CN115195801B - 转向架主动径向系统、控制方法、转向架及轨道车辆 - Google Patents

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CN115195801B CN202210964238.0A CN202210964238A CN115195801B CN 115195801 B CN115195801 B CN 115195801B CN 202210964238 A CN202210964238 A CN 202210964238A CN 115195801 B CN115195801 B CN 115195801B
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Abstract

本发明涉及轨道车辆领域,提供一种转向架主动径向系统、控制方法、转向架及轨道车辆。转向架主动径向系统包括一对液压作动器,关于构架的纵轴线斜对称设置并安装于轮对的轴箱体侧,设有位移传感器;液压动力单元,用于为液压作动器提供油液;一对位移检测单元,分设于构架的纵轴线的相对两侧,用于检测构架相对于车体的纵向位移;控制器用于根据一对位移检测单元采集的构架相对于车体的纵向位移,判断列车行驶状态并计算线路曲线半径,并根据一对位移传感器采集的液压作动器的实际位移,并与液压作动器的目标位移进行比较,计算位移偏差并生成控制指令,控制液压动力单元执行相应动作。保持轨道车辆运行稳定性的同时提升了列车的曲线通过能力。

Description

转向架主动径向系统、控制方法、转向架及轨道车辆
技术领域
本发明涉及轨道车辆技术领域,尤其涉及一种转向架主动径向系统、控制方法、转向架及轨道车辆。
背景技术
轨道车辆运行稳定性和曲线通过性能一直都是相互矛盾的,为了保证车辆运行稳定性,往往需要设置较大的一系定位刚度。曲线通过时,则希望一系定位刚度足够小,以降低轮对相对于构架的回转刚度,更利于曲线通过。目前,这个难题一直没有得到很好的解决。
发明内容
本发明提供一种转向架主动径向系统,用以解决现有技术中轨道车辆运行稳定性和曲线通过性能相互矛盾的问题,保持轨道车辆运行稳定性的同时提升列车的曲线通过能力。
本发明还提供一种转向架主动径向系统的控制方法。
本发明还提供一种转向架。
本发明还提供一种轨道车辆。
本发明提供一种转向架主动径向系统,包括:
一对液压作动器,关于构架的纵轴线斜对称设置并分别安装于轮对的轴箱体所在侧,所述液压作动器的油缸端安装于构架,所述液压作动器的活塞杆端安装于轮对的轴箱体,每个所述液压作动器设有用于检测其位移的位移传感器;
液压动力单元,用于为所述液压作动器提供油液,分别通过进油路和出油路与每个所述液压作动器的两个液压腔连通;
一对位移检测单元,分设于构架的纵轴线的相对两侧,所述位移检测单元的一端与构架连接,另一端与车体连接,用于检测构架相对于车体的纵向位移;
控制器,与一对所述位移传感器、一对所述位移检测单元以及所述液压动力单元信号连接;
所述控制器用于根据一对所述位移检测单元采集的构架相对于车体的纵向位移,判断列车行驶状态并计算线路曲线半径,并根据一对所述位移传感器采集的所述液压作动器的实际位移,并与所述液压作动器的目标位移进行比较,计算位移偏差并生成控制指令,控制所述液压动力单元执行相应动作。
根据本发明的一个实施例,还包括安装于构架侧梁且靠近所述轴箱体的支撑板,所述支撑板设有上下错位设置的第一安装槽和第二安装槽,所述液压作动器的油缸端和活塞杆端分别设有橡胶节点,所述轴箱体设有第三安装槽并在所述轴箱体的端部设有一系定位节点,所述液压作动器的油缸端的橡胶节点安装于所述第一安装槽,所述一系定位节点安装于所述第二安装槽,所述液压作动器的活塞杆端的橡胶节点安装于所述第三安装槽。
根据本发明的一个实施例,所述第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽均为开口大底部小的梯形槽,所述第一安装槽和所述第二安装槽的开口朝下,所述第三安装槽的开口朝上,所述第一安装槽与所述第三安装槽处于同一水平面。
根据本发明的一个实施例,所述控制器和所述液压动力单元吊挂于车体下部。
根据本发明的一个实施例,所述液压动力单元设有依次连接的电磁阀、泵油机构和油箱,所述电磁阀分别通过所述进油路和所述出油路与每个所述液压作动器的两个液压腔连通。
根据本发明的一个实施例,所述位移检测单元为纵向位移传感器、加速度传感器和陀螺仪中的一种;所述位移检测单元水平设置,其一端连接所述构架的中心,另一端连接车体的适配位置。
本发明还提供一种上述转向架主动径向系统的控制方法,包括步骤:
采集构架两侧相对于车体的纵向位移;
根据采集的所述纵向位移,判断列车行驶状态并计算线路曲线半径;
根据列车行驶状态和线路曲线半径,选择所述转向架主动径向系统的工作模式,其中,所述工作模式包括阻尼模式、主动径向模式和径向锁定模式;
采集所述液压作动器的实际位移并与所述液压作动器的目标位移比较;
计算所述实际位移与所述目标位移的位移偏差;
根据所述位移偏差生成控制指令,控制所述液压动力单元执行相应动作,使得所述液压作动器进油或排油,以使得实际位移达到所述目标位移。
根据本发明的一个实施例,所述根据列车行驶状态和线路曲线半径,选择所述转向架主动径向系统的工作模式,其中,所述工作模式包括阻尼模式、主动径向模式和径向锁定模式,具体包括:所述列车行驶状态包括直线、进缓和曲线、圆曲线、出缓和曲线以及牵引/制动;
列车行驶于所述直线,所述液压作动器工作于阻尼模式;
列车行驶于所述进缓和曲线,或,所述出缓和曲线,所述液压作动器工作于主动径向模式;
列车行驶于所述圆曲线,或,所述牵引/制动,所述液压作动器工作于径向锁定模式;
在所述阻尼模式下,所述液压动力单元断电,所述液压作动器的阻尼阀打开,所述液压作动器的油液流经所述阻尼阀,所述液压作动器的活塞杆在阻尼力作用下可自由运动;
在所述主动径向模式下,所述液压动力单元选择油路,向所述液压作动器的一侧液压腔泵入高压油,所述液压作动器的两侧液压腔产生压差,实现径向位移;
在所述径向锁定模式下,所述液压动力单元切换至锁定状态,所述液压作动器的活塞杆相对于油缸径向锁定。
根据本发明的一个实施例,所述根据采集的所述纵向位移,判断列车行驶状态并计算线路曲线半径,具体包括:假设构架两侧的所述纵向位移分别为x1和x2,则当前线路曲线半径表示为:
其中,b为位移检测单元的横向跨距之半;a为列车定距之半;
牵引/制动下,构架和车体将产生所述纵向位移,当x1+x2≥u0时,其中,μ0为不同牵引/制动等级下实测的纵向位移;则认为列车处于牵引/制动工况。
根据本发明的一个实施例,所述液压作动器的目标位移表示为:
其中,d为轴距,g为两个液压作动器横向安装距离,R为当前线路曲线半径。
本发明还提供一种转向架,设有上述转向架主动径向系统。
本发明还提供一种轨道车辆,设有上述转向架。
本发明提供的转向架主动径向系统,主要包括一对液压作动器、至少一个液压动力单元、一对位移检测单元,以及控制器;一对液压作动器关于构架的纵轴线斜对称设置并分别安装于轮对的轴箱体所在侧;控制器与一对位移传感器、一对位移检测单元以及液压动力单元均信号连接。控制器用于根据一对位移检测单元采集的构架相对于车体的纵向位移,判断列车行驶状态并计算线路曲线半径,并根据一对位移传感器采集的液压作动器的实际位移,与液压作动器的目标位移进行比较,计算位移偏差并生成控制指令,控制液压动力单元执行相应动作,使得液压作动器的两个液压腔中的一个进油,带动轮对偏移从而补偿位移偏差,以使得实际位移达到目标位移。从而使轮对相对于构架处于“外八字”的位置,也就是曲线轨道的径向位置,此位置是理论上的最优曲线通过状态,提升了列车的曲线通过能力,车轮的磨耗最低,从而延长车轮的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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是本发明提供的转向架主动径向系统安装于转向架的原理图之一,其中,转向架运行于直线状态;
图2是本发明提供的转向架主动径向系统安装于转向架的原理图之二,其中,转向架运行于曲线状态;
图3是本发明的转向架侧视示意图;
图4是图3的局部放大示意图;
图5是本发明控制方法的流程图;
图6是本发明列车行驶状态与主动径向系统工作模式对照图。
附图标记:
10、车体;20、构架;30、车轮;40、支撑板;41、第一安装槽;42、第二安装槽;50、轴箱体;51、转臂;52、一系定位节点;53、第三安装槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图2描述本发明的转向架主动径向系统。
本发明的转向架主动径向系统(本实施例中,简称为主动径向系统),应用于转向架,以提高转向架的曲线通过能力。顾名思义,转向架包括构架20和安装于构架20的两个轮对。本实施例的转向架主动径向系统主要包括一对液压作动器(EHA)、至少一个液压动力单元(HPU)、一对位移检测单元,以及控制器(ACU)。
具体地,一对液压作动器EHA1、EHA2关于构架20的纵轴线斜对称设置并分别安装于轮对的轴箱体50所在侧,本实施例中,轴箱体50位于轮对的外侧,如图1所示,每个轮对安装一个液压作动器,两个轮对的液压作动器呈对角设置,即一个轮对的液压作动器设于轮对的左侧,则另一个轮对的液压作动器设于轮对的右侧,形成对角设置,有利于保持构架20两侧受力平衡,便于一对液压作动器的安装。
需要说明的是,“构架20的纵轴线”是构架20沿列车的长度方向的轴线,轮对车轴的轴线方向为沿列车的宽度方向。
具体地,每个液压作动器由活塞分隔为两个液压腔,液压作动器的两端分别为活塞杆端和油缸端,其中,活塞杆伸出的一端为活塞杆端,没有活塞杆的一端为油缸端,液压作动器的油缸端安装于构架20,液压作动器的活塞杆端安装于轮对的轴箱体50,每个液压作动器设有用于检测其位移的位移传感器,也即,活塞杆移动的位移由位移传感器检测并传输给控制器。
本实施例中,以设置一个液压动力单元为例,液压动力单元用于为液压作动器提供油液即提供动力,通过向其中一个液压腔进油另一个液压腔排油来推动活塞杆伸出或缩回,具体地,液压动力单元分别通过进油路和出油路与每个液压作动器的两个液压腔连通。
本实施例中,一对位移检测单元分设于构架20的纵轴线的相对两侧,具体可以是一对位移检测单元关于构架20的纵轴线对称设置,位移检测单元的一端与构架20连接,另一端与车体10连接,用于检测构架20相对于车体10的纵向位移,在一些具体的实施例中,位移检测单元可以是纵向位移传感器SS1和SS2、加速度传感器和陀螺仪中的一种;纵向位移传感器能够直接检测构架20相对于车体10的纵向位移,加速度传感器测构架20的离心加速度并配合车速来得到构架20相对于车体10的纵向位移,采用陀螺仪测构架20的摇头角速度并配合车速来得到构架20相对于车体10的纵向位移,当然,位移检测单元还可以采用其他适宜的检测方式,本实施例不一一列举。如图1和图2所示,位移检测单元以纵向位移传感器SS1和SS2为例。
进一步地,如图1和图2所示,位移检测单元水平设置,其一端连接构架20的中心,另一端连接车体10的适配位置,具体可以在构架20的中心以及车体10的适配位置分别安装支座,位移检测单元的一端与构架20的支座连接,另一端与车体10的支座连接。
本实施例中,控制器与一对位移传感器、一对位移检测单元以及液压动力单元均信号连接。控制器用于根据一对位移检测单元采集的构架20相对于车体10的纵向位移,判断列车行驶状态并计算线路曲线半径,并根据一对位移传感器采集的液压作动器的实际位移,与液压作动器的目标位移进行比较,计算位移偏差并生成控制指令,控制液压动力单元执行相应动作。具体地,一对位移检测单元采集构架20两侧相对于车体10的纵向位移,控制器根据采集的纵向位移,判断列车行驶状态并计算线路曲线半径;根据列车行驶状态和线路曲线半径,选择主动径向系统的工作模式也即液压作动器的工作模式,其中,工作模式包括阻尼模式、主动径向模式和径向锁定模式,三种工作模式将在下文具体介绍,通过三种工作模式,能够保证转向架在任何状态下,均能够安全运行。控制器还根据液压作动器的位移传感器采集到的液压作动器的实际位移,与液压作动器的目标位移比较,可以理解的是,液压作动器的目标位移可以通过预置在控制器中的计算公式计算出来;控制器计算实际位移与目标位移的位移偏差并根据位移偏差生成控制指令,控制液压动力单元执行相应动作,使得液压作动器的两个液压腔中的一个进油,带动轮对偏移从而补偿位移偏差,以使得实际位移达到目标位移。
示例性的,例如液压作动器的目标位移为5毫米,位移传感器采集到的液压作动器的实际位移为4.8毫米,则位移偏差为0.2毫米,当控制器计算出偏差位移0.2毫米后生成控制指令,控制液压动力单元向液压作动器的两个液压腔中的一个进油补偿0.2毫米的位移偏差,使得实际位移等于目标位移。从而使轮对相对于构架20处于图2所示的“外八字”的位置,也就是曲线轨道的径向位置,此位置是理论上的最优曲线通过状态,提升了列车的曲线通过能力,车轮30的磨耗最低,从而延长车轮30的使用寿命。
此外,本实施例仅对角设置一对液压作动器即可实现车轮30主动径向调节,成本低,可靠性高,安全性高。而且设置的一对液压作动器不影响轨道车辆运行的稳定性。
本实施例中,主动径向系统采用架控的形式,即每个转向架为独立的系统,不同转向架之间不相互通讯,可模块化设计,在一个转向架上的主动径向系统出故障时,不影响其他转向架上的主动径向系统正常运行。具体地,故障时仅将当前系统切换至安全模式,其它系统不受影响,可正常工作。
根据本发明的一个实施例,还包括安装于构架20侧梁且靠近轴箱体50的支撑板40,支撑板40可以焊接或通过螺栓等固定在构架20侧梁上,以保证支撑板40安装的稳固性,支撑板40形状见图3和图4所示,支撑板40设有上下错位设置的第一安装槽41和第二安装槽42,第一安装槽41和第二安装槽42的槽口朝下,液压作动器的油缸端和活塞杆端分别设有橡胶节点,橡胶节点的轴线垂直于液压作动器的轴线,液压作动器安装时轴线呈水平状态,轴箱体50设有第三安装槽53并在轴箱体50远离车轮30的端部设有一系定位节点52,液压作动器的油缸端的橡胶节点安装于第一安装槽41,一系定位节点52安装于第二安装槽42,液压作动器的活塞杆端的橡胶节点安装于第三安装槽53。使得轴箱体50和液压作动器的安装更加可靠。
需要说明的是,下文提及的阻尼模式是一种正常工作的模式,在该模式下所有的电磁阀处于断电状态,液压作动器相当于常规的液压减振器;当活塞杆相对液压作动器60的液压缸有相对运动时,液压减振器会产生阻尼力,来阻止这种相对运动,阻尼力幅值与相对运动速度成正比;而且,冗余设计的一系定位节点52具有一定刚度,产生的弹簧力也会阻止这种相对运动。阻尼力和弹簧力共同实现一系定位功能,可以达到与常规一系定位节点相同的定位效果,实现轮对、车辆稳定运行。
此外,需要说明的是,阻尼模式下,活塞杆不能自由移动,活塞杆移动时会产生阻尼力,阻碍活塞杆运动。
在系统故障时,系统识别到故障,自动将各电磁阀切换到断电状态,即实现阻尼模式也即系统的安全模式。冗余设计的一系定位节点52,在阻尼模式下,和液压减振器一起作用,实现定位功能,具备与常规一系定位节点相同的性能。也就是说,此时车辆可以和常规车辆一样运行,并且具有足够的安全裕量。
在最极端的工况下比如液压缸中没油了,此时活塞杆不会受到阻尼力将会自由移动,此时,冗余设计的一系定位节点仍然能够提供一定的定位能力,保证不会出现安全问题,具有一定的安全裕量。从而保证主动径向系统运行的安全性。
可以理解的是,传统的一系定位节点包括橡胶弹簧和弹簧座,传统的一系定位节点为现有结构,可靠性高。本实施例设置一对对角设置的主动径向系统,另一对角没有设置主动径向系统的轴箱体50仍然通过传统的一系定位节点与构架20连接,相比于四个车轮30处均设置主动径向系统的转向架来说,本实施例对角设置的一对主动径向系统的转向架可靠性更高。能够提高整列车的安全性,这对于轨道交通的安全性非常重要。
在一个具体的实施例中,第一安装槽41、第二安装槽42和第三安装槽53均为开口大底部小的梯形槽,第一安装槽41和第二安装槽42的开口朝下,第三安装槽53的开口朝上,为了匹配呈水平设置的液压作动器两端的橡胶节点,第一安装槽41与第三安装槽53处于同一水平面,便于液压作动器两端的橡胶节点安装到第一安装槽41与第三安装槽53中。
本实施例中,第一安装槽41、第二安装槽42和第三安装槽53均为开口大底部小的梯形槽,确保了定位功能,安装拆卸方便。
在上述任一实施例中,控制器和液压动力单元吊挂于车体10下部,有利于控制器和液压动力单元的减振和安装稳固性,而且车体10下的安装空间相比于转向架更大。由于控制器和液压动力单元为重要元器件,有效的减振非常必要,然而转向架受到的冲击振动更大,将控制器和液压动力单元安装于车体10,既有利于减振,也方便安装,也可以减轻转向架的安装空间紧张。
根据本发明的一个实施例,液压动力单元设有依次连接的电磁阀、泵油机构和油箱,电磁阀分别通过进油路和出油路与每个液压作动器的两个液压腔连通,电磁阀可以为二位四通电磁换向阀,也可以是其他电磁换向阀,用于根据控制指令切换至不同的通路为不同的液压作动器、不同的液压腔供油。具体地,泵油机构包括液压泵和用于驱动液压泵的电机,电机驱动液压泵从油箱吸油供给液压作动器。
另一方面,如图5所示,本发明还提供一种上述转向架主动径向系统的控制方法,包括步骤:
100、位移检测单元采集构架20两侧相对于车体10的纵向位移;
200、控制器根据步骤100采集的纵向位移,判断列车行驶状态并计算线路曲线半径;
300、控制器根据列车行驶状态和线路曲线半径,选择转向架主动径向系统的工作模式,其中,工作模式包括阻尼模式、主动径向模式和径向锁定模式;
400、在具体工作模式下,液压作动器的位移传感器采集液压作动器的实际位移,控制器将液压作动器采集的实际位移与液压作动器的目标位移比较;
500、控制器计算液压作动器的实际位移与目标位移的位移偏差;
600、控制器根据位移偏差生成控制指令,控制液压动力单元执行相应动作,使得液压作动器进油或排油,以使得实际位移达到目标位移。从而使轮对相对于构架20处于图2所示的“外八字”的位置,也就是曲线轨道的径向位置,此位置是理论上的最优曲线通过状态,车轮30的磨耗最低,从而延长车轮30的使用寿命。
在一个具体的实施例中,如图6所示,根据列车行驶状态和线路曲线半径,选择转向架主动径向系统的工作模式,其中,工作模式包括阻尼模式、主动径向模式和径向锁定模式,具体包括:列车行驶状态包括直线、进缓和曲线、圆曲线、出缓和曲线以及牵引/制动。
列车行驶于直线,液压作动器工作于阻尼模式,阻尼模式是安全模式,此时液压作动器相当于减振器。液压作动器工作于阻尼模式,是系统处于断电状态,为了在主动径向系统断电时列车还能够正常运行,由控制器在接收到断电信号时,触发液压作动器切换至阻尼模式,在阻尼模式,液压作动器的阻尼阀打开,活塞杆在阻尼力的作用下自由移动。
列车行驶于进缓和曲线,或,出缓和曲线,液压作动器工作于主动径向模式,其中,“进缓和曲线”是指列车由直线进入曲线的状态,“出缓和曲线”是指列车由曲线进入直线的状态。
列车行驶于圆曲线,或,牵引/制动,液压作动器工作于径向锁定模式。其中,“圆曲线”是指列车进入曲线之后一直处于曲线的状态。“牵引/制动”是指列车在牵引状态下或制动状态下。需要说明的是,列车的牵引/制动运行状态优先级高于其他运行状态,也就是说,不管处于其他何种运行状态,只要列车进行牵引或制动,主动径向系统均切换至径向锁定模式。
下面对三种工作模式下,液压作动器的工作状态进行具体说明。
在阻尼模式下,液压动力单元断电,液压作动器的阻尼阀打开,液压作动器的油液流经阻尼阀,液压作动器的活塞杆在阻尼力作用下可自由运动。即使在极端条件下,例如液压作动器中的油液漏完,液压作动器仍然可保持在阻尼模式。
在主动径向模式下,液压动力单元选择油路,向液压作动器的一侧液压腔泵入高压油,液压作动器的两侧液压腔产生压差,实现径向位移。
在径向锁定模式下,液压动力单元切换至锁定状态,液压作动器的活塞杆相对于油缸径向锁定。
在一个实施例中,根据采集的纵向位移,判断列车行驶状态并计算线路曲线半径,具体包括:假设构架20两侧的纵向位移分别为x1和x2,则当前线路曲线半径表示为:
其中,b为位移检测单元的横向跨距之半;a为列车定距之半;
牵引/制动下,构架20和车体10将产生纵向位移,当x1+x2≥u0时,其中,μ0为不同牵引/制动等级下实测的纵向位移;则认为列车处于牵引/制动工况。
根据本发明的一个实施例,液压作动器的目标位移表示为:
其中,d为轴距,g为两个液压作动器横向安装距离,R为当前线路曲线半径。
本发明还提供一种转向架,设有上述转向架主动径向系统,通过在每个转向架上设置上述主动径向系统,一方面,各个转向架的主动径向系统互不干扰,另一方面,可有效提高列车曲线通过能力,减少车轮30磨耗,提高车轮30寿命。
本发明还提供一种轨道车辆,设有上述转向架,主动径向系统的位移检测单元安装于构架20与车体10之间,控制器和液压动力单元安装于车体10底部,能够有效减轻控制器和液压动力单元的振动冲击,从而可以有效保护控制器和液压动力单元,此外,该轨道车辆具有上述转向架的所有优点,在此不再赘述。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种转向架主动径向系统,其特征在于,包括:
一对液压作动器,关于构架的纵轴线斜对称设置并分别安装于轮对的轴箱体所在侧,所述液压作动器的油缸端安装于构架,所述液压作动器的活塞杆端安装于轮对的轴箱体,每个所述液压作动器设有用于检测其位移的位移传感器,其中,所述纵轴线是所述构架沿列车的长度方向的轴线;
液压动力单元,用于为所述液压作动器提供油液,分别通过进油路和出油路与每个所述液压作动器的两个液压腔连通;
一对位移检测单元,分设于构架的纵轴线的相对两侧,所述位移检测单元的一端与构架连接,另一端与车体连接,用于检测构架相对于车体的纵向位移;
控制器,与一对所述位移传感器、一对所述位移检测单元以及所述液压动力单元信号连接;
所述控制器用于根据一对所述位移检测单元采集的构架相对于车体的纵向位移,判断列车行驶状态并计算线路曲线半径,并根据一对所述位移传感器采集的所述液压作动器的实际位移,与所述液压作动器的目标位移进行比较,计算位移偏差并生成控制指令,控制所述液压动力单元执行相应动作。
2.根据权利要求1所述的转向架主动径向系统,其特征在于,还包括安装于构架侧梁且靠近所述轴箱体的支撑板,所述支撑板设有上下错位设置的第一安装槽和第二安装槽,所述液压作动器的油缸端和活塞杆端分别设有橡胶节点,所述轴箱体设有第三安装槽并在所述轴箱体的端部设有一系定位节点,所述液压作动器的油缸端的橡胶节点安装于所述第一安装槽,所述一系定位节点安装于所述第二安装槽,所述液压作动器的活塞杆端的橡胶节点安装于所述第三安装槽。
3.根据权利要求2所述的转向架主动径向系统,其特征在于,所述第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽均为开口大底部小的梯形槽,所述第一安装槽和所述第二安装槽的开口朝下,所述第三安装槽的开口朝上,所述第一安装槽与所述第三安装槽处于同一水平面。
4.根据权利要求1-3任一项所述的转向架主动径向系统,其特征在于,所述控制器和所述液压动力单元吊挂于车体下部。
5.根据权利要求1-3任一项所述的转向架主动径向系统,其特征在于,所述液压动力单元设有依次连接的电磁阀、泵油机构和油箱,所述电磁阀分别通过所述进油路和所述出油路与每个所述液压作动器的两个液压腔连通。
6.根据权利要求1-3任一项所述的转向架主动径向系统,其特征在于,所述位移检测单元为纵向位移传感器、加速度传感器和陀螺仪中的一种;所述位移检测单元水平设置,其一端连接所述构架的中心,另一端连接车体的适配位置。
7.一种权利要求1-6任一项所述的转向架主动径向系统的控制方法,其特征在于,包括步骤:
采集构架两侧相对于车体的纵向位移;
根据采集的所述纵向位移,判断列车行驶状态并计算线路曲线半径;
根据列车行驶状态和线路曲线半径,选择所述转向架主动径向系统的工作模式,其中,所述工作模式包括阻尼模式、主动径向模式和径向锁定模式;
采集所述液压作动器的实际位移并与所述液压作动器的目标位移比较;
计算所述实际位移与所述目标位移的位移偏差;
根据所述位移偏差生成控制指令,控制所述液压动力单元执行相应动作,使得所述液压作动器进油或排油,以使得实际位移达到所述目标位移。
8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述根据列车行驶状态和线路曲线半径,选择所述转向架主动径向系统的工作模式,其中,所述工作模式包括阻尼模式、主动径向模式和径向锁定模式,具体包括:所述列车行驶状态包括直线、进缓和曲线、圆曲线、出缓和曲线以及牵引/制动;
列车行驶于所述直线,所述液压作动器工作于阻尼模式;
列车行驶于所述进缓和曲线,或,所述出缓和曲线,所述液压作动器工作于主动径向模式;
列车行驶于所述圆曲线,或,所述牵引/制动,所述液压作动器工作于径向锁定模式;
在所述阻尼模式下,所述液压动力单元断电,所述液压作动器的阻尼阀打开,所述液压作动器的油液流经所述阻尼阀,所述液压作动器的活塞杆在阻尼力作用下可自由运动;
在所述主动径向模式下,所述液压动力单元选择油路,向所述液压作动器的一侧液压腔泵入高压油,所述液压作动器的两侧液压腔产生压差,实现径向位移;
在所述径向锁定模式下,所述液压动力单元切换至锁定状态,所述液压作动器的活塞杆相对于油缸径向锁定。
9.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述根据采集的所述纵向位移,判断列车行驶状态并计算线路曲线半径,具体包括:假设构架两侧的所述纵向位移分别为x1和x2,则当前线路曲线半径表示为:
其中,b为位移检测单元的横向跨距之半;a为列车定距之半;
牵引/制动下,构架和车体将产生所述纵向位移,当x1+x2≥u0时,其中,μ0为不同牵引/制动等级下实测的纵向位移;则认为列车处于牵引/制动工况。
10.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述液压作动器的目标位移表示为:
其中,d为轴距,g为两个液压作动器横向安装距离,R为当前线路曲线半径。
11.一种转向架,其特征在于,设有如权利要求1-6任一项所述的转向架主动径向系统。
12.一种轨道车辆,其特征在于,设有如权利要求11所述的转向架。
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