CN112727986A - 空气弹簧及轨道车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种空气弹簧，包括上盖；支承座，间隔设置于上盖的下方；气囊，设于上盖与支承座之间；和辅助弹簧，辅助弹簧包括：芯轴，设于支承座的底端中央；辅助弹簧主体，环绕芯轴的外周设置；外套，环绕所述辅助弹簧的外周设置，所述外套的底端向下延伸形成有低于所述辅助弹簧主体的延伸部，所述延伸部的内腔与所述辅助弹簧主体的底部组成缓冲空间；以及减振垫，在所述辅助弹簧产生蠕变后，设于所述延伸部的底端，以恢复所述缓冲空间。本发明所提供的空气弹簧，将缓冲空间设置于空气弹簧的最底端，在辅助弹簧发生较大蠕变后，减振垫的设置能够使缓冲空间的垂直高度得到恢复，有效避免辅助弹簧的干涉风险，保障空气弹簧在使用过程中的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于轨道车辆悬挂系统减振元件的技术领域，尤其涉及一种空气弹簧及应用该空气弹簧的轨道车辆。
背景技术
空气弹簧安装在车体和转向架之间，作用为传递垂向载荷、横向载荷以及扭矩，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作用。
空气弹簧主要由上盖、气囊及辅助弹簧组成，其中上盖位于车体或摇枕的下方，起密封及传递载荷的功能，辅助弹簧位于气囊的下方，在气囊等其他减振原件受损时，辅助弹簧仍然可以保证车辆以一定的速度安全运行。常用的辅助弹簧是由橡胶和金属复合的减振元件，被广泛应用于轨道车辆的二系悬挂系统。现有的轨道车辆二系悬挂系统长时间使用后，辅助弹簧会产生较大蠕变，导致辅助弹簧的缓冲空间被挤压变小，使辅助弹簧的干涉风险增大，空气弹簧的可靠性降低，甚至影响二系悬挂系统的减振性能。
发明内容
针对现有的辅助弹簧蠕变导致其缓冲空间变小的技术问题，本发明提出了一种空气弹簧，能够在检修时增大辅助弹簧缓冲空间，从而提高空气弹簧的可靠性。本发明还提供了一种具有该空气弹簧的轨道车辆。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种空气弹簧，包括：
上盖；
支承座，间隔设置于所述上盖的下方；
气囊，设于所述上盖与所述支承座之间；以及
辅助弹簧，所述辅助弹簧包括：
芯轴，设于所述支承座的底面中央；
辅助弹簧主体，环绕所述芯轴的外周设置；
外套，环绕所述辅助弹簧的外周设置，所述外套的底端向下延伸形成有低于所述辅助弹簧主体的延伸部，所述延伸部的内腔与所述辅助弹簧主体的底部组成缓冲空间；以及
减振垫，在所述辅助弹簧产生蠕变后，设于所述延伸部的底端，用于恢复所述缓冲空间。
优选的，所述减振垫的厚度与所述辅助弹簧的蠕变量相同。
优选的，所述芯轴呈倒圆台型，所述辅助弹簧主体配合所述芯轴呈漏斗型。
优选的，所述辅助弹簧顶面与所述支承座底面之间的距离沿径向逐渐变大。
优选的，所述芯轴具有顶端开口的收容腔，所述支承座的底面中央设有凸部，所述凸部装配于所述收容腔内。
优选的，所述凸部与所述芯轴通过螺栓紧固连接。
优选的，所述空气弹簧还包括环置于所述上盖下表面边缘处的扣环，所述扣环将所述气囊的顶端压装在所述上盖上。
优选的，所述扣环与所述上盖之间通过螺钉紧固连接。
优选的，所述支承座的侧端向下延伸形成有卡台，所述气囊的底端嵌装于所述卡台上。
本发明还提供了一种轨道车辆，包括上述空气弹簧。
与相关技术相比，本发明至少具有以下优点和积极效果：
1、本发明所提供的空气弹簧，将辅助弹簧的缓冲空间设置于空气弹簧的最底端，该设计在辅助弹簧发生较大蠕变后，可通过增设减振垫的方式使缓冲空间的垂直高度得到恢复，能够有效避免辅助弹簧的干涉风险，确保空气弹簧的减振性能，保障空气弹簧在使用过程中的可靠性。
2、本发明所提供的空气弹簧能够为辅助弹簧提供更大的缓冲空间，增加空气弹簧的使用寿命并为空气弹簧的检修工作提供了便利条件。
3、本发明提供的空气弹簧结构简单，制造容易且生产成本低。
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为传统空气弹簧的结构示意图；
图2为传统空气弹簧蠕变后的结构示意图；
图3为本发明空气弹簧的结构示意图；
图4为本发明空气弹簧蠕变后的结构示意图；
图5为本发明轨道车辆的结构示意图。
以上各图中：1.上盖；11.连接部；12.扣环；2.支承座；21.卡台；22.凸部；3.气囊；4.辅助弹簧；41.芯轴；42.辅助弹簧主体；43.外套；431.延伸部；51.第一空气间隙；52.第二空气间隙；6.减振垫；7.螺钉；8.螺栓；01.车体；02.转向架；03.二系悬挂系统。
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，需要理解的是，术语“中心”、“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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1-2为传统空气弹簧的结构示意图，空气弹簧主要包括上盖1、支承座2、气囊3、以及辅助弹簧4。如图1所示，传统空气弹簧为保证其减振性能，通常具备两个空气间隙，分别为位于支承座2顶端与上盖1底端之间的第一空气间隙51、以及位于辅助弹簧4的顶端与支承座2的底端之间的第二空气间隙52，其中第二空气间隙52为辅助弹簧4的缓冲空间。
为便于描述，本申请将第一空气间隙51的竖直高度值设为E，将第二空气间隙52的竖直高度值设为B，将上盖1的顶端与辅助弹簧4的底端之间的竖直高度值设为H，令a＝E+B。
在装车一定时间内，空气弹簧中的a值保持不变；但当空气弹簧长时间使用之后，辅助弹簧4会产生较大蠕变，而由于轨道车辆的二系悬挂系统中通常会设置高度阀，用于控制空气弹簧的高度H保持恒定，在此种情况下，辅助弹簧4的蠕变会导致第二空气间隙52的竖直高度B值减小、第一空气间隙51的竖直高度E值增大。其中，第一空气间隙51的竖直高度E值的增大会对二系悬挂系统的性能产生影响，因此在轨道车辆检修时，技术人员通常会在辅助弹簧4的底端设置厚度为h的减振垫6，如图2所示，其中减振垫6的厚度h与辅助弹簧4已产生的蠕变量基本相同。减振垫6的厚度h弥补了第二空气间隙52的垂直高度B值被压缩的量，使第一空气间隙51的垂直高度E值得到恢复，以避免二系悬挂系统的性能受到影响。但检修后的空气弹簧虽然维持了其高度H的恒定，但实际上空气弹簧中E+B的值仍然受辅助弹簧4蠕变的影响而变小，第一空气间隙51竖直高度E值与第二空气间隙52竖直高度B值的改变易导致辅助弹簧4的干涉风险增大，使得空气弹簧的可靠性降低。
本发明针对上述问题，提出了一种新型空气弹簧，本发明提出的空气弹簧改变了辅助弹簧4的结构和辅助弹簧4与轨道车辆其他组件的连接方式，在本发明中，将辅助弹簧4的缓冲空间设置于空气弹簧的最底端，该设计在辅助弹簧4发生较大蠕变后，可通过增加减振垫6使缓冲空间的垂直高度得到恢复，使空气弹簧中E+B的值保持恒定，能够有效避免辅助弹簧4的干涉风险，确保空气弹簧的减振性能，同时本发明中缓冲空间的位置设置为空气弹簧的检修工作提供了便利。
在下文中，将参照附图3-4详细描述根据本申请的实施方式。
如图3所示，本实施方式中的空气弹簧包括自上而下依次设置的上盖1、支承座2、气囊3、以及辅助弹簧4。将空气弹簧装配于轨道车辆的车体与转向架之间，通过将空气弹簧中的气囊3与辅助弹簧4进行串联使其具有良好的减振性能，提高轨道车辆运行的平稳性和安全性。
具体的，上盖1的中央向上凸起形成有中空的连接部11，连接部11的外侧套设有具备密封作用的O形圈，连接部11装配于轨道车辆的车体内，用于实现空气弹簧与车体之间的定位及紧密连接。
支承座2与上盖1间隔设置，并且位于上盖1的下方；气囊3装配于上盖1与支承座2之间。具体的，气囊3包括上口子和下口子，气囊3的上口子与上盖1的下表面边缘密封紧固连接，气囊3的下口子与支承座2的周侧密封紧固连接。
进一步的，本实施方式中的空气弹簧还包括扣环12，扣环12环置于上盖1下表面的边缘处，扣环12的内侧设有卡口，气囊3的上口子嵌装于扣环12的卡口内，以实现气囊3与上盖1的紧固连接；同时本实施方式还在扣环12与上盖1的连接处设置螺钉7，螺钉7依次穿过上盖1与扣环12，实现扣环12与上盖1的紧固连接。在本实施方式中，支承座2的侧端向下延伸形成有卡台21，气囊3的下口子则嵌装于卡台21上，以实现气囊3与支承座2的紧固连接。
继续参考图3，本实施方式中的辅助弹簧4包括芯轴41，辅助弹簧主体42、以及外套43。其中，辅助弹簧主体42环绕芯轴41的外周设置，外套43环绕辅助弹簧主体42的外周设置。示例性的，本实施方式中的芯轴41呈倒圆台型，辅助弹簧主体42配合芯轴41呈漏斗型，该设计可使辅助弹簧4具备较好的垂直刚度。
进一步的，本实施方式中的辅助弹簧4通过芯轴41连接于支承座2的底端。具体的，芯轴41具有顶端开口的收容腔，支承座2的底面中央设有向下凸起的凸部22，凸部22装配于芯轴41的收容腔内，以实现辅助弹簧4与支承座2的连接。同时，本实施方式还在所述芯轴41的中心轴位置设置有螺栓8，螺栓8插接于凸部22内，以加强芯轴41与支承座2连接的牢固性。
在本实施方式中，辅助弹簧主体42的顶面为具有一定的倾斜角度的坡面，其中辅助弹簧主体42靠近芯轴41的一端为辅助弹簧主体42顶面中的最高点，靠近外套43的一端为辅助弹簧主体42顶面中的最低点，同时设置外套43的顶端与辅助弹簧主体42最外围处齐平，该设计使辅助弹簧4的顶面与支承座2的底面之间的距离沿径向逐渐增大，辅助弹簧4与支承座2之间的空间设计可以确保辅助弹簧4发生蠕变时，其位置及结构形状的变化不会对支承座2及气囊3产生影响，避免辅助弹簧4的蠕变对其它部件造成损伤，保证辅助弹簧4在使用过程中的可靠性。
进一步的，在本实施方式中，设置辅助弹簧主体42的底端与芯轴41的底端齐平，外套43的底部向下延伸形成有延伸部431，延伸部431的位置低于辅助弹簧主体42及芯轴42底面，由此延伸部431的内腔与辅助弹簧主体43的底部形成辅助弹簧4的缓冲空间。该缓冲空间即为传统空气弹簧中的第二空气间隙52。本发明将辅助弹簧第二空气间隙52调整到空气弹簧整体结构最底端的位置，在保证辅助弹簧4减振性能的同时，可以为空气弹簧的检修工作提供便利。
继续参考图4，当本实施方式中的辅助弹簧4产生较大蠕变时，会导致第二空气间隙52的竖直高度B值变小，此时可在外套43的底端设置减振垫6以增大第二空气间隙52的竖直高度，并且设置减振垫6的厚度h与辅助弹簧4已经产生的蠕变量相同，由于辅助弹簧4蠕变的连续性，也可以在对空气弹簧中的E值影响不大的情况下，设置减振垫6的厚度适当大于辅助弹簧4的当前蠕变量，本申请对此不做具体限定。减振垫6的设置可以使第二空气间隙52的竖直高度B值得到恢复，以确保空气弹簧中E+B的值相对恒定。
本发明将空气弹簧的第二空气间隙52设置在辅助弹簧4的底部，该设计在辅助弹簧4发生较大蠕变后，检修时增设的减振垫6能够使第二空气间隙52的垂直高度得到恢复，保证空气弹簧中E+B值的恒定，有效避免辅助弹簧的干涉风险，确保辅助弹簧4始终具备良好的减振性能。并且本发明位于空气弹簧底部的第二空气间隙52能够为辅助弹簧4的检修工作提供更大的操作空间，对轨道车辆的检修工作提供了极大的便利。除此之外，本发明所提供的空气弹簧结构简单，制造容易且生产成本低，有利于提高产品的市场竞争力。
本发明还提供了一种轨道车辆，如图5所示，包括车体01、转向架02、以及二系悬挂系统03，其中二系悬挂系统03包括上述实施方式中所述的空气弹簧。将空气弹簧装配于轨道车辆的车体01与转向架02之间，通过将空气弹簧中的气囊3与辅助弹簧4进行串联使空气弹簧具备良好的减振性能，一方面空气弹簧可以根据客流的变化调整刚度，保证车辆客室地板面的高度与站台高度相一致，方便乘客上下车；另一方面气囊3与辅助弹簧4的组合设计可以缓和车辆与轨道之间的作用，减小振动和冲击，提高轨道车辆运行的平稳性和安全性。
本发明所提供的轨道车辆一方面具备良好的减振性能，可以缓和车辆与轨道之间的作用，减小振动和冲击，提高轨道车辆运行的平稳性和安全性；另一方面本发明轨道车辆中装配的空气弹簧在检修时其内的缓冲空间能够得到恢复，确保空气弹簧中空气间隙的垂直高度保持不变，保障空气弹簧在轨道车辆运行过程中的可靠性，同时为轨道车辆提供了较大的检修空间，方面轨道车辆检修工作的进行。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种空气弹簧，其特征在于，包括：
上盖；
支承座，间隔设置于所述上盖的下方；
气囊，设于所述上盖与所述支承座之间；以及
辅助弹簧，所述辅助弹簧包括：
芯轴，连接于所述支承座的底面中央；
辅助弹簧主体，环绕所述芯轴的外周设置；
外套，环绕所述辅助弹簧的外周设置，所述外套的底端向下延伸形成有低于所述辅助弹簧主体的延伸部，所述延伸部的内腔与所述辅助弹簧主体的底部组成缓冲空间；以及
减振垫，在所述辅助弹簧产生蠕变后，设于所述延伸部的底端，用于恢复所述缓冲空间。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于：所述减振垫的厚度与所述辅助弹簧的蠕变量相同。
3.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于：所述芯轴呈倒圆台型，所述辅助弹簧主体配合所述芯轴呈漏斗型。
4.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于：所述辅助弹簧顶面与所述支承座底面之间的距离沿径向逐渐变大。
5.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于：所述芯轴具有顶端开口的收容腔，所述支承座的底面中央设有凸部，所述凸部装配于所述收容腔内。
6.根据权利要求5所述的空气弹簧，其特征在于：所述凸部与所述芯轴通过螺栓紧固连接。
7.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于：所述空气弹簧还包括环置于所述上盖下表面边缘处的扣环，所述扣环将所述气囊的顶端压装在所述上盖上。
8.根据权利要求7所述的空气弹簧，其特征在于：所述扣环与所述上盖之间通过螺钉紧固连接。
9.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于：所述支承座的侧端向下延伸形成有卡台，所述气囊的底端嵌装于所述卡台上。
10.一种轨道车辆，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的空气弹簧。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210430 |