CN1279639A - 用于更准确总体高度控制的铁路转向架调平阀装置 - Google Patents

用于更准确总体高度控制的铁路转向架调平阀装置 Download PDF

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Abstract

一种铁路转向架调平阀装置,用以改善铁道车车厢地面的高度控制,包括一气动调平阀(26)、一刚性轻质棒(14)以及一调平阀连杆(12)。调平阀(26)连接于并安装在一第二系空气弹簧悬挂(30)的上方。刚性轻质棒(14)延伸在铁路转向架轮组(19)的轴箱(16)之间;铁路转向架轮组(19)连接于一第一系弹簧悬挂。调平阀连杆(12)连接调平阀(26)和刚性棒(14)。调平阀(26)检测第一和第二系弹簧悬挂(28,30)两者的弹簧变形并发信号给所述第二系弹簧悬挂(30)以对两个变形进行补偿。因此通过第二系弹簧悬挂进行的总的铁道车厢地面高度的矫正提供了更精确的车厢地面对车站月台的高度控制。

Description

用于更准确总体高度 控制的铁路转向架调平阀装置
本发明一般涉及一种铁道车转向架，且特别是涉及一种铁路转向架空气弹簧悬挂。更具体地说，但并不限于所示及描述的特定用途，本发明涉及对铁道车的总体高度进行更好控制的铁路转向架调平阀。
众所周知，在铁路客车中，特别是高速列车，使用空气弹簧吸收铁路转向架轨道冲击和振动，使得振动在铁路车体中不明显地感受到。同样为人所知的是，铁路转向架上的空气弹簧悬挂试图相对于轨道和车站月台高度保持基本上恒定的铁路车厢地面高度。空气弹簧悬挂试图在整个载荷范围内即从空车到满载保持该恒定的地面高度。恒定的车厢地面高度例如便于乘客特别是残疾人的上下。
授权给Scheffel的美国专利No．5，588，367公开了铁路车轮悬挂并引作参考。典型地，铁路客车转向架具有第一和第二系弹簧悬挂***两者。第二系弹簧悬挂通常包括空气弹簧并构成总体等同弹簧变形的绝大部分且因此是决定乘客乘坐舒适性的决定性因素。第一系弹簧悬挂通常包括橡胶或钢制弹簧且对乘坐舒适性的贡献程度较小。第一系弹簧悬挂的最重要功能是保证充分的车轮载荷平衡以便列车能安全通过不平整轨道。
从传统上讲，第二系弹簧悬挂的空气弹簧高度通过一连接于空气弹簧的气动调平阀进行控制。该空气弹簧设置在转向架侧构架与转向架承梁之间。空气弹簧设置在铁路转向架的每一侧，且***阀。这样，每一铁路转向架的各空气弹簧保持恒定的高度并控制铁路车厢地面于铁路转向架构架上方的高度。在乘客上下车时，调平阀根据车体的载荷控制各空气弹簧中的气压，从而在载荷增加时空气弹簧中的气压增加。类似地，在载荷减小时空气弹簧中的气压泄压。气压的增加或减小使车厢地面于转向架构架上方的高度保持恒定。与各空气弹簧相关联的调平阀独立于其他调平阀操作，以使其相应的空气弹簧增压或泄压。这种独立的高度调节相对于铁道车的纵向中心线在横向上对铁道车的不均匀载荷进行补偿。这确保了铁道车门槛相对于车站月台保持基本相同的高度，从而便于乘客的上下车。
虽然铁道车于转向架构架上方的高度得以准确测量和补偿，但调平阀忽视了重量变化和铁道车不均匀重量分布造成的第一系弹簧悬挂产生的变形。即，虽然第二系弹簧悬挂在使铁道车车厢地面于转向架构架上方的高度保持恒定方面对铁道车的载荷进行补偿，此种传统的悬挂装置没有顾及转向架构架下面的第一系弹簧悬挂的变形。对于客车而言这是特别不希望的，因为弹簧的垂直变形以及车体的倾斜会导致相对于车站月台的不平的车厢地面高度，在这种情况下，当乘客上下车时可能会产生危险，特别是对残疾人而言。
本发明认识到并提供了在整个铁道车载荷范围内，即从空车到满载，于车厢地面和轨道之间保持恒定的铁道车车厢地面高度的问题的解决方案。因此，本发明的一个目的是实现铁道车车厢地面总高度的补偿。本发明另一个目的是保证车厢地面高度相对于车站月台高度的更准确控制。本发明的再一个目的是测量第一和第二系弹簧悬挂的总的弹簧变形。本发明的又一个目的是测量第一和第二系弹簧悬挂的总的弹簧变形并对二者进行补偿。
简言之，归纳起来，本发明提供了一种铁路转向架调平阀装置，用以改善铁道车车厢地面的高度控制，包括一气动调平阀、一刚性棒以及一调平阀连杆。调平阀连接于并安装在一第二系弹簧悬挂的上方。刚性轻质棒延伸在铁路转向架轮组的轴箱之间，铁路转向架轮组位于一第一系弹簧悬挂下面。调平阀连杆连接调平阀和刚性棒。如所构思和优选的，调平阀检测第一和第二系弹簧悬挂两者的弹簧变形并发信号给所述第二系弹簧弹簧悬挂以对两个变形进行补偿。因此通过第二系弹簧悬挂进行的总的车厢地面高度的矫正提供了更精确的车厢地面对车站月台的高度控制。
本发明的各项目的、方面和优点通过阅读下面的描述得以更好地了解。因此，在附图简要说明之后，详细描述本发明优选实施例。
下面结合附图通过实例对本发明作进一步详细描述，其中
图1是现有铁路转向架的侧视图，配设有一传统的调平阀装置。
图2是本发明铁路转向架调平阀装置的侧视图。
附图中，相同的标号在各图中用以表明相同的结构。
参见图1，所示现有铁路转向架8安装在轨道17上。正如业内人士所悉知的，铁路转向架8包括一安装在至少两个轮组19上的转向架构架18，各轮组19包括其各轴端安装在相应轴箱16中的轴20。转向架构架18位于一转向架承梁24的下面并支承承梁24。转向架构架18和转向架承梁24通过一第一系弹簧悬挂(primary suspension)28悬挂在各轮组19上。第一系弹簧悬挂28保证车轮载荷平衡以使铁道车通过不平整轨道。第一系弹簧悬挂28包括用于各轮组19的弹簧装置。弹簧装置通常为橡胶弹簧或钢制弹簧，位置靠近各轮组19的各轴20的端部并位于轴箱16和转向架构架18之间。
铁道车车体枢转地设置在转向架承梁24上方并由一第二系弹簧悬挂(secondary suspension)30支承。在铁道客车中，第二系弹簧悬挂30通常包括一位于每一转向架承梁端24和转向架构架18之间的空气弹簧。第二系弹簧悬挂30不仅支承铁道车车体的重量，而且保证乘客的乘坐舒适感。用于客车的第二系弹簧悬挂30的各空气弹簧由一气动调平阀控制，气动调平阀连接于空气弹簧30并位于其上方。调平阀通过调平阀连杆连接于转向架构架18并籍此检测空气弹簧30的高度。调平阀根据车体的载荷控制各空气弹簧中的气压，使得在车体的载荷增加时，调平阀相应地增加弹簧气压。类似地，在车体的载荷减小时，空气弹簧中的气压减小。气压的增加和减小使乘客感到舒适并通过在变化的静载荷条件下保持恒定的空气弹簧高度而将车体的地面于铁路转向架构架上方保持在一相对恒定的高度上。
图2示出本发明的优选铁路转向架调平阀装置，其包括一调平阀10、一调平阀连杆12以及一连接在一对轴箱16之间的棒或杆14。优选地，铁路转向架调平装置包括的棒14为刚性的并安装在轴箱16之间。即，刚性棒14配接于一轮组的轴箱16和在转向架构架同一侧的另一轮组的轴箱16。安装于轴箱16的刚性棒14基本上是水平的并从而基本上平行于轨道17的水平面。应注意到，刚性棒14可连接于轮组的其他未安装在弹簧上的件。刚性棒14可包括一伸缩套装置15，以适应在使用中可能发生的轴箱16之间的小的纵向相对运动。
调平阀连杆12于刚性棒14的大致中点处垂直连接于刚性棒14，调平阀连杆12将刚性棒14连接于调平阀10。铁路转向架调平阀装置可以安装于轨道的每一侧。另外，可以仅设一个调平装置来控制给定转向架的两个空气弹簧。
在操作中，当铁道车承受不同程度的乘客载荷且载荷随机分布于车厢地面时，转向架第一和第二系弹簧悬挂在各位置处与在车厢的该角落处所承受的载荷成比例地变形。这又导致车体的倾斜或相对于火车站月台的不平的车厢地面高度或者两者。从而导致车厢门槛与车站月台之间在垂直方向的不对准。
配接于轮组19的轴箱16的刚性棒14顺随轮组19的垂直运动。调平阀连杆12又将该垂直运动传送给检测刚性棒14的垂直移动量的调平阀10，刚性棒14的垂直移动量直接对应于第一系弹簧悬挂28和第二系弹簧悬挂30的总的垂直移动。调平阀10于是可调节第二系弹簧悬挂30的各空气弹簧中的气压，以补偿由变化的和不平衡的载荷造成的第一系弹簧悬挂28和第二系弹簧悬挂30产生的总的移动。因此，铁道车体车的车厢地面高度得以较好地控制，因为第一和第二系弹簧悬挂的变形均得以补偿。
实质上，调平阀10通过安装在轴箱16之间的棒14检测第二空气弹簧的弹簧变形和主橡胶或钢制弹簧的弹簧变形，并发信号给第二系弹簧悬挂30以矫正总的变形，从而矫正车厢地面高度。
上面描述了本发明以使业内人士能够制造和使用本发明。对应业内人士来说显而易见的是，本发明不同实施例不限于上述实例，而是可以在后附权利要求的范围内变动。

Claims (22)

1．一种铁路转向架调平阀装置，用以改善铁道车的高度控制，包括：
一连接于一第二系弹簧悬挂的调平阀；
一连接在一对铁路转向架轮组之间的棒，所述铁路转向架轮组位于一第一系弹簧悬挂的下面；以及
一连接所述调平阀与所述棒的调平阀连杆；
从而，调平阀检测第一和第二系弹簧悬挂两者的变形并发信号给所述第二系弹簧悬挂以对两个变形进行补偿，从而矫正铁道车高度。
2．如权利要求1所述的铁路转向架调平阀装置，其特征在于，所述第二系弹簧悬挂是一用于支承铁道车车体的空气弹簧并安装在一铁路转向架构架和一铁路转向架承梁之间。
3．如权利要求1所述的铁路转向架调平阀装置，其特征在于，所述第一系弹簧悬挂是一设置在一铁路转向架构架和铁路转向架轮组的一轴箱之间的橡胶弹簧，用于保证车轮载荷平衡并吸收通过不平整轨道时铁道车产生的力的冲击。
4．如权利要求1所述的铁路转向架调平阀装置，其特征在于，所述第一系弹簧悬挂是一设置在一铁路转向架构架和铁路转向架轮组的一轴箱之间的钢制弹簧，用于保证车轮载荷平衡并吸收通过不平整轨道时铁道车产生的力的冲击。
5．如权利要求1所述的铁路转向架调平阀装置，其特征在于，所述调平阀上是一气动调平阀并安装在第二系弹簧悬挂的上方。
6．如权利要求1所述的铁路转向架调平阀装置，其特征在于，所述棒是刚性的并连接在所述对轮组的轴箱之间。
7．如权利要求1所述的铁路转向架调平阀装置，其特征在于，所述棒连接在所述对轮组的未装在弹簧上的件之间。
8．如权利要求6所述的铁路转向架调平阀装置，其特征在于，所述棒包括一伸缩装置，以适应所连接的轴箱之间可能发生的小的纵向移动。
9．一种铁路转向架调平阀装置，用以改善铁道车的高度控制，包括：
一连接于一第二系弹簧悬挂并安装在第二系弹簧悬挂上方的气动调平阀；
一连接于一对铁路转向架轴箱之间的棒，所述铁路转向架轴箱位于一第一系弹簧悬挂的下面；以及
一连接所述调平阀与所述棒的连杆装置；
从而，气动调平阀检测第一和第二系弹簧悬挂两者的变形并发信号给所述第二系弹簧悬挂以对两个变形进行补偿，从而矫正铁道车高度。
10．如权利要求9所述的铁路转向架调平阀装置，其特征在于，所述第二系弹簧悬挂是一用于支承铁道车车体以保证乘客乘坐舒适性的空气弹簧并安装在一铁路转向架构架和一铁路转向架承梁之间。
11．如权利要求9所述的铁路转向架调平阀装置，其特征在于，所述第一系弹簧悬挂是一设置在一铁路转向架构架和所述轴箱之间的橡胶弹簧，用于保证车轮载荷平衡并吸收通过不平整轨道时铁道车产生的力的冲击。
12．如权利要求9所述的铁路转向架调平阀装置，其特征在于，所述第一系弹簧悬挂是一设置在一铁路转向架构架和所轴箱之间的钢制弹簧，用于保证车轮载荷平衡并吸收通过不平整轨道时铁道车产生的力的冲击。
13．如权利要求9所述的铁路转向架调平阀装置，其特征在于，所述棒是刚性的。
14．如权利要求9所述的铁路转向架调平阀装置，其特征在于，所述棒包括一伸缩装置，以适应所连接的轴箱之间可能发生的小的纵向移动。
15．一种用于铁道车调平的铁道车弹簧悬挂装置，包括一第一系弹簧悬挂和一第二系弹簧悬挂，所述第一系弹簧悬挂包括用于保证车轮载荷平衡的主弹簧装置，所述第二系弹簧悬挂包括一用于支承铁道车车体的空气弹簧，改进包括：
一安装在一对铁路转向架轴箱之间并连接于该对铁路转向架轴箱的刚性棒，所述对铁路转向架轴箱安装于一对铁路转向架轮组，设置在所述对铁路转向架轴箱以及一悬挂在所述对铁路转向架轮组上的一铁路转向架构架之间的第一系弹簧悬挂用于吸收通过不平整轨道时铁道车产生的力的冲击，
一操作连接于所述第二系弹簧悬挂的调平阀，以及
一连接在所述调平阀与所述刚性棒之间的调平阀连杆，
从而，调平阀通过连接于安装在所述轴箱之间的刚性棒的调平阀连杆检测第二系弹簧悬挂的空气弹簧的弹簧变形和第一系弹簧悬挂的主弹簧装置的弹簧变形两者并发信号给所述第二系弹簧悬挂以对总变形进行补偿，从而矫正铁道车高度。
16．如权利要求15所述的铁道车弹簧悬挂装置，其特征在于，所述调平阀上是一气动调平阀并安装在第二系弹簧悬挂的上方。
17．如权利要求15所述的铁道车弹簧悬挂装置，其特征在于，所述主弹簧装置为一橡胶弹簧。
18．如权利要求15所述的铁道车弹簧悬挂装置，其特征在于，所述主弹簧装置为一钢制弹簧。
19．如权利要求15所述的铁道车弹簧悬挂装置，其特征在于，所述第二系弹簧悬挂安装在所述铁路转向架构架和一铁路转向架承梁之间。
20．一种铁路转向架，包括一转向架构架，转向架构架安装在通过该转向架构架彼此连接的至少两个轮组上，各轮组具有一其轴端安装于相应轴箱中的轴，一具有转向架承梁各端的转向架承梁，该转向架承梁由所述转向架构架支承，包括：
一用于保证车轮载荷平衡的第一系弹簧悬挂，包括一用于每一轮组的橡胶弹簧，位置靠近每一轮组的每一轴端并位于所述轴箱和所述转向架构架之间，
一用于支承铁道车车体的第二系弹簧悬挂，包括一设置在各转向架承梁和转向架构架之间的空气弹簧，
一位于第二系弹簧悬挂上方的气动调平阀，
一安装在所述轮组之一的轴箱和所述轮组之另一个的轴箱之间的刚性棒，以及
一将所述刚性棒连接于调平阀的调平阀连杆，
从而，调平阀通过安装在所述各轴箱之间的刚性棒检测第二系弹簧悬挂的空气弹簧的弹簧变形和第一系弹簧悬挂的橡胶弹簧的弹簧变形两者并发信号给所述第二系弹簧悬挂以对总变形进行补偿，从而矫正铁道车高度。
21．如权利要求20所述的铁路转向架，其特征在于，所述刚性棒还包括一伸缩套装置，以适应所述各轴箱之间的小的纵向移动。
22．如权利要求20所述的铁路转向架，其特征在于，所述第一系弹簧悬挂包括一钢制弹簧。
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