CN112406929B - 一种二系减振空气弹簧 - Google Patents

Abstract

一种空气弹簧，包括上盖板以及和上盖板固定连接的气囊，气囊底部和转向架连接，上盖板和车体连接，在气囊的内部还固定连接有抗侧滚弹簧，抗侧滚弹簧内部有抗侧滚止挡。本发明在空气弹簧内部设置了抗侧滚弹簧，在不改变空气弹簧外形尺寸的前提下实现了空气弹簧非线性刚度变化，使得在大载荷下车辆侧滚时通过空气弹簧内部的抗侧滚弹簧与抗侧滚扭杆共同承担载荷，提升抗侧滚刚度，从而达到降低侧滚角度满足车辆限界的目的。

Description

一种二系减振空气弹簧

技术领域

本发明涉及机车转向架领域，特别涉及一种二系减振空气弹簧。

背景技术

现代轨道车辆广泛使用空气弹簧作为二系悬挂系统。运用空气弹簧的主要优点为：（1）通过高度调节系统使车体高度保持恒定。（2）刚度随载荷发生变化，这对于垂向隔振来说非常有效。（3）对无摇枕的转向架来说提供水平变位能力。传统空气弹簧的主要作用是承受垂向载荷，实现水平与垂向变位，提供舒适性所需的刚度指标，空气弹簧的垂横向刚度较低，传统的空气弹簧抗侧滚刚度也较低。通常需要使用抗侧滚扭杆来满足侧滚刚度要求；特别是在以下两种悬挂系统中，二系悬挂的侧滚刚度较低而不能满足大载荷下的车辆限界的要求：i）两点支撑的系统（见图1）；ii）无气状态下二系载荷不作用在空气弹簧上而是作用在应急弹簧上的系统（见图2）。

现有技术是通过采用抗侧滚扭杆来控制车辆的侧滚角度，但抗侧滚扭杆的侧滚刚度受车辆在小载荷下脱轨系数的限制而希望较低，但在大载荷如满载下又希望有较高的侧滚刚度，依靠抗侧滚扭杆装置很难提供非线性刚度，以实现在小载荷下的低侧滚刚度、大载荷下的高侧滚刚度。因此在某些情况下，使用了抗侧滚扭杆的二系悬挂系统，在大载荷下抗侧滚刚度仍然不够而使车辆存在超限界的问题。

因此提出一种可解决小载荷下脱轨系数及大载荷下的限界要求的矛盾的空气弹簧在本技术领域内具有重大的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：提出一种空气弹簧，包括上盖板以及和上盖板固定连接的气囊，气囊底部和转向架连接，上盖板和车体连接，在气囊的内部还固定连接有抗侧滚弹簧，抗侧滚弹簧内部有抗侧滚止挡。

进一步地，气囊的上边缘和上盖板固定连接，下边缘和支座连接，所述支座具有内凹空间，抗侧滚弹簧位于内凹空间内。

进一步地，支座的底部和转向架之间还连接有辅助簧，辅助簧底部通过底板和转向架连接。

进一步地，抗侧滚弹簧的底部与支座底部连接，辅助簧顶部和支座的底部连接。

进一步地，抗侧滚止挡位于抗侧滚弹簧中央且周围硫化连接有橡胶层一，橡胶层一的边缘和内凹空间固定连接；抗侧滚止挡的上下底面与上盖板以及内凹空间底部均留有间隙。

进一步地，所述橡胶层一的内部还硫化连接有金属隔层。

进一步地，抗侧滚弹簧的底部和底板连接，辅助簧顶部和支座的底部连接。

进一步地，支座的底部开设一通孔，连接柱一端从通孔中伸入到内凹空间内部并与抗侧滚弹簧的底部连接，连接柱另一端则和底板连接。

进一步地，支座底部和底板之间硫化连接有橡胶层二。

进一步地，橡胶层内部还硫化连接金属隔片。

本发明具有以下优点：

1、本发明在空气弹簧内部设置了抗侧滚弹簧，在不改变空气弹簧外形尺寸的前提下实现了空气弹簧非线性刚度变化，使得在大载荷下车辆侧滚时通过空气弹簧内部的抗侧滚弹簧与抗侧滚扭杆共同承担载荷，提升抗侧滚刚度，从而达到降低侧滚角度满足车辆限界的目的。

2、当需要较大垂向刚度且要求空间间隙变形较小时，可采用抗侧滚弹簧与辅助簧串联结构；当需要较小垂向刚度且要求空间间隙在不同载荷下是恒定的应用场景则可将抗侧滚弹簧和辅助簧并联。本发明的结构多变灵活，可根据实际应用场景需求灵活选择。

附图说明

图1：两点支撑的系统结构示意图；

图2：应急弹簧作用时结构示意图；

图3：抗侧滚弹簧和辅助簧串联结构示意图；

图4：抗侧滚弹簧结构示意图一；

图5：抗侧滚弹簧和辅助簧并联结构示意图；

图6：抗侧滚弹簧结构示意图二；

图7：空气弹簧满载或者泄气时抗侧滚弹簧作用时结构示意图。

具体实施方式

为了本领域普通技术人员能充分实施本发明内容，下面结合附图以及具体实施例来进一步阐述本发明内容。

如图3所述，空气弹簧由上盖板1、扣环3、气囊5、辅助簧6、抗侧滚弹簧4组成，上盖板1和车体连接，辅助簧6通过一个底板61和转向架连接。气囊5上边缘通过扣环3与上盖板1之间通过螺钉2连接，下边缘和支座7连接。

抗侧滚弹簧4位于气囊5的内部，不改变空气弹簧的外形尺寸，所述支座7具有内凹空间71，抗侧滚弹簧4位于内凹空间71内。抗侧滚弹簧4内部有抗侧滚止挡41，抗侧滚止挡41可以是金属类的刚性部件。如图7所示，当空载时上盖板1与抗侧滚止挡41之间不接触，具有较低的刚度来满足脱轨系数要求，在满载时空气弹簧内部的抗侧滚止挡41开始工作，此时抗侧滚扭杆与空簧共同提供抗侧滚刚度。如此便实现了整个二系减振系统的非线性刚度变化，满足脱轨系数的安全性要求又能防止侧滚角度过大车辆超出限界的问题。

抗侧滚弹簧4为金属橡胶件，结构不限于锥形弹簧，层叠弹簧或其它止档类结构，可根据抗侧滚非线性要求而采用合适的结构形式。一种典型的结构形式为锥形弹簧，如图4所示，抗侧滚止挡41位于抗侧滚弹簧4中央且周围硫化连接有橡胶层一42，橡胶层一42的边缘和内凹空间71固定连接；抗侧滚止挡41的上下底面与上盖板1以及内凹空间71底部均留有间隙。所述橡胶层一42的内部还硫化连接有金属隔层43。另一种层叠弹簧则如图5所示，抗侧滚止挡、橡胶层一通过层叠形式硫化在一起。

辅助簧的结构可采用层叠弹簧，支座7底部和底板61之间硫化连接有橡胶层二62，橡胶层62内部还硫化连接金属隔片。

抗侧滚弹簧4和辅助簧6可采用串联或者并联的形式连接，串联方式连接如图3所示：抗侧滚弹簧4的底部与支座7底部连接，辅助簧6顶部和支座7的底部连接。采用串联连接方式辅助簧6的垂向刚度较大，辅助簧6从受载到减振时变形较小，空间间隙的变形较小。

并联方式连接如图5所示：支座7的底部开设一通孔，连接柱72一端从通孔中伸入到内凹空间71内部并与抗侧滚弹簧4的底部连接，连接柱72另一端则和底板61连接。并联结构的辅助簧6的垂向刚度较小，受载时变形较大，抗侧滚弹簧4直接与辅助簧6底部相联，保证空间间隙在不同载荷下是恒定的。

显然，以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种空气弹簧，包括上盖板（1）以及和上盖板（1）固定连接的气囊（5），气囊（5）底部和转向架连接，上盖板（1）和车体连接，其特征在于：在气囊（5）的内部还固定连接有抗侧滚弹簧（4），抗侧滚弹簧（4）具有抗侧滚止挡（41）；气囊（5）的上边缘和上盖板（1）固定连接，下边缘和支座（7）连接，所述支座（7）具有内凹空间（71），抗侧滚弹簧（4）位于内凹空间（71）内；抗侧滚弹簧（4）的底部和底板（61）连接，辅助簧（6）顶部和支座（7）的底部连接；支座（7）的底部和转向架之间还连接有辅助簧（6），辅助簧（6）底部通过底板（61）和转向架连接；支座（7）的底部开设一通孔，连接柱（72）一端从通孔中伸入到内凹空间（71）内部并与抗侧滚弹簧（4）的底部连接，连接柱（72）另一端则和底板（61）连接。

2.如权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于：支座（7）底部和底板（61）之间硫化连接有橡胶层二（62）。

3.如权利要求2所述的空气弹簧，其特征在于：橡胶层二（62）内部还硫化连接金属隔片。

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