书签 分享 收藏 举报 版权申诉 / 19
立即下载 加入VIP,免费下载
当前位置： 首页 > 作业；运输 > 铁路 > 用于轨道车辆的侧滚补偿系统.pdf

用于轨道车辆的侧滚补偿系统.pdf

  • 上传人：b***
  • 文档编号：4255425
  • 上传时间：2018-09-12
  • 格式：PDF
  • 页数：19
  • 大小：704.47KB
    • 摘要
    申请专利号：

    CN201080041099.X

    		 申请日：

    2010.09.06
    公开号：

    CN102481941A

    		 公开日：

    2012.05.30
    当前法律状态：

    授权

    		 有效性：

    有权
    法律详情：

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B61F 5/22申请日:20100906|||公开
    IPC分类号：

    B61F5/22

    		 主分类号：

    B61F5/22
    申请人：

    奥地利西门子公司
    发明人：

    A·基恩伯格; M·泰希曼; H·瓦尔滕斯多费尔; J·米勒; H·哈斯; H·里特; T·齐斯卡尔; J·希尔滕莱希纳; T·彭茨
    地址：

    奥地利维也纳
    优先权：

    2009.09.15 AT A1459/2009
    专利代理机构：

    中国专利代理(香港)有限公司 72001

    		 代理人：

    宣力伟;杨国治
    PDF完整版下载： PDF下载
    内容摘要

    本发明涉及一种用于轨道车辆的侧滚补偿系统，其中为了有针对性地调整转向架框架的高度，在转向架的主螺旋压力弹簧内部设置致动器。

    权利要求书

    1： 用于轨道车辆的侧滚补偿系统， 其特征在于， 为了有针对性地调整转向架框架的高 度， 在转向架的主螺旋压力弹簧内部设置致动器。
    2： 如权利要求 1 所述的侧滚补偿系统， 其特征在于， 对行驶的车辆配有运行模式， 并且 对每个运行模式配有利用所述致动器进行的转向架框架的预定控制。
    3： 如权利要求 2 所述的侧滚补偿系统， 其特征在于， 作为运行模式规定 “直线行驶” 、 “曲线左” 和 “曲线右” ， 并且在两个 “曲线” 运行模式中实现预定的单侧的转向架框架的高度 调整。
    4： 如权利要求 3 所述的侧滚补偿系统， 其特征在于， 通过预定的高度调整以约 3 度角补 偿斜度。
    5： 如权利要求 1 至 4 中任一项所述的侧滚补偿系统， 其特征在于， 作为致动器设有液压 缸。

    说明书


    用于轨道车辆的侧滚补偿系统

        【技术领域】
         本发明涉及一种用于轨道车辆的侧滚补偿系统。背景技术 在轨道车辆弯道行驶时由于离心力产生转矩， 由此使车辆在圆弧外侧方向上倾 斜。 由于这个倾斜使坐标系对于位于车厢中的乘客也旋转并且重力加速度的分量现在作为 侧向加速度起作用， 这会感受为特别的干扰。
         尤其在轮对上在以高的横向加速度快速驶过弯道时， 没有附加措施， 会明显超过 对于乘客允许的值。
         由现有技术已知所谓的倾斜技术、 与轨道弯道有关的车厢控制， 其中铁路车辆的 车厢可能倾斜到曲线内侧， 并由此减少感受到的侧向加速度。
         由此可以更快地驶过轨道弧 （ “快速驶过弯道” ） ， 或者可以对于乘客舒适地实现曲 线行驶 （ “舒适倾斜” ） 。
         由现有技术已知的倾斜技术系统例如在 EP 0619212 中描述， 能够实现高达 8°的 曲线倾斜。 由此可以不影响行驶舒适度地通过提高侧向加速度使在曲线中的速度提高了高 达 30%。
         已知倾斜技术系统的缺陷是相对较高的结构费用， 它也带来加工、 性能需求、 传感 系统和维护方面的费用。
         发明内容
         本发明的目的是， 改进已知的方法。
         这个目的按照本发明通过如权利要求 1 所述的侧滚补偿系统得以实现。
         由从属权利要求给出按照本发明的侧滚补偿系统的有利扩展结构。 附图说明 借助于附图详细解释本发明。附图中 ： 图 1 示出按照本发明的侧滚补偿系统的基本构思， 图 2a 和 2b 示出主弹簧连同集成的液压缸的截面图， 图 3 简示出在第一实施例中的液压线路图， 所谓的 “基本位置向下变化” ， 图 4 示出在第二实施例中的液压线路图， 所谓的 “基本位置中间变化连同位移测量系 统” ， 图 4a 示出位移测量系统在致动器中的集成， 图 5 示出在第三实施例中的液压线路图， 所谓的 “基本位置中间变化连同辅助活塞 “， 图 5a 示出致动器连同辅助活塞的结构， 图 6 示出在第四实施例中的液压线路图， 所谓的 “基本位置上面变化” ， 图 7 示出在第五实施例中的液压线路图， 所谓的 “变化致动器并联” ，
         图 8 示出压力与主弹簧行程之间的关系。 具体实施方式
         按照图 1 的视图示出侧滚补偿系统， 具有通过液压缸进行的转向架框架的高度调 整， 液压缸设置在主螺旋压力弹簧内部并且总是在弯道外侧上反克服重力抬起， 并且在弯 道内侧上下降。
         这个功能以有利的方式起到加大在弯道中的轨道超高效应的作用， 由此通过提高 在弯道中的行驶速度可以缩短轨道车辆在相应路段上的行驶时间， 无需改变线路铺设。
         通过调整高度， 不仅补偿在主弹簧级和次弹簧级中由于弹簧刚性形成的侧滚角， 而且有意识地过补偿， 由此使作用于乘客的最大横向加速度保持在要求的范围内。
         在达到确定的横向加速度阈值时， 通过控制器以由控制器 / 调节器预定的值使转 向架框架抬起 / 下降。
         这还在过渡弯道中行驶期间发生， 由此在达到恒定半径的弯道时已经占据最终位 置， 并且近似静态的横向加速度在弯道行驶期间 （没有其它控制 / 调节） 保持恒定。
         按照本发明的构思与已知的解决方案相比在多个方面提供优点。
         在走行技术方面， 以公知的方式可以优化走行技术， 即通过使来自现有车辆的认 识转用到按照本发明的构思。在车辆允许方面的措施也可以由现有车辆转用。
         在车辆宽度方面， 不存在对现有的在系列 R 中的方案的构思限制。
         能够实现对现有车辆的简单改装或部分改装， 因为在基本构思中为此规定了结构 空间。
         在液压故障时 （断电， 电动机失效…） ， 车辆通过其自重再占据最小势能的状态， 并 且在这个状态下可以在系列 R 中运行。
         按照图 2a 和 2b 的视图示出按照本发明的主弹簧的截面图， 具有集成的液压缸。 图 2a 示出液压缸伸出的情况， 图 2b 示出液压缸缩回的情况。
         借助于其它附图解释本发明的不同的可设想的实施例。 这些实施例的区别尤其在 于在基本位置中车厢的位置。 图 3 简示出在第一实施例中的液压线路图， 所谓的 “基本位置 向下变化” 。
         所有描述和性能数据涉及转向架。在项目研发期间决定特定的零部件 （例如油箱 和泵） 对于每个车厢或每个转向架是否中心地布置。
         在这个第一实施例中有利地无需位移传感器， 串联的液压缸的调整行程机械地通 过固定止挡确定， 并且通过纯粹的压力加载来达到， 并且利用压力传感器监控。
         日常运行通过下面的功能确定 ： 1） 无电流状态 ： 所有阀门 （DRV、 换向阀、 卸载阀） 完全打开， 系统包括高压储存器是无压 力的。车厢占据其最深 （fail safe（故障安全） ） 位置。
         2） 通过电流和控制器的电信号关闭压力卸载阀和 DRV， 电动机旋转， 并且泵提供恒 定的输送流， 并且由此将高压储存器泵送到名义压力 （p=350bar） 。
         3） 压力传感器识别完全加载的高压储存器， 并且控制器释放 DRV， 由此使到储存器 的供给管道中的压力降低到 0bar（节省能量） ， 并且 RV 防止储存器卸载到油箱中。系统准 备好运行。4） 在弯道行驶时， 控制器 （陀螺仪 + 横向加速度） 识别， 转向架框架的哪一侧必须 抬起并且将换向阀接通到相应侧上。转向架一侧的两个液压缸在约 2s 后伸出直至止挡， 并 且在整个弯道行驶期间保留在这个位置。对面一侧继续是无压力的 （连接到油箱） 。
         5） 在此高压储存器给出约 0.7 升的油， 并由此使压力从 350bar 减小到 250bar。 控 制器通过压力传感器识别到这一点并且再关闭 DRV， 由此提高管道中的压力并且泵通过 RV 再输送到高压储存器中。系统设计保证， 高压储存器直到下一弯道再加载。
         6） 如果驶过弯道， 控制器 （陀螺仪 + 横向加速度） 识别到这一点并且从换向阀撤销 控制信号， 由此使阀门占据其 （通过弹簧保证的） 中间位置并且抬起的一侧又向下移动到基 本位置。
         7） 从 4） 起继续如常进行。
         8） 在结束日常运行时， 通过压力卸载阀保证， 在无电流的车辆中， 液压系统包括所 有部件是无压力的并且可以安全地停止或维护。
         图 4 简示出在第二实施例中的液压线路图， 所谓的 “基本位置中间变化连同位移 测量系统” 。
         这个方案的优点是， 为了径向调整轮对可以利用摆动控制的几何结构并由此使车 轮磨损最小化。 如图 4a 所示， 致动器与主弹簧串联地设置并且位移测量系统 （4# 每个转向 架） 受保护地安置在致动器中 （测量致动器行程， 不包括主弹簧的弹簧行程） 。 通过下面的功能确定日常运行 ： 1） 无电流状态 ： 所有阀门 （DRV、 换向阀、 卸载阀） 完全打开， 系统包括高压储存器是无压 力的。车厢占据其最深 （fail safe（故障安全） ） 位置。
         2） 通过电流和控制器的电信号关闭压力卸载阀和 DRV， 电动机旋转， 并且泵提供恒 定的输送流， 并且由此将高压储存器泵送到名义压力 （p=350bar） 。
         3） 压力传感器识别完全加载的高压储存器， 并且控制器释放 DRV， 由此使到储存器 的供给管道中的压力降低到 0bar（节省能量） ， 并且 RV 防止储存器卸载到油箱中。
         4） 位移传感器 （转向架每侧 2 个） 在基本阶段中识别实际的高度， 并且控制器使高 度调节阀将转向架框架在基本位置中提高到确定的高度 （但不是直至止挡） 。系统准备好运 行。
         5） 在弯道行驶时， 控制器 （陀螺仪 + 横向加速度） 识别， 转向架框架的哪一侧必须 抬起和哪一侧必须降低， 并且换向阀接通到相应的位置。转向架一侧的两个液压缸在约 2s 后伸出或缩回直至止挡并且在整个弯道行驶期间保留在这个位置。
         6） 在此高压储存器给出约 0.35 升的油， 并由此使压力从 350bar 减小到 300bar。
         7） 如果驶过弯道， 控制器 （陀螺仪 + 横向加速度） 识别到这一点并且高度调节阀再 调节到基本位置。用于调节的油需求也对应于约 0.35 升的油， 并且在高压储存器中的压力 从 300bar 下降到 250bar。
         8） 控制器通过压力传感器识别在高压储存器中下降的压力水平并且再关闭 DRV， 由此提高管道中的压力并且泵通过 RV 再输送到高压储存器中。系统设计保证， 高压储存器 直到下一弯道再加载。
         9） 从 4） 起继续如常进行。
         10） 在结束日常运行时， 通过压力卸载阀保证， 在无电流的车辆中， 液压系统包括
         所有部件是无压力的并且可以安全地停止或维护。
         图 5 简示出在第三实施例中的液压线路图， 所谓的 “基本位置中间变化连同辅助 活塞” 。由图 5a 给出致动器连同辅助活塞的结构形式。
         这个结构的优点是， 为了径向调整轮对可以利用摆动控制的几何结构并由此使车 轮磨损最小化。 但是为了调整基本位置， 无需位移传感器， 而是通过伸缩式致动器和适当地 选择主活塞和辅助活塞的活塞面积和控制压力保证高度。 由于辅助活塞的较大面积使油需 求并由此也使高压储存器更大。
         缩写 ： p0…用于完全缩回的液压缸的无压力 （0bar） p1…用于中间位置的控制压力 （约 80bar） p2…用于完全伸出的致动器的最大压力 （约 250bar） Aw…主活塞的有效面积 （Dw= 约 60mm） Ah…辅助活塞的有效面积 （Dh= 约 100mm） 压力与活塞面积之间的关系通过下面的条件定义 ： · 压 力 p1 在 辅 助 活 塞 的 有 效 面 积 上 必 须 可 以 抬 起 完 全 加 载 的 车 辆 包 括 动 态 力 （p1*Ah>Fz_max） 。
         · 压力 p1 在主活塞的有效面积上不能抬起空的车辆包括动态回弹 （p1*Aw     ·压力 p2 在主活塞的有效面积上必须可以抬起完全加载的车辆包括动态力 （p2* Aw>Fz_max） 。
         在日常运行中的功能如下 ： 1） 无电流状态 ： 所有阀门 （DRV、 换向阀、 卸载阀） 完全打开， 系统包括高压储存器是无压 力的。车厢占据其最深 （fail safe（故障安全） ） 位置。
         2） 通过电流和控制器的电信号关闭压力卸载阀和 DRV， 电动机旋转， 并且泵提供恒 定的输送流， 并且由此将高压储存器泵送到名义压力 （p=350bar） 。
         3） 压力传感器识别完全加载的高压储存器， 并且控制器释放 DRV， 由此使到储存器 的供给管道中的压力降低到 0bar（节省能量） ， 并且 RV 防止储存器卸载到油箱中。
         4） 压力 p1 对于中间位置必需的并且两个阀门打开， 用于抬起转向架框架的两侧。
         5） 压力传感器在基本阶段识别到， 何时达到 p1（约 80bar） 并关闭阀门。达到在 基本位置的确定高度 （辅助活塞的止挡） 。系统准备好运行。
         6） 在弯道行驶时， 控制器 （陀螺仪 + 横向加速度） 识别， 转向架框架的哪一侧必须 抬起 （控制压力 p2= 约 250bar） 和哪一侧必须降低 （控制压力 p0=0bar） 并且换向阀接通到 相应的位置。转向架一侧的两个液压缸在约 2s 后伸出或缩回直至止挡， 并且在整个弯道行 驶期间保留在这个位置。通过压力 （p0= 下面止挡， p2= 上面止挡） 可明确确定并监控最终 位置。
         7） 在此高压储存器给出约 0.35 升的油 （抬起到 Aw 上） 并由此使压力从 350bar 减 小到 320bar。
         8） 如果驶过弯道， 控制器 （陀螺仪 + 横向加速度） 识别到这一点并且阀门再接通到 p1 上， 用于移到基本位置。用于调节的油需求对应于约 1.0 升的油 （抬起到 Ah 上） 并且在高压储存器中的压力从 320bar 下降到 250bar。
         9） 控制器通过压力传感器识别在高压储存器中下降的压力水平并且再关闭 DRV， 由此提高管道中的压力并且泵通过 RV 再输送到高压储存器中。系统设计保证， 高压储存器 直到下一弯道再加载。
         10） 从 6） 起继续如常进行。
         11） 在结束日常运行时， 通过压力卸载阀保证， 在无电流的车辆中， 液压系统包括 所有部件是无压力的并且可以安全地停止或维护。
         图 6 简示出在第四实施例中的液压线路图， 所谓的 “基本位置向上变化” 这个实施例的优点尤其是无需位移传感器， 因为串联液压缸的调整行程机械地通过固 定止挡确定， 并且通过纯粹的压力加载来达到， 并且利用压力传感器监控。 可以通过摆动效 应实现轮对的径向调整， 但是在系统故障时又失去这个优点。
         日常运行 ： 1） 无电流状态 ： 所有阀门 （DRV、 换向阀、 卸载阀） 完全打开， 系统包括高压储存器是无压 力的。车厢占据其最深 （fail safe（故障安全） ） 位置。
         2） 通过电流和控制器的电信号关闭压力卸载阀和 DRV， 电动机旋转， 并且泵提供恒 定的输送流， 并且由此将高压储存器泵送到名义压力 （p=350bar） 。 3） 压力传感器识别完全加载的高压储存器， 并且控制器释放 DRV， 由此使到储存器 的供给管道中的压力降低到 0bar（节省能量） ， 并且 RV 防止储存器卸载到油箱中。
         4） 阀门在两侧上接通压力并且所有 4 个致动器抬起转向架框架直到止挡。系统准 备好运行。
         5） 在弯道行驶时， 控制器 （陀螺仪 + 横向加速度） 识别， 转向架框架的哪一侧 （弯道 内侧） 必须降低并且换向阀接通到相应侧。转向架一侧的两个液压缸在约 2s 后向下移动直 至止挡， 并且在整个弯道行驶期间保留在这个位置。 此外对置的一侧继续压力加载 （连接到 高压储存器） 。
         6） 如果驶过弯道， 控制器 （陀螺仪 + 横向加速度） 识别到这一点并且从换向阀撤销 控制信号， 由此使阀门占据其 （通过弹簧保证的） 中间位置并且再抬起下降的一侧。
         7） 在此高压储存器给出约 0.7 升的油， 并且压力由此从 320bar 下降到 250bar。 控 制器通过压力传感器识别到这一点并且再关闭 DRV， 由此提高管道中的压力并且泵通过 RV 再输送到高压储存器中。系统设计保证， 高压储存器直到下一弯道再加载。
         8） 从 5） 起继续如常进行。
         9） 在结束日常运行时， 通过压力卸载阀保证， 在无电流的车辆中， 液压系统包括所 有部件是无压力的并且可以安全地停止或维护。
         图 7 简示出在第五实施例中的液压线路图， 所谓的 “致动器平行变化” ， 其中致动 器的力平行于主弹簧悬挂起作用。
         这个变化具有实施例 “基本位置中间” 的优点， 但是可以在此省去位移测量系统， 因为主弹簧本身的特征曲线用作致动器中的压力与弹簧级中的行程之间的关系。
         该致动器可以同时满足液压阻尼器的功能。
         日常运行 ： 1） 无电流状态 ： 所有阀门 （DRV、 换向阀、 卸载阀） 完全打开， 系统包括高压储存器是无压
         力的。车厢占据其最深 （fail safe（故障安全） ） 位置。
         2） 通过电流和控制器的电信号关闭压力卸载阀和 DRV， 电动机旋转， 并且泵提供恒 定的输送流， 并且由此将高压储存器泵送到名义压力 （p=350bar） 。
         3） 压力传感器识别完全加载的高压储存器， 并且控制器释放 DRV， 由此使到储存器 的供给管道中的压力降低到 0bar（节省能量） ， 并且 RV 防止储存器卸载到油箱中。
         4） 在直线行驶时致动器作为被动阻尼器起作用。
         5） 在弯道行驶时， 控制器 （陀螺仪 + 横向加速度） 识别， 转向架框架的哪一侧必须 抬起和哪一侧必须降低， 并且压力阀使在两侧起作用的致动器 （可以传递拉力和压力） 以所 计算的控制压力加载。 通过基本阶段的特性曲线， 每个转向架侧调整出减小或加大的高度， 转向架框架倾斜。
         6） 致动器在弯道行驶期间保持压力恒定， 但是弹簧执行动态的弹簧行程， 致动器 必须跟随这些弹簧行程， 但是不加入附加的刚性到主弹簧中。液压供应源和高压储存器提 供对此所需的油。
         7） 如果驶过弯道， 控制器 （陀螺仪 + 横向加速度） 识别到这一点并且从压力阀撤销 控制信号， 并且转向架框架返回到其初始位置。 8） 控制器通过压力传感器识别在高压储存器中下降的压力水平并且再关闭 DRV， 由此提高管道中的压力并且泵通过 RV 再输送到高压储存器中。系统设计保证， 高压储存器 直到下一弯道再加载。
         9） 从 4） 起继续如常进行。
         10） 在结束日常运行时， 通过压力卸载阀保证， 在无电流的车辆中， 液压系统包括 所有部件是无压力的并且可以安全地停止或维护。
         图 8 简示出在第六实施例中的液压线路图， 所谓的 “销引导致动器变化” 。
        

    举报
    举报     版权申诉
    版权申诉     PDF格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载
    关 键  词：
    用于 轨道 车辆 补偿 系统
      专利查询网所有文档均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论，赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题：用于轨道车辆的侧滚补偿系统.pdf
    链接地址：https://www.zhuanlichaxun.net/p-4255425.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    copyright@ 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1