CN112046532B - 主动倾摆装置及控制方法、转向架悬挂系统、轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及主动倾摆装置及控制方法、转向架悬挂系统、轨道车辆。该主动倾摆装置包括：一对空气弹簧，分别适于连接在车辆的车体和转向架构架之间，并且分别适于连接在车体沿长度方向的两侧；差压阀，连接于一对空气弹簧之间；一对高度阀，分别连接于一对空气弹簧以及车体的风缸组件之间；一对调整棒，分别连接于转向架构架和一对高度阀之间，并与空气弹簧的高度方向平行设置，在车辆行驶于曲线路段过程中，通过改变一对调整棒各自的长度，分别驱动一对高度阀各自带动一对空气弹簧实现抽气或排气。该主动倾摆装置的结构简单、易于控制，能够对曲线线路中行驶的车辆进行车体姿态的主动补偿，并具有很高的可靠性。

Description

主动倾摆装置及控制方法、转向架悬挂系统、轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及主动倾摆装置及控制方法、转向架悬挂系统、轨道车辆。

背景技术

随着轨道车辆速度的不断提升，空气弹簧被越来越多运用在轨道车辆转向架悬挂系统中。轨道车辆在经过曲线线路时，由于受到离心力的影响或其他原因而造成车辆偏载，为了减小车辆偏载影响，通常会在曲线线路上对应设置外轨超高，以利用重力分量平衡部分离心加速度；但仍会产生部分未平衡的离心加速度，从而大大降低乘坐舒适度。并且，在一些困难路段往往存在外轨超高不足的情况，从而限制了车辆曲线通过的速度，进而降低运输效率。另外，既有线提速运行也同样面临着超高不足的问题。

现有技术中，摆式列车可以使得车体相对于轨道平面产生一定角度的摆动，一定程度上降低未平衡离心加速度，提高乘坐舒适性。既有的摆式列车一般需要在二系悬挂设置复杂的倾摆机构，可靠性较低，成本较大。并且，车体在通过曲线路段以后进入直线路段行进的过程中，需要使车体快速复位，但是现有的倾摆机构无法对车体姿态进行主动复位，从而导致车体姿态变化的过程较慢，且可靠性较低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种主动倾摆装置，以解决现有的摆式列车的二系悬挂设置的倾摆机构过于复杂，可靠性低的问题。

本发明还提出一种主动倾摆控制方法。

本发明还提出一种转向架悬挂系统。

本发明还提出一种轨道车辆。

根据本发明第一方面实施例的一种主动倾摆装置，包括：

一对空气弹簧，分别适于连接在车辆的车体和转向架构架之间，并且分别适于连接在所述车体沿长度方向的两侧；

差压阀，连接于一对所述空气弹簧之间；

一对高度阀，分别连接于一对所述空气弹簧以及所述车体的风缸组件之间；

一对调整棒，分别连接于所述转向架构架和一对所述高度阀之间，并与所述空气弹簧的高度方向平行设置，在所述车辆行驶于曲线路段的过程中，通过改变一对所述调整棒各自的长度，分别驱动一对所述高度阀各自带动一对所述空气弹簧实现抽气或排气。

根据本发明的一个实施例，所述调整棒包括用于连接在空气弹簧与高度阀之间的油压缸、第一杆体和调整杆，所述第一杆体的一端插装于所述油压缸内，所述第一杆体的另一端伸入至所述调整杆内；

所述车辆行驶于曲线路段，所述调整杆锁定且所述油压缸通过液压驱动所述第一杆体相对于所述油压缸运动，以调节所述空气弹簧的高度；

所述车辆处于非行驶状态下，通过调节所述第一杆体伸入所述调整杆内的长度，以调节所述空气弹簧的高度。

根据本发明的一个实施例，所述第一杆体插装于所述油压缸内的一端设有活塞，所述油压缸内由所述活塞分隔成第一腔体和第二腔体，所述油压缸上装有油泵，所述油泵的一端通过第一管路与所述第一腔体连通，所述油泵的另一端通过第二管路与所述第二腔体连通。

根据本发明的一个实施例，所述调整棒还包括第二杆体，所述第一杆体和所述第二杆体分别通过螺纹插入至所述调整杆内，并且所述第一杆体与所述第二杆体相对设置；所述调整杆的两端设有一对螺母，一对所述螺母分别套装在所述第一杆体和所述第二杆体上。

根据本发明的一个实施例，所述调整棒还包括杠杆、第三杆体和固定座，所述杠杆的一端铰接于所述第二杆体远离所述调整杆的一端，所述杠杆的另一端与所述高度阀连接；所述固定座铰接于所述第三杆体的一端，所述第三杆体的另一端与所述油压缸连接。

根据本发明的一个实施例，所述差压阀包括：

一对阀腔，包括第一阀腔和第二阀腔，所述第一阀腔和所述第二阀腔分别连通有气室，所述第一阀腔的气室与所述第二阀腔连通，所述第二阀腔的气室与所述第一阀腔连通；

一对气孔，分别连通一对所述阀腔；

一对单向阀，分别可移动的装配于一对所述阀腔内；

一对驱动机构，分别与一对所述单向阀连接，用于分别驱动每个所述单向阀在相应的所述阀腔内移动，以使连接于同一所述阀腔的所述气孔与所述气室之间的导通状态能在双向导通和单向导通之间切换。

根据本发明的一个实施例，所述单向阀包括活塞、弹簧和安装座，所述活塞通过所述弹簧装配于所述安装座内，所述安装座装配于所述阀腔内远离所述气室的一端，所述驱动机构与所述安装座传动连接，并用于驱动所述安装座沿所述阀腔移动，以驱动所述活塞在所述阀腔内移动；

其中，所述气室连接于所述阀腔的端部，并位于所述气孔的一侧；

所述活塞位于所述气孔与所述气室之间，且所述弹簧具有预压缩力，以使所述气孔与所述气室之间的导通状态切换至单向导通；

所述驱动机构驱动所述弹簧回复至所述预压缩力为零，且所述活塞位于所述气孔远离所述气室的一侧，以使所述气孔与所述气室之间的导通状态切换至双向导通。

根据本发明的一个实施例，所述差压阀还包括保护罩和导柱，所述保护罩罩设在所述驱动机构的外部，所述导柱的一端固接在所述保护罩内，另一端插装于所述单向阀内，所述导柱的轴向沿所述单向阀的移动方向设置。

根据本发明的一个实施例，所述主动倾摆装置还包括抗侧滚机构，所述抗侧滚机构包括：

一对油缸，分别适于连接在车体和转向架构架之间，一对所述油缸包括第一油缸和第二油缸，所述第一油缸的有杆腔与所述第二油缸的无杆腔之间通过第一管路连通，所述第一油缸的无杆腔与所述第二油缸的有杆腔之间通过第二管路连通，所述第一管路和所述第二管路相互交叉设置；

一对储油缸，分别连通于所述第一管路和所述第二管路，并分别通过换向阀与所述风缸组件连接，所述换向阀用于控制所述储油缸与所述风缸组件之间的通断。

根据本发明的一个实施例，所述换向阀包括相邻接的第一阀腔和第二阀腔；

所述换向阀切换至所述第一阀腔，所述储油缸与所述风缸组件相连通；

所述换向阀切换至所述第二阀腔，所述储油缸连通至外部环境，并与所述风缸组件之间断开。

根据本发明的一个实施例，一对所述储油缸包括第一储油缸和第二储油缸，所述第一储油缸内可活动的分隔成第一气室和第一储油室，所述第二储油缸内可活动的分隔成第二气室和第二储油室，所述第一储油室连通于所述第一管路，所述第二储油室连通于所述第二管路；所述第一气室和所述第二气室分别通过一对所述换向阀与所述风缸组件连接。

根据本发明的一个实施例，所述风缸组件包括主风缸以及一对附加风缸，所述主风缸分别与一对所述附加风缸连接，一对所述附加风缸分别与一对所述高度阀连接。

根据本发明的一个实施例，所述主动倾摆装置还包括控制机构，所述控制机构分别与所述差压阀、一对所述空气弹簧、一对所述调整棒以及所述风缸组件连接。

根据本发明第二方面实施例的一种主动倾摆控制方法，由如上所述的主动倾摆装置执行；所述主动倾摆控制方法包括主动倾摆过程和复位过程；

所述主动倾摆过程包括：

基于所述车辆在曲线路段的车体姿态，通过分别改变一对调整棒各自的长度变化，以分别驱动一对高度阀各自带动一对空气弹簧实现抽气或排气；并且，驱动差压阀切换至被动状态，在一对所述空气弹簧之间的压差超过设定值的情况下，所述差压阀被动连通于一对所述空气弹簧之间；

所述复位过程包括：

基于所述车辆自曲线路段进入直线路段的行驶过程中的车体姿态变化，驱动差压阀切换至主动模式并单向连通于一对所述空气弹簧之间，以使高压侧所述空气弹簧内的气体通过所述差压阀向低压侧所述空气弹簧内流动。

根据本发明的一个实施例，所述主动倾摆控制方法进一步包括：

驱动差压阀在主动状态和被动状态之间切换；

所述差压阀切换至所述被动状态，基于一对空气弹簧之间的压差，所述差压阀的一对阀腔内的单向阀分别被动移动，且一对所述阀腔的导通状态均为单向导通；

所述差压阀切换至所述主动状态，利用所述差压阀的任一驱动机构驱动相应侧的所述阀腔内的单向阀主动移动，以使相应侧的所述阀腔的导通状态切换至双向导通。

根据本发明的一个实施例，所述差压阀切换至所述被动状态，一对所述阀腔内的活塞在弹簧的预压缩力作用下分别位于相应侧的所述阀腔的气室与气孔之间，以使一对所述阀腔的导通状态均为单向导通；其中，分别流经一对所述阀腔的气流之间的压差大于相应侧所述阀腔内的活塞受到的所述预压缩力，则相应侧所述阀腔导通；所述差压阀切换至所述主动状态，利用任一所述驱动机构驱动相应侧的所述阀腔内的活塞主动移动，直至所述活塞受到弹簧的预压缩力为零，以使相应侧的所述阀腔的导通状态切换至双向导通；其中，分别流经一对所述阀腔的气流压差大于零，则一对所述阀腔之间导通。

根据本发明第三方面实施例的一种转向架悬挂系统，包括如上所述的主动倾摆装置。

根据本发明第四方面实施例的一种轨道车辆，包括如上所述的主动倾摆装置；或者包括如上所述的转向架悬挂系统。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本发明实施例的一种主动倾摆装置，包括：一对空气弹簧，分别适于连接在车辆的车体和转向架构架之间，并且分别适于连接在车体沿长度方向的两侧；差压阀，连接于一对空气弹簧之间；一对高度阀，分别连接于一对空气弹簧以及车体的风缸组件之间；一对调整棒，分别连接于转向架构架和一对高度阀之间，并与空气弹簧的高度方向平行设置，在车辆行驶于曲线路段的过程中，改变一对调整棒各自的长度，分别驱动一对高度阀各自带动一对空气弹簧实现抽气或排气。该主动倾摆装置的结构简单、易于控制，能够对曲线线路中行驶的车辆进行车体姿态的主动补偿。

进一步的，在车辆行驶于曲线线路的过程中，该主动倾摆装置能够直接将调整棒的长度与空气弹簧的高度进行比较，通过直接改变调整棒的长度，以直观的基于调整棒高度的变化而带动高度阀对空气弹簧实现抽气或排气，从而实现空气弹簧高度的变化，进而实现车体姿态的变化。可见，与现有技术相比，该装置能够省略过于繁琐的空气弹簧进气排气计算过程，直接利用调整棒的长度等比于对比空气弹簧的高度变化，从而使得该装置对车体姿态的主动驱动控制的过程更为简单方便，且具有很高的可靠性。

本发明实施例的一种转向架悬挂系统，包括如上所述的主动倾摆装置，通过设置上述主动倾摆装置，使得该转向架悬挂系统具有上述主动倾摆装置的全部优点，在此不再赘述。

本发明实施例的一种轨道车辆，包括如上所述的主动倾摆装置；或者包括如上所述的转向架悬挂系统，通过设置上述主动倾摆装置或转向架悬挂系统，使得该轨道车辆具有上述主动倾摆装置或转向架悬挂系统的全部优点，在此不再赘述。

本发明实施例的一种主动倾摆控制方法，由如上所述的主动倾摆装置执行；该主动倾摆控制方法包括主动倾摆过程和复位过程。第一方面，利用上述的主动倾摆装置执行该方法，能够使得该方法具有上述的主动倾摆装置的全部优点，在此不再赘述；第二方面，该主动倾摆控制方法能够在车辆行驶于曲线路段的过程中，利用主动倾摆过程对摆式车体进行倾摆补偿，即在外轨超高不足的情况下对于未平衡的离心加速度进行进一步的倾摆补偿，从而使车体的倾摆量能够满足曲线路段提速运行的要求；第三方面，该主动倾摆控制方法能够利用差压阀进行状态切换，从而使车辆在进入直线路段的过程中能够快速复位，提高车辆运行的可靠性、平稳性和安全性，进一步提高乘客的乘坐舒适度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例主动倾摆装置的结构原理示意图；

图2是本发明实施例第一调整棒的安装结构示意图；

图3是本发明实施例油压缸的剖视图；

图4是本发明实施例差压阀处于主动状态下的剖视图；

图5是本发明实施例抗侧滚机构的结构原理示意图；

图6是本发明实施例换向阀的结构示意图。

附图标记：

TR：车体；BF：转向架构架；CT：控制机构；CY0：主风缸；CY01：第一主风缸；CY02：第二主风缸；CY1：第一附加风缸；CY2：第二附加风缸；LV1：第一高度阀；LV2：第二高度阀；AD1：第一调整棒；AD2：第二调整棒；AS1：第一空气弹簧；AS2：第二空气弹簧；ARD：抗侧滚机构；DP：差压阀；

11：油压缸；11-1：第一腔体；11-2：第二腔体；11-3：油泵；11-4：第一管路；11-5：第二管路；12：第一杆体；13：调整杆；14：第二杆体；15：第三杆体；16：杠杆；17：固定座；

100：阀体；101：第一气孔；102：第二气孔；110：第一阀腔；111：第一气室；112：第一通道；120：第二阀腔；121：第二气室；122：第二通道；130：弹簧；140：安装座；141：活塞；

200：保护罩；210：驱动电机；211：传动齿轮；212：导柱；

310：第一油缸；311：第一有杆腔；312：第一无杆腔；320：第二油缸；321：第二有杆腔；322：第二无杆腔；330：第一储油缸；331：第一气室；332：第一储油室；340：第二储油缸；341：第二气室；342：第二储油室；351：第一管路；352：第二管路；

400：换向阀；401：第一阀腔；402：第二阀腔；403：连接端子；A1：第一端口；B1：第二端口；C1：第三端口；A2：第四端口；B2：第五端口；C2：第六端口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种主动倾摆装置，该主动倾摆装置的结构简单、易于控制，能够对曲线线路中行驶的车辆进行车体姿态的主动补偿。基于该主动倾摆装置，本发明实施例进一步提供了一种转向架悬挂系统、一种轨道车辆(本发明中简称为“车辆”)以及一种由该主动倾摆装置执行的主动倾摆控制方法。

如图1所示，本发明实施例所述的主动倾摆装置连接在车辆的车体TR和转向架构架BF之间，具体包括一对空气弹簧、差压阀、一对高度阀以及一对调整棒。

一对空气弹簧分别适于连接在车辆的车体TR和转向架构架BF之间，并且分别适于连接在车体TR沿长度方向的两侧，两侧的空气弹簧之间产生高度差，即可使车体TR产生单侧倾摆，一对空气弹簧优选包括如图1所示的第一空气弹簧AS1和第二空气弹簧AS2。

差压阀DP连接于一对空气弹簧之间，用于在一对空气弹簧之间形成有条件的气流导通。

一对高度阀分别连接于一对空气弹簧以及车体TR的风缸组件之间。高度阀具有单向导通作用，能够在空气弹簧与风缸组件之间形成定向导流，使空气弹簧实现自风缸组件吸气或向风缸组件排气。一对高度阀优选包括如图1所示的第一高度阀LV1和第二高度阀LV2。

一对调整棒分别连接于一对高度阀和转向架构架BF之间，并与空气弹簧的高度方向平行设置，以便于使高度阀的长度变化与空气弹簧的高度变化之间能够从结构上形成直接关联。在车辆行驶于曲线路段的过程中，改变一对调整棒各自的长度，从而能够分别驱动一对高度阀切换状态，进而使一对高度阀能够各自带动一对空气弹簧实现抽气或排气。一对调整棒优选包括如图1所示的第一调整棒AD1和第二调整棒AD2。

进一步的，在车辆行驶于曲线线路的过程中，该主动倾摆装置能够直接将调整棒的长度与空气弹簧的高度进行比较，通过直接改变调整棒的长度，以直观的基于调整棒高度的变化而带动高度阀对空气弹簧的抽气或排气进行控制，从而实现空气弹簧高度的变化，进而实现车体姿态的变化。

可见，与现有技术相比，该主动倾摆装置能够省略过于繁琐的空气弹簧关于进气量和排气量的计算过程，以及高度阀的控制运算过程，而是直接利用调整棒的长度等比于对比空气弹簧的高度变化，从而使得该装置对车体姿态的主动驱动控制的过程更为简单方便，且具有很高的可靠性。

可理解的，一对空气弹簧上集成有高度传感器，以实时输出空气弹簧的高度信号。

可理解的，调整棒通过改变自身长度驱动高度阀工作，从而带动空气弹簧实现抽气或排气的过程，具体为：在车辆行驶于曲线路段过程中，该主动倾摆装置启动以使风缸组件与高度阀之间连通。根据车体TR的倾摆方向，增加待抬升侧调整棒的长度，则相应侧高度阀启动并驱动风缸组件向相应侧空气弹簧内送风，即实现该侧空气弹簧的吸气；对应的，待下降侧调整棒的长度减少或不变，若待下降侧调整棒的长度减少，则相应侧高度阀启动，并且驱动相应侧空气弹簧向外排气。

可理解的，差压阀DP优选设有可变压差结构，即差压阀DP具有上述的主动状态和被动状态。在车体TR主动倾摆过程中，差压阀DP处于被动状态，并能够在一对空气弹簧之间的压差大于差压阀DP的设定值的情况下，差压阀DP导通；而在车体TR复位过程中，差压阀DP能够切换至主动状态，并能在一对空气弹簧之间实现单向导通，即主动驱动高压侧的空气弹簧向低压侧的空气弹簧输气，从而平衡一对空气弹簧之间的高度差，驱动该主动倾摆装置快速复位，进而带动车体快速复位。

可理解的，风缸组件包括主风缸CY0以及一对附加风缸。主风缸CY0优选为高压风缸，即车辆既有风缸。主风缸CY0分别与一对附加风缸连接。一对附加风缸分别与一对高度阀连接。优选附加风缸的气压为主风缸CY0气压的至少两倍。该主动倾摆装置不启用，则一对附加风缸分别与一对高度阀之间断开；该主动倾摆装置启用，则一对附加风缸分别与一对高度阀之间连通，从而实现向带抬升侧空气弹簧内快速充气的作用。一对附加风缸优选包括如图1所示的第一附加风缸CY1和第二附加风缸CY2。

可理解的，该主动倾摆装置还包括控制机构CT。控制机构CT分别与差压阀DP、一对空气弹簧、一对调整棒以及风缸组件连接。控制机构CT能够接受空气弹簧的高度信号，在车体TR需要主动倾摆时驱动相应侧的调整棒发生长度变化，并且驱动差压阀DP实现状态切换。可见该控制机构CT无需进行复杂运算，只需要：在车体TR处于主动倾摆过程中，基于空气弹簧的高度信号以及车体CT的倾摆需求，确定两侧空气弹簧的高度变化需求，并基于该高度变化需求驱动相应侧的调整棒发生长度变化，即可使一侧或两侧的空气弹簧分别实现满足上述高度变化需求的高度变化；并且，在车体TR处于复位过程中，驱动差压阀DP进行状态切换，从而主动平衡一对空气弹簧之间的压差，实现车体TR的快速复位。

在一些实施例中，如图2所示，调整棒包括连接在空气弹簧与高度阀之间的油压缸11、第一杆体12和调整杆13。图2示出了连接于转向架构架BF一侧与第一高度阀LV1之间的第一调整棒AD1。调整棒中，第一杆体12的一端插装于油压缸11内，并能在油压驱动作用下在油压缸11的内部沿油压缸11的轴向运动。车辆行驶于曲线路段，调整杆13锁定且油压缸11通过液压驱动第一杆体12相对于油压缸11运动，以调节空气弹簧的高度，从而使该油压缸11能通过油压驱动作用对调整棒的整体长度进行调整，进而使调整棒能够在车辆行驶过程中实时控制空气弹簧的高度。第一杆体12的另一端伸入至调整杆13内，且第一杆体12伸入调整杆13内的长度可调，在车辆非行驶状态下通过手动或借助工具或其他机械方式可以调节第一杆体12伸入调整杆13内的长度，从而实现在车辆非行驶状态下对调整杆13的长度进行预先调节，进而实现调整棒基准长度的增加或减少。

可见，本发明实施例所述的调整棒不但在车辆非行驶状态下能够通过调整杆13调整长度，并且在车辆行驶过程中以及发生倾摆的状态下，都可以通过油压缸11对空气弹簧的高度进行主动调整，从而提高调整棒的适配性，进而提高转向架悬挂系统对车辆姿态的主动调整，并提高车体TR的姿态调整精确性。

在一些实施例中，如图3所示，第一杆体12插装于油压缸11内的一端设有活塞，油压缸11内由活塞分隔成第一腔体11-1和第二腔体11-2。优选第一杆体12伸入至第二腔体11-2内并与活塞连接，以使第一腔体11-1构成无杆腔，第二腔体11-2构成有杆腔。油压缸11上还安装有油泵11-3，优选油泵11-3与控制机构CT连接。油泵11-3的一端通过第一管路11-4与第一腔体11-1连通，油泵11-3的另一端通过第二管路11-5与第二腔体11-2连通。例如图3所示，油泵11-3通过第一管路11-4将第一腔体11-1内的液压油泵出并通过第二管路11-5泵入第二腔体11-2内，则随着液压油的移动而产生液压驱动作用，从而驱动活塞向第一腔体11-1移动以使调整棒整体长度缩短；或者是，油泵11-3通过第二管路11-5将第二腔体11-2内的液压油泵出并通过第一管路11-4泵入第一腔体11-1内，则随着液压油的移动而产生液压驱动作用，从而驱动活塞向第二腔体11-2移动以使调整棒整体长度伸长。该结构设置使得油压缸11与第一杆体12之间的相对运动更加顺滑，更易进行调整棒的长度调整，并且根据车体TR的姿态变化需要而控制油泵11-3的液压油泵入方向和泵入量，即可实现对调整棒长度的在线实时调整。

在一些实施例中，该调整棒还包括第二杆体14。第一杆体12和第二杆体14分别通过螺纹插入至调整杆13内，并且第二杆体14与第一杆体12相对设置。第二杆体14能够在调整杆13内作为对第一杆体12伸入长度的限位作用，即第一杆体12伸入调整杆13内的长度最大值通过第二杆体14伸入调整杆13内的位置确定，以避免调整杆13与第一杆体12之间的超量装配，提高调整棒长度调节的安全性。优选的，调整杆13的内壁构造有内螺纹，第一杆体12伸入调整杆13内的端部设有外螺纹，第一杆体12通过螺纹装配于调整杆13内，并且第一杆体12伸入调整杆13内的长度通过螺纹调节。在车辆处于非行驶状态下，通过调整杆13与第一杆体12之间的螺纹装配量，以利用手动或借助工具改变调整杆13与第一杆体12之间的插装深度，即改变第一杆体12伸入调整杆13内的长度，进而对调整棒的整体长度进行预先调控。例如在车辆称重过程中，通过旋转调整杆13，以使调整杆13通过螺纹与第一杆体12之间产生相对的旋转进给，从而改变调整棒的整体长度。对应的，第二杆体14伸入调整杆13内的端部设有外螺纹，第二杆体14通过螺纹装配于调整杆13内，并且第二杆体14伸入调整杆13内的长度通过螺纹调节。即利用手动或借助工具也可以改变调整杆13与第二杆体14之间的插装深度，从而进一步扩大调整棒的长度可调范围。

进一步的，调整杆13的两端设有一对螺母，一对螺母分别套装在第一杆体12和第二杆体14上。套装在第一杆体12上的螺母能够将第一杆体12与调整杆13之间的长度锁定，并且还可以反向锁紧于油压缸11与第一杆体12之间，从而实现油压缸11的长度锁定作用。套装在第二杆体14上的螺母能够将第二杆体14与调整杆13之间的长度锁定。一对螺母的设置一方面能够使调整棒在车辆行驶过程中将调整杆13与第一杆体12和第二杆体14之间进行锁紧固定，从而避免调整杆13对油压缸11的长度变化产生干扰；另一方面能够在车辆处于非行驶状态下可以将油压缸11的长度进行锁紧固定，从而避免油压缸11对调整杆13的长度变化产生干扰。

在一些实施例中，如图2所示，该调整棒还包括杠杆16。杠杆16的一端铰接于第二杆体14远离调整杆13的一端，杠杆16的另一端与高度阀连接。优选高度阀横置于车体TR的底部一侧，第一杆体12、调整杆13和第二杆体14同轴设置，杠杆16与第二杆体14之间垂直设置，以使第一杆体12、调整杆13和第二杆体14的整体长度与空气弹簧的高度方向平行，则对调整杆13与第一杆体12和第二杆体14之间的相对长度进行调整，即可对空气弹簧的高度进行调控。

在一些实施例中，如图2所示，该调整棒还包括第三杆体15和固定座17。固定座17铰接于第三杆体15的一端，第三杆体15的另一端与油压缸11连接。优选油压缸11与第一杆体12同轴设置，以便于第一杆体12在油压驱动作用下与油压缸11之间发生同轴的相对运动。固定座17能够固定空气弹簧或者固定于转向架构架BF，从而确保空气弹簧的高度方向与该调整棒的油压缸11和/或调整杆13的轴向处于相关联的姿态，即改变油压缸11和调整杆13中至少一个的长度即可改变空气弹簧的高度。

在一些实施例中，控制机构CT与油压缸11连接。优选控制机构CT与油压缸11的油泵11-3之间通过电源线、信号线和电源实现信号连接。控制机构CT能够根据车辆在行驶状态下的车体TR姿态变化，调控油压缸11的油泵11-3的泵油方向和泵油量，从而改变油压缸11的长度，进而改变该调整棒的整体长度。

调整棒在被动状态下，油压缸11的油泵11-3不工作且油压缸11的长度锁紧。此时第一腔体11-1和第二腔体11-2内的液压油不流通，且第一杆体12上的活塞与油压缸11的缸体之间的相对位置不变。由于油压缸11内的液压油较少，且调整棒不承受载荷，且液压油的压缩可忽略，则调整棒的整体长度不变。该状态下若车辆处于非行驶状态，可通过手动或借助工具改变调整杆13与第一杆体12和第二杆体14之间的位置关系，从而预先改变调整棒的整体长度基准。在该调整棒接收到控制机构CT的信号后，油压缸11的油泵11-3开始工作，并将第一腔体11-1中的液压油导入第二腔体11-2内，此时活塞向第一腔体11-1内移动从而导致调整棒整体长度变短；或者是，将第二腔体11-2中的液压油导入第一腔体11-1内，此时活塞向第二腔体11-2移动从而导致调整棒整体长度变长。在调整棒达到预定长度后，油泵11-3关闭，则调整棒的整体长度固定。

在一些实施例中，如图4所示，差压阀DP包括一对阀腔、一对气孔、一对单向阀以及一对驱动机构。一对阀腔具体包括第一阀腔110和第二阀腔120，第一阀腔110和第二阀腔120分别连通有气室，第一阀腔110的气室与第二阀腔120连通，第二阀腔120的气室与第一阀腔110连通，从而在第一阀腔110和第二阀腔120之间构造成双气流通道结构。一对气孔分别连通一对阀腔，并且用于分别连通一对空气弹簧，以使空气弹簧内的气体可以通过气孔流入相应的阀腔内，也可以将阀腔内的气体通过气孔流入相应的空气弹簧中。一对单向阀分别可移动的装配于一对阀腔内，根据单向阀在阀腔内的位置以及单向阀的受力状态，单向阀能够在生效和失效中切换。从而使该单向阀所在的阀腔的导通状态对应在单向导通和双向导通之间切换。一对驱动机构分别与一对单向阀连接，用于分别驱动每个单向阀在相应的阀腔内移动，以使连接于同一阀腔的气孔与气室之间的导通状态能在双向导通和单向导通之间切换。

可见，该差压阀DP的任一阀腔内，利用驱动机构能够驱动单向阀移动，从而使单向阀的状态在生效和失效中切换，进而改变阀腔内的导通状态。而单向阀的状态、阀腔的导通状态以及上述的双向气流通道结构相组合，使主动状态下的差压阀DP能在一对空气弹簧之间起到主动调节压差的作用，可以主动将一对空气弹簧之间的压差调为正压差、负压差或无压差，从而使转向架悬挂系统能对车体TR倾摆状态进行主动调节，以加快车体TR的快速复位。并且，还可以将差压阀DP调整为被动状态，从而使转向架悬挂系统能对车体TR的倾摆状态进行被动调节。

可理解的，差压阀DP还包括第一通道112和第二通道122。第一阀腔110的第一气室111通过第一通道112与第二阀腔120连通，第二阀腔120的第二气室121通过第二通道122与第一阀腔110连通，第一通道112与第二通道122平行设置。优选一对气孔包括第一气孔101和第二气孔102，第一气孔101连通第一阀腔110，第二气孔102连通第二阀腔120。可见，第一通道112的两端连通在第一气室111和第二气孔102之间，第二通道122连通在第二气室121和第一气孔101之间，从而在差压阀DP中构造成气流双通道结构。

可理解的，单向阀的生效和失效的切换由单向阀在阀腔中的位置决定。生效的单向阀能够使阀腔处于单向导通状态，仅在单向阀的单向受力能够克服其受到的预压缩力时，单向阀才会开启而使阀腔导通，而单向阀受到反向力作用时由于单向阀的预压缩力作用而使阀腔内不导通；失效的单向阀使阀腔内始终保持双向导通。

可理解的，本发明实施例所述的差压阀DP具有主动状态和被动状态。具体为：

主动状态下的差压阀DP能够利用驱动机构驱动任一侧阀腔内的单向阀移动，并使该侧阀腔内的单向阀失效，以使该侧阀腔保持双向导通。优选的，考虑压差对气流方向的影响，优选将高压侧的阀腔内的单向阀切换为失效状态，以使高压侧的空气弹簧的气体能自动流入高压侧的阀腔中，并在阀腔的双向导通状态下，主动流入低压侧的阀腔内并流入低压侧的空气弹簧中，无需考虑高压侧阀腔内的单向阀受力状态，进而起到对车体TR姿态的主动调节作用。

被动状态下的差压阀DP中，一对阀腔内的单向阀均处于生效状态。在一对阀腔之间的压差超过某一阀腔内的单向阀受到的预压缩力时，即一对空气弹簧之间的压差大于差压阀DP的设定值的情况下，该阀腔内的单向阀受压移动并使得该阀腔内的气室和进气孔之间导通；但在一对阀腔之间的压差未超过某一阀腔内的单向阀受到的预压缩力时，即一对空气弹簧之间的压差小于或等于差压阀DP的设定值的情况下，由于该阀腔内的单向阀的阻挡作用而使该阀腔不导通。可见处于被动状态下的差压阀DP中，一对阀腔内的单向阀能够基于一对空气弹簧的压差而分别被动移动，从而使相应阀腔内有条件的构成单向导通，进而使该差压阀DP在一对空气弹簧之间起到被动调节的作用。

在一些实施例中，单向阀包括活塞141、弹簧130和安装座140。活塞141通过弹簧130装配于安装座140内，安装座140装配于阀腔内远离气室的一端。差压阀DP处于被动状态，弹簧130具有预压缩力，从而为活塞141在阀腔内的移动提供预压缩力，使得活塞141的移动具有单向性和自动复位的能力，并且活塞141的移动需要克服弹簧130的预压缩力，从而构成单向阀在相应的阀腔内生效。优选气室连接于阀腔的端部，并位于气孔的一侧，则单向阀生效状态下，活塞141位于气孔与气室之间，以使气孔与气室之间的导通状态切换至单向导通。

在一些实施例中，驱动机构与安装座140传动连接。在差压阀DP调整为主动状态的过程中，驱动机构主动驱动安装座140沿阀腔移动，从而驱动活塞141沿阀腔移动，并使弹簧130的预压缩力减少。在弹簧130的预压缩力为零时，活塞141受到的预压缩力为零，即单向阀在相应的阀腔内失效，如图4所示，该阀腔的气室和气孔之间保持在双向导通的状态。优选在驱动机构驱动弹簧130回复至预压缩力为零的状态下，活塞141位于气孔远离气室的一侧，以使气孔与气室之间的导通状态为切换至双向导通。

在一些实施例中，驱动机构包括驱动电机210和传动齿轮211。安装座140上远离活塞141的端部外壁上构造有锯齿结构，传动齿轮211套装并啮合于安装座140的锯齿结构外，驱动电机210的输出轴通过驱动齿轮啮合于传动齿轮211的侧面。该驱动机构的结构设置使得驱动机构能够对活塞141在阀腔内的移动更加精确和安全。

在一些实施例中，如图4所示，该差压阀DP还包括阀体100。一对阀腔分别构造于阀体100内，并且一对阀腔的一端相对设置，一对阀腔的另一端分别贯通于相对设置的阀体100表面。优选一对阀腔平行的构造于阀体100内，并且一对阀腔贯穿于阀体100表面的一端分别位于阀体100的上侧面和下侧面上。一对驱动机构分别安装于设有一对阀腔的阀体100表面。

进一步的，该差压阀DP还包括保护罩200，保护罩200优选连接于阀体100表面。保护罩200罩设在驱动机构的外部，能对驱动机构起到保护和导向作用。为了对单向阀的移动进行可靠导向，优选该差压阀DP还包括导柱212，导柱212的一端固接在保护罩200内，另一端插装于单向阀内，导柱212的轴向沿单向阀的移动方向设置。进一步优选单向阀的安装座140轴线构造有导向孔，导柱212自安装座140的导向孔插入并可沿导向孔的轴向移动，从而在安装座140的移动过程中能够以导柱212作为导向基准，并且优选保护罩200构造为成阶梯设置的主罩体和侧罩体，保护罩200的主罩体罩装在驱动电机210外，侧罩体罩装在传动齿轮211和单向阀的安装座140外，并且侧罩体内预留有足够安装座140伸缩移动的空间，导柱212的端部固接在侧罩体内，从而提高安装座140和活塞141的移动准确性和安全性。

在一些实施例中，主动倾摆装置还包括抗侧滚机构ARD。抗侧滚机构ARD能够在保留车体TR具有很大的抗侧滚刚度的同时，在本发明实施例所述的主动倾摆装置启动时使侧滚刚度降低，从而使该主动倾摆装置能够更快的利用调整棒驱动空气弹簧产生预定的高度变化。

如图5和图6所示，抗侧滚机构ARD具体包括一对油缸、一对储油缸以及一对换向阀400。一对油缸分别连接于车体TR和转向架构架BF之间，并且一对油缸之间通过两条交叉设置的管路连通，利用两个油缸内的活塞的运动，驱动液压油在一对油缸之间移动。每条管路分别通过储油缸与车体TR的主风缸CY0连接。根据车体TR运动状态和姿态的变化，能够改变一对油缸各自腔体的容积变化，从而使每个油缸的腔体内部产生压缩或拉伸作用，进而驱动液压油在一对油缸和一对管路之间运动形成油路循环。在车体TR相对转向架上下浮沉运动时，该抗侧滚机构ARD不产生抗侧滚刚度而产生一定阻尼；在车体TR相对转向架构架BF发生侧滚运动时，该抗侧滚机构ARD能利用油缸压力变化驱动储油缸内产生压力变化，从而驱动主风缸CY0向储油缸内注入气体，并改变油路循环内的液压油流向，以使该抗侧滚机构ARD能正常提供足量的抗侧滚刚度。

抗侧滚机构ARD中，储油缸与主风缸CY0之间安装有换向阀400，换向阀400用于控制储油缸与主风缸CY0之间的通断，从而在倾摆机构工作过程中断开储油缸与主风缸CY0，以使该抗侧滚机构ARD失效，进而避免抗侧滚机构ARD与启动状态下的主动倾摆装置整体之间产生相互干扰，以提高车辆运行的可靠性。

在一些实施例中，如图5所示，一对油缸具体包括第一油缸310和第二油缸320。其中，第一油缸310内通过可活动的活塞杆分隔成第一有杆腔311和第一无杆腔312，第二油缸320内通过可活动的活塞杆分隔成第二有杆腔321和第二无杆腔322。第一有杆腔311通过第一管路351与第二无杆腔322连通，第一无杆腔312通过第二管路352与第二有杆腔321连通，第一管路351和第二管路352相互交叉设置。

优选的，第一有杆腔311和第二有杆腔321分别通过活塞杆连接在车体TR底部，第一无杆腔312和第二无杆腔322分别通过缸体连接在转向架构架BF上。即：第一有杆腔311位于第一无杆腔312上方，则第一油缸310内的活塞杆提升过程中，第一有杆腔311压缩而第一无杆腔312拉伸，反之，第一油缸310内的活塞杆下降过程中，第一有杆腔311拉伸而第一无杆腔312压缩；同理，第二有杆腔321位于第二无杆腔322上方，则第二油缸320内的活塞杆提升过程中，第二有杆腔321压缩而第二无杆腔322拉伸，反之，第二油缸320内的活塞杆下降过程中，第二有杆腔321拉伸而第二无杆腔322压缩。

车体TR在上浮过程中，第一油缸310内的活塞杆和第二油缸320内的活塞杆同步提升，从而使第一有杆腔311和第二有杆腔321同步压缩，并且第一无杆腔312和第二无杆腔322同步拉伸，故而在第一油缸310和第二油缸320的共同作用下，第一有杆腔311内的液压油被压入第一管路351内并进入第二无杆腔322中，与此同时，第二有杆腔321内的液压油被压入第二管路352内并进入第一无杆腔312中；而车体TR在下沉运动过程中，第一油缸310内的活塞杆和第二油缸320内的活塞杆同步下降，从而使第一有杆腔311和第二有杆腔321同步拉伸，并且第一无杆腔312和第二无杆腔322同步压缩，故而在第一油缸310和第二油缸320的共同作用下，第二无杆腔322内的液压油被压入第一管路351内并进入第一有杆腔311中，与此同时，第一无杆腔312内的液压油被压入第二管路352内并进入第二有杆腔321中。可见，该抗侧滚机构ARD是否生效不会对车体TR相对于转向架构架BF作上下浮沉运动的整体过程造成干扰，即当车体TR未处于侧滚运动中，该抗侧滚机构不产生抗侧滚刚度。

相应的，上述的一对储油缸具体包括第一储油缸330和第二储油缸340。其中，第一储油缸330内通过可活动的活塞分隔成第一气室331和第一储油室332，第二储油缸340内通过可活动的活塞分隔成第二气室341和第二储油室342。第一储油室332连通于第一管路351，第二储油室342连通于第二管路352。主风缸CY0具体包括第一主风缸CY01和第二主风缸CY02，第一气室331和第二气室341分别通过一对换向阀400与第一主风缸CY01和第二主风缸CY02连接。即，第一气室331和第一主风缸CY01之间、以及第二气室341和第二主风缸CY02之间分别通过换向阀400连接。

车体TR行驶于直线路段过程中需要抗侧滚刚度，而车体TR行驶于曲线路段过程中需要主动倾摆装置启用并生效，并需要抗侧滚机构ARD失效。

一方面，车体TR行驶于直线路段过程中，一对换向阀400同步切换至第一气室331和第二气室341分别与第一主风缸CY01和第二主风缸CY02连通的状态，以使该抗侧滚机构ARD生效。

在车体TR相对转向架构架BF发生侧滚运动的过程中，以车体TR向图5所示的左侧侧滚为例，则第一油缸310内的活塞杆下降而第二油缸320内的活塞杆提升，即第一有杆腔311和第二无杆腔322同步拉伸，并且第一无杆腔312和第二有杆腔321同步压缩，故而在第一有杆腔311和第二无杆腔322的拉伸作用下，第一储油缸330内的液压油进入第一管路351内并分别进入第一有杆腔311和第二无杆腔322中，与此同时，第一无杆腔312内的液压油和第二有杆腔321内的液压油分别被压入第二管路352内并进入第二储油缸340中。而在上述液压油的运动过程中，分别带动第一储油缸330内的活塞和第二储油缸340内的活塞发生相应的运动，即第一储油室332压缩且第一气室331拉伸，从而驱动第一主风缸CY01向第一气室331内注入气体；相应的，第二储油室342由于液压油的充入扩大且第二气室341压缩，从而使第二气室341内的气体压力升高并产生抗侧滚刚度，从而使该抗侧滚机构ARD整体产生抗侧滚刚度。可见该状态下抗侧滚机构ARD产生的抗侧滚刚度大小由第二气室341内的气压决定。

需要说明的是，车体TR向图5所示的右侧侧滚的过程中，通过第一油缸310和第二油缸320的共同作用，使得液压油进入第一储油缸330内，并使得第二储油缸340内的液压油被压出，从而第二储油室342压缩并驱动第二主风缸CY02向第二气室341注入气体，并使第一储油室332扩张且第一气室331压缩，进而使第一气室331内的气体压力升高并产生抗侧滚刚度，从而使该抗侧滚机构ARD整体产生抗侧滚刚度。而一对油缸内的液压油的具体流向与上述的车体TR向图5所示的左侧侧滚的过程中的液压油流向相反，故而在此不再赘述具体过程。

另一方面，在主动倾摆装置启用并生效时，上述的一对换向阀400同步切换至第一气室331和第二气室341分别与第一主风缸CY01和第二主风缸CY02断开的状态，以使该抗侧滚机构ARD失效。该状态下，第一气室331和第二气室341分别与外部环境连通，并与第一主风缸CY01和第二主风缸CY02分别断开，则车体TR发生侧滚运动的过程中，即使液压油进入任一储油缸的储油室内，对应储油缸内的活塞会在大气压作用下自由运动，则该储油缸内不产生抗侧滚刚度。

在一些实施例中，换向阀400优选为二位三通换向阀。如图6所示，换向阀400具体包括相邻接的第一阀腔401和第二阀腔402。换向阀400切换至第一阀腔401，则储油缸与主风缸CY0连通；而换向阀400切换至第二阀腔402，则储油缸连通至外部环境，并与主风缸CY0断开。

优选的，第一阀腔401设有第一端口A1、第二端口B1和第三端口C1。换向阀400切换至第一阀腔401，则主风缸CY0连通于第一端口A1，储油缸的气室连通于第二端口B1，第一端口A1和第二端口B1之间连通，且第三端口C1封闭，以使风缸内的气体能顺畅充入储油缸的气室中；优选第一端口A1和第二端口B1之间为单向连通，即如图6所示，第一阀腔401内设有自第一端口A1向第二端口B1流通的单向管线，以使气体仅能从主风缸CY0充入气室内，而在气室压缩时阻止气体反向回流入主风缸CY0，从而保证气室内的气体能够压缩成高压气体产生抗侧滚刚度，并且，还能避免回流气体对主风缸CY0的安全性造成不利影响。

相应的，第二阀腔402设有第四端口A2、第五端口B2和第六端口C2。换向阀400切换至第二阀腔402，则储油缸连通于第五端口B2，第五端口B2和第六端口C2之间连通，第六端口C2与外部环境连通，从而使储油缸内的活塞在大气压作用下自由运动。即如图6所示，第二阀腔402内的第五端口B2和第六端口C2之间为双向连通。主风缸CY0连通于第四端口A2，且第四端口A2封闭，以使储油缸的气室与主风缸CY0之间断开。

在一些实施例中，如图1所示，控制机构CT分别与换向阀400和主风缸CY0信号连接。优选换向阀400上安装有连接端子403，控制机构CT与连接端子403信号或线路连接。一方面，控制机构CT能够根据车体TR的姿态和主动倾摆装置的工作状态而切换换向阀400的状态；另一方面，控制机构CT能够根据车体TR的姿态和一对油缸内的活塞杆运动状态变化，灵活调控其中一个储油缸中处于拉伸状态下的气室内的气体充入量和充入气体的气压大小，从而间接调节另一个储油缸中处于压缩状态下的气室内的气压大小，进而对抗侧滚刚度进行灵活调节。

本发明实施例的一种转向架悬挂系统，包括如上所述的主动倾摆装置，通过设置上述主动倾摆装置，使得该转向架悬挂系统具有上述主动倾摆装置的全部优点，在此不再赘述。

本发明实施例的一种轨道车辆，包括如上所述的主动倾摆装置；或者包括如上所述的转向架悬挂系统，通过设置上述主动倾摆装置或转向架悬挂系统，使得该轨道车辆具有上述主动倾摆装置或转向架悬挂系统的全部优点，在此不再赘述。

本发明实施例的一种主动倾摆控制方法，由如上述的主动倾摆装置执行；该主动倾摆控制方法包括主动倾摆过程和复位过程。第一方面，利用上述的主动倾摆装置执行该方法，能够使得该方法具有上述的主动倾摆装置的全部优点，在此不再赘述；第二方面，该主动倾摆控制方法能够在车辆行驶于曲线路段的过程中，利用主动倾摆过程对摆式车体进行倾摆补偿，即在外轨超高不足的情况下对于未平衡的离心加速度进行进一步的倾摆补偿，从而使车体的倾摆量能够满足曲线路段提速运行的要求；第三方面，该主动倾摆控制方法能够利用差压阀进行模式切换，从而使车辆在进入直线路段的过程中能够快速复位，提高车辆运行的可靠性、平稳性和安全性，进一步提高乘客的乘坐舒适度。

一方面，主动倾摆过程包括：基于车辆在曲线路段的车体姿态，通过分别改变一对调整棒各自的长度变化，以分别驱动一对高度阀各自带动一对空气弹簧实现抽气或排气；并且，驱动差压阀切换至被动状态，在一对空气弹簧之间的压差超过设定值的情况下，差压阀被动连通于一对空气弹簧之间。

另一方面，复位过程包括：基于车辆自曲线路段进入直线路段的行驶过程中的车体姿态变化，驱动差压阀切换至主动模式并单向连通于一对空气弹簧之间，以使高压侧空气弹簧内的气体通过差压阀向低压侧空气弹簧内流动。

在一些实施例中，该主动倾摆控制方法进一步包括：

驱动差压阀DP在主动状态和被动状态之间切换。该切换过程具体如下：

差压阀DP切换至被动状态，基于一对空气弹簧之间的压差，该差压阀DP的一对阀腔内的单向阀分别被动移动，且一对阀腔的导通状态均为单向导通。

差压阀DP切换至主动状态，利用差压阀DP的任一驱动机构驱动相应侧的阀腔内的单向阀主动移动，以使相应侧的阀腔的导通状态切换至双向导通。

在一些实施例中，差压阀DP切换至被动状态，一对阀腔内的活塞141在弹簧130的预压缩力作用下分别位于相应侧的阀腔的气室与气孔之间，以使一对阀腔的导通状态均为单向导通。其中，分别流经一对阀腔的气流之间的压差，大于相应侧阀腔内的活塞141受到弹簧130的预压缩力，则相应侧阀腔导通。即，在一对阀腔的压差能够克服相应侧阀腔内的单向阀受到的预压缩力时，活塞141朝向安装座140的方向移动，从而将活塞141自气孔和气室之间移开，以使该阀腔内部导通；但在一对阀腔的压差无法克服相应侧阀腔内的单向阀受到的预压缩力时，活塞141阻挡在气孔和气室之间，从而使该阀腔内部不导通。以此，使得该阀腔内构成单向导通。第一气孔101连通于第一空气弹簧AS1与第一阀腔110之间，第二气孔102连通于第二空气弹簧AS2与第二阀腔120之间。

具体的：在初始状态下，第一阀腔110内的活塞141位于第一气室111和第一气孔101之间，即活塞141阻挡于第一气室111和第一气孔101之间；且第二阀腔120内的活塞141位于第二气室121和第二气孔102之间，即活塞141阻挡于第二气室121和第二气孔102之间。

若第一空气弹簧AS1的气压高于第二空气弹簧AS2的气压，则第一阀腔110与第二阀腔120之间的压差大于第二阀腔120内的弹簧130的预压缩力，即：第一阀腔110的气压为P1，第二阀腔120的气压为P2，第一阀腔110内的弹簧130预压缩力为F1，第二阀腔120内的弹簧130预压缩力为F2，在P1-P2＞F2时，第二阀腔120内的活塞141受力移动，以使第二阀腔120内的第二气室121与第二气孔102导通。

若第一空气弹簧AS1的气压低于第二空气弹簧AS2的气压，则第一阀腔110与第二阀腔120之间的压差大于第一阀腔110内的弹簧130的预压缩力，即：在P2-P1＞F1时，第一阀腔110内的活塞141受力移动，以使第一阀腔110内的第一气室111与第一气孔101导通。

上述被动状态下的差压阀DP处于被动状态中，需要基于一对空气弹簧之间的压差而被动的改变第一阀腔110或第二阀腔120的导通状态。但是，若第一空气弹簧AS1的气压等于第二空气弹簧AS2的气压，则第一阀腔110与第二阀腔120之间的压差为0，则第一阀腔110内的活塞141和第二阀腔120内的活塞141都达到受力平衡，一对阀腔之间的压差无法克服任何阀腔内的单向阀的预压缩力，故而该压差状态下差压阀DP停止工作。同理，在第一空气弹簧AS1的气压高于第二空气弹簧AS2的气压但P1-P2≤F2时、以及第一空气弹簧AS1的气压低于第二空气弹簧AS2的气压但P2-P1≤F1时，一对阀腔之间的压差无法克服任何阀腔内的单向阀的预压缩力，故而上述条件下，处于被动状态的差压阀DP均停止工作。

在一些实施例中，如图4所示，差压阀DP切换至主动状态，利用任一驱动机构驱动相应侧的阀腔内的活塞141主动移动，直至活塞141受到弹簧130的预压缩力为零，以使相应侧的阀腔的导通状态切换至双向导通。其中，分别流经一对阀腔的气流压差大于零，则一对阀腔之间导通。

以图4所示的差压阀切换至主动状态为例，利用连接于第一阀腔110的驱动机构驱动第一阀腔110内安装座140沿导柱212向伸出阀体100的方向移动，此时第一气孔101通过第一阀腔110与第一气室111保持双向导通，即第一阀腔110内的单向阀失效；并且，第二阀腔120内的活塞141仍位于第二气室121和第二气孔102之间。上述条件下，第一气孔101、第一阀腔110、第一气室111、第一通道112、第二阀腔120和第二气孔102保持双向导通。

同理，利用连接于第二阀腔120的驱动机构驱动第二阀腔120内安装座140沿导柱212向伸出阀体100的方向移动，以使第二阀腔120内的活塞141移动直至第二气孔102通过第二阀腔120与第二气室121保持双向导通，即第二阀腔120内的单向阀失效；并且，第一阀腔110内的活塞141仍位于第一气室111和第一气孔101之间。上述条件下，第一气孔101、第一阀腔110、第二通道122、第二气室121、第二阀腔120和第二气孔102保持双向导通。

可见，利用任一驱动机构驱动一侧的阀腔内的活塞141主动移动，从而使该阀腔内的单向阀失效，即可在差压阀DP内形成连通于第一气孔101和第二气孔102之间的双向导通通道。进而，只要第一空气弹簧AS1与第二空气弹簧AS2之间存在压差，根据气体流动原理，高压侧的空气弹簧内的气流能在差压阀DP的导通作用下即可主动流向低压侧的空气弹簧内，从而实现利用差压阀DP在一对空气弹簧之间进行压差主动调节。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (16)

1.一种主动倾摆装置，其特征在于，包括：

一对空气弹簧，分别适于连接在车辆的车体和转向架构架之间，并且分别适于连接在所述车体沿长度方向的两侧；

差压阀，连接于一对所述空气弹簧之间；

一对高度阀，分别连接于一对所述空气弹簧以及所述车体的风缸组件之间；

一对调整棒，分别连接于所述转向架构架和一对所述高度阀之间，并与所述空气弹簧的高度方向平行设置，在所述车辆行驶于曲线路段的过程中，通过改变一对所述调整棒各自的长度，分别驱动一对所述高度阀各自带动一对所述空气弹簧实现抽气或排气；

所述差压阀包括：

一对阀腔，包括第一阀腔和第二阀腔，所述第一阀腔和所述第二阀腔分别连通有气室，所述第一阀腔的气室与所述第二阀腔连通，所述第二阀腔的气室与所述第一阀腔连通；

一对气孔，分别连通一对所述阀腔；

一对单向阀，分别可移动的装配于一对所述阀腔内；

一对驱动机构，分别与一对所述单向阀连接，用于分别驱动每个所述单向阀在相应的所述阀腔内移动，以使连接于同一所述阀腔的所述气孔与所述气室之间的导通状态能在双向导通和单向导通之间切换；

所述单向阀包括活塞、弹簧和安装座，所述活塞通过所述弹簧装配于所述安装座内，所述安装座装配于所述阀腔内远离所述气室的一端，所述驱动机构与所述安装座传动连接，并用于驱动所述安装座沿所述阀腔移动，以驱动所述活塞在所述阀腔内移动；

其中，所述气室连接于所述阀腔的端部，并位于所述气孔的一侧；

所述活塞位于所述气孔与所述气室之间，且所述弹簧具有预压缩力，以使所述气孔与所述气室之间的导通状态切换至单向导通；

所述驱动机构驱动所述弹簧回复至所述预压缩力为零，且所述活塞位于所述气孔远离所述气室的一侧，以使所述气孔与所述气室之间的导通状态切换至双向导通。

2.根据权利要求1所述的主动倾摆装置，其特征在于，所述调整棒包括用于连接在空气弹簧与高度阀之间的油压缸、第一杆体和调整杆，所述第一杆体的一端插装于所述油压缸内，所述第一杆体的另一端伸入至所述调整杆内；

所述车辆行驶于曲线路段，所述调整杆锁定且所述油压缸通过液压驱动所述第一杆体相对于所述油压缸运动，以调节所述空气弹簧的高度；

所述车辆处于非行驶状态下，通过调节所述第一杆体伸入所述调整杆内的长度，以调节所述空气弹簧的高度。

3.根据权利要求2所述的主动倾摆装置，其特征在于，所述第一杆体插装于所述油压缸内的一端设有活塞，所述油压缸内由所述活塞分隔成第一腔体和第二腔体，所述油压缸上装有油泵，所述油泵的一端通过第一管路与所述第一腔体连通，所述油泵的另一端通过第二管路与所述第二腔体连通。

4.根据权利要求2所述的主动倾摆装置，其特征在于，所述调整棒还包括第二杆体，所述第一杆体和所述第二杆体分别通过螺纹插入至所述调整杆内，并且所述第一杆体与所述第二杆体相对设置；所述调整杆的两端设有一对螺母，一对所述螺母分别套装在所述第一杆体和所述第二杆体上。

5.根据权利要求4所述的主动倾摆装置，其特征在于，所述调整棒还包括杠杆、第三杆体和固定座，所述杠杆的一端铰接于所述第二杆体远离所述调整杆的一端，所述杠杆的另一端与所述高度阀连接；所述固定座铰接于所述第三杆体的一端，所述第三杆体的另一端与所述油压缸连接。

6.根据权利要求1所述的主动倾摆装置，其特征在于，所述差压阀还包括保护罩和导柱，所述保护罩罩设在所述驱动机构的外部，所述导柱的一端固接在所述保护罩内，另一端插装于所述单向阀内，所述导柱的轴向沿所述单向阀的移动方向设置。

7.根据权利要求1至5任一项所述的主动倾摆装置，其特征在于，所述主动倾摆装置还包括抗侧滚机构，所述抗侧滚机构包括：

一对油缸，分别适于连接在车体和转向架构架之间，一对所述油缸包括第一油缸和第二油缸，所述第一油缸的有杆腔与所述第二油缸的无杆腔之间通过第一管路连通，所述第一油缸的无杆腔与所述第二油缸的有杆腔之间通过第二管路连通，所述第一管路和所述第二管路相互交叉设置；

一对储油缸，分别连通于所述第一管路和所述第二管路，并分别通过换向阀与所述风缸组件连接，所述换向阀用于控制所述储油缸与所述风缸组件之间的通断。

8.根据权利要求7所述的主动倾摆装置，其特征在于，所述换向阀包括相邻接的第一阀腔和第二阀腔；

所述换向阀切换至所述第一阀腔，所述储油缸与所述风缸组件相连通；

所述换向阀切换至所述第二阀腔，所述储油缸连通至外部环境，并与所述风缸组件之间断开。

9.根据权利要求7所述的主动倾摆装置，其特征在于，一对所述储油缸包括第一储油缸和第二储油缸，所述第一储油缸内可活动的分隔成第一气室和第一储油室，所述第二储油缸内可活动的分隔成第二气室和第二储油室，所述第一储油室连通于所述第一管路，所述第二储油室连通于所述第二管路；所述第一气室和所述第二气室分别通过一对所述换向阀与所述风缸组件连接。

10.根据权利要求1至5任一项所述的主动倾摆装置，其特征在于，所述风缸组件包括主风缸以及一对附加风缸，所述主风缸分别与一对所述附加风缸连接，一对所述附加风缸分别与一对所述高度阀连接。

11.根据权利要求1至5任一项所述的主动倾摆装置，其特征在于，所述主动倾摆装置还包括控制机构，所述控制机构分别与所述差压阀、一对所述空气弹簧、一对所述调整棒以及所述风缸组件连接。

12.一种主动倾摆控制方法，其特征在于，由如权利要求1至11任一项所述的主动倾摆装置执行；所述主动倾摆控制方法包括主动倾摆过程和复位过程；

所述主动倾摆过程包括：

基于所述车辆在曲线路段的车体姿态，通过分别改变一对调整棒各自的长度变化，以分别驱动一对高度阀各自带动一对空气弹簧实现抽气或排气；并且，

驱动差压阀切换至被动状态，在一对所述空气弹簧之间的压差超过设定值的情况下，所述差压阀被动连通于一对所述空气弹簧之间；

所述复位过程包括：

基于所述车辆自曲线路段进入直线路段的行驶过程中的车体姿态变化，驱动差压阀切换至主动模式并单向连通于一对所述空气弹簧之间，以使高压侧所述空气弹簧内的气体通过所述差压阀向低压侧所述空气弹簧内流动。

13.根据权利要求12所述的主动倾摆控制方法，其特征在于，所述主动倾摆控制方法进一步包括：

驱动差压阀在主动状态和被动状态之间切换；

所述差压阀切换至所述被动状态，基于一对空气弹簧之间的压差，所述差压阀的一对阀腔内的单向阀分别被动移动，且一对所述阀腔的导通状态均为单向导通；

所述差压阀切换至所述主动状态，利用所述差压阀的任一驱动机构驱动相应侧的所述阀腔内的单向阀主动移动，以使相应侧的所述阀腔的导通状态切换至双向导通。

14.根据权利要求13所述的主动倾摆控制方法，其特征在于，

所述差压阀切换至所述被动状态，一对所述阀腔内的活塞在弹簧的预压缩力作用下分别位于相应侧的所述阀腔的气室与气孔之间，以使一对所述阀腔的导通状态均为单向导通；其中，分别流经一对所述阀腔的气流之间的压差大于相应侧所述阀腔内的活塞受到的所述预压缩力，则相应侧所述阀腔导通；

所述差压阀切换至所述主动状态，利用任一所述驱动机构驱动相应侧的所述阀腔内的活塞主动移动，直至所述活塞受到弹簧的预压缩力为零，以使相应侧的所述阀腔的导通状态切换至双向导通；其中，分别流经一对所述阀腔的气流压差大于零，则一对所述阀腔之间导通。

15.一种转向架悬挂系统，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的主动倾摆装置。

16.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的主动倾摆装置；或者包括如权利要求15所述的转向架悬挂系统。

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