CN108128321B - 轮毂式独立车轮转向架 - Google Patents

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Abstract

本发明所述的轮毂式独立车轮转向架，涉及一种高速列车或城市轨道交通车辆转向架。轮毂式独立车轮转向架的构架包括：两个对称设置的侧架、中央横梁及两根侧横梁；侧架为H型焊接结构，其上部设置有空气弹簧的安装座，端部设置有安装制动卡钳的安装座，以及横向油压减震器的安装座；中央横梁和两根侧横梁均采用无缝钢管结构；侧横梁的两端部伸出侧架，用于安装轴箱体；独立轮对通过轴箱体和一系悬挂装于构架的侧架上；制动卡钳装于构架侧架端部制动卡钳的安装座上；传感器装于车身下部，位于独立轮对的上方。空气弹簧装于构架侧架上部空气弹簧的安装座上；横向油压减震器装于构架侧架端部横向油压减震器的安装座上。本发明具有结构新颖、加工简便、轮轨摩擦小、曲线通过性能好、运行平稳、高效、安全等特点。

Description

轮毂式独立车轮转向架
技术领域
本发明所述的轮毂式独立车轮转向架，涉及一种高速列车或城市轨道交通车辆转向架。
背景技术
我国现有的高速列车和城市轨道交通车辆转向架主要由构架、轮对、轴箱悬挂装置、中央弹簧、基础制动装置等组成，构架主要采用H型焊接构架，由侧梁、横梁、相关支座等构成，轮对采用车轮车轴过盈配合的刚性轮对，轴箱弹簧采用内侧支撑的方式，中央弹簧主要由空气弹簧、高度控制阀组成。
现有结构存在下列问题：
1、现有转向架采用刚性轮对，存在严重的蛇形运动，且蛇形运动临界速度严重抑制了车辆的运行速度；
2、现有转向架运行时，轮轨之间的磨耗严重，且曲线通过性能差；
针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的轮毂式独立车轮转向架，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
发明内容
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的轮毂式独立车轮转向架。用以解决现有技术中存在的：1、现有转向架采用刚性轮对，存在严重的蛇形运动，且蛇形运动临界速度严重抑制了车辆的运行速度；2、现有转向架运行时，轮轨之间的磨耗严重，且曲线通过性能差等问题。
本发明的技术解决方案是这样实现的：
本发明所述的轮毂式独立车轮转向架，其特征在于所述的轮毂式独立车轮转向架包括：构架、独立轮对、轴箱体、制动卡钳、一系悬挂、空气弹簧、横向油压减震器及传感器；
本发明所述的构架包括：两个对称设置的侧架、中央横梁及两根侧横梁；侧架为H型焊接结构，在其上部设置有空气弹簧的安装座，端部设置有安装制动卡钳的安装座，以及横向油压减震器的安装座；中央横梁和两根侧横梁均采用无缝钢管结构；侧横梁的两端部伸出侧架，用于安装轴箱体；
本发明所述的独立轮对通过轴箱体和一系悬挂装于构架的侧架上；
本发明所述的制动卡钳装于构架侧架端部制动卡钳的安装座上；
本发明所述的空气弹簧装于构架侧架上部空气弹簧的安装座上；
本发明所述的横向油压减震器装于构架侧架端部横向油压减震器的安装座上；
本发明所述的传感器装于车身下部，位于独立轮对的上方。
本发明所述的独立轮对包括：制动盘、制动盘固定座、车轴、轮毂电机壳体、轮毂电机电枢、车轮及轴承；
本发明所述的轮毂电机壳体和轮毂电机电枢装于一体，装于车轴上；
本发明所述的制动盘与制动盘固定座装于一体，一同装于轮毂电机壳体外侧的车轴上；
本发明所述的车轮通过过盈配合方式装于轮毂电机电枢外侧的车轴上；
本发明所述的车轴的两端通过轴承装于轴箱体上。
本发明所述的车轮采用小直径弹性车轮。
本发明所述的传感器与车轮和钢轨在同一垂直平面上，根据传感器检测到的钢轨的曲率变化情况，控制左右两侧轮毂电机电枢的输出转速，以提高转向架的曲线通过性能，同时传感器外侧安装有保护罩。
本发明所述的中央横梁的内部可以作为空气弹簧的辅助空气室使用，并且安装有压力控制阀，通过压力控制阀调节左右空气弹簧的压力，从而实现两侧空气弹簧不同的压力差，控制车体自然倾斜，提高车辆曲线通过性能。
本发明所述的轴箱体的转臂端部通过橡胶套安装在侧横梁上，位于内侧的轴箱体的转臂上侧安装有一系悬挂与构架配合。
本发明在钢轨上运动时，左右两侧独立车轮分别与钢轨轨面接触，并由左右轮毂电机单独驱动，直线行驶时左右轮毂电机保持相同的转速来控制转向架沿平直钢轨直线行驶；当通过曲线时，由安装在车体上，并与车轮、钢轨在同一垂直平面内的传感器探测轨道曲率变化的程度，当检测到钢轨与车轮、传感器所在的平面出现偏离时，传感器产生电信号来控制左右两侧轮毂电机的输出转速，从而使左右车轮的转速差刚好与通过曲线的曲率相匹配，这样就能实现转向架的曲线通过，同时传感器检测到的信号传输给安装在构架上的空气弹簧压力控制阀，压力控制阀可调节左右空气弹簧内的空气压力，使左右空气弹簧产生与曲线曲率相匹配的合适的压力差，从而控制车体自然地向曲线内侧倾斜一定的角度，可提高车辆的曲线通过性能。
本发明的优点是显而易见的，主要表现在：
1、本发明采用独立旋转车轮技术，可从理论上避免纵向蠕滑力的产生，从而避免蛇形运动的产生，克服蛇形运动临界速度的限制。
2、本发明车轮直接由同轴安装的轮毂电机驱动，可避免减速箱的使用，提高传动效率，使传动系统结构紧凑、传动过程更加平稳、高效。
3、本发明摒弃传统的刚性轮对而采用独立车轮，取消传统的通轴，可以降低转向架的簧下质量，从而提高车辆运行的平稳性，改善轮轨间作用力。
4、本发明的左右两个空气弹簧分别安装有压力控制阀，其主要作用是在车辆通过曲线是，通过传感器接收到的路况信号调整左右空气弹簧内的压力，使左右空气弹簧存在与曲线相匹配的压力差，控制车体自然地向曲线内侧倾斜一定角度，从而提高车辆的曲线通过性。
本发明具有结构新颖、加工简便、轮轨摩擦小、曲线通过性能好、运行平稳、高效、安全等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。
附图说明
本发明共有3幅附图,其中：
附图1本发明结构示意图；
附图2本发明轮对结构示意图；
附图3本发明轮对爆炸图。
在图中：1、构架 2、独立轮对 3、轴箱体 4、制动卡钳 5、一系悬挂 6、空气弹簧 7、横向油压减震器 8、制动盘 9、制动盘固定座 10、车轴 11、轮毂电机壳体 12、轮毂电机电枢 13、车轮 14、轴承。
具体实施方式
本发明的具体实施例如附图所示，轮毂式独立车轮转向架包括：构架1、独立轮对2、轴箱体3、制动卡钳4、一系悬挂5、空气弹簧6、横向油压减震器7及传感器；
构架1包括：两个对称设置的侧架、中央横梁及两根侧横梁；侧架为H型焊接结构，在其上部设置有空气弹簧6的安装座，端部设置有安装制动卡钳4的安装座，以及横向油压减震器7的安装座；中央横梁和两根侧横梁均采用无缝钢管结构；侧横梁的两端部伸出侧架，用于安装轴箱体3；
独立轮对2通过轴箱体3和一系悬挂5装于构架1的侧架上；
制动卡钳4装于构架1侧架端部制动卡钳4的安装座上；
空气弹簧6装于构架1侧架上部空气弹簧6的安装座上；
横向油压减震器7装于构架1侧架端部横向油压减震器7的安装座上；
传感器装于车身下部，位于独立轮对2的上方。
独立轮对2包括：制动盘8、制动盘固定座9、车轴10、轮毂电机壳体11、轮毂电机电枢12、车轮13及轴承14；
轮毂电机壳体11和轮毂电机电枢12装于一体，装于车轴10上；
制动盘8与制动盘固定座9装于一体，一同装于轮毂电机壳体11外侧的车轴10上；
车轮13采用小直径弹性车轮,通过过盈配合方式装于轮毂电机电枢12外侧的车轴10上；
车轴10的两端通过轴承14装于轴箱体3上。
传感器与车轮(13)和钢轨在同一垂直平面上，根据传感器检测到的钢轨的曲率变化情况，控制左右两侧轮毂电机电枢12的输出转速，以提高转向架的曲线通过性能，同时传感器外侧安装有保护罩。
中央横梁的内部可以作为空气弹簧的辅助空气室使用，并且安装有压力控制阀，通过压力控制阀调节左右空气弹簧的压力，从而实现两侧空气弹簧不同的压力差，控制车体自然倾斜，提高车辆曲线通过性能。
轴箱体3的转臂端部通过橡胶套安装在侧横梁上，位于内侧的轴箱体的转臂上侧安装有一系悬挂5与构架1配合。
以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，根据本发明的技术方案及其本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种轮毂式独立车轮转向架，其特征在于所述的轮毂式独立车轮转向架包括：构架(1)、独立轮对(2)、轴箱体(3)、制动卡钳(4)、一系悬挂(5)、空气弹簧(6)、横向油压减震器(7)及传感器；
所述的构架(1)包括：两个对称设置的侧架、中央横梁及两根侧横梁；侧架为H型焊接结构，在其上部设置有空气弹簧(6)的安装座，端部设置有安装制动卡钳(4)的安装座，以及横向油压减震器(7)的安装座；中央横梁和两根侧横梁均采用无缝钢管结构；侧横梁的两端部伸出侧架，用于安装轴箱体(3)；
所述的独立轮对(2)通过轴箱体(3)和一系悬挂(5)装于构架(1)的侧架上；独立轮对(2)包括：制动盘(8)、制动盘固定座(9)、车轴(10)、轮毂电机壳体(11)、轮毂电机电枢(12)、车轮(13)及轴承(14)；轮毂电机壳体(11)和轮毂电机电枢(12)装于一体，装于车轴(10)上；制动盘(8)与制动盘固定座(9)装于一体，一同装于轮毂电机壳体(11)外侧的车轴(10)上；车轮(13)通过过盈配合方式装于轮毂电机电枢(12)外侧的车轴(10)上；车轴(10)的两端通过轴承(14)装于轴箱体(3)上；
所述的制动卡钳(4)装于构架(1)侧架端部制动卡钳(4)的安装座上；
所述的空气弹簧(6)装于构架(1)侧架上部空气弹簧(6)的安装座上；
所述的横向油压减震器(7)装于构架(1)侧架端部横向油压减震器(7)的安装座上；
所述的传感器装于车身下部，位于独立轮对(2)的上方；传感器与车轮(13)和钢轨在同一垂直平面上，根据传感器检测到的钢轨的曲率变化情况，控制左右两侧轮毂电机电枢(12)的输出转速，以提高转向架的曲线通过性能，同时传感器外侧安装有保护罩。
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