CN112092854A - 一种胶轮路轨系统车辆的走行部 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种胶轮路轨系统车辆的走行部，包括走行部本体和车体，走行部本体包括轴桥，轴桥的两端连接有走行轮，轴桥的下方通过回转轴承与导向框连接，导向框上安装有导向轮，轴桥的中部上方设置有大柔度自由膜式的空气弹簧，轴桥的上方两侧对称设置有横向止挡、弹性旁承、垂向减振器和横向减振器，轴桥和车体之间设置有抗侧滚扭杆。与现有技术相比，本发明具有提高车辆的横向平稳性、节约安装空间、具有较高稳定性等优点。
Description
技术领域
本发明涉及胶轮路轨系统车辆技术领域，尤其是涉及一种胶轮路轨系统车辆的走行部。
背景技术
胶轮路轨系统车辆(APM)由导向轨导向，采用橡胶车轮，在两条平行的平板轨道上行驶，能够实现自动化无人驾驶，适用于中小城市的客运。胶轮路轨系统的轨道为钢制混凝土梁，运行噪声和振动比钢轮钢轨车辆小。胶轮路轨系统对线路条件的适应性较强，最大爬坡能力在长距离坡段可达8％，使得线路可以顺利地通过城市中的困难地段；转弯半径小，可优化线路设计，减少用地面积，从而降低工程总造价。胶轮路轨系统的每一节车辆都有独立的驱动系统和控制系统，因此编组十分灵活，应对突发客流情况能力强。
走行部以单轴结构设计为主，由走行驱动系统、导向系统和悬挂系统组成。走行系统采用汽车的驱动桥结构，主要包括整体式轴桥、主减速器、差速器、半轴、轮边减速齿轮、轮毂和2个走行轮。导向系统包括四个导向轮、导向架，以及设置在走行部和车体之间的回转轴承和纵向减振器，导向架与车轴采用固连方式，车辆进入曲线时，受导轨约束导向轮产生导向力，从而带动整个走行部绕回转轴承旋转实现转向。悬挂系统布置在回转轴承和轴桥之间，包括1对叠形钢板弹簧和空气弹簧(两者并联)、1对纵向拉杆、抗侧滚扭杆、垂向减振器。由于悬挂系统沿用了重载汽车的设计方案，横向刚度很大，因此车辆的横向平稳性较差。中国专利CN202010002548.5公开了一种单轴胶轮转向架，取消了叠形钢板弹簧，增加了V形纵向拉杆，但由于V形纵向拉杆约束了车体与走行部之间的横向运动，车辆的横向运行平稳性仍然较差。
同时现有技术中也有采用走行部为单轴结构，由走行驱动系统、导向系统和悬挂系统组成。走行系统采用汽车的转向驱动桥结构，主要包括整体式轴桥、主减速器、差速器、半轴、转向节、轮毂和2个走行轮。轴桥壳体内设有主减速器、差速器、半轴，在轴桥两端设置走行轮的主销，走行轮胎通过转向节与主销连接，通过万向节与半轴连接，电机通过联轴节传递动力给主减速器、差速器、半轴、万向节、轮毂，驱动走行轮转动前进。其导向系统由4个导向轮、导向框、回转轴承、横拉杆、梯形转向机构组成，采用中央导向方式，当通过曲线时，导向轮受到导向轨的约束使得导向框绕轴桥在垂向转动，带动横拉杆，横拉杆通过梯形转向机构带动转向节绕主销转动，使走行轮转动一定角度，完成转向。其悬挂系统沿用了汽车的悬挂设计方案，由2个对称布置的空气弹簧、V型纵向拉杆组(1对纵向拉杆和1组V型拉杆)、垂向减振器组成，空气弹簧采用汽车使用的小曲囊膜式空气弹簧，具有合适的垂向刚度，但其横向刚度非常小，不能承受横向载荷，因此设置了V型纵向拉杆组约束了轴桥和车体之间的横向运动。由于V型纵向拉杆组的横向刚度非常大，车体与轴桥之间不具有横向减振性能，导致车辆的横向平稳性较差。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的横向运行平稳性较差的缺陷而提供一种胶轮路轨系统车辆(APM)技术领域。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种胶轮路轨系统车辆的走行部，包括走行部本体和车体，所述走行部本体包括轴桥，所述轴桥的两端连接有走行轮，所述轴桥的下方通过回转轴承与导向框连接，所述导向框上安装有导向轮，所述轴桥的中部上方设置有大柔度自由膜式的空气弹簧，所述轴桥的上方两侧对称设置有横向止挡、弹性旁承、垂向减振器和横向减振器，所述轴桥和车体之间设置有抗侧滚扭杆。
所述轴桥的中部设有安装座，所述空气弹簧的下部通过螺栓固定在安装座上，上部与所述车体的底架连接，所述大柔度自由膜式的空气弹簧同时为车体提供垂向和横向弹性。
所述抗侧滚扭杆的主体安装在车体的底架上或轴桥上，限制车体的侧滚运动。
所述导向轮的数量为4个，2个导向轮为一组形成导向轮组，所述导向轮组内的导向轮的侧面互相贴合，固定在所述导向框的同一侧上。
所述走行轮的数量为2个，采用高压橡胶轮胎，内部设有防爆钢圈。
所述轴桥的两侧分设有4根纵向拉杆，同侧的纵向拉杆分别设置在轴桥的上部和下部，纵向拉杆的一端与轴桥铰接，另一端与车体铰接，用于传递纵向牵引力，并抑制走行部本体的点头运动和摇头运动，但不约束轴桥与车体之间的横移运动。
所述横向减振器与车体铰接，用于衰减车体与走行部本体之间的横向振动。
所述垂向减振器与车体铰接，用于衰减车体与走行部本体之间的垂向振动。
所述导向框上连接有横向拉杆，所述横向拉杆的另一端与走行轮的梯形转向机构连接，当通过曲线时，导向轮受到导向轨的约束使得导向框绕轴桥在垂向转动，带动横向拉杆，所述横向拉杆通过梯形转向机构带动走行轮绕主销转动，使走行轮转动相应角度完成转向。
所述弹性旁承的数量为2个，下部通过螺栓固定在轴桥上，当空气弹簧失效破裂或失气时，弹性旁承接住车体，防止车体侧翻；当空气弹簧处于正常工作状态时，弹性旁承与车体的底架之间存在间隙，不与车体接触。
所述横向止挡的数量为2个且具有弹性，所述横向止档与车体之间存在间隙，用于限制车体与走行部本体之间过大的横向位移。
所述轴桥的壳体内设置有主减速器、差速器和半轴，两端设置有走行轮的主销。
进一步地，所述走行轮的轮毂通过滚动轴承与转向节连接，所述转向节通过万向节与半轴连接，所述万向节为等角速度万向节。
所述轴桥与电机连接，所述电机通过联轴节传递动力给主减速器、差速器、半轴、万向节和轮毂，带动走行轮转动前进。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明采用中置的大柔度自由膜式空气弹簧，能够同时提供垂向和横向弹性，配合垂向和横向减振器，实现了垂向和横向减振作用，提高了车辆的横向平稳性，同时节约了安装空间。
2.本发明通过增设弹性旁承增加安全裕量，保证空气弹簧无气状态时的安全性，同时提供抗侧滚能力，防止车体发生侧滚倾覆。
3.本发明通过4根空间平行布置的纵向拉杆，不仅用于纵向牵引力的传递，还抑制了轴桥的点头运动和摇头运动，并且不约束轴桥与车体之间的横移运动。
4.本发明通过增设横向止档，限制车体与走行部之间过大的横向位移，保证车辆运行时的安全性。
5.本发明在轴桥和车体之间设置有抗侧滚扭杆，用于提供车体与轴桥之间的抗侧滚刚度，限制车体的侧滚运动。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的俯视图。
附图标记：
1-走行轮；2-横向减振器；3-弹性旁承；4-纵向拉杆；5-导向轮；6-空气弹簧；7-横向拉杆；8-导向框；9-垂向减振器；10-轴桥；11-横向减振器；12-回转轴承。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种胶轮路轨系统车辆的走行部，结构紧凑，提高了车辆的横向平稳性，包括走行部本体和车体，走行部本体包括轴桥10，轴桥10的两端连接有走行轮1，轴桥10的下方通过回转轴承12与导向框8连接，导向框8上安装有导向轮5，轴桥10的中部上方设置有大柔度自由膜式的空气弹簧6，轴桥10的上方两侧对称设置有横向止挡2、弹性旁承3、垂向减振器9和横向减振器11，轴桥10和车体之间设置有抗侧滚扭杆。
轴桥10的中部设有安装座，空气弹簧6的下部通过螺栓固定在安装座上，上部与车体的底架连接，空气弹簧上盖板的定位销插入车体的底架，通过上盖板气孔与附加空气室相连，同时为车体提供垂向和横向弹性。
大柔度自由膜式的空气弹簧6获得低刚度、低振动频率的理想非线性刚度特性，弹簧刚度随载荷变化而变化，明显改善车体横向运行的平稳性。
抗侧滚扭杆的主体安装在车体的底架上或轴桥10上，当车体发生侧滚时，抗侧滚扭杆发生变形产生作用力，限制车体的侧滚运动，但不影响车体的垂向浮沉运动。
导向轮5为带有钢质辅助轮的实心橡胶轮，数量为4个，2个导向轮5为一组形成导向轮组，导向轮组内的导向轮5的侧面互相贴合，固定在导向框8的同一侧上，呈水平状态。
走行轮1的数量为2个，负责承重和走行，采用高压橡胶轮胎，内部设有防爆钢圈，在爆胎时起到支撑车体作用。
轴桥10的两侧分设有4根纵向拉杆4，纵向拉杆4的一端与轴桥10铰接，另一端与车体铰接，用于传递纵向牵引力，同侧的纵向拉杆4分别设置在轴桥10的上部和下部，上部和下部的纵向拉杆4之间具有高度差，用来抑制轴桥10的点头运动，纵向拉杆4分布在轴桥10的两侧，抑制了轴桥10的摇头运动，但不约束轴桥10与车体之间的横向运动。
如图3所示，横向减振器11与车体铰接，用于衰减车体与走行部本体之间的横向振动；垂向减振器9与车体铰接，用于衰减车体与走行部本体之间的垂向振动。
如图2所示，导向框8上连接有横向拉杆7，横向拉杆7的另一端与走行轮1的梯形转向机构连接，走行部本体采用中央导向方式，左、右导向轮5夹着中央工字形或槽型导向轨，当通过曲线时，导向轮5受到导向轨的约束使得导向框8绕轴桥10在垂向转动，带动横向拉杆7，横向拉杆7通过梯形转向机构带动走行轮1绕主销转动，使走行轮1转动相应角度完成转向。
弹性旁承3的数量为2个，采用叠板式橡胶堆，上下盖板及中间的隔板为钢质平板，下部通过螺栓固定在轴桥10上，当空气弹簧6失效破裂或失气时，弹性旁承3接住车体，防止车体侧翻；当空气弹簧6处于正常工作状态时，弹性旁承3与车体的底架之间存在间隙，不与车体接触。
横向止挡2的数量为2个，由金属与橡胶构成，具有弹性，横向止档2与车体之间存在间隙，当车体横向位移过大时与车体接触，限制车体的过大横向位移，保证车辆的安全。
轴桥10的壳体内设置有主减速器、差速器和半轴，两端设置有走行轮1的主销。
走行轮1的轮毂通过滚动轴承与转向节连接，转向节通过万向节与半轴连接，万向节为等角速度万向节。
轴桥10与电机连接，电机通过联轴节传递动力给主减速器、差速器、半轴、万向节和轮毂，带动走行轮1转动前进。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例子，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例说明。凡依据本发明构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种胶轮路轨系统车辆的走行部，其特征在于，包括走行部本体和车体，所述走行部本体包括轴桥(10)，所述轴桥(10)的两端连接有走行轮(1)，所述轴桥(10)的下方通过回转轴承(12)与导向框(8)连接，所述导向框(8)上安装有导向轮(5)，所述轴桥(10)的中部上方设置有大柔度自由膜式的空气弹簧(6)，所述轴桥(10)的上方两侧对称设置有横向止挡(2)、弹性旁承(3)、垂向减振器(9)和横向减振器(11)，所述轴桥(10)和车体之间设置有抗侧滚扭杆。
2.根据权利要求1所述的一种胶轮路轨系统车辆的走行部，其特征在于，所述轴桥(10)的中部设有安装座，所述空气弹簧(6)的下部通过螺栓固定在安装座上，上部与所述车体的底架连接。
3.根据权利要求1所述的一种胶轮路轨系统车辆的走行部，其特征在于，所述导向轮(5)的数量为4个，2个导向轮(5)为一组形成导向轮组，所述导向轮组内的导向轮(5)的侧面互相贴合，固定在所述导向框(8)的同一侧上。
4.根据权利要求1所述的一种胶轮路轨系统车辆的走行部，其特征在于，所述轴桥(10)的两侧分设有4根纵向拉杆(4)，同侧的纵向拉杆(4)分别设置在轴桥(10)的上部和下部，纵向拉杆(4)的一端与轴桥(10)铰接，另一端与车体铰接。
5.根据权利要求1所述的一种胶轮路轨系统车辆的走行部，其特征在于，所述横向减振器(11)与车体铰接。
6.根据权利要求1所述的一种胶轮路轨系统车辆的走行部，其特征在于，所述垂向减振器(9)与车体铰接。
7.根据权利要求1所述的一种胶轮路轨系统车辆的走行部，其特征在于，所述导向框(8)上连接有横向拉杆(7)，所述横向拉杆(7)的另一端与走行轮(1)的梯形转向机构连接。
8.根据权利要求1所述的一种胶轮路轨系统车辆的走行部，其特征在于，所述弹性旁承(3)的下部通过螺栓固定在轴桥(10)上。
9.根据权利要求1所述的一种胶轮路轨系统车辆的走行部，其特征在于，所述轴桥(10)的壳体内设置有主减速器、差速器和半轴，两端设置有走行轮(1)的主销。
10.根据权利要求9所述的一种胶轮路轨系统车辆的走行部，其特征在于，所述走行轮(1)的轮毂通过滚动轴承与转向节连接，所述转向节通过万向节与半轴连接。
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