CN209079902U - 一种轨道车辆的主动二系悬挂系统及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种轨道车辆的主动二系悬挂系统，包括设于转向架构架以支撑车体的支撑装置；设于转向架构架与车体之间以分别对应调整二者在垂向和横向上距离的垂向悬浮调节装置和横向悬浮调节装置；设于车体以检测车体加速度的加速度检测装置；分别与加速度检测装置、垂向悬浮调节装置和横向悬浮调节装置相连的控制装置。轨道车辆静止时，支撑装置支撑车体；轨道车辆行驶时，控制装置根据加速度检测装置发送的信号对应调整垂向悬浮调节装置和横向悬浮调节装置的悬浮磁力，使车体的加速度绝对值达到最小，因此有利于提升轨道车辆的舒适性及稳定性。本实用新型所还公开一种包括轨道车辆的主动二系悬挂系统的轨道车辆。

Description

一种轨道车辆的主动二系悬挂系统及轨道车辆

技术领域

本实用新型涉及轨道交通领域，特别涉及一种轨道车辆的主动二系悬挂系统。本实用新型还涉及一种轨道车辆。

背景技术

主动悬挂是指根据车体的运动状态及载荷等参数的变化使悬架系统的刚度和阻尼进行动态地自适应调节，以便悬架系统始终处于最佳减振状态。随着轨道车辆朝着安全化、智能化和清洁化的方向发展，鉴于主动悬挂具有能够同时兼顾平顺性与操纵稳定性等优势，使主动悬挂成为轨道车辆的必然发展趋势。

二系悬挂是指设于车体与转向架构架之间的减振组件。目前，现有轨道车辆的二系悬挂多采用由空气弹簧与阻尼减振器等构成的被动悬挂，此类二系悬挂虽能在一定程度上满足轨道车辆减振的要求，但其局限性在于相关参数固定，在轨道车辆运行的过程中二系悬挂的相关参数无法随激励以及车辆振动响应的变化而任意进行调整，从而使轨道车辆的振动性能相对于较差，进而使轨道车辆的舒适性及稳定性受到限制。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种轨道车辆的主动二系悬挂系统，有利于提升轨道车辆的舒适性及稳定性。本实用新型的另一目的在于提供一种轨道车辆，其用户体验感较好。

其具体方案如下：

本实用新型提供一种轨道车辆的主动二系悬挂系统，包括：

用于设于转向架构架以支撑车体的支撑装置；

用于设于转向架构架与车体之间以分别对应调整二者在垂向和横向上距离的垂向悬浮调节装置和横向悬浮调节装置；

用于设于车体以检测车体加速度的加速度检测装置；

分别与所述加速度检测装置、所述垂向悬浮调节装置和所述横向悬浮调节装置相连、用于根据所述加速度检测装置发送的信号分别调整所述垂向悬浮调节装置和所述横向悬浮调节装置的悬浮磁力的控制装置。

优选地，还包括：

与所述控制装置相连、用于设于车体以检测转向架构架与车体之间垂向距离的垂向距离检测装置，所述控制装置用于根据所述垂向距离检测装置发送的信号控制所述垂向悬浮调节装置悬浮磁力使车体与所述支撑装置相抵接。

优选地，所述垂向悬浮调节装置包括若干组用以设于车体的底部与转向架构架的顶部之间的垂向悬浮线圈，每组所述垂向悬浮线圈包括相对设置且用于对应固设于车体的底部与转向架构架的顶部的车体垂向悬浮线圈和转向架垂向悬浮线圈。

优选地，所述横向悬浮调节装置包括用以设于车体的左侧与转向架构架的左侧之间的左横向悬浮调节装置和用以设于车体的右侧与转向架构架的右侧之间的右横向悬浮调节装置，所述左横向悬浮调节装置包括用以分别相对设于车体与转向架构架的左车体横向悬浮线圈和左转向架横向悬浮线圈，所述右横向悬浮调节装置包括用以分别相对设于车体与转向架构架的右车体横向悬浮线圈和右转向架横向悬浮线圈。

优选地，所述支撑装置包括：

用以固设于转向架构架顶部且中心轴线与转向架构架的纵向中心线重合的支撑销；

设于车体底部、用于容纳所述支撑销的支撑销孔。

优选地，所述支撑装置还包括：

设于所述支撑销与所述支撑销孔之间、用以缓解所述支撑销振动的减振套。

优选地，还包括：

套于所述支撑销外周、用以固设于转向架构架顶部以缓解车体与转向架构架之间垂向振动的垂向减振元件。

优选地，所述加速度检测装置包括：

分别与所述控制装置和所述垂向悬浮调节装置相连、用以设于车体底部以检测车体垂向加速度的垂向加速度检测装置；

分别与所述控制装置和所述横向悬浮调节装置相连、用于设于车体侧面以检测车体横向加速度的横向加速度检测装置。

本实用新型还提供一种轨道车辆，包括车体和转向架构架，还包括如上任一项所述的设于所述车体与所述转向架构架之间的轨道车辆的主动二系悬挂系统。

相对于背景技术，本实用新型在于提供一种轨道车辆的主动二系悬挂系统，包括用于设于转向架构架以支撑车体的支撑装置；用于设于转向架构架与车体之间以分别对应调整二者在垂向和横向上距离的垂向悬浮调节装置和横向悬浮调节装置；用于设于车体以检测车体加速度的加速度检测装置；分别与所述加速度检测装置、所述垂向悬浮调节装置和所述横向悬浮调节装置相连、用于根据所述加速度检测装置发送的信号分别调整所述垂向悬浮调节装置和所述横向悬浮调节装置的悬浮磁力的控制装置。

当轨道车辆静止时，转向架构架通过所述支撑装置支撑车体，防止车体错位。当轨道车辆行驶时，所述加速度检测装置检测车体的加速度，并将检测的加速度信号实时发送至所述控制装置，所述控制装置根据所述加速度检测装置发送的信号分别对应调整所述垂向悬浮调节装置和所述横向悬浮调节装置的悬浮磁力，同时依据车体的速度作为反馈信息以形成闭环控制回路，以便对应调节车体与转向架构架之间的垂向距离和横向距离，使车体的加速度绝对值达到最小，也即使轨道车辆的振动达到最小，从而使轨道车辆的振动性能有所提升，进而有利于提升轨道车辆的舒适性及稳定性。因此，本实用新型所述提供的轨道车辆的主动二系悬挂系统有利于提升轨道车辆的舒适性及稳定性。

本实用新型所提供的包括轨道车辆的主动二系悬挂系统的轨道车辆，由于轨道车辆的舒适性及稳定性较好，乘客的晃动感较弱，自然用户体验感较好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施例所提供的轨道车辆的主动二系悬挂系统的结构原理图。

附图标记如下：

转向架构架1、车体2、支撑装置3、加速度检测装置6、垂向距离检测装置7和垂向减振元件8；

垂向悬浮线圈41；

车体垂向悬浮线圈411和转向架垂向悬浮线圈412；

左横向悬浮调节装置51和右横向悬浮调节装置52；

左车体横向悬浮线圈511和左转向架横向悬浮线圈512；

右车体横向悬浮线圈521和右转向架横向悬浮线圈522；

支撑销31、支撑销孔32和减振套33；

垂向加速度检测装置61和横向加速度检测装置62。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本实用新型一种实施例所提供的轨道车辆的主动二系悬挂系统的结构原理图。

本实用新型实施例公开了一种轨道车辆的主动二系悬挂系统，包括支撑装置3、垂向悬浮调节装置、横向悬浮调节装置、加速度检测装置6和控制装置。

支撑装置3设于转向架构架1上，用于支撑车体2。当轨道车辆静止时，转向架构架1利用支撑装置3支撑车体2。

在该具体实施例中，优选地，支撑装置3包括支撑销31和支撑销孔32。支撑销31固设于转向架构架1顶部，且支撑销31的中心轴线与转向架构架1的纵向中心线相重合，以便支撑销31处于转向架构架1横断面的中心，有效防止车体2相对于转向架构架1倾斜或侧翻，有利于提升稳定性。具体地，支撑销31的外周呈圆柱状，当然不限于此。

支撑销孔32设于车体2底部，用于容纳支撑销31。具体地，支撑销孔32的内侧面呈圆柱状，当然不限于此。由于车体2在垂向悬浮调节装置的作用下使支撑销孔32随车体2相对支撑销31沿垂向相对于移动，故优选支撑销孔32的内径大于支撑销31的外径，以降低支撑销31与支撑销孔32之间的磨损，有利于延长支撑销31的使用寿命。

另外，需要指明的是，支撑销31的长度大于车体2与转向架构架1间的最大垂向距离，以防支撑销31脱出支撑销孔32，进而防止车体2与转向架构架1脱离，有利于提升安全性。

为缓解支撑销31相对于支撑销孔32振动，在该具体实施例中，支撑装置3还包括设于支撑销31与支撑销孔32之间的减振套33，该减振套33可由橡胶或尼龙等弹性材料制成，以便吸收支撑销31的振动冲击，防止支撑销31摆动，有利于延长支撑销31的使用寿命，同时还有利于消除支撑销31与支撑销孔32之间因冲击振动产生的噪音。具体地，减振套33优选固设于支撑销孔32内侧面上的橡胶套，当然不限于此。

垂向悬浮调节装置和横向悬浮调节装置均设于转向架构架1与车体2之间，分别用于对应调节转向架构架1与车体2之间垂向和横向距离。

在该具体实施例中，优选地，垂向悬浮调节装置包括若干组用以设于车体2的底部与转向架构架1的顶部之间的垂向悬浮线圈41，若干组垂向悬浮线圈41沿车体2的长度方向错开设置。为了防止车体2相对于转向架构架1发生歪斜，若干组垂向悬浮线圈41分别以支撑销31的中心轴线为中心对称地设于支撑销31两侧。

优选地，每组垂向悬浮线圈41包括设于车体2底部的车体垂向悬浮线圈411和设于转向架构架1的顶部的转向架垂向悬浮线圈412，每组垂向悬浮线圈41的车体垂向悬浮线圈411和转向架垂向悬浮线圈412均相对设置，以便充分利用悬浮线圈的工作面积。

当分别向车体垂向悬浮线圈411和转向架垂向悬浮线圈412通入电流时，车体垂向悬浮线圈411和转向架垂向悬浮线圈412变成极性相同的电磁铁，从而通过流经调节车体垂向悬浮线圈411和转向架垂向悬浮线圈412的电流大小，进而调节悬浮磁力的大小以改变车体2与转向架构架1间垂向相互作用力，以实现调整车体2与转向架构架1之间的垂向距离。

在该具体实施例中，优选地，横向悬浮调节装置包括用以设于车体2的左侧与转向架构架1的左侧之间的左横向悬浮调节装置51和用以设于车体2的右侧与转向架构架1的右侧之间的右横向悬浮调节装置52，其中，左横向悬浮调节装置51和右横向悬浮调节装置52以支撑销31的中心轴线为中心对称设置。

左横向悬浮调节装置51包括用以分别相对设于车体2与转向架构架1的左车体横向悬浮线圈511和左转向架横向悬浮线圈512，也即左车体横向悬浮线圈511固设于车体2的左侧、左转向架横向悬浮线圈512固设于转向架构架1的左侧。当左车体横向悬浮线圈511和左转向架横向悬浮线圈512通电后，左车体横向悬浮线圈511和左转向架横向悬浮线圈512产生极性相同的磁力，使车体2左侧相对于转向架构架1左侧产生横向相互作用力，以便调整车体2的左侧与转向架构架1的左侧之间的横向距离。

同理，右横向悬浮调节装置52包括用以分别相对设于车体2与转向架构架1的右车体横向悬浮线圈521和右转向架横向悬浮线圈522。当右车体横向悬浮线圈521和右转向架横向悬浮线圈522通电后，右车体横向悬浮线圈521和右转向架横向悬浮线圈522产生极性相同的磁力，使车体2右侧相对于转向架构架1右侧产生横向相互作用力，以便随左横向悬浮调节装置51同步调整车体2的右侧与转向架构架1的右侧之间的横向距离。

控制装置分别与加速度检测装置6、垂向悬浮调节装置和横向悬浮调节装置相连，用于根据加速度检测装置6发送的信号分别调整垂向悬浮调节装置和横向悬浮调节装置的悬浮磁力。

加速度检测装置6设于车体2上，优选为加速度传感器，用于检测实时检测车体2的加速度。在该具体实施例中，加速度检测装置6包括垂向加速度检测装置61和横向加速度检测装置62。

垂向加速度检测装置61设于车体2底部，分别与控制装置和垂向悬浮调节装置相连，以便检测车体2垂向加速度。当垂向加速度检测装置61发送检测装置信号至控制装置，控制装置判断分析后控制流经垂向悬浮调节装置电流的大小，以便调节车体垂向悬浮线圈411和转向架垂向悬浮线圈412悬浮磁力的大小，从而调节车体2与转向架构架1之间的垂向相互作用力，进而调节车体2与转向架构架1间的垂向距离，使垂向加速度的绝对值达到最小，也即垂向振动响应达到最小，从而使垂向振动性能达到最佳状态。

同样地，横向加速度检测装置62设于车体2的侧面，分别与控制装置和横向悬浮调节装置相连，以便检测车体2的横向加速度。当横向加速度检测装置62发送检测装置信号至控制装置，控制装置判断分析后控制流经左横向悬浮调节装置51和右横向悬浮调节装置52的电流大小，以便调节左车体横向悬浮线圈511、左转向架横向悬浮线圈512、右车体横向悬浮线圈521和右转向架横向悬浮线圈522的悬浮磁力的大小，从而调节车体2与转向架构架1之间的横向作用力，进而调节车体2与转向架构架1间的横向距离，使横向加速度的绝对值达到最小，也即横向振动响应达到最小，从而使横向振动性能达到最佳状态。

为防止车体2与转向架构架1脱离，本实用新型还包括与控制装置相连的垂向距离检测装置7，该垂向距离检测装置7优选设于车体2上的距离传感器。当垂向距离检测装置7发送信号至控制装置时，控制装置经分析判断，发送控制信号至垂向悬浮调节装置，进而调节车体2与转向架构架1间的垂向距离，使车体2始终与支撑装置3相抵接，能够有效防止车体2侧翻，有利于提升安全性。

为进一步提升垂向减振性能，本实用新型还包括固设于转向架构架1顶部且套于支撑销31外周的垂向减振元件8，该垂向减振元件8优选空气弹簧，从而进一步缓解车体2与转向架构架1之间垂向振动，进而进一步提升垂向减振性能。

本实用新型所提供的轨道车辆的主动二系悬挂系统具体工作原理如下：

当轨道车辆静止时，垂向加速度检测装置61和横向加速度检测装置62分别发送控制信号至控制装置，控制装置分析判断后，使垂向悬浮调节装置断电且使横向悬浮调节装置通电，从而使车体2与转向架构间的垂向距离为零，在垂向方向上转向架构架1依靠支撑销31支撑车体2；同时调节车体2与转向架构架1间的横向相互作用力，调节车体2与转向架构架1之间的横向距离；从而实现维护车体2稳定；

轨道车辆启动后，垂向加速度检测装置61和横向加速度检测装置62继续实时发送信号至控制装置，控制装置判断轨道车辆是否处于稳定巡航状态，如果是，则控制装置控制电流流经垂向悬浮调节装置和横向悬浮调节装置的电流，使车体2与转向架构架1通过电磁力分离；同时，控制装置根据垂向加速度检测装置61发送的反馈信号控制流经垂向悬浮调节装置的电流大小，持续调整车体2与转向架构架1间的垂向距离，直至垂向加速度的绝对值达到最小；控制装置根据距离检测装置反馈的信号配合垂向悬浮调节装置调节车体2与转向架构架1间的垂向距离，保证支撑销31始终插于支撑销孔32内；控制装置根据横向加速度检测装置62发送的反馈信号控制流经横向悬浮调节装置的电流大小，持续调整车体2与转向架构架1间的横向距离，直至横向加速度的绝对值达到最小；如果否，则继续持续检测车体2的加速度及垂向距离；

轨道车辆停车时，垂向加速度检测装置61和横向加速度检测装置62继续实时发送信号至控制装置，控制装置判断轨道车辆是否处于制动停车状态，如果是，则控制装置控制控制垂向悬浮调节装置和横向悬浮调节装置的断电，垂向悬浮调节装置和横向悬浮调节装置均停止工作，转向架构架1通过支撑销31支撑车体2；如果否，则返回执行上一步。

综上所述，本实用新型所提供的轨道车辆的主动二系悬挂系统包括支撑装置3、垂向悬浮调节装置、横向悬浮调节装置、加速度检测装置6和控制装置。当车体2静止时，转向架构架1通过支撑装置3支撑车体2；当车体2运行时，加速度检测装置6实时检测车体2的加速度，控制装置控制流经垂向悬浮调节装置、横向悬浮调节装置电流，从而对应调节车体2与转向架构架1之间的垂向距离和横向距离，形成闭环调节，使车体2的加速度绝对值达到最小，从而使振动达到最小，因此本实用新型所述提供的轨道车辆的主动二系悬挂系统有利于提升轨道车辆的舒适性及稳定性。

本实用新型还提供一种轨道车辆，包括车体2和转向架构架1，还包括设于车体2与转向架构架1之间的轨道车辆的主动二系悬挂系统，由于轨道车辆的舒适性及稳定性较好，乘客的晃动感较弱，自然用户体验感较好。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种轨道车辆的主动二系悬挂系统，其特征在于，包括：

用于设于转向架构架(1)以支撑车体(2)的支撑装置(3)；

用于设于转向架构架(1)与车体(2)之间以分别对应调整二者在垂向和横向上距离的垂向悬浮调节装置和横向悬浮调节装置；

用于设于车体(2)以检测车体(2)加速度的加速度检测装置(6)；

分别与所述加速度检测装置(6)、所述垂向悬浮调节装置和所述横向悬浮调节装置相连、用于根据所述加速度检测装置(6)发送的信号分别调整所述垂向悬浮调节装置和所述横向悬浮调节装置的悬浮磁力的控制装置。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆的主动二系悬挂系统，其特征在于，还包括：

与所述控制装置相连、用于设于车体(2)以检测转向架构架(1)与车体(2)之间垂向距离的垂向距离检测装置(7)，所述控制装置用于根据所述垂向距离检测装置(7)发送的信号控制所述垂向悬浮调节装置悬浮磁力使车体(2)与所述支撑装置(3)相抵接。

3.根据权利要求1或2所述的轨道车辆的主动二系悬挂系统，其特征在于，所述垂向悬浮调节装置包括若干组用以设于车体(2)的底部与转向架构架(1)的顶部之间的垂向悬浮线圈(41)，每组所述垂向悬浮线圈(41)包括相对设置且用于对应固设于车体(2)的底部与转向架构架(1)的顶部的车体垂向悬浮线圈(411)和转向架垂向悬浮线圈(412)。

4.根据权利要求1或2所述的轨道车辆的主动二系悬挂系统，其特征在于，所述横向悬浮调节装置包括用以设于车体(2)的左侧与转向架构架(1)的左侧之间的左横向悬浮调节装置(51)和用以设于车体(2)的右侧与转向架构架(1)的右侧之间的右横向悬浮调节装置(52)，所述左横向悬浮调节装置(51)包括用以分别相对设于车体(2)与转向架构架(1)的左车体横向悬浮线圈(511)和左转向架横向悬浮线圈(512)，所述右横向悬浮调节装置(52)包括用以分别相对设于车体(2)与转向架构架(1)的右车体横向悬浮线圈(521)和右转向架横向悬浮线圈(522)。

5.根据权利要求1所述的轨道车辆的主动二系悬挂系统，其特征在于，所述支撑装置(3)包括：

用以固设于转向架构架(1)顶部且中心轴线与转向架构架(1)的纵向中心线重合的支撑销(31)；

设于车体(2)底部、用于容纳所述支撑销(31)的支撑销孔(32)。

6.根据权利要求5所述的轨道车辆的主动二系悬挂系统，其特征在于，所述支撑装置(3)还包括：

设于所述支撑销(31)与所述支撑销孔(32)之间、用以缓解所述支撑销(31)振动的减振套。

7.根据权利要求5所述的轨道车辆的主动二系悬挂系统，其特征在于，还包括：

套于所述支撑销(31)外周、用以固设于转向架构架(1)顶部以缓解车体(2)与转向架构架(1)之间垂向振动的垂向减振元件(8)。

8.根据权利要求1或2所述的轨道车辆的主动二系悬挂系统，其特征在于，所述加速度检测装置(6)包括：

分别与所述控制装置和所述垂向悬浮调节装置相连、用以设于车体(2)底部以检测车体(2)垂向加速度的垂向加速度检测装置(61)；

分别与所述控制装置和所述横向悬浮调节装置相连、用于设于车体(2)侧面以检测车体(2)横向加速度的横向加速度检测装置(62)。

9.一种轨道车辆，包括车体(2)和转向架构架(1)，其特征在于，还包括如权利要求1至8任一项所述的设于所述车体(2)与所述转向架构架(1)之间的轨道车辆的主动二系悬挂系统。