CN109436001A - 一种具有磁悬浮二系悬挂装置的转向架 - Google Patents

Abstract

一种具有磁悬浮二系悬挂装置的转向架，包括构架、轮对、制动装置、中央牵引、抗蛇形减震器装置、二系悬挂装置、一系悬挂装置，其特征在于：二系悬挂装置包括上悬浮磁极和下悬浮磁极，上悬浮磁极是由多个磁极线圈组成的磁极，以产生垂向和横向方向变化的磁场，下悬浮磁极为固定磁极，产生固定方向的磁场，上悬浮磁极与下悬浮磁极在垂向上是平面和平面配合，作为垂向止挡，上悬浮磁极与下悬浮磁极在横向上是圆弧面和圆弧面配合，作为横向止挡；本发明相比现有技术具有的优点和进步：对铁路车辆的振动和平稳性的调整的响应速度更快；简化转向架的结构，降低重量，用一对悬浮磁极实现空气弹簧、抗侧滚扭杆、横向止挡、垂向止挡、垂向减振器和横向减振器等功能。

Description

一种具有磁悬浮二系悬挂装置的转向架

技术领域

本发明涉及一种转向架，尤其是涉及一种具有磁悬浮二系悬挂装置的转向架。

背景技术

传统的铁路客车转向架二系悬挂装置基本都是采用钢弹簧、板弹簧、橡胶堆或空气弹簧等。为满足承载能力的需求，钢弹簧或橡胶堆等接触式二系悬挂方式，其刚度设置比较大，车辆的舒适性较差，同时不具备主动调节能力，不能够控制车辆的高度。

对于空气弹簧的二系悬挂方式，其刚度可以随着气压的大小来调节，同时又可以实时调节车体的高度，车辆舒适度较好，但悬挂机构较为复杂。一般都需要设置附加空气室来满足空气弹簧容积的需求，附加空气室基本分为3种形式，一种是采用构架的横梁或侧梁作为附加空气室，一种是用车体和转向架之间的过渡枕梁作为附加空气室，最后一种是在车体或转向架上安装风缸来作为附加空气室。附加空气室占用的空间较大，同时为了保证空气室气密性的需求，需要进行额外的设计验证和气压测试，提高了设计和制造成本。空气弹簧的控制是通过高度调整阀和差压阀来实现的，控制复杂，响应速度一般在2秒左右，不能精确控制车辆的动态特性。空气弹簧刚度偏低不能提供足够的车辆抗侧滚刚度，一般需要设置抗侧滚扭杆来抑制车辆的侧滚运动。同时，空气弹簧没有阻尼功能，需要与减振器组合或自身增加阻尼孔来提供垂向的阻尼以满足车辆舒适度的需求。所以采用空气弹簧的悬挂方式需要多个零部件的配合，导致结构复杂、重量大不利于转向架轻量化。

以上的二系悬挂方式尚不能实时调节车辆的动态特性，同时需要空气弹簧、垂向减振器以及抗测滚扭杆等多个系统来控制车辆的平稳性，由于空气弹簧、减振器以及抗侧滚扭杆的刚度或阻尼都是事先设定的，不能根据车辆的速度、运行线路的不同而实时调整以获得最佳的舒适性和平稳性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实时调节车辆舒适性和平稳性的转向架，结构简单，制造成本低，重量轻。

为实现上述目的，本发明提供一种具有磁悬浮二系悬挂装置的转向架，包括构架、轮对、制动装置、中央牵引、抗蛇形减震器装置、二系悬挂装置6、一系悬挂装置，其特征在于：二系悬挂装置包括上悬浮磁极和下悬浮磁极，上悬浮磁极是由多个磁极线圈组成的磁极，以产生垂向和横向方向变化的磁场，下悬浮磁极为固定磁极，产生固定方向的磁场，上悬浮磁极与下悬浮磁极在垂向上是平面和平面配合，作为垂向止挡，上悬浮磁极与下悬浮磁极在横向上是圆弧面和圆弧面配合，作为横向止挡。

所述的上悬浮磁极配合位置为两级外凸圆弧，两级圆弧为同心圆，下侧圆弧半径大于中心圆弧半径；所述的下悬浮磁极配合位置为两级内凹圆弧，两级圆弧也为同心圆，上部圆弧半径小于中部圆弧半径。

所述的下悬浮磁极上平面上有导向滚子槽，滚子槽中安装有导向滚子，导向滚子在磁悬浮装置无电时，上下磁极接触产生相对运动，避免滑动摩擦，从而降低回转阻力。

本发明相比现有技术具有的优点和进步：

1、对铁路车辆的振动和平稳性的调整的响应速度更快；

2、简化转向架的结构，降低重量，用一对悬浮磁极实现空气弹簧、抗侧滚扭杆、横向止挡、垂向止挡、垂向减振器和横向减振器等功能；

3、同时可以抑制车体的侧滚运动，并根据车体的载荷调整车体距轨面的高度；

4、可以根据轨道情况实现主动减振，二系悬挂工作时为非接触式，可减少摩擦的损伤。

5、二系悬挂采用金属结构和线圈，其抗老化能力优于橡胶，具有更长的使用寿命。

附图说明

图1、图2是本发明结构示意图；

图3是本发明二系悬挂装置结构示意图；

图4是上悬浮磁极示意图；

图5为下悬浮磁极示意图。

其中：构架1、轮对2、制动装置3、中央牵引4、抗蛇形减震器装置5、磁悬浮二系悬挂装置6、一系悬挂装置7、导向滚子601、上悬浮磁极602、下悬浮磁极603、上悬浮磁极下平面604、上悬浮磁极外凸中部圆弧面605、上悬浮磁极外凸下部圆弧面606、下悬浮磁极上平面607、下悬浮磁极内凹上部圆弧面608、下悬浮磁极内凹中部圆弧面609。

具体实施方式

参照图1、图2、图3，本发明包括构架1、轮对2、制动装置3、中央牵引4、抗蛇形减震器装置5、磁悬浮二系悬挂装置6、一系悬挂装置7，其中二系悬挂装置包括上悬浮磁极602、下悬浮磁极603，上悬浮磁极602和下悬浮磁极603通过电信号产生垂向和横向的电磁力。上悬浮磁极602内部集成多个磁极线圈，可以根据控制信号产生垂向和横向可变的磁场，下悬浮磁极603为固定磁极，产生固定方向的磁场，利用上下磁场同极相斥异极相吸的原理，产生相应的垂向力和横向力的斥力和吸力，从而实现车体悬浮在转向架上方，每个转向架上配有两对悬浮磁极，工作时两对磁极同时作用。当车辆过弯车体产生侧滚运动时，可以改变一侧磁极的磁力为吸力与车体的侧滚力平衡，从而抑制车体的侧滚运动。下悬浮磁极上平面上有导向滚子槽，滚子槽中安装有导向滚子601，导向滚子用于在磁悬浮装置无电时，上下磁极接触产生相对运动避免滑动摩擦，从而降低回转阻力。

参照图4和图5，上悬浮磁极配合位置为两级外凸圆弧605、606，两级圆弧为同心圆，下部圆弧面半径大于中部圆弧面半径，进而形成下沿。下悬浮磁极配合位置为两级内凹圆弧，两级圆弧也为同心圆，上部圆弧面608的半径小于中部圆弧面609的半径，进而形成上沿。上下悬浮磁极在垂向上是上悬浮磁极下平面604和下悬浮磁极上平面607配合，在横向上是上悬浮磁极外凸中部圆弧面605和下悬浮磁极内凹上部圆弧面608配合，上下磁极装配到一起后圆弧的圆心相同，保证两个悬浮磁极可以绕共同的圆心相对转动，用于满足转向架绕车体回转运动的要求。横向的圆弧配合面磁极提供横向斥力控制横向运动，同时限制横向运动的极限位置，起到横向止挡的作用。垂向上是平面和平面配合，作为垂向止挡。

Claims (3)

1.一种具有磁悬浮二系悬挂装置的转向架，包括构架、轮对、制动装置、中央牵引、抗蛇形减震器装置、二系悬挂装置6、一系悬挂装置，其特征在于：二系悬挂装置包括上悬浮磁极和下悬浮磁极，上悬浮磁极是由多个磁极线圈组成的磁极，以产生垂向和横向方向变化的磁场，下悬浮磁极为固定磁极，产生固定方向的磁场，上悬浮磁极与下悬浮磁极在垂向上是平面和平面配合，作为垂向止挡，上悬浮磁极与下悬浮磁极在横向上是圆弧面和圆弧面配合，作为横向止挡。

2.根据权利要求1所述的一种具有磁悬浮二系悬挂装置的转向架，其特征在于：所述的上悬浮磁极配合位置为两级外凸圆弧，两级圆弧为同心圆，下部圆弧半径大于中部圆弧半径；所述的下悬浮磁极配合位置为两级内凹圆弧，两级圆弧也为同心圆，上部圆弧半径小于中部圆弧半径。

3.根据权利要求1所述的一种具有磁悬浮二系悬挂装置的转向架，其特征在于：所述的下悬浮磁极上平面上有导向滚子槽，滚子槽中安装有导向滚子。