CN204955994U - 智能空气弹簧控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及承载装置领域，具体涉及一种智能空气弹簧控制装置，包括第一空气弹簧本体和第二空气弹簧本体，其特征在于，还包括同时与第一空气弹簧本体和第二空气弹簧本体连接的控制装置，控制装置的输入端分别与第一空簧位移传感器和第二空簧位移传感器连接，控制装置的输入端还分别与第一空气压力传感器和第二空气压力传感器连接，控制装置的输出端还分别与为空气弹簧本体充气的风源、空气弹簧排气口连接。本实用新型使空气弹簧在保持规定工作位置的同时不出现较大尺寸的垂向位移，在不需增加抗侧滚扭杆和垂向油压减振器的情况下消除空气弹簧变位过大、过快及两侧空气弹簧变位的不均衡造成车体的侧滚，提高空气弹簧的控制精度。

Description

智能空气弹簧控制装置

技术领域

本实用新型涉及承载装置领域，具体涉及一种智能空气弹簧控制装置。

背景技术

空气弹簧是一种在柔性密闭的橡胶气囊中加入压力空气,利用空气的压缩弹性进行工作的非金属弹性元件，其具有承载能力大、自振频率不变、承载面高度可调节和变形能力强的优点，干线高速铁道车辆转向架和城市轨道交通车辆转向架中广泛采用空气弹簧作为悬挂装置。

空气弹簧悬挂的整个系统如图1所示，主要由空气弹簧本体、附加空气室、高度控制装置、差压阀9’和节流孔(阀)7’等组成。该系统的工作原理为：车辆静载荷增加时，空气弹簧1’被压缩使空气弹簧工作高度降低，这样高度控制阀2’随车体下降，由于高度调整连杆3’的长度固定，此时高度调整杠杆4’发生转动打开高度控制阀的进气机构，压力空气由列车风源5’通过高度控制阀的进气机构进入空气弹簧1’和附加空气室8’，直到高度调整杠杆回到水平位置即空气弹簧恢复其原来的工作高度；车辆静载荷减小时，空气弹簧1’伸长使空气弹簧的工作高度增大，高度控制阀2’随车体上升，同样由于高度调整连杆3’的长度固定，高度调整杠杆4’发生反向转动打开高度控制阀的排气机构，压力空气由空气弹簧1’和附加空气室8’通过高度控制阀的排气机构经排气口6’排入大气，直到高度调整杠杆回到水平位置。

差压阀安装在同一转向架左右空气弹簧的连接管路中间，在任何一侧的空气弹簧出现异常时作为安全装置而起作用，连通左右空气弹簧，防止车体过大倾斜。压差阀的动作压力一般有1kg/cm²、1.2kg/cm²、1.5kg/cm²三种。附加空气室的作用在于能够显著降低空气弹簧的垂向刚度。

由于空气弹簧的刚度较低，高度调整阀无感带为9～11mm，动作延迟时间3±1s，压差阀的动作压力一般1.2kg/cm²左右，垂向静挠度的增加降低了车辆系统的抗侧滚刚度，致使车辆在通过道岔和曲线时的侧滚角增大，车辆乘坐舒适度下降。为了防止空气弹簧变位过大、过快及两侧空气弹簧变位的不均衡造成车体的侧滚，需在设置附加气室并在空气弹簧与附加气室之间安装节流阀，以及在车体和转向架之间安装垂向油压减振器，增加空气弹簧在高度阀无感带的垂向刚度，安装抗侧滚扭杆增加车体的抗测滚刚度，以上设计使结构更为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提出一种对空气弹簧进行准确快速平稳调整和控制、提高调整幅度和空气弹簧垂向刚度的智能空气弹簧控制装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：智能空气弹簧控制装置，包括第一空气弹簧本体和第二空气弹簧本体，其特征在于，还包括同时与第一空气弹簧本体和第二空气弹簧本体连接的控制装置，控制装置的输入端分别与第一空簧位移传感器和第二空簧位移传感器连接，控制装置的输入端还分别与第一空气压力传感器和第二空气压力传感器连接，控制装置的输出端还分别与为空气弹簧本体充气的风源、空气弹簧排气口连接。

前述的智能空气弹簧控制装置，控制装置内含有控制电路、通讯电路和为空气弹簧充气或排气的充气阀和排气阀。

前述的智能空气弹簧控制装置，所述的第一空簧位移传感器与控制电路连接，用于检测第一空气弹簧本体的位移；所述的第二空簧位移传感器与控制电路连接，用于检测第二空气弹簧本体的位移。

前述的智能空气弹簧控制装置，所述的第一空气压力传感器与控制电路连接，用于检测第一空气弹簧本体的刚度；所述的第二空气压力传感器与控制电路连接，用于检测第二空气弹簧本体的刚度。

前述的智能空气弹簧控制装置，所述的为空气弹簧本体充气的风源和空气弹簧排气口通过控制装置与空气弹簧本体连接。

前述的智能空气弹簧控制装置，所述的充气阀和排气阀均与控制电路连接，所述的充气阀连接为空气弹簧本体充气的风源，所述的排气阀连接空气弹簧排气口。

与高度阀、差压阀和节流孔(阀)等组成的空气弹簧控制装置相比，智能空气弹簧控制装置具有以下优点：

1.采用位移传感器、空气压力传感器采集空气弹簧的状态信号具有精度高，实时性强的特点，控制装置可以根据采集的信号对空气弹簧的运动趋势进行判定，通过充排气阀对左、右空气弹簧的刚度和位移进行及时的调整，可有效地减小空气弹簧的调整幅度，消除两侧空气弹簧变位的不均衡造成车体的侧滚。

2.空气弹簧的无感带可根据要求调整，动态响应快，工作高度不仅可根据载荷变化调整，还可对车轮和转向架零件的磨损进行补偿，调整迅速简便。

3.控制装置不仅可对左右两侧的空气弹簧的状态进行控制，还可对空气弹簧工作状态进行实时诊断和存储，通过通讯电路将状态信息发送到上位机或相邻的空气弹簧控制装置，还可对两件以上的空气弹簧进行综合状态控制，如一台转向架上的四件空气弹簧或一节车厢的四件空气弹簧进行状态控制，提高控制的平稳性。

4.采用智能空气弹簧控制装置提高左右两侧空气弹簧的位置调整幅度，提高空气弹簧的垂向刚度，可有效简化转向架、空气悬挂系统的设计，提高空气弹簧的使用的可靠性和灵活性。

附图说明

图1为现有技术的空气弹簧结构图；

图2为本实用新型的智能空气弹簧控制装置结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型的智能空气弹簧控制装置由单片机（控制装置）、空气压力传感器、空簧位移传感器、充放气结构组成，如图2。

智能空气弹簧控制装置，包括第一空气弹簧本体1和第二空气弹簧本体2，其特征在于，还包括同时与第一空气弹簧本体1和第二空气弹簧本体2连接的控制装置7，控制装置7的输入端分别与第一空簧位移传感器3和第二空簧位移传感器4连接，控制装置的输入端还分别与第一空气压力传感器5和第二空气压力传感器6连接，控制装置的输出端还分别与为空气弹簧本体充气的风源8、空气弹簧排气口9，10连接。

控制装置内含有控制电路、通讯电路和为空气弹簧充气或排气的充气阀和排气阀，所述的充气阀连接为空气弹簧本体充气的风源8，所述的排气阀连接空气弹簧排气口。即控制电路、充气阀、为空气弹簧本体充气的风源顺序连接，控制电路、排气阀、空气弹簧排气口顺序连接。所述的为空气弹簧本体充气的风源和空气弹簧排气口通过控制装置与空气弹簧本体连接。

所述的第一空簧位移传感器与控制电路连接，用于检测第一空气弹簧本体的位移；所述的第二空簧位移传感器与控制电路连接，用于检测第二空气弹簧本体的位移。所述的第一空气压力传感器与控制电路连接，用于检测第一空气弹簧本体的刚度；所述的第二空气压力传感器与控制电路连接，用于检测第二空气弹簧本体的刚度。

控制电路的输入端根据位移传感器的输入值和压力传感器的输入值，确定左、右两空气弹簧的位置、刚度以及位置和刚度的变化趋势，控制电路的输出端控制充排气阀对左、右两侧的空气弹簧充气或排气，使空气弹簧在保持规定工作位置的同时不出现较大尺寸的垂向位移，在不需增加抗侧滚扭杆和垂向油压减振器的情况下消除空气弹簧变位过大、过快及两侧空气弹簧变位的不均衡造成车体的侧滚，提高空气弹簧的控制精度。

上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.智能空气弹簧控制装置，包括第一空气弹簧本体和第二空气弹簧本体，其特征在于，还包括同时与第一空气弹簧本体和第二空气弹簧本体连接的控制装置，控制装置的输入端分别与第一空簧位移传感器和第二空簧位移传感器连接，控制装置的输入端还分别与第一空气压力传感器和第二空气压力传感器连接，控制装置的输出端还分别与为空气弹簧本体充气的风源、空气弹簧排气口连接。

2.根据权利要求1所述的智能空气弹簧控制装置，其特征在于，控制装置内含有控制电路、通讯电路和为空气弹簧充气或排气的充气阀和排气阀。

3.根据权利要求2所述的智能空气弹簧控制装置，其特征在于，所述的第一空簧位移传感器与控制电路连接，用于检测第一空气弹簧本体的位移；所述的第二空簧位移传感器与控制电路连接，用于检测第二空气弹簧本体的位移。

4.根据权利要求2所述的智能空气弹簧控制装置，其特征在于，所述的第一空气压力传感器与控制电路连接，用于检测第一空气弹簧本体的刚度；所述的第二空气压力传感器与控制电路连接，用于检测第二空气弹簧本体的刚度。

5.根据权利要求1所述的智能空气弹簧控制装置，其特征在于，所述的为空气弹簧本体充气的风源和空气弹簧排气口通过控制装置与空气弹簧本体连接。

6.根据权利要求2所述的智能空气弹簧控制装置，其特征在于，所述的充气阀和排气阀均与控制电路连接，所述的充气阀连接为空气弹簧本体充气的风源，所述的排气阀连接空气弹簧排气口。