CN108928360B - 铰接式轨道车辆及其空气弹簧高度控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铰接式轨道车辆及其空气弹簧高度控制装置,该装置包括安装于转向架上的四个空气弹簧,位于前侧的第一空气弹簧和第三空气弹簧支撑前车体,位于后侧的第二空气弹簧和第四空气弹簧支撑与前车体相邻的后车体;第一空气弹簧和第二空气弹簧位于车辆的左侧,第三空气弹簧和第四空气弹簧位于车辆的右侧;还包括四个差压阀,常态下,四个差压阀处于关闭状态;第一空气弹簧和第二空气弹簧通过第一差压阀连通,第三空气弹簧和第四空气弹簧通过第二差压阀连通,第一空气弹簧和第三空气弹簧通过第三差压阀连通,第二空气弹簧和第四空气弹簧通过第四差压阀连通。该装置能够防止轨道车辆左右倾覆或前后倾覆,提高了车辆运行的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及轨道车辆技术领域,特别是涉及一种铰接式轨道车辆及其空气弹簧高度控制装置。
背景技术
铰接式轨道车辆中,两个车体之间由一个转向架连接,转向架上安装有四个空气弹簧,沿着车辆的长度方向,位于前侧的两个空气弹簧支撑前车体,位于后侧的两个空气弹簧支撑与前车体相邻的后车体。
正常工况下,转向架上支撑相邻两车体的四个空气弹簧的高度一致,在非正常工况下,可能会发生一个空气弹簧泄漏的情形,这样,相邻两个车体由剩下的三个空气弹簧支撑,车辆宽度方向不平衡,非常容易发生倾覆;另外,车辆高速运行时,会产生横向振动力,导致车辆在其宽度方向上倾斜,也容易发生倾覆。
发明内容
本发明的目的是提供一种铰接式轨道车辆及其空气弹簧高度控制装置,该空气弹簧高度控制装置在车辆处于非正常工况时,能够调整转向架上各空气弹簧的高度,从而维持车辆高度,进而提高车辆运行的安全性。
为解决上述技术问题,本发明提供一种铰接式轨道车辆的空气弹簧高度控制装置,包括安装于转向架上的四个空气弹簧,位于前侧的第一空气弹簧和第三空气弹簧用于支撑前车体,位于后侧的第二空气弹簧和第四空气弹簧用于支撑与所述前车体相邻的后车体;
其中,所述第一空气弹簧和所述第二空气弹簧位于车辆的左侧,所述第三空气弹簧和所述第四空气弹簧位于车辆的右侧;
还包括四个差压阀,常态下,四个所述差压阀处于关闭状态;
所述第一空气弹簧和所述第二空气弹簧通过第一差压阀连通,所述第三空气弹簧和所述第四空气弹簧通过第二差压阀连通,所述第一空气弹簧和所述第三空气弹簧通过第三差压阀连通,所述第二空气弹簧和所述第四空气弹簧通过第四差压阀连通。
本发明提供的空气弹簧高度控制装置,在支撑两相邻车体的转向架上设有四个差压阀,其中,位于前侧的两空气弹簧之间通过一个差压阀连通,位于后侧的两空气弹簧之间通过一个差压阀连通,位于车辆左侧的两空气弹簧之间通过一个差压阀连通,位于车辆右侧的两空气弹簧之间通过一个差压阀连通;常态下,四个差压阀均处于关闭状态;这样设置后,当车辆发生异常工况,导致其中一个空气弹簧泄漏失气后,该失气的空气弹簧与其在左右方向上或前后方向上对应的空气弹簧之间则会存在压差,当该压差达到对应差压阀的设定压差后,则使得该差压阀开启,而平衡空气弹簧间的压力,以此逐步开启其他的差压阀,从而实现空气弹簧高度的维持,防止车辆发生左右方向或前后方向的倾覆,进而能够提高车辆的行车安全性。
如上所述的空气弹簧高度控制装置,所述第三差压阀的设定压差P3和所述第四差压阀的设定压差P4的范围均为:
2△P~W/A;
其中,△P=Wlat×H/(L×A),Wlat为车辆空载状态下的横向力,H为车辆空载状态下空气弹簧中心距车体中心的高度,L为沿车辆横向布置的两所述空气弹簧的中心距离,A为所述空气弹簧的面积;
W为车辆空载状态下所述空气弹簧的载荷。
如上所述的空气弹簧高度控制装置,所述第一差压阀的设定压差P1和所述第二差压阀的设定压差P2的范围均为:
max[P3、P4]~W/A。
如上所述的空气弹簧高度控制装置,所述第三差压阀的设定压差P3和所述第四差压阀的设定压差P4保持一致;所述第一差压阀的设定压差P1和所述第二差压阀的设定压差P2保持一致。
如上所述的空气弹簧高度控制装置,所述第一空气弹簧的附加气室和所述第二空气弹簧的附加气室通过所述第一差压阀连通;
所述第三空气弹簧的附加气室和所述第四空气弹簧的附加气室通过所述第二差压阀连通;
所述第一空气弹簧的附加气室和所述第三空气弹簧的附加气室通过所述第三差压阀连通;
所述第二空气弹簧的附加气室和所述第四空气弹簧的附加气室通过所述第四差压阀连通。
如上所述的空气弹簧高度控制装置,还包括四个相互独立的高度阀,四个所述高度阀分别控制四个所述空气弹簧的工作高度。
本发明还提供一种铰接式轨道车辆,包括转向架,还包括上述任一项所述的空气弹簧高度控制装置,用于调节安装于所述转向架的所述空气弹簧的高度。
由于上述空气弹簧高度控制装置具有上述技术效果,所以具有该空气弹簧高度控制装置的铰接式轨道车辆也具有相应的技术效果,此处不再重复论述。
附图说明
图1为本发明所提供空气弹簧高度控制装置一种具体实施例的结构简示图;
图2示出了空气弹簧支撑车体的简示图。
其中,图1和图2中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示:
空气弹簧1,第一空气弹簧1a,第二空气弹簧1b,第三空气弹簧1c,第四空气弹簧1d;
第一附加气室11a,第二附加气室11b,第三附加气室11c,第四附加气室11d;
第一差压阀2a,第二差压阀2b,第三差压阀2c,第四差压阀2d;
高度阀3;
车体4。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种铰接式轨道车辆及其空气弹簧高度控制装置,该空气弹簧高度控制装置在车辆处于非正常工况时,能够调整转向架上各空气弹簧的高度,以确保转向架高度,从而维持车辆高度,进而提高车辆运行的安全性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2,图1为本发明所提供空气弹簧高度控制装置一种具体实施例的结构简示图;图2示出了空气弹簧支撑车体的简示图。
这里需要先说明的是,本文中定义轨道车辆的长度方向为前后方向,宽度方向为左右方向,其中,轨道车辆的行驶方向为前;可以理解,所述方位词的使用只是为了便于描述和理解,不应限制本申请的保护范围。
该实施例提供的空气弹簧高度装置应用于铰接式轨道车辆,铰接式轨道车辆的相邻两车体4共用一个转向架。
该空气弹簧高度装置包括安装于转向架上的四个空气弹簧1,其中,第一空气弹簧1a和第三空气弹簧1c位于前侧,用于支撑前车体,第二空气弹簧1b和第四空气弹簧1d位于后侧,用于支撑与前车体相邻的后车体。
图示方案中,第一空气弹簧1a和第二空气弹簧位于车辆的左侧,第三空气弹簧1c和第四空气弹簧1d位于车辆的右侧。
该空气弹簧高度控制装置还包括四个差压阀,常态下,四个差压阀均处于关闭状态。
具体地,第一空气弹簧1a和第二空气弹簧1b通过第一差压阀2a连通;第三空气弹簧1c和第四空气弹簧1d通过第二差压阀2b连通;第一空气弹簧1a和第三空气弹簧1c通过第三差压阀2c连通;第二空气弹簧1b和第四空气弹簧1d通过第四差压阀2d连通。
如上,常态下,转向架上的四个空气弹簧1的内压基本一致,也就是说,四个空气弹簧1的高度保持一致,此时,四个差压阀均处于关闭状态,各空气弹簧1之间不连通;当车辆发生异常工况,导致其中一个空气弹簧1泄漏失气后,该失气的空气弹簧1与其左右方向上或前后方向上对应的空气弹簧1之间产生压差,当该压差达到对应的差压阀的设定压差后,该差压阀则会开启,而平衡其连通的两空气弹簧1间的压力,以此逐步开启其他的差压阀,从而实现各空气弹簧1高度的维持,防止了车辆发生左右方向或前后方向的倾覆,进而能够提高车辆的行车安全性。
以第一空气弹簧1a失气为例说明,当第一空气弹簧1a失气后,其内压力减小,其与第三空气弹簧1c之间产生压差,当该压差达到第三差压阀2c的设定压差后,第三差压阀2c开启而导通第一空气弹簧1a和第三空气弹簧1c,以平衡两者的高度,防止车辆朝左侧倾覆。
同时,第一空气弹簧1a与第二空气弹簧1b之间也会产生压差,当该压差达到第一差压阀2a的设定压差后,第一差压阀2a开启而导通第一空气弹簧1a和第二空气弹簧1b,以平衡两者的高度。
相应地,因第三空气弹簧1c与第一空气弹簧1a的连通,第三空气弹簧1c与第四空气弹簧1d之间也会产生压差,若该压差达到第二差压阀2b的设定压差,则会开启第二差压阀2b,以平衡第三空气弹簧1c和第四空气弹簧1d的高度。
在此过程中,第二空气弹簧1b与第四空气弹簧1d之间也可能会产生压差,而使第四差压阀2d开启。
如上,当其中一个空气弹簧1失气后,因差压阀的上述设计,能够使得其他空气弹簧1也同时失气而维持高度平衡。
由上述过程可见,各差压阀的设定压差与是否开启相关;因车辆实际运行时难免发生波动,若设定压差过小,则可能导致差压阀一直处于开启状态,若设定压差过大,则可能导致异常工况下无法开启而造成事故。
具体的方案中,第三差压阀2c的设定压差P3和第四差压阀2d的设定压差P4的范围均为:2△P~W/A。
其中,△P为车辆运行时,横向振动引起的空气弹簧内压变动。
具体地,△P=Wlat×H/(L×A);其中,Wlat为车辆空载状态下的横向力,该横向力为经验值,可根据试验或仿真获得;H为车辆空载状态下空气弹簧1中心距车体4中心的高度,如图2中所标示;L为沿车辆横向布置的两所述空气弹簧1的中心距离,也如图2中所标示;A为所述空气弹簧的面积。
其中,W为车辆空载状态下空气弹簧1的载荷,可以理解,W/A实际上为车辆空载状态下空气弹簧1的内压。
具体地,第一差压阀2a的设定压差P1和第二差压阀2b的设定压差P2的范围均为max[P3、P4]~W/A,max[P3、P4]表示选取P3和P4中的较大值,也就是说,第一差压阀2a的设定压差P1和第二差压阀2b的设定压差P2的下限值为第三差压阀2c的设定压差P3和第四差压阀2d的设定压差P4中的较大值。
这样,在调整时,尽量先调整同一车体4的两个空气弹簧1的高度,设置时最好使第一差压阀2a和第二差压阀2b的设定压差大于第三差压阀2c和第四差压阀2d的设定压差中的较大值。
应当理解,第三差压阀2c和第四差压阀2d的设定压差的范围相同,并不表示实际设置时两者的具体设定值相同,只是说明两者的设定值的选取范围相同;同样理解第一差压阀2a和第二差压阀2b的设定压差。
优选的方案中,第三差压阀2c和第四差压阀2d的设定压差可保持一致,可以理解,第三差压阀2c和第四差压阀2d均调整的是车辆左右方向上的两个空气弹簧1的高度,这样设置有助于平衡相邻车体4之间的高度。
第一差压阀2a和第二差压阀2b的设定压差可保持一致,这样,有助于平衡车辆左右方向上的高度。
具体的方案中,差压阀通过空气管道直接连通空气弹簧1的附加气室。
具体地,第一空气弹簧1a的第一附加气室11a和第二空气弹簧1b的第二附加气室11b通过第一差压阀2a连通;
第三空气弹簧1c的第三附加气室11c和第四空气弹簧1d的第四附加气室11d通过第二差压阀2b连通;
第一空气弹簧1a的第一附加气室11a和第三空气弹簧1c的第三附加气室通11c过第三差压阀2c连通;
第二空气弹簧1b的第二附加气室11b和第四空气弹簧1d的第四附加气室11d通过第四差压阀2d连通。
具体的方案中,该空气弹簧高度控制装置还包括四个相互独立的高度阀3,四个高度阀3分别控制四个空气弹簧1的工作高度。
此外,本发明还提供一种铰接式轨道车辆,包括顺次连接的多个车体4,相邻两车体4之间通过一个转向架支撑,具体地,该转向架的前侧的两空气弹簧1支撑前车体,该转向架的后侧的两空气弹簧1支撑与该前车体相邻的后车体。
该铰接式轨道车辆还包括上述空气弹簧高度控制装置,用以调节转向架上各空气弹簧1的高度。
由于上述空气弹簧高度控制装置具有上述技术效果,所以包括该空气弹簧高度控制装置的铰接式轨道车辆也具有相应的技术效果,此处不再重复论述。
这里需要说明的是,文中“第一”、“第二|等序数词的使用是为了区分相同名称的不同部件,仅仅为了便于描述,不表示顺序,更不应理解为某种限定。
以上对本发明所提供的一种铰接式轨道车辆及其空气弹簧高度控制装置均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.铰接式轨道车辆的空气弹簧高度控制装置,包括安装于转向架上的四个空气弹簧(1),位于前侧的第一空气弹簧(1a)和第三空气弹簧(1c)用于支撑前车体,位于后侧的第二空气弹簧(1b)和第四空气弹簧(1d)用于支撑与所述前车体相邻的后车体;
其中,所述第一空气弹簧(1a)和所述第二空气弹簧(1b)位于车辆的左侧,所述第三空气弹簧(1c)和所述第四空气弹簧(1d)位于车辆的右侧;
其特征在于,还包括四个差压阀,常态下,四个所述差压阀处于关闭状态;
所述第一空气弹簧(1a)和所述第二空气弹簧(1b)通过第一差压阀(2a)连通,所述第三空气弹簧(1c)和所述第四空气弹簧(1d)通过第二差压阀(2b)连通,所述第一空气弹簧(1a)和所述第三空气弹簧(1c)通过第三差压阀(2c)连通,所述第二空气弹簧(1b)和所述第四空气弹簧(1d)通过第四差压阀(2d)连通;
所述第三差压阀(2c)的设定压差P3和所述第四差压阀(2d)的设定压差P4的范围均为:
2△P~W/A;
其中,△P=Wlat×H/(L×A),Wlat为车辆空载状态下的横向力,H为车辆空载状态下空气弹簧(1)中心距车体(4)中心的高度,L为沿车辆横向布置的两所述空气弹簧(1)的中心距离,A为所述空气弹簧(1)的面积;
W为车辆空载状态下所述空气弹簧(1)的载荷。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧高度控制装置,其特征在于,所述第一差压阀(2a)的设定压差P1和所述第二差压阀(2b)的设定压差P2的范围均为:
max[P3、P4]~W/A。
3.根据权利要求2所述的空气弹簧高度控制装置,其特征在于,所述第三差压阀(2c)的设定压差P3和所述第四差压阀(2d)的设定压差P4保持一致;所述第一差压阀(2a)的设定压差P1和所述第二差压阀(2b)的设定压差P2保持一致。
4.根据权利要求1-3任一项所述的空气弹簧高度控制装置,其特征在于,所述第一空气弹簧(1a)的附加气室和所述第二空气弹簧(1b)的附加气室通过所述第一差压阀(2a)连通;
所述第三空气弹簧(1c)的附加气室和所述第四空气弹簧(1d)的附加气室通过所述第二差压阀(2b)连通;
所述第一空气弹簧(1a)的附加气室和所述第三空气弹簧(1c)的附加气室通过所述第三差压阀(2c)连通;
所述第二空气弹簧(1b)的附加气室和所述第四空气弹簧(1d)的附加气室通过所述第四差压阀(2d)连通。
5.根据权利要求1-3任一项所述的空气弹簧高度控制装置,其特征在于,还包括四个相互独立的高度阀(3),四个所述高度阀(3)分别控制四个所述空气弹簧(1)的工作高度。
6.铰接式轨道车辆,包括转向架,其特征在于,还包括权利要求1-5任一项所述的空气弹簧高度控制装置,用于调节安装于所述转向架的所述空气弹簧(1)的高度。
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