CN213168083U - 轨道车辆倾摆装置及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种轨道车辆倾摆装置及轨道车辆；装置包括：控制器、高压风缸、左侧空气弹簧、右侧空气弹簧、左侧附加气室、右侧附加气室、第一三位电磁比例流量阀、第二三位电磁比例流量阀、传感器以及差压阀；其中，左侧空气弹簧与所述左侧附加气室连通，右侧空气弹簧与右侧附加气室连通；传感器用于采集轨道车辆在行驶时的数据，并将所采集的数据传输给控制器；所述控制器根据传感器所采集的数据，对第一三位电磁比例流量阀以及第二三位电磁比例流量阀进行控制；差压阀用于连通所述左侧附加气室和右侧附加气室。本实用新型实施例可根据轨道车辆在运行时的状态，调节左右两侧空气弹簧的高度差，从而调节倾摆角度。

Description

轨道车辆倾摆装置及轨道车辆

技术领域

本实用新型涉及铁道交通技术领域，尤其涉及一种轨道车辆倾摆装置及轨道车辆。

背景技术

轨道车辆在曲线路段上行驶时，所产生的离心力会使乘客感觉不适，严重时甚至会造成倾覆事故。

为此，现有技术中一般会将外轨抬高到一定的程度，利用车体重力产生的向心分力(向心力)来平衡离心力。这一做法也被称为外轨超高。

但铁路在铺设时会受到自然条件的约束，在一些困难路段，外轨超高往往不足，限制了轨道车辆曲线通过的速度，降低了运输效率。另外，既有线路提速运行也同样面临着超高不足的问题。这使得曲线通过时产生的离心力常常无法被完全平衡，未平衡离心力产生的离心加速度会对乘客的乘坐舒适度带来不利影响。

摆式列车可以使得车体相对于轨道平面产生一定角度的摆动，一定程度上降低未平衡的离心加速度，提高乘坐舒适性。既有的摆式列车一般需要在二系悬挂设置复杂的倾摆系统，可靠性较低，成本较高。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型实施例提供一种轨道车辆倾摆装置及轨道车辆。

本实用新型第一方面实施例提供一种轨道车辆倾摆装置，包括：控制器101、高压风缸102、左侧空气弹簧105、右侧空气弹簧107、左侧附加气室106、右侧附加气室108、第一三位电磁比例流量阀109、第二三位电磁比例流量阀110、传感器以及差压阀104；其中，

所述左侧空气弹簧105与所述左侧附加气室106连通，所述右侧空气弹簧107与所述右侧附加气室108连通；

所述传感器用于采集轨道车辆在行驶时的数据，并将所采集的数据传输给控制器101；所述控制器101根据传感器所采集的数据，对第一三位电磁比例流量阀109以及第二三位电磁比例流量阀110进行控制，以使得所述高压风缸102中的高压气体分别通过所述第一三位电磁比例流量阀109以及第二三位电磁比例流量阀110充入所述左侧空气弹簧105和右侧空气弹簧107，或使得所述左侧空气弹簧105和右侧空气弹簧107内部的气体分别通过所述第一三位电磁比例流量阀109以及第二三位电磁比例流量阀110释放到大气中；

所述差压阀104用于连通所述左侧附加气室106和右侧附加气室108。

上述技术方案中，所述传感器包括加速度传感器以及空气弹簧高度检测传感器；其中，

所述加速度传感器安装在轨道车辆的构架侧梁上；

所述空气弹簧高度检测传感器安装在所述左侧空气弹簧105以及所述右侧空气弹簧107的邻近位置。

上述技术方案中，所述空气弹簧高度检测传感器为非接触式角度传感器。

上述技术方案中，还包括二位开关阀111，所述二位开关阀111通过管路分别与所述左侧附加气室106与所述右侧附加气室108连通。

上述技术方案中，还包括：第三三位电磁阀112和第四三位电磁阀113；其中，

所述第三三位电磁阀112分别与所述高压风缸102、左侧空气弹簧105以及大气连通；所述第四三位电磁阀113分别与所述高压风缸102、右侧空气弹簧107以及大气连通；所述第三三位电磁阀112和第四三位电磁阀113的开启与闭合均受到所述控制器101的控制。

上述技术方案中，所述第三三位电磁阀112为三位电磁开关阀或三位电磁比例流量阀；或

所述第四三位电磁阀113为三位电磁开关阀或三位电磁比例流量阀。

上述技术方案中，所述差压阀104的开启压力范围为250±20kPa。

本实用新型第二方面实施例提供一种轨道车辆，包括：

本实用新型第一方面实施例所述的轨道车辆倾摆装置。

本实用新型实施例提供的轨道车辆倾摆装置及轨道车辆，可根据轨道车辆在运行时的状态，调节左右两侧空气弹簧的高度差，从而调节倾摆角度，有助于平衡轨道车辆在曲线路段运行时所产生的离心力。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的轨道车辆倾摆装置的结构示意图；

图2为加速度传感器的安装示意图；

图3为本实用新型又一实施例提供的轨道车辆倾摆装置的示意图；

图4为本实用新型另一实施例提供的轨道车辆倾摆装置的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的轨道车辆倾摆装置的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的轨道车辆倾摆装置包括：控制器101、高压风缸102、空气压缩机(未在图1中示出)、空气弹簧、三位电磁比例流量阀、传感器以及差压阀104、附加气室；其中，所述空气弹簧包括左侧空气弹簧105和右侧空气弹簧107，所述附加气室包括左侧附加气室106和右侧附加气室108，所述三位电磁比例流量阀包括第一三位电磁比例流量阀109以及第二三位电磁比例流量阀110；所述空气压缩机向所述高压风缸102提供高压气体，所述高压风缸102分别通过第一三位电磁比例流量阀109以及第二三位电磁比例流量阀110将高压气体充入所述左侧空气弹簧105和右侧空气弹簧107；所述左侧空气弹簧105和右侧空气弹簧107还分别通过第一三位电磁比例流量阀109以及第二三位电磁比例流量阀110将内部的气体释放到大气中；左侧空气弹簧105与左侧附加气室106连通，所述右侧空气弹簧107与右侧附加气室108连通；差压阀104用于连通左侧附加气室106和右侧附加气室108，在需要时用于实现左侧附加气室106和右侧附加气室108内部的气压平衡；所述传感器用于采集轨道车辆在行驶时的数据，并将所采集的数据传输给控制器101；所述控制器101根据传感器所采集的数据，对第一三位电磁比例流量阀109以及第二三位电磁比例流量阀110进行控制。

下面对轨道车辆倾摆装置中的各个部件做进一步的说明。

所述左侧空气弹簧105安装在轨道车辆车体的左侧下方。左侧空气弹簧105和左侧附加气室106连通，气体可在左侧附加气室106与左侧空气弹簧105之间流动。

所述右侧空气弹簧107安装在轨道车辆车体的右侧下方。右侧空气弹簧107和右侧附加气室108连通，气体可在右侧附加气室108与右侧空气弹簧107之间流动。

所述左侧空气弹簧105与所述右侧空气弹簧107各自有多个。例如，在一个轨道车辆的车厢中包括有四个空气弹簧，其中，包括两个左侧空气弹簧105，包括两个右侧空气弹簧106。

所述第一三位电磁比例流量阀109与第二三位电磁比例流量阀110分别与控制器101电连接，所述第一三位电磁比例流量阀109和/或第二三位电磁比例流量阀110在控制器101的控制下，对气体流向(向空气弹簧充气或放气)以及气体流量进行调节。

具体的说，所述第一三位电磁比例流量阀109具有三个气体出入口，其中的第一气体出入口与高压风缸102连通，第二气体出入口通过排气管与大气连通，第三气体出入口通过管路与左侧空气弹簧105连通。当需要向左侧空气弹簧充气时，在控制器101的控制下，第一气体出入口与第三气体出入口连通，由于高压风缸102中的气压更大，因此，气体可从高压风缸102向左侧空气弹簧105流动，实现对左侧空气弹簧105充气。当需要封闭左侧空气弹簧时，在控制器101的控制下，三个气体出入口均不连通，维持左侧空气弹簧内的气体稳定。当需要为左侧空气弹簧放气时，在控制器101的控制下，第二气体出入口与第三气体出入口连通，由于左侧空气弹簧内的气压更大，因此，气体可从左侧空气弹簧105向大气流动，实现对左侧空气弹簧105的放气。

所述第二三位电磁比例流量阀110有三个气体出入口，其中的第一气体出入口与高压风缸102连通，第二气体出入口通过排气管与大气连通，第三气体出入口通过管路与右侧空气弹簧107连通。利用第二三位电磁比例流量阀110可实现对右侧空气弹簧的充气、放气以及封闭。具体实现过程与第一三位电磁比例流量阀109对左侧空气弹簧的实现过程类似，不在此处重复。

所述第一三位电磁比例流量阀109的数量与所述左侧空气弹簧105的数量相对应；所述第二三位电磁比例流量阀110的数量与所述右侧空气弹簧107的数量相对应。

所述传感器包括有加速度传感器以及空气弹簧高度检测传感器。

图2为加速度传感器的安装示意图，如图2所示，加速度传感器安装在轨道车辆的构架侧梁上，用于检测构架的未平衡离心加速度。

所述空气弹簧高度检测传感器用于检测空气弹簧高度。由于每个空气弹簧的高度可能会有差异，因此需要为每个空气弹簧设置一个高度检测传感器。作为一种优选实现方式，空气弹簧高度检测传感器采用非接触式角度传感器，以降低磨损，提高可靠性。

差压阀104通过管路分别与左侧附加气室106与右侧附加气室108连通。在本实用新型实施例中，差压阀104作为整个系统的安全部件，其开启压力被设置成一个较高值(如250±20kPa)，在正常情况下，即使轨道车辆处于最大倾摆状态时，差压阀104仍处于关闭状态；而在故障状态下，如一侧空气弹簧完全失气，则两侧空气弹簧的压差达到差压阀104的开启阈值，差压阀104自动打开，一定程度地降低两侧空气弹簧高度差，保证列车运行安全。

本实用新型实施例提供的轨道车辆倾摆装置可根据轨道车辆在运行时的状态，调节左右两侧空气弹簧的高度差，从而调节倾摆角度，有助于平衡轨道车辆在曲线路段运行时所产生的离心力。

基于上述任一实施例，图3为本实用新型又一实施例提供的轨道车辆倾摆装置的示意图，如图3所示，本实用新型又一实施例提供的轨道车辆倾摆装置还包括：二位开关阀111，所述二位开关阀111通过管路分别与左侧附加气室106与右侧附加气室108连通。

在本实用新型之前的实施例中已经提到，差压阀104通过管路分别与左侧附加气室106与右侧附加气室108连通。虽然差压阀104与二位开关阀111均与左侧附加气室106、右侧附加气室108连通，但两者所起的作用不同。

差压阀104作为整个系统的安全部件，只有在最不利的故障工况下才会被打开，以紧急平衡左侧附加气室106与右侧附加气室108之间的气压差。而二位开关阀111则是一个常规部件，在轨道车辆进入缓和曲线的路段和圆曲线的路段上时(轨道车辆在曲线路段上行驶时，路段的变化情况为：直线-进缓和曲线-圆曲线-出缓和曲线-直线)，二位开关阀111关闭，使两侧气囊保持高度差；在轨道车辆出缓和曲线的路段时，二位开关阀111打开，使两侧气囊迅速恢复至相同高度。直线运行时，二位开关阀111也是关闭的。

本实用新型实施例提供的轨道车辆倾摆装置通过二位开关阀可迅速调节左右两侧空气弹簧中的气囊高度，有利于迅速调节轨道车辆状态，降低离心力对乘客舒适度的影响。

基于上述任一实施例，图4为本实用新型另一实施例提供的轨道车辆倾摆装置的示意图，如图4所示，本实用新型另一实施例提供的轨道车辆倾摆装置还包括：第三三位电磁阀112和第四三位电磁阀113；其中，

第三三位电磁阀112分别与高压风缸102、左侧空气弹簧105以及大气连通；所述第四三位电磁阀113分别与高压风缸102、右侧空气弹簧107以及大气连通；所述第三三位电磁阀112和第四三位电磁阀113的开启与闭合均受到所述控制器101的控制。

在本实用新型实施例中，为轨道车辆倾摆装置添加了第三三位电磁阀112和第四三位电磁阀113。第三三位电磁阀112与第一三位电磁比例流量阀109并联，通过与第一三位电磁比例流量阀109的协同工作，能够加快左侧空气弹簧105的充气或排气速度。第四三位电磁阀113与第二三位电磁比例流量阀110并联，通过与第二三位电磁比例流量阀110的协同工作，能够加快右侧空气弹簧107的充气或排气速度。

第三三位电磁阀112和第四三位电磁阀113可采用三位电磁开关阀，也可以采用三位电磁比例流量阀。具体可根据实际需要进行选择。

本实用新型实施例提供的轨道车辆倾摆装置通过增加电磁阀，可加快空气弹簧的充气和排气速度，有利于迅速调节轨道车辆状态，降低离心力对乘客舒适度的影响。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种轨道车辆倾摆装置，其特征在于，包括：控制器(101)、高压风缸(102)、左侧空气弹簧(105)、右侧空气弹簧(107)、左侧附加气室(106)、右侧附加气室(108)、第一三位电磁比例流量阀(109)、第二三位电磁比例流量阀(110)、传感器以及差压阀(104)；其中，

所述左侧空气弹簧(105)与所述左侧附加气室(106)连通，所述右侧空气弹簧(107)与所述右侧附加气室(108)连通；

所述传感器用于采集轨道车辆在行驶时的数据，并将所采集的数据传输给控制器(101)；所述控制器(101)根据传感器所采集的数据，对第一三位电磁比例流量阀(109)以及第二三位电磁比例流量阀(110)进行控制，以使得所述高压风缸(102)中的高压气体分别通过所述第一三位电磁比例流量阀(109)以及第二三位电磁比例流量阀(110)充入所述左侧空气弹簧(105)和右侧空气弹簧(107)，或使得所述左侧空气弹簧(105)和右侧空气弹簧(107)内部的气体分别通过所述第一三位电磁比例流量阀(109)以及第二三位电磁比例流量阀(110)释放到大气中；

所述差压阀(104)用于连通所述左侧附加气室(106)和右侧附加气室(108)。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆倾摆装置，其特征在于，所述传感器包括加速度传感器以及空气弹簧高度检测传感器；其中，

所述加速度传感器安装在轨道车辆的构架侧梁上；

所述空气弹簧高度检测传感器安装在所述左侧空气弹簧(105)以及所述右侧空气弹簧(107)的邻近位置。

3.根据权利要求2所述的轨道车辆倾摆装置，其特征在于，所述空气弹簧高度检测传感器为非接触式角度传感器。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆倾摆装置，其特征在于，还包括二位开关阀(111)，所述二位开关阀(111)通过管路分别与所述左侧附加气室(106)与所述右侧附加气室(108)连通。

5.根据权利要求1或2所述的轨道车辆倾摆装置，其特征在于，还包括：第三三位电磁阀(112)和第四三位电磁阀(113)；其中，

所述第三三位电磁阀(112)分别与所述高压风缸(102)、左侧空气弹簧(105)以及大气连通；所述第四三位电磁阀(113)分别与所述高压风缸(102)、右侧空气弹簧(107)以及大气连通；所述第三三位电磁阀(112)和第四三位电磁阀(113)的开启与闭合均受到所述控制器(101)的控制。

6.根据权利要求5所述的轨道车辆倾摆装置，其特征在于，所述第三三位电磁阀(112)为三位电磁开关阀或三位电磁比例流量阀；或

所述第四三位电磁阀(113)为三位电磁开关阀或三位电磁比例流量阀。

7.根据权利要求1所述的轨道车辆倾摆装置，其特征在于，所述差压阀(104)的开启压力范围为250±20kPa。

8.一种轨道车辆，其特征在于，包括：

权利要求1至7之一所述的轨道车辆倾摆装置。

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