空气弹簧供气而使其内压上升。因外轨侧的空气弹簧的内压的下降，该空气弹簧的弹簧力也下降，因此，前轴的外轨侧的轮重减载明显。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-269076号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明要解决的问题在于以下方面：以往的铁道车辆用转向架在以低速在出口缓和曲线区间内行驶的情况下，外轨侧的前车轮产生轮重减载，而LV促进上述轮重减载。
用于解决问题的方案
在缓和曲线区间内行驶时，由于车轮追随轨道面的扭曲，因此，因轴弹簧的高度变化而导致轮重变动。在将设于转向架框的车辆宽度方向两侧的轴弹簧的弹簧常数设定为k，将上述两轴弹簧的轴线间距离设定为b1，将车轮与轨道之间的接触点之间的间隔设定为bc的情况下(参照图1)，轮重的自车辆停止时的车轮的轮重(静止轮重)起算的变动量ΔPbogie能够利用下述式子求得。
ΔPbogie＝C×θ×k×b1 2÷bc
在此，θ是轨道面的扭曲角度，C是由静止轮重决定的系数。
于是，本发明的发明人为了抑制以低速在出口缓和曲线区间内行驶的情况下的轮重减载，考虑将设于车辆宽度方向上的两侧的轴弹簧配置在尽可能靠车辆宽度方向上的中心侧的位置。
另外，本发明的发明人为了研究促进上述轮重减载的LV的高度检测位置(图1中由b2表示的间隔的位置。)，模拟了标准的通勤车辆以5km/h的速度在曲线半径为200m、超高为105mm、超高递减倍率为300倍的缓和曲线区间内行驶时的轮重减载的比率。
其结果明确了：使LV的高度检测位置自车辆宽度方向外侧变化到车辆宽度方向中心时的轮重减载的比率如图3所示那样，在将LV的高度检测位置设于比空气弹簧的轴线靠车辆宽度方向上的中心侧的情况下，上述轮重减载的比率减少。另外，还明确了：在将LV的高度检测位置设于比轴弹簧的轴线靠车辆宽度方向上的中心侧时，上述轮重减载的比率上升。另外，图3所示的轮重减载的比率是将设于比空气弹簧靠车辆宽度方向上的外侧的现状的LV的高度检测位置处的值设定为1的情况下的值，该空气弹簧配置在转向架框的车辆宽度方向上的两侧。
本发明是根据发明人的上述考虑以及研究结果而做成的，为了降低特别是以低速在出口缓和曲线区间内行驶时的前轴的外轨侧的轮重减载，采用了以下这样的结构。
即，本发明提供一种铁道车辆用转向架，该铁道车辆用转向架在利用配置于轴箱上的轴弹簧支承的转向架框的车辆宽度方向上的两侧配置空气弹簧，并且，在各空气弹簧设有用于将利用这些空气弹簧支承的车身的高度保持为恒定的LV，该轴箱用于将轮轴支承为旋转自由，其最主要的特征在于，
将上述轴箱分别配置在比车轮靠车辆宽度方向上的中心侧的位置，该车轮安装于构成轮轴的车轴的两侧，并且，
上述LV的高度检测位置设定为位于自上述空气弹簧的轴线到上述轴弹簧的轴线之间。
在本发明中，将配置有轴弹簧的轴箱分别配置在比安装于构成轮轴的车轴的两侧的车轮靠车辆宽度方向上的中心侧的位置。因而，设于车辆宽度方向上的两侧的两轴弹簧之间的间隔变窄而使空气弹簧的高度的变化量减少，从而使在出口缓和曲线区间内行驶时的轮重变动减小。
另外，在本发明中，将LV的高度检测位置设定为位于自空气弹簧的轴线到上述轴弹簧的轴线之间。因而，相比于将LV的高度检测位置设定于空气弹簧的车辆宽度方向上的外侧的情况，轮重减载减少。
发明的效果
在本发明中，以减小配置在车辆宽度方向上的两侧的两轴弹簧之间的间隔的方式构成转向架，并且，使LV的高度检测位置位于比以往的LV的高度检测位置靠车辆宽度方向中心侧的位置。因而，能够大幅降低以低速在出口缓和曲线区间内行驶时的前轴的外轨侧的轮重减载，提高出口缓和曲线区间的通过性能。
附图说明
图1是表示本发明的铁道车辆用转向架的概略结构的图，图1的(a)是从车辆的行进方向的正面观察而得到的图，图1的(b)是从车辆的上方观察而得到的图。
图2是表示在出口缓和曲线区间行驶时的轮重的图，图2的(a)表示本发明的铁道车辆用转向架，图2的(b)表示以往的铁道车辆用转向架。
图3是表示LV的高度检测位置与轮重减载的比率的关系的图。
图4是以往的铁道车辆用转向架的与图1的(b)相同的图。
图5是以往的铁道车辆用转向架的与图1的(a)相同的图。
图6是表示在出口缓和曲线区间行驶过程中的、作用于前轴的车轮的横压Q和轮重P的图。
具体实施方式
本发明的目的在于降低特别是以低速在出口缓和曲线区间内行驶时的、前轴的外轨侧的轮重减载。于是，通过以减小配置在车辆宽度方向上的两侧的两轴弹簧之间的间隔的方式构成转向架，并且使LV的高度检测位置位于比以往的LV的高度检测位置靠车辆宽度方向上的中心侧的位置来实现该目的。
实施例
以下，使用图1说明用于实施本发明的实施例。
图1是表示本发明的铁道车辆用转向架的概略结构的图。
附图标记21是转向架，在本发明中，采用了将轴箱9配置于比两车轮7b靠车辆宽度方向上的中心侧的位置的内置型，在该轴箱9配置有用于支承转向架框22的轴弹簧10，该两车轮7b安装于构成轮轴7的车轴7a的两侧。
因而，与将轴箱9配置在比车轮7b靠车辆宽度方向上的外侧的位置的、图4、图5所示的外置型的转向架2不同，构成转向架框22的侧梁22a位于两车轮7b的内侧。
也就是说，在内置型的转向架21的情况下，能够使LV6的高度检测位置位于比配置于转向架框22的车辆宽度方向上的两侧的空气弹簧4靠内侧的位置。
而且，在本发明中，设定为使为了保持车身5的高度恒定而设于各空气弹簧4的LV6的高度检测位置位于自空气弹簧4的轴线到上述轴弹簧10的轴线之间。
在上述结构的本发明中，设于车辆宽度方向上的两侧的两轴弹簧10之间的间隔b1变窄而使空气弹簧4的高度变化量减少，如图2的(a)所示，在以低速在出口缓和曲线区间内行驶时作用于四个车轮1b的轮重P小于图2的(b)所示的外置型的转向架2的轮重P。
另外，由于使LV6的高度检测位置位于自空气弹簧4的轴线到轴弹簧10的轴线之间，因此，四个车轮7b的静止轮重不会变得不平衡。因而，相比于使LV6的高度检测位置位于空气弹簧4的外侧的情况，轮重减载的比率减少。
在上述本发明中，能够大幅降低以低速在出口缓和曲线区间内行驶时的前轴的外轨侧的轮重减载，能够改善曲线区间的通过性能。
当然，本发明并不限定于上述的实施例，只要是在权利要求书所述的技术思想的范围内就可以适当变更实施方式，这是不言自明的。
例如，在图1中，示出了无枕梁转向架，但本发明也能够应用于枕梁转向架。另外，本发明还能够应用于径向转向架。
附图标记说明
1、铁道车辆；4、空气弹簧；5、车身；6、LV；7、轮轴；9、轴箱；10、轴弹簧；21、转向架；22、转向架框。

Claims (1)

1.一种铁道车辆用转向架，其在利用配置于轴箱上的轴弹簧支承的转向架框的车辆宽度方向上的两侧且是在沿着车辆行进方向前后配置的轮轴的车轮之间配置空气弹簧，并且，在各空气弹簧设有用于将利用这些空气弹簧支承的车身的高度保持为恒定的自动高度调整装置，该轴箱用于将轮轴支承为旋转自由，其特征在于，
将上述轴箱分别配置在比车轮靠车辆宽度方向上的中心侧的位置，该车轮安装于构成轮轴的车轴的两侧，并且，
上述自动高度调整装置的高度检测位置设定为位于自上述空气弹簧的轴线到上述轴弹簧的轴线之间。
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