CN110552992B - 小曲囊式空气弹簧及轨道车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小曲囊式空气弹簧及轨道车辆，所述空气弹簧包括：上盖板；扣环，设于上盖板下表面；辅助弹簧，与所述上盖板间隔设置；第一气囊，安装于所述上盖板与所述辅助弹簧之间，所述第一气囊与所述扣环的顶部连接；第二气囊，设于所述上盖板与所述第一气囊上部组成的空间内，所述第二气囊设有进气嘴。本发明能够实时调整小曲囊式空气弹簧的垂向刚度、水平刚度等性能，即可实时调整调整车辆的振动性能，车辆以不同速度和线路条件运行时，其平稳性和安全行可以得到保证。

Description

小曲囊式空气弹簧及轨道车辆
技术领域
本发明属于轨道车辆减振技术领域，涉及轨道车辆减振装置，具体地说，涉及一种小曲囊式空气弹簧及轨道车辆。
背景技术
空气弹簧，安装于车体与转向架之间，其作用为传递垂向载荷、横向载荷以及扭矩等，吸收垂向和水平振动，提供水平复原力等，对车辆的平稳性和舒适度具有较大的影响。
参见图1，现有的小曲囊式空气弹簧包括上盖板1、扣环2、辅助弹簧3和气囊4，其中上盖板1位于车体或摇枕的下方，起密封及传递载荷的功能，扣环2和气囊4位于上盖板1的下方，辅助弹簧3位于气囊4的下方，上盖板1与气囊4之间设有橡胶5。其中，橡胶的作用一方面是为了防止上盖板与气囊之间摩擦使气囊磨损，另一方面是对气囊进行密封。在空气弹簧正常充气的状态下，气囊起主要的减震作用，现有的小曲囊式空气弹簧产品在结构固定后，其垂向刚度和水平刚度随即确定，不可以调整。
目前，不同速度等级列车的运行对线路条件的依赖较大，为保证车辆的运行平稳性和安全性，当运行速度和线路条件不同时，空气弹簧的性能应随之改变。但目前的空气弹簧结构并不能满足该要求。
发明内容
本发明针对现有小曲囊式空气弹簧存在的性能不能改变等上述问题，提供了一种性能参数可实时调整的小曲囊式空气弹簧及轨道车辆。
为了达到上述目的，本发明提供了一种小曲囊式空气弹簧，包括：
上盖板；
扣环，设于上盖板下表面；
辅助弹簧，与所述上盖板间隔设置；
第一气囊，安装于所述上盖板与所述辅助弹簧之间，所述第一气囊与所述扣环的顶部连接；
第二气囊，设于所述上盖板与所述第一气囊上部组成的空间内，所述第二气囊设有进气嘴。
优选的，所述进气嘴包括进气嘴本体和设于进气嘴本体上的关断阀。
进一步的，还包括自动充放气装置，所述自动充放气装置包括与所述进气嘴连通的气源装置、控制器、与所述控制器连接的压力传感器以及与所述控制器连接的电磁阀，所述压力传感器设于所述第二气囊内部或与第二气囊连通，所述电磁阀设于进气嘴上，所述电磁阀位于所述关断阀的外侧，所述关断阀与所述控制器连接。
优选的，所述气源装置包括气源和与所述气源连通的压缩机，所述压缩机通过气体管路与进气嘴连通，所述压缩机与所述控制器连接。
优选的，所述辅助弹簧包括辅助弹簧本体、与所述上盖板间隔设置的支撑座以及与所述支撑座间隔设置的安装底座，所述辅助弹簧本体安装于所述支撑座与所述安装底座之间，所述第一气囊安装于所述上盖板与所述支撑座之间。
优选的，所述扣环的顶部设有卡口，所述第一气囊的子口嵌装在所述扣环的卡口内，所述第一气囊的母口嵌装于设于所述支撑座外侧的突出卡台上。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种轨道车辆，包括上述小曲囊式空气弹簧。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
本发明设置有两个气囊，第一气囊起减振作用，第二气囊起调节作用，通过实时改变第二气囊内空气压力的大小，可调节第一气囊的外形，从而实时调整小曲囊式空气弹簧的垂向刚度、水平刚度等性能，即可实时调整调整车辆的振动性能，车辆以不同速度和线路条件运行时，其平稳性和安全行可以得到保证。本发明为车辆的主动控制技术提供了方法，是空气弹簧产品结构和性能改进的的重大突破。
附图说明
图1为现有小曲囊式空气弹簧的结构示意图；
图2为本发明实施例小曲囊空气弹簧的结构示意图；
图3为本发明实施例进气嘴的结构示意图；
图4为本发明实施例自动充放气装置的控制原理框图；
图5为本发明实施例小曲囊空气弹簧第二气囊内压力改变后的结构状态示意图。
图中，1、上盖板，2、扣环，3、辅助弹簧，301、辅助弹簧本体，302、支撑座,303、安装底座，4、气囊，401、第一气囊，402、第二气囊，5、橡胶，6、进气嘴，601、进气嘴本体，602、关断阀，701、控制器，702、压力传感器，703、电磁阀，704、压缩机。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
现有的小曲囊式空气弹簧的结构是固定的，其垂向刚度和水平刚度随即确定，不可以调整。为了保证车辆的运行平稳性和安全性，当运行速度和线路条件不同时，空气弹簧的性能应随之发生改变。
为了满足上述要求，本发明提供了一种小曲囊式空气弹簧，包括上盖板、扣环、支撑座、安装底座、第一气囊、第二气囊以及辅助弹簧，将第二气囊设于上盖板与第一气囊上部组成的空间内，其中，第一气囊起减振的作用，第二气囊起调节作用。通过改变第二气囊内空气压力的大小，使第二气囊的体积发生变化，从而影响第一气囊的外形，第一气囊的外形变化后，空气弹簧的性能即发生变化。具体地，第二气囊的体积越大，第一气囊的垂向刚度越小，水平刚度越大。由于运行速度和线路条件变化时，整车的运行状态发生变化，如何根据第二气囊调节第一气囊的外形从而实时调整空气弹簧的性能，应依据具体实际情况进行调整。
以下以具体的实施例对本发明提供的小曲囊式空气弹簧进行详细说明。
实施例1：
参见图2，一种小曲囊式空气弹簧，包括：
上盖板1；
扣环2，设于上盖板1下表面；
辅助弹簧3，与所述上盖板1间隔设置；
第一气囊401，安装于所述上盖板1与所述辅助弹簧3之间，所述第一气囊401与所述扣环2的的顶部连接；
第二气囊402，设于所述上盖板1与所述第一气囊401上部组成的空间内，所述第二气囊402设有进气嘴6。
参见图3，所述进气嘴6包括进气嘴本体601和设于进气嘴本体601上的关断阀602。通过进气嘴对第二气囊进行充放气时，打开关断阀，使第二气囊与进气嘴连通，充放气完成后，关闭关断阀，使第二气囊与进气嘴断开，即封闭第二气囊。
具体地，继续参见图2，所述辅助弹簧3包括辅助弹簧本体301、与所述上盖板1间隔设置的支撑座302以及与所述支撑座302间隔设置的安装底座303，所述辅助弹簧本体301安装于所述支撑座302与所述安装底座303之间，所述第一气囊401安装于所述上盖板1与所述支撑座302之间。
具体地，继续参见图2，所述扣环2的顶部设有卡口，所述第一气囊401的子口嵌装在所述扣环2的卡口内，所述第一气囊401的母口嵌装于设于所述支撑座302外侧的突出卡台304上。
本实施例所述小曲囊式空气弹簧，通过第二气囊实时调节第一气囊垂向刚度、水平刚度等性能，调节性能时，其具体的步骤为：对第二气囊充气时，直接将进气嘴与气源进行连接，打开关断阀，使进气嘴与气源连通，从而通过气源对第二气囊进行充气，增大第二气囊的体积，使其改变第一气囊的外形，第一气囊的外形变化后，空气弹簧的性能即发生变化。对第二气囊放气时，直接打开关断阀即可，减小第二气囊的体积，使第二气囊对第一气囊的影响变小，同样可以改变第一气囊的外形，同理，第一气囊的外形变化后，空气弹簧的性能即发生变化。
实施例2：
继续参见图2、并参见图4，一种小曲囊式空气弹簧，包括：
上盖板1；
扣环2，设于上盖板1下表面；
辅助弹簧3，与所述上盖板1间隔设置；
第一气囊401，安装于所述上盖板1与所述辅助弹簧3之间，所述第一气囊401与所述扣环2的顶部连接；
第二气囊402，设于所述上盖板1与所述第一气囊401上部组成的空间内，所述第二气囊402设有进气嘴6；
自动充放气装置，用于对第二气囊进行自动充放气。
参见图2，所述进气嘴6包括进气嘴本体601和设于进气嘴本体601上的关断阀602。通过进气嘴对第二气囊进行充放气时，打开关断阀，使第二气囊与进气嘴连通，充放气完成后，关闭关断阀，使第二气囊与进气嘴断开，即封闭第二气囊。
具体地，继续参见图2，所述辅助弹簧3包括辅助弹簧本体301、与所述上盖板1间隔设置的支撑座302以及与所述支撑座302间隔设置的安装底座303，所述辅助弹簧本体301安装于所述支撑座302与所述安装底座303之间，所述第一气囊401安装于所述上盖板1与所述支撑座302之间。
具体地，继续参见图2，所述扣环2的顶部设有卡口，所述第一气囊401的子口嵌装在所述扣环2的卡口内，所述第一气囊401的母口嵌装于设于所述支撑座302外侧的突出卡台304上。
具体地，参见图4，所述自动充放气装置包括与所述进气嘴6连通的气源、控制器701、与所述控制器701连接的压力传感器702以及与所述控制器701连接的电磁阀703，所述压力传感器702设于所述第二气囊402内部或与第二气囊402连通，所述电磁阀703设于进气嘴6上，所述电磁阀703位于所述关断阀602的外侧，所述关断阀与所述控制器连接。
具体地，继续参见图4，所述气源装置包括气源和与所述气源连通的压缩机704，所述压缩机704通过气体管路与进气嘴6连通，所述压缩机704与所述控制器701连接。
本实施例所述小曲囊式空气弹簧，第二气囊实时调节第一气囊垂向刚度、水平刚度等性能，调节性能时，通过自动充放气装置对第二气囊进行充放气，自动改变第二气囊内的空气压力，使其体积随之变化，从而影响第一气囊的外形。其具体的步骤为：压力传感器实时检测第二气囊内的压力，并将检测的压力信号传输至控制器，当需要对第二气囊充气时，用于气源通过压缩机及气体管路与进气嘴连接，控制器控制打开关断阀和电磁阀，使进气嘴与气体管路连通，同时控制器控制压缩机开始工作，将气源内的气体送入通过气体管路和进气嘴送入第二气囊，对第二气囊进行充气，增大第二气囊的体积，使其改变第一气囊的外形，第一气囊的外形变化后，空气弹簧的性能即发生变化，当压力传感器检测到第二气囊内的空气压力达到所需要求时，将检测的压力信号传递给控制器，控制器控制关断阀和电磁阀关闭，并控制压缩机停止工作。当需要对第二气囊放气时，控制器控制打开关断阀和电磁阀，使进气嘴与气体管路连通，第二气囊内的气体自动排除，减小第二气囊的体积，使第二气囊对第一气囊的影响变小，同样可以改变第一气囊的外形，同理，第一气囊的外形变化后，空气弹簧的性能即发生变化，当压力传感器检测到第二气囊内的空气压力达到所需要求时，将检测的压力信号传递给控制器，控制器控制关断阀和电磁阀关闭即可。
实施例3：
一种轨道车辆，包括上述实施例1所述小曲囊式空气弹簧。
实施例4：
一种轨道车辆，包括上述实施例2所述小曲囊式空气弹簧。
为了进一步说明本发明上述小曲囊式空气弹簧的性能可调节，参见图5，由图5可知，随着第二气囊体积的增大，第一气囊的外形发生改变，第一气囊的垂向刚度减小，水平刚度增大。反之，随着第二气囊体积的减小，第一气囊的外形发生改变，第一气囊的垂向刚度增大，水平刚度减小。
此外，当进气嘴的结构或位置发生更改时，同样可以对第二气囊进行充放气，因此，进气嘴的结构或位置发生改变时，本发明上述小曲囊式空气弹簧的性能仍然可调节。
上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种小曲囊式空气弹簧，其特征在于，包括：
上盖板；
扣环，设于上盖板下表面；
辅助弹簧，与所述上盖板间隔设置；
第一气囊，安装于所述上盖板与所述辅助弹簧之间，所述第一气囊与所述扣环的顶部连接；
第二气囊，设于所述上盖板与所述第一气囊上部组成的空间内；
所述第二气囊设有进气嘴，所述进气嘴包括进气嘴本体和设于进气嘴本体上的关断阀。
2.如权利要求1所述的小曲囊式空气弹簧，其特征在于，还包括自动充放气装置，所述自动充放气装置包括与所述进气嘴连通的气源装置、控制器、与所述控制器连接的压力传感器以及与所述控制器连接的电磁阀，所述压力传感器设于所述第二气囊内部或与第二气囊连通，所述电磁阀设于进气嘴上，所述电磁阀位于所述关断阀的外侧，所述关断阀与所述控制器连接。
3.如权利要求2所述的小曲囊式空气弹簧，其特征在于，所述气源装置包括气源和与所述气源连通的压缩机，所述压缩机通过气体管路与进气嘴连通，所述压缩机与所述控制器连接。
4.如权利要求1或3所述的小曲囊式空气弹簧，其特征在于，所述辅助弹簧包括辅助弹簧本体、与所述上盖板间隔设置的支撑座以及与所述支撑座间隔设置的安装底座，所述辅助弹簧本体安装于所述支撑座与所述安装底座之间，所述第一气囊安装于所述上盖板与所述支撑座之间。
5.如权利要求4所述的小曲囊式空气弹簧，其特征在于，所述扣环的顶部设有卡口，所述第一气囊的子口嵌装在所述扣环的卡口内，所述第一气囊的母口嵌装于设于所述支撑座外侧的突出卡台上。
6.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求1-5任意一项所述的小曲囊式空气弹簧。
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