CN112644539A - 轨道车辆用磁浮弹簧 - Google Patents

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巩永强
高志桦
谢国贞
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Abstract

本发明涉及一种轨道车辆用磁浮弹簧,包括：车体安装端、转向架安装端；车体安装端包括车体安装端本体、第一横纵向电磁铁单元、上部垂向作动线圈，第一横纵向电磁铁单元均布在车体安装端本体上，上部垂向作动线圈布置在车体安装端本体上；转向架安装端包括转向架安装端本体、作动部件、第二横纵向电磁铁单元、下部垂向作动线圈，第二横纵向电磁铁单元均布在作动部件上，与第一横纵向电磁铁单元配对使用，下部垂向作动线圈布置在转向架安装端本体上；车体安装端本体和转向架安装端本体上均布置有传感器。该磁浮弹簧基于电磁力，可将车体悬浮至一定高度，实现多向自由度控制，调整垂向、纵向和横向刚度，改善轨道车辆减振效果和过弯道需求。

Description

轨道车辆用磁浮弹簧
技术领域
本发明属于轨道车辆减振装置领域，尤其涉及一种轨道车辆用磁浮弹簧。
背景技术
伴随高速列车的智能化程度日趋增高，轨道车辆减振***对智能化需求越来越高，要求减振***能将车体保持在一定的高度，并实现多自由度的控制，而传统的空气弹簧并不能满足主动控制要求。
例如专利CN206885059一种用于轨道车辆的组合式二系悬挂装置，其采用磁悬浮装置替代传统的气囊结构内设阻尼孔，与橡胶堆配合，起到减振缓冲作用。但该设置仍属于被动减振***范畴，减振器纵向和横向刚度不可控，结构确定后，刚度不可调整。
因此，本发明考虑设置一种可实现多自由度完全可控磁浮弹簧，以避免传统空气弹簧存在的刚度波动大，易老化，受用寿命短，使用环境要求高等缺陷。
发明内容
本发明针对传统空气弹簧不能实现多自由度控制的不足，提供了一种轨道车辆用磁浮弹簧，基于电磁力，可实现多向自由度控制，调整垂向、纵向和横向刚度，改善轨道车辆减振效果和过弯道需求。
为了实现上述目的，本发明提供了一种轨道车辆用磁浮弹簧,包括：车体安装端、转向架安装端；
所述车体安装端包括车体安装端本体、第一横纵向电磁铁单元、以及上部垂向作动线圈；
所述第一横纵向电磁铁单元均布在所述车体安装端本体的圆柱面，作用侧朝向圆心；
所述上部垂向作动线圈布置在所述车体安装端本体上，与外部电源相连；所述转向架安装端包括转向架安装端本体、作动部件、第二横纵向电磁铁单元、以及下部垂向作动线圈；
所述作动部件与所述转向架安装端本体连接；
所述第二横纵向电磁铁单元均布在所述作动部件的圆柱面，作用侧朝向圆心，与所述第一横纵向电磁铁单元配对使用；
所述下部垂向作动线圈布置在所述转向架安装端本体上，与外部电源相连；
所述车体安装端本体和转向架安装端本体上均布置有传感器。
优选的，所述第一横纵向电磁铁单元与所述第二横纵向电磁铁单元配对设置为多组。
优选的，所述上部垂向作动线圈与所述下部垂向作动线圈配对设置为多组。
优选的，所述转向架安装端还包括：
摩擦板，安装在所述作动部件的上部。
优选的，所述转向架安装端进一步包括：
阻尼线圈，设置为闭合线圈，布置在所述转向架安装端本体上。
优选的，所述车体安装端本体与车体通过螺栓组装配合。
优选的，所述转向架安装端本体与转向架通过螺栓组装配合。
优选的，所述作动部件与所述转向架安装端本体通过螺栓组装配合。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
本发明提供了一种基于电磁力的轨道车辆用磁浮弹簧，可将车体悬浮在一定高度，对多向自由度进行控制，调整垂向、纵向和横向刚度，改善轨道车辆减振效果和过弯道需求。该磁浮弹簧通过在车体安装端本体上设置上部垂向作动线圈，在转向架安装端本体上设置有配对的下部垂向作动线圈，上部垂向作动线圈与下部垂向作动线圈相互配合使用，当车辆运动时，上部垂向作动线圈与下部垂向作动线圈通电，线圈之间产生垂向斥力，将车体悬浮一定高度，当车体重量改变时，通过控制电流的大小，改变电磁力，实现车体定高度悬浮；同时，设置在车体安装端本体和转向架安装端本体上的传感器能实时反馈垂向力和位移。同时，本发明还在车体安装端本体上设置第一横纵向电磁铁单元，在转向架安装端上作动器部件上相应设置有配对的第二横纵向电磁铁单元，第一横纵向电磁铁单元与第二横纵向电磁铁单元相互配对使用，产生反作用力，控制横向和纵向位移，整个过程中对应的传感器实时反馈横向和纵向力和位移，对应调整需要的电流大小，保持车体初始状态车体横纵向的平稳性。该磁浮弹簧结构紧凑，可实时调整垂向、纵向和横向刚度，实现了垂向、纵向和横向的耦合运动，可以获得精确地刚度特性，改善轨道车辆减振效果。
附图说明
图1为本发明的轨道车辆用磁浮弹簧结构图；
其中：1-车体安装端本体、2-第一横纵向电磁铁单元、3-上部垂向作动线圈、4-第二横纵向电磁铁单元、5-作动部件、6-摩擦板、7-传感器、8-阻尼线圈、9-下部垂向作动线圈、10-转向架安装端本体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
为解决轨道车辆二系减振***的主动控制需求，本发明考虑设计一种基于电磁力的的磁浮弹簧，要求减振***能将车体保持在一定的高度，且实现多自由度的控制，并实现纵向和横向的大位移低刚度的要求。为满足上述要求，需要考虑如何设置装置与传感器通过电磁力实现磁浮弹簧垂向定高度悬浮，对施加在磁浮弹簧上的载荷做实时响应，保持施加载荷与电磁力一致；如何通过装置与传感器实现多自由度控制。
因此，本实施例提供了一种基于电磁力的磁浮弹簧，以对多向自由度进行控制，调整垂向、纵向和横向刚度，改善轨道车辆减振效果和过弯道需求。该磁浮弹簧安装在车体与转向架构架之间，一端与车体连接，另一端与转向架构架连接，可将车体悬浮在一定高度，实现多自由度主动控制,其包括：车体安装端、转向架安装端，其中车体安装端包括车体安装端本体1、第一横纵向电磁铁单元2、以及上部垂向作动线圈3；其中，车体安装端本体1与车体通过螺栓组装配合，第一横纵向电磁铁单元2均布在车体安装端本体1的圆柱面，作用侧朝向圆心；上部垂向作动线圈3布置在车体安装端本体1上，与外部电源相连。转向架安装端包括转向架安装端本体10、作动部件5、第二横纵向电磁铁单元4、以及下部垂向作动线圈9，其中：转向架安装端本体10与转向架通过螺栓组装配合，作动部件5与转向架安装端本体10通过螺栓组装配合；作动部件5侧面均布有多个第二横纵向电磁铁单元4，第二横纵向电磁铁单元4作用侧朝向圆心，与第一横纵向电磁铁单元2配对使用；下部垂向作动线圈9布置在转向架安装端本体10上，与外部电源相连。车体安装端本体1和转向架安装端本体10上均布置有多个传感器7，以实时检测力和位移。
本实施例中均布在车体安装端上第一横纵向电磁铁单元2与均布在转向架安装端上的第二横纵向电磁铁单元4配对设置为多组，相互配对使用，产生反作用力，控制横向和纵向位移，调整电流的大小，可以改变减振器横向和纵向的刚度；设置在车体安装端本体1和转向架安装端本体10上的传感器7将横向和纵向的力与位移实时反馈，监控减振器的横向刚度和纵向刚度。同时，布置在车体安装端上的上部垂向作动线圈3和布置在转向架安装端上的下部垂向作动线圈9也配对设置为多组，相互配合使用，产生垂向斥力，将车体悬浮，当车体重量改变时，通过控制电流的大小，改变电磁力，实现车体定高度悬浮；设置在车体安装端本体1和转向架安装端本体10上的传感器7实时反馈垂向力和位移。
本实施例中磁浮弹簧的车体安装端与车体连接，转向架安装端与转向架固定在一起，当车辆运动时，位于车体安装端的上部垂向作动线圈3和转向架安装端的下部垂向作动线圈9通电，线圈之间产生反作用力，将车体悬浮一定高度，整个过程中，传感器7实时反馈垂向力和位移，对应调整需要的电流大小。同时均布在车体安装端上的第一横纵向电磁铁单元2和均布在转向架安装端上的第二横纵向电磁铁单元4相互作用，整个过程中对应的传感器7实时反馈横向和纵向力和位移，对应调整需要的电流大小，保持车体初始状态车体横纵向的平稳性，车辆运行过程中，根据车辆的横纵向刚度需求，调整对应横纵向电磁铁单元的电流大小，改变相互作用力的大小。本实施例中磁浮弹簧通过垂向作动线圈和横纵向电磁铁单元，并结合对应的传感器，实现车体在垂向定高度控制，横向和纵向需求刚度控制，该磁浮弹簧结构紧凑，能够实现多向刚度可调整、多自由度运动实现主动控制，改善轨道车辆减振效果。
进一步参考图1所示，本实施例中作动部件5上还设置有摩擦板6，擦板6通过螺栓安装在作动部件5上部；转向架安装端本体10上还布置有阻尼线圈8，阻尼线圈8设置为闭合线圈，在车辆在振动时，在阻尼线圈产生感应电流，抑制车辆振动，起到阻尼效果。同时，本实施例中为避免作动部分的电磁影响，选用无磁材料。
综上，本发明提供的基于电磁力的轨道车辆用磁浮弹簧，可将车体悬浮在一定高度，对多向自由度进行控制，调整垂向、纵向和横向刚度，改善轨道车辆减振效果和过弯道需求。该磁浮弹簧通过在车体安装端本体上设置上部垂向作动线圈，在转向架安装端本体上设置配对的下部垂向作动线圈，上部垂向作动线圈与下部垂向作动线圈相互配合使用，当车辆运动时，上部垂向作动线圈与下部垂向作动线圈通电，线圈之间产生垂向斥力，将车体悬浮一定高度，当车体重量改变时，通过控制电流的大小，改变电磁力，实现车体定高度悬浮；同时，设置在车体安装端本体和转向架安装端本体上的传感器能实时反馈垂向力和位移。同时，本发明还在车体安装端本体上设置第一横纵向电磁铁单元，在转向架安装端上作动器部件上相应设置配对的第二横纵向电磁铁单元，第一横纵向电磁铁单元与第二横纵向电磁铁单元相互配对使用，产生反作用力，控制横向和纵向位移，整个过程中对应的传感器实时反馈横向和纵向力和位移，对应调整需要的电流大小，保持车体初始状态车体横纵向的平稳性。区别于传统的空气弹簧，本发明提供的磁浮弹簧结构紧凑，可实时调整垂向、纵向和横向刚度，实现了垂向、纵向和横向的耦合运动，可以获得精确地刚度特性，且带有阻尼结构，改善轨道车辆减振效果，摆脱了整套气压***的限制，避免了传统空气弹簧存在的刚度波动大，易老化，受用寿命短，使用环境要求高等缺陷。

Claims (8)

1.一种轨道车辆用磁浮弹簧,其特征在于，包括：车体安装端、转向架安装端；
所述车体安装端包括车体安装端本体、第一横纵向电磁铁单元、以及上部垂向作动线圈；
所述第一横纵向电磁铁单元均布在所述车体安装端本体的圆柱面，作用侧朝向圆心；
所述上部垂向作动线圈布置在所述车体安装端本体上，与外部电源相连；所述转向架安装端包括转向架安装端本体、作动部件、第二横纵向电磁铁单元、以及下部垂向作动线圈；
所述作动部件与所述转向架安装端本体连接；
所述第二横纵向电磁铁单元均布在所述作动部件的圆柱面，作用侧朝向圆心，与所述第一横纵向电磁铁单元配对使用；
所述下部垂向作动线圈布置在所述转向架安装端本体上，与外部电源相连；
所述车体安装端本体和转向架安装端本体上均布置有传感器。
2.根据权利要求1所述轨道车辆用磁浮弹簧,其特征在于，所述第一横纵向电磁铁单元与所述第二横纵向电磁铁单元配对设置为多组。
3.根据权利要求1所述轨道车辆用磁浮弹簧,其特征在于，所述上部垂向作动线圈与所述下部垂向作动线圈配对设置为多组。
4.根据权利要求1所述轨道车辆用磁浮弹簧,其特征在于，所述转向架安装端还包括：
摩擦板，安装在所述作动部件的上部。
5.根据权利要求4所述轨道车辆用磁浮弹簧,其特征在于，所述转向架安装端进一步包括：
阻尼线圈，设置为闭合线圈，布置在所述转向架安装端本体上。
6.根据权利要求1所述轨道车辆用磁浮弹簧,其特征在于，所述车体安装端本体与车体通过螺栓组装配合。
7.根据权利要求1所述轨道车辆用磁浮弹簧,其特征在于，所述转向架安装端本体与转向架通过螺栓组装配合。
8.根据权利要求1所述轨道车辆用磁浮弹簧,其特征在于，所述作动部件与所述转向架安装端本体通过螺栓组装配合。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113446350A (zh) * 2021-09-01 2021-09-28 江苏新鹏能源科技有限公司 一种矿井设备用减震装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE388816B (sv) * 1971-04-19 1976-10-18 Rohr Industries Inc Magnetisk upphengning for hjulforsedda fordon
JPH01215662A (ja) * 1988-02-25 1989-08-29 Railway Technical Res Inst 超伝導磁気浮上鉄道用クロスアンカ連接台車形低床車両
JP2012233839A (ja) * 2011-05-09 2012-11-29 Railway Technical Research Institute 空気ばねを用いた磁気浮上式鉄道車両の振動模擬実験装置
DE102011056180A1 (de) * 2011-12-08 2013-06-13 Max Bögl Bauunternehmung GmbH & Co. KG Fahrzeug einer Magnetschwebebahn
CN105691234A (zh) * 2016-04-13 2016-06-22 中国人民解放军国防科学技术大学 一种磁浮列车非接触供电耦合装置及磁浮列车
CN109795334A (zh) * 2018-10-26 2019-05-24 湖南省交通规划勘察设计院有限公司 一种内嵌式磁浮交通轨道***、悬浮架***、磁浮车辆及磁浮***
CN209079902U (zh) * 2018-11-08 2019-07-09 中车株洲电力机车有限公司 一种轨道车辆的主动二系悬挂***及轨道车辆
CN111452623A (zh) * 2020-05-26 2020-07-28 石家庄铁道大学 三明治结构高温超导磁悬浮列车

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE388816B (sv) * 1971-04-19 1976-10-18 Rohr Industries Inc Magnetisk upphengning for hjulforsedda fordon
JPH01215662A (ja) * 1988-02-25 1989-08-29 Railway Technical Res Inst 超伝導磁気浮上鉄道用クロスアンカ連接台車形低床車両
JP2012233839A (ja) * 2011-05-09 2012-11-29 Railway Technical Research Institute 空気ばねを用いた磁気浮上式鉄道車両の振動模擬実験装置
DE102011056180A1 (de) * 2011-12-08 2013-06-13 Max Bögl Bauunternehmung GmbH & Co. KG Fahrzeug einer Magnetschwebebahn
CN105691234A (zh) * 2016-04-13 2016-06-22 中国人民解放军国防科学技术大学 一种磁浮列车非接触供电耦合装置及磁浮列车
CN109795334A (zh) * 2018-10-26 2019-05-24 湖南省交通规划勘察设计院有限公司 一种内嵌式磁浮交通轨道***、悬浮架***、磁浮车辆及磁浮***
CN209079902U (zh) * 2018-11-08 2019-07-09 中车株洲电力机车有限公司 一种轨道车辆的主动二系悬挂***及轨道车辆
CN111452623A (zh) * 2020-05-26 2020-07-28 石家庄铁道大学 三明治结构高温超导磁悬浮列车

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113446350A (zh) * 2021-09-01 2021-09-28 江苏新鹏能源科技有限公司 一种矿井设备用减震装置

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