CN101541613B

CN101541613B - 用于机车的司机室隔离***

Info

Publication number: CN101541613B
Application number: CN2007800431138A
Authority: CN
Inventors: R·T·斯科特; X·张
Original assignee: Electro Motive Diesel Inc
Current assignee: Progress Rail Locomotive Inc
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2007-11-20
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-11-20
Also published as: US7712420B2; ZA200903344B; EP2086811A4; CN101541613A; US8166890B2; CA2668938A1; US20100175582A1; US20090013900A1; BRPI0719139A2; EP2086811A2; WO2008064221A3; WO2008064221A2; EP2086811B1; MX2009005156A; AU2007323703A1; AU2007323703B2

Abstract

规定为机车提供一种司机室隔离***，所述隔离***包括一司机室，该司机室具有前面和后面。司机室隔离***包括一枢轴和至少一个弹簧，上述枢轴一般位于司机室的后面附近，而上述弹簧一般位于司机室的前面附近。在另一实施例中，还可以提供减振器，且所述减振器一般位于司机室的前面附近。在另一实施例中，还可以提供侧向连杆，且所述侧向连杆一般位于司机室的前面附近。该***可以包括单独地或组合式的任何上述元件，以便提供一种司机室隔离***，所述隔离***用于将机车司机室与发动机隔离，所述发动机产生结构传递的噪声和振动，而同时较低频率轨道所引发的运动不被放大。

Description

用于机车的司机室隔离***

相关申请的交叉参考

本申请要求以Robert Thomas Scott和Xiangling Zhang作为发明人，2006年11月20日提交的，标题为“用于机车的司机室隔离***”的美国临时专利申请序号60/845 744的35 U.S.C§119(e)下的权益，其全部公开内容都包括在本文中作为参考文献。

发明背景

本发明一般涉及机车司机室，而更具体地说，涉及用于机车的司机室隔离***。

机车传统上包括司机室隔离***，所述司机室隔离***一般具有4个各在机车司机室的每个拐角处的橡胶支承。这些司机室隔离***一般对发动机引发的结构传递噪声都良好工作。然而，这些传统的***对发动机引发的振动和对轨道(track)引发的低频运动很敏感。

某些传统的公路载重汽车都包括司机室隔离***，所述司机室隔离***与前面橡胶衬套枢轴和后面弹簧及减振器组合有关，而不是与如传统的机车司机室隔离***中所实施的橡胶支承有关。这些用于公路载重汽车的司机室隔离***可以使用或可以不使用连杆来控制别的振动模式。尽管这种类型***一般可适用于公路载重汽车，但包括前面枢轴的隔离***在机车中不工作，因为机车司机室座落在机车的前端附近，在该前端处存在最大的运动。这对底架结构的第一弯曲自然频率和在较低频率下尤其正确。因此，如果传统的公路载重汽车司机室隔离***实施到机车司机室中，则这些运动的大部分都直接传到机车司机室中，因此使司机室对轨道引发的低频运动过分敏感。

因此，在传统上排除了将机车用的司机室隔离***的前面枢轴用于更传统的在机车司机室的每个拐角处具有4个橡胶支承的司机室隔离***。

因此，本发明的目的是降低机车司机室对发动机引发的振动和对轨道引发的低频运动的敏感度，而同时仍保持司机室对发动机引发的结构传递噪音的隔离作用。本发明的另一个目的是为包括枢轴的机车司机室提供司机室隔离***，上述枢轴一般位于机车司机室的后部处。

本发明的优选实施例的该和另一些所希望的好处(包括其特点的组合)从下面说明将变得显而易见。然而，应该理解，在没有实现这些所希望的好处的每一个(包括下面说明所发现的那些)的情况下，方法或装置仍可盗用本申请的发明。所附的权利要求书(不是这些所希望的好处)，限定本发明的主题。任何和所有好处都是从本发明的多个实施例得到，而不必是一般地从本发明得到。

发明提要

按照本发明，为机车提供一种司机室隔离***，所述机车包括司机室，司机室具有前面和后面。司机室隔离***一般包括一枢轴和至少一个弹簧，上述枢轴一般位于司机室的后面附近，而上述弹簧一般位于司机室的前面附近。在另一实施例中，另外可以提供减振器，且所述减振器一般位于司机室的前面附近。在另一实施例中，还可以设置若干侧向连杆，且所述侧向连杆一般位于司机室的前面附近。该***一般是可接受的，因为机车第一弯曲自然频率的节点一般位于司机室的后面附近。

应该理解，本发明包括许多不同的情况或特点，所述情况或特点可以具有单独地和/或与其它情况或特点组合的适用性。因此，该提要不是目前或以后可以申请的每个这种情况或特点的详尽表示，而是代表本发明的某些情况的概述，以便帮助理解下面更详细的说明。本发明的范围不限于下面说明的一些具体的实施例，而是在目前和以后提出的权利要求书中陈述。

附图简介：

图1是按照本发明所述的司机室隔离***的侧视图的概念性例图。

图2是图1的司机室隔离***的前视图。

图3是按照本发明的另一个实施例所述的司机室隔离***的侧视图的概念性例图。

图4是图3的司机室隔离***前视图。

图5是示出本发明实现如图1-4所述的司机室隔离***的实施例的侧视图。

图6是图5的司机室隔离***底视图。

图7是图5的司机室隔离***透视图。

图8是用于图5的司机室隔离***的后面枢轴的实施例的透视图。

图9是图8的后面枢轴的另一透视图。

图10是用于图5的司机室隔离***的联锁支架的实施例的透视图。

图11是用于图5的司机室隔离***的前面弹簧和减振器的实施例的透视图。

图12是图5的司机室隔离***示出侧向连杆的实施例的前视图。

图13是图12的侧向连杆的其中之一的透视图。

图14是图5的司机室隔离***示出司机室和短发动机罩之间滑动接合的实施例透视图。

图15是示出图14的滑动接合的剖视图。

发明详细说明

本发明一般涉及用于机车的司机室隔离***。如图1和2中所示，机车2一般包括一司机室4，所述司机室4位于底架6的上方。司机室4一般用密封式钢和玻璃结构制成，以便给来自司机室4外部的大气噪声提供足够的屏障。司机室4这样制造，以便给司机室4外部约40dB(A)的大气噪声提供屏障。

提供一种其将司机室4与底架6分开的司机室隔离***。这种安排减少了司机室4中发动机引发的结构传递噪音和更高频率的振动。包括在司机室隔离***中的是至少一个枢轴，所述枢轴一般位于司机室4的后面附近。在图1和2所示的实施例中，一对后面枢轴8a，8b枢转式将司机室4的后部安装到底架6上。后面枢轴8a，8b可以取橡胶衬套的形式。后面枢轴8a，8b也可以选定，以便控制司机室4的后部的垂直、侧向、和纵向自然频率的频率和振幅。后面枢轴8a，8b的轴的取向可以由隔离作用的垂直、侧向，和纵向刚度要求及后面枢轴8a，8b自身的径向、抗扭、和轴向刚度确定。后面枢轴8a，8b的抗扭刚度可以选定，以便进一步促进低的司机室颠簸(pitch)自然频率。

在一个实施例中，后面枢轴可以选定在垂直、侧向、和纵向方向上较硬，而在旋转方向上较软。这种安排使司机室4能颠簸(pitch)。在另一实施例中，可以提供单一后面枢轴代替一对如图1和2中所示的后面枢轴8a，8b。

在本发明的另一方面，为了控制司机室4的颠簸，另外包括在司机室隔离***中的是至少一个弹簧，所述弹簧一般位于司机室4的前面附近。在一个实施例中，各前面弹簧可以在机车司机室4的前面的每个拐角处垂直取向。弹簧可以取任何种类弹簧(比如，钢弹簧、盘簧、板簧、气囊、橡胶垫、或任何其它类似弹簧)的形式。弹簧的主要功能是保持低的司机室颠簸自然频率。例如，前面弹簧可以保持使低的司机室颠簸自然频率与机车底架6第一弯曲自然频率相比较低。在另一实施例中，弹簧可以垂直地控制运动。

在本发明的一个实施例中，如图1和2中所示，前面弹簧10a，10b示出位于一短发动机罩12中，所述短发动机罩12座落在司机室4的前面。短发动机罩12示出安装在机车底架6上。前面弹簧10a，10b安装在短发动机罩12中，并通过一连杆14接合司机室4。在这种安排中，颠簸自然频率由前面弹簧10a，10b设定，所述前面弹簧10a，10b在司机室4的前壁和短发动机罩12的后部之间。弹簧刚度设定以形成司机室颠簸频率，所述颠簸自然频率高于大多数转向悬架频率和主轨道输入频率，但低于底架第一弯曲频率。这种安排提供来自底架的第一弯曲的隔离作用，所述隔离作用通常约为5.2Hz。在一个实施例中，弹簧刚度设定以形成司机室颠簸振动频率约为3.5Hz。

在本发明的另一方面，另外包括在司机室隔离***中的是至少一个减振器，所述减振器设置在机车司机室4的前面附近。减振器可以取垂直减振器的形式，所述垂直减振器与前面弹簧并联起作用。在本发明的一方面，前面弹簧可以适合于用作减振器。例如，前面弹簧可以包括其具有足够减振的材料。减振器一般可以用来减少或消除低频运动的放大作用，如通常由机车悬架和司机室对轨道引发的力的响应所产生的那些。

在本发明的一个实施例中，如图1和2中所示，一对减振器16a，16b示出位于短发动机罩12中和座落在前面弹簧10a，10b附近。短发动机罩12示出为安装在机车底架6上。减振器16a，16b安装在短发动机罩12中，并通过连杆14操作式接合司机室14。在这种安排中，提供减振以便限制低频悬架模式(通常约1.5-约2Hz)的放大作用，并防止3.5Hz司机室颠簸的过大放大作用，倘若在那个频率下有任何激励的话。

在本发明的还有另一方面，如图3和4中所示，另外包括在司机室隔离***中的是侧向连杆20a，20b，所述侧向连杆20a，20b位于机车司机室的前面附近。侧向连杆20a，20b可以这样装配，以使它们在一端处旋转自由，但在侧向上是刚性的。这种安排可用于垂直和纵向运动，但限制侧向运动，因而也控制司机室的左右摇摆(yaw)自然频率。可供选择地，如上述实施例中所述的弹簧可以选定为控制司机室的左右摇摆刚度代替侧向连杆。

图5-15示出一实施例，所述实施例实现如参照图1-4所述的思想。如图5-9中所示，后面枢轴108a，108b设置在司机室104的后部附近。后面枢轴108a，108b示出为倾斜式外侧，以便提供侧向刚度。在如图6具体示出的一个实施例中，后面枢轴108a，108b可以是成约20°角的倾斜式外侧。后面枢轴108a，108b还可以选定，以便在垂直和纵向方向上较硬，而在旋转方向上较软。如图8和9具体示出的，后面枢轴108a，108b可以是杆件安装式衬套，所述衬套可以适合于落到司机室架内的U形钩(clevis)中，并安装到一支柱上，所述支柱从底架106延伸。

如图5-7，和图10所示，司机室104还可以包括联锁支架105a，105b，所述联锁支架105a，105b接合底架。如图10中所示，联锁支架可以包括螺栓，所述螺栓接合一凸缘(比如，107b)，该凸缘(比如，107b)安装到底架上。凸缘(比如，107b)可以限定一孔隙，所述孔隙这样加工成一定尺寸，以便当机车在正常状态下运动时，它使螺栓，并因此使司机室能自由地移动。然而，在异常的强力(比如，碰撞)作用下，联锁支架105a，105b的螺栓接合凸缘，以防止司机室与底架拆开。

如图5和11中所示，前面弹簧110a，110b示出通过支架111a操作式接合到司机室104上，并安装到短发动机罩112上。在这种安排中，颠簸自然频率由前面弹簧110a，110b的刚度设定。司机室高度可以任选地通过在每个前面弹簧110a，110b的上方和/或下方放置填隙片(未示出)设定。还示出减振器116a，116b操作式接合短发动机罩112和司机室104。在这种安排中，提供减振以便限制低频悬架模式的放大作用，和防止司机室颠簸的过度放大作用，倘若在那个频率下有任何激励的话。

在本发明的还有另一方面，如图6，12和13中所示，另外包括在司机室隔离***中的是侧向连杆120a，120b，所述侧向连杆120a，120b位于机车司机室的前面附近。侧向连杆可以这样装配，以使它们在每个端部处旋转自由，但在侧向上坚硬。这种安排可用于垂直和纵向运动，但限制侧向运动，因而也控制司机室的左右摇摆自然频率。

在还有另一个实施例中，如图5，14和15中所示，短发动机罩112和司机室104通过连杆互连，所述连杆取滑动接合114的形式。滑动接合114还包括短发动机罩112和司机室104的接合之间的密封。滑动接合114提供司机室104和短发动机罩112之间的相对运动，而同时使组件具有美学上精制的外观。

尽管本发明已经参照某些图示的情况进行了说明，但应该理解，该说明不能认为是限制的意义。而是，在不脱离本发明的实际精神、某些特点和范围，其中包括本文单独公开或权利要求的一些特点的组合，的情况下，可以对图示的实施例进行各种不同的改变和修改。此外，应该知道，任何这种改变和修改都被该领域的技术人员认为是下面权利要求书中一个或多个元件的等效物，并在法律所允许的最大可能范围内被这个权利要求书包括。

Claims

1.一种用于机车的司机室隔离***，所述机车包括司机室，所述司机室具有前面和后面，底架，和接合司机室的前面并位于底架上的短发动机罩，上述司机室隔离***包括：

至少一个枢轴，所述枢轴操作式将司机室的后面接合到底架上，上述枢轴选定成控制司机室的后面附近垂直、侧向和纵向自然频率的频率和振幅，及

至少一个弹簧，所述弹簧通过短发动机罩的至少一部分操作式将司机室的前面接合到底架上，其中所述弹簧在枢轴和底架接合的纵向平面之上接合短发动机罩的该部分，其中司机室颠簸自然频率通过司机室和短发动机罩之间的弹簧建立，所述弹簧选定成相对于底架第一弯曲自然频率保持较低的司机室颠簸自然频率，其中枢轴和弹簧定位成将司机室与底架的第一弯曲自然频率隔离开。

2.如权利要求1所述的司机室隔离***，其中枢轴是衬套。

3.如权利要求1所述的司机室隔离***，其中枢轴相对转动方向在垂直、侧向和纵向方向上比较刚硬。

4.如权利要求1所述的司机室隔离***，其中弹簧从下述构成的组中选定，钢盘簧、板簧、橡胶弹簧、复合弹簧、和气囊。

5.如权利要求1所述的司机室隔离***，其中弹簧控制垂直运动。

6.如权利要求1所述的司机室隔离***，其中底架的第一弯曲自然频率是5.2Hz。

7.如权利要求1所述的司机室隔离***，还包括减振器，所述减振器操作式将司机室的前面接合到底架上，上述减振器减小低频运动的放大作用。

8.如权利要求1所述的司机室隔离***，其中弹簧提供减振性能。

9.如权利要求1所述的司机室隔离***，还包括一侧向连杆，所述侧向连杆位于司机室的前面附近。

10.如权利要求9所述的司机室隔离***，其中侧向连杆包括第一端部和第二端部，及其中侧向连杆在每个端部处都自由旋转。

11.如权利要求9所述的司机室隔离***，其中侧向连杆在侧向上是刚性的。

12.如权利要求9所述的司机室隔离***，其中侧向连杆控制司机室的左右摇摆自然频率。

13.如权利要求7所述的司机室隔离***，其中弹簧和减振器二者都连接到支架上，所述支架提供司机室和底架之间的接合。

14.如权利要求1所述的司机室隔离***，其中弹簧位于短发动机罩中。

15.如权利要求7所述的司机室隔离***，其中减振器位于短发动机罩中。

16.如权利要求1所述的司机室隔离***，其中弹簧选定以便控制司机室的左右摇摆刚度。

17.如权利要求1所述的司机室隔离***，其中弹簧刚度选择为维持司机室颠簸自然频率为3.5Hz。

18.如权利要求1所述的司机室隔离***，其中机车还包括具有选择的频率的转向悬架且弹簧刚度选择为维持司机室颠簸自然频率在转向悬架频率之下。

19.如权利要求1所述的司机室隔离***，其中弹簧刚度选择为维持司机室颠簸自然频率在轨道输入频率之下。

20.如权利要求1所述的司机室隔离***，还包括至少一个联锁支架用于固定司机室到底架，所述联锁支架允许司机室相对底架运动。

21.一种用于机车的司机室隔离***，所述机车具有司机室和底架，上述司机室具有前面和后面，上述司机室隔离***包括：

至少一个弹簧，所述弹簧操作式将司机室的前面接合到底架上，上述弹簧选定成相对于底架第一弯曲自然频率保持较低的司机室颠簸自然频率，其中枢轴和弹簧定位成将司机室与底架的第一弯曲自然频率隔离开，和

机车操作员工作空间，定位在司机室中间，其中所述弹簧位于所述机车操作员工作空间之前和司机室前面的附近，而所述枢轴位于所述机车操作员工作空间之后和司机室后面的附近。