轨道机车车辆悬挂减振器其及变阻尼方法与流程

1.本发明涉及一种轨道机车车辆悬挂减振器其及变阻尼方法，属于轨道机车车辆悬挂减振器技术领域。


背景技术：

2.减振器是为了保证轨道机车车辆在线路上安全、平稳地运行，而采用的一种减振装置。车轮与钢轨之间是钢对钢的接触，车轮表面的不规则和轨道的不平顺都将直接经过车轮传递到悬挂部件上去，引起车辆各个部分的高频与低频振动，如果这种振动不经过减振器来减弱，会降低机电部件的结构强度和使用寿命以及恶化运行品质，这对于运输的安全性、舒适性和经济性都是不利的。
3.我国现有的轨道车辆基本都采用被动悬挂减振器，减振器的阻尼系数是固定不变的。被动悬挂减振器最大缺陷是不能随着车辆外部环境与振动冲击的变化而及时调节阻尼系数，实现主动抑制振动冲击的需要，所以其再想提高减振能力已很困难。在车辆实际的运行中，车速与轨道激励是随时发生变化，实际上所需减振器阻尼力并非确定的，要随实际情况而改变。主动悬挂减振器具备实时可调的阻尼特性，能够根据检测到的车速与轨道激励的变化情况，实时对减振器的阻尼特性进行调整。因此，主动悬挂减振器相较被动悬挂减振器可以适应不同的外界干扰输入，提供满足车辆实时运行要求的减振力，极大的提升了列车运行的平稳性与乘坐的舒适性。但是，现有技术中的主动悬挂减振器存在结构复杂、体积大，而且当主动悬挂减振器的电控系统失效时，既不能实现提升减振可靠性和运行稳定性的目的，反而可能使行驶情况恶化。


技术实现要素：

4.本发明提供的轨道机车车辆悬挂减振器其及变阻尼方法，在主动变阻尼油路开启时形成载荷范围内的主动无极变阻尼，在主动变阻尼油路关闭时由被动阻尼油路形成载荷范围内的被动变阻尼，实现主动无极变阻尼和被动变阻尼的自动切换，提高轨道机车车辆的减振可靠性和运行稳定性。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：轨道机车车辆悬挂减振器，包括减振器本体，其特征在于：还包括用于控制减振器本体在运动过程中变阻尼的变阻尼控制总成，变阻尼控制总成设置在减振器本体上，包括根据减振器本体的实行运行参数进行主动变阻尼的主动变阻尼油路和在主动变阻尼油路关闭状态下随减振器本体的运动而开启的被动变阻尼油路，主动变阻尼油路与减振器本体联通形成闭环路油，被动变阻尼油路并联在主动变阻尼油路上。
6.优选的，减振器本体包括压力缸、同轴套设在压力缸外的储油缸、与压力缸和储油缸头端密封配合的导向座、与压力缸和储油缸尾端密封配合的底座、穿过导向座伸入至压力缸中的活塞杆、设置在压力缸中且与活塞杆固定的活塞，活塞将压力缸内腔分为靠底座一侧的压力缸下腔和靠导向座一侧的压力缸上腔，压力缸与储油缸之间形成储油腔，活塞
上装有在压力缸下腔油压大于压力缸上腔油压时开启的活塞单向阀，底座上装有在储油腔油压大于压力腔下腔油压时开启的底座单向阀，主动变阻尼油路和被动变阻尼油路均设置在底座上，主动变阻尼油路的进油端与压力缸上腔联通，出油端与储油腔联通。
7.优选的，主动变阻尼油路包括与储油腔联通的出油通道、与压力缸上腔联通的进油通道、与进油通道联通且为二位三通式的电磁换向阀、与出油通道联通的电比例节流阀、联通电磁换向阀和电比例节流阀的过油通道以及与电磁换向阀和电比例节流阀信号连接的控制器，出油通道、进油通道和过油通道分别开设在底座上。
8.优选的，所述的底座上安装压力传感器，压力传感器的感应探头端伸入至进油通道中，底座中装有位移传感器，位移动传感沿中轴线设置穿过底座单向阀和活塞伸入至活塞杆中，压力传感器和位移传感器分别与控制器信号连接。
9.优选的，被动变阻尼油路包括两个并联设置的阻尼调节阀，阻尼调节阀的的进油端与电磁换向阀联通，阻尼调节阀的出油端与出油通道联通，阻尼调节阀装在底座上。
10.优选的，所述的进油通道和出油通道通过卸荷通道联通，卸荷通道中安装在减振器本体过载时开启的卸荷阀，卸荷通道开设在底座上。
11.优选的，所述的储油腔中设置沿轴向的导油管，导油管的两端分别与导向座和底座固定，导向座上开有联通压力缸上腔与导油管的过油孔，导油管的一端与过油孔联通，另一端与进油通道联通。
12.优选的，所述的底座外套装沿轴向设置的防护罩，防护罩头端与储油缸固定，尾端与底座固定，压力传感器、电磁换向阀、电比例节流阀均装在底座上且位于防护罩内，控制器装在防护罩外。
13.以上所述的轨道机车车辆悬挂减振器的变阻尼方法，其特征于：当主动变阻尼油路开启时，通过主动变阻尼油路控制减振器本体的变阻尼特性，形成载荷范围内的主动无极变阻尼；当主动变阻尼油路关闭时，减振动本体的运动带动被动变阻尼油路开启，形成载荷范围内的被动变阻尼，实现主动无极变阻尼与被动变阻尼的自动切换。
14.优选的，当所述的轨道机车车辆悬挂减振器载荷超限，进油通道中的油压大于卸荷阀的开启压力时，卸荷阀开启导出油液，降低减振器本体的阻尼力。
15.发明的有益效果是：本发明的轨道机车车辆悬挂减振器中变阻尼控制总成包括主动变阻尼油路和被动变阻尼油路，主动变阻尼油路根据减振器本体的实行运行参数进行主动变阻尼，适应减振需求实时对减振器的阻尼特性进行调整，被动变阻尼油路随减振器本体的运动而被动变阻尼，在主动变阻尼油路开启时形成载荷范围内的主动无极变阻尼，在主动变阻尼油路关闭时由被动阻尼油路形成载荷范围内的被动变阻尼，实现主动无极变阻尼和被动变阻尼的自动切换，提高轨道机车车辆的减振可靠性和运行稳定性。
16.主动变阻尼油路包括进油通道、出油通道、过油通道、电磁换向阀和电比例节流阀，进油通道与压力缸上腔联通，出油通道与储油腔联通；在主动变阻尼油路开启时，被动变阻尼油路关闭，活塞杆向外拉伸时活塞单向阀关闭，底座单向阀开启，压力缸上腔的油液从进油通道进入，经主动变阻油路流至储油腔，储油腔中的油液经底座单向阀流至压力缸下腔中，活塞杆向内压缩时活塞单向阀开启，底座单向阀关闭，压力缸下腔的油液经活塞单
向阀进入压力缸上腔中，并经变阻尼油路流至储油腔中，压力传感器和位移传感器采集减振器本体的实时运行参数信号并发送到控制器，控制器对接收的信号进行计算得到控制信号并发送给电磁换向阀和电比例节流阀，调节电比例节流阀的开度，以调节阻尼力形成主动变阻尼特性；在主动变阻尼油路关闭时，被动变阻尼油路随活塞杆的运动而被动开启，调节油液流量以调节阻尼力形成被动变阻尼特性。
17.进油通道、出油通道、过油通道、卸荷通道均开设在底座上，导油管设置在储油腔中，导向座上开设过油孔联通导油管和压力缸上腔，变阻尼油路总成中的油路均设置在减振器本体内，电磁换向阀、电比例节流阀、压力传感器均装在底座上且位于防护罩内，控制器装在防护罩外，连线简单结构紧凑，轨道机车车辆悬挂减振器的结构简单、空间体积小，适应轻量化紧凑性的需求。
18.进油通道和出油通道通过卸荷通道联通，卸荷通道中安装在减振器本体过载时开启的卸荷阀，卸荷阀在载荷过限时才会开启，用于限制减振器本体的最大阻尼力，使轨道机车车辆悬挂减振器始终处于安全状态，保证使用安全性，延长使用寿命。
附图说明
19.图1为具体实施方式中轨道机车车辆悬挂减振器的示意图。
20.图2为轨道机车车辆悬挂减振器的结构原理图。
21.图3为图1的a-a向的剖视图。
具体实施方式
22.下面结合图1~3本发明的实施例做详细说明。
23.轨道机车车辆悬挂减振器，包括减振器本体1，其特征在于：还包括用于控制减振器本体在运动过程中变阻尼的变阻尼控制总成，变阻尼控制总成设置在减振器本体上，包括根据减振器本体的实行运行参数进行主动变阻尼的主动变阻尼油路2和在主动变阻尼油路关闭状态下随减振器本体的运动而开启的被动变阻尼油路3，主动变阻尼油路2与减振器本体1联通形成闭环路油，被动变阻尼油路3并联在主动变阻尼油路2上。
24.本发明的轨道机车车辆悬挂减振器中变阻尼控制总成包括主动变阻尼油路2和被动变阻尼油路3，主动变阻尼油路2根据减振器本体1的实行运行参数进行主动变阻尼，适应减振需求实时对减振器的阻尼特性进行调整，被动变阻尼油路3随减振器本体1的运动而被动变阻尼，在主动变阻尼油路2开启时形成载荷范围内的主动无极变阻尼，在主动变阻尼油路2关闭时由被动阻尼油路3形成载荷范围内的被动变阻尼，实现主动无极变阻尼和被动变阻尼的自动切换，提高轨道机车车辆的减振可靠性和运行稳定性。
25.其中，减振器本体1包括压力缸4、同轴套设在压力缸4外的储油缸5、与压力缸4和储油缸5头端密封配合的导向座6、与压力缸4和储油缸5尾端密封配合的底座7、穿过导向座6伸入至压力缸4中的活塞杆8、设置在压力缸4中且与活塞杆8固定的活塞9，活塞9将压力缸4内腔分为靠底座7一侧的压力缸下腔ⅰ和靠导向座6一侧的压力缸上腔ⅱ，压力缸4与储油缸5之间形成储油腔ⅲ，活塞9上装有在压力缸下腔ⅰ油压大于压力缸上腔ⅱ的油压时开启的活塞单向阀10，底座7上装有在储油腔ⅲ油压大于压力腔下腔ⅰ油压时开启的底座单向阀11，主动变阻尼油路2和被动变阻尼油路3均设置在底座7上，主动变阻尼油路3的进油端与
压力缸上腔ⅱ联通，出油端与储油腔ⅲ联通。当活塞杆8向外拉伸时压力缸上腔ⅱ的油压增大，而压力缸下腔ⅰ油压会减小，使底座单向阀11打开而活塞单向阀10关闭，压力缸上腔ⅱ中油液随活塞9的运动而被推入变阻尼油路总成中，在主动变阻尼油路2开启时经主动变阻尼油路2进入至储油腔ⅲ中，在主动变阻尼油路2关闭时经被动变阻尼油路3进入到储油腔ⅲ中，储油腔ⅲ中的油液经底座单向阀11进入至压力缸下腔ⅰ中，当活塞杆向内压缩时压力缸上腔ⅱ的油压减小，而压力缸下腔ⅰ油压会增大，使底座单向阀11关闭而活塞单向阀10开启，压力缸下腔ⅰ的油液经活塞单向阀10流到压力缸上腔ⅱ中，压力缸上腔ⅱ中油液流至变阻尼油路总成中，在主动变阻尼油路2开启时经主动变阻尼油路2进入至储油腔ⅲ中，在主动变阻尼油路2关闭时被被动变阻尼油路进入到储油腔ⅲ中。减振器本体1通过主动变阻尼油路2或被动变阻尼油路3的开启而调节阻尼力，形成变阻尼，以满足减振需求。被动变阻尼油路3为常闭状态，只在主动变阻尼油路2关闭的情况下随活塞杆的运动而开启，主动变阻尼油路2在电控信号正常的情况下开启，在电控信号有误或断电的情况下关闭。
26.其中，主动变阻尼油路2包括与储油腔ⅲ联通的出油通道21、与压力缸上腔ⅱ联通的进油通道22、与进油通道22联通且为二位三通式的电磁换向阀23、与出油通道21联通的电比例节流阀24、联通电磁换向阀22和电比例节流阀23的过油通道25以及与电磁换向阀23和电比例节流阀24信号连接的控制器26，出油通道21、进油通道22和过油通道25分别开设在底座7上。从附图中可以看出，进油通道22与压力缸上腔ⅱ联通，压力上腔ⅱ的油液流出直接流入至进油通道22中，经主动变阻尼油路2或被动变阻尼油路3后从出油通道21就流至储油腔ⅲ中。电磁换向阀23为二位三通式，电磁换向阀23在正常得电且控制器26信号正常的情况下，电磁换向阀23为右位e导通，使主动变阻尼油路2开启，被动变阻尼油路3 关闭，电磁换向阀23失电或控制器26信号非正常的情况下，电磁换向阀23会自动换向到左位d导通，使主动变阻油路2关闭，而被动变阻尼油路3会随活塞杆的运动导致的油压增大而开启，通过电磁换向阀23实现了主动变阻尼和被动变阻尼的自动切换。
27.其中，所述的底座7上安装压力传感器12，压力传感器12的感应探头端伸入至进油通道22中，底座7中装有位移传感器13，位移动传感13沿中轴线设置穿过底座单向阀11和活塞9伸入至活塞杆8中，压力传感器12和位移传感器13分别与控制器26信号连接。在主动变阻尼油路2开启时，被动变阻尼油路3关闭，活塞杆8向外拉伸时活塞单向阀10关闭，底座单向阀11开启，压力缸上腔ⅱ的油液从进油通道22进入，经主动变阻油路3流至储油腔ⅲ，储油腔ⅲ中的油液经底座单向阀11流至压力缸下腔ⅰ中，活塞杆8向内压缩时活塞单向阀10开启，底座单向阀11关闭，压力缸下腔ⅰ的油液经活塞单向阀10进入压力缸上腔ⅱ中，并经变阻尼油路3流至储油腔ⅲ中，压力传感器12和位移传感器13采集减振器本体1的实时运行参数信号并发送到控制器26，控制器26对接收的信号进行计算得到控制信号并发送给电磁换向阀23和电比例节流阀24，调节电比例节流阀24的开度，以调节阻尼力形成主动变阻尼特性；在主动变阻尼油路2关闭时，被动变阻尼油路3随活塞杆8的运动而被动开启，调节油液流量以调节阻尼力形成被动变阻尼特性。
28.其中，被动变阻尼油路3包括两个并联设置的阻尼调节阀31，阻尼调节阀31的的进油端与电磁换向阀24联通，阻尼调节阀31的出油端与出油通道21联通，阻尼调节阀31装在底座7上。只有在电磁换向阀24换向至左位d时，阻尼调节阀31才会与电磁换向阀24形成联通，从进油通道22进入的油液经电磁换向阀24左位d流至阻尼调节阀31中，当油液压力大于
阻尼调节阀31的开启压力时即打开阻尼调节阀31，导通被动变阻尼油路3，被动变阻尼油路3随活塞杆的运动油压增大而被动开启，形成被动变阻尼，在主动变阻尼油路2关闭的情况下，通过被动变阻尼油路3的开启来实现减振器本体1的变阻尼，以满足减振需求，保证即使在主动变阻尼油路关闭的情况下，减振器也能可靠减振，主动变阻尼和被动变阻尼可自动切换，减振可靠性高。
29.其中，所述的进油通道22和出油通道21通过卸荷通道27联通，卸荷通道24中安装在减振器本体过载时开启的卸荷阀28，卸荷通道27开设在底座7上。卸荷阀28在载荷过限时才会开启，导出油液降低油压，用于限制减振器本体1的最大阻尼力，防减振器因阻尼力过大而损伤，使轨道机车车辆悬挂减振器始终处于安全状态，保证使用安全性，延长使用寿命。
30.其中，所述的储油腔ⅲ中设置沿轴向的导油管14，导油管14的两端分别与导向座6和底座7固定，导向座6上开有联通压力缸上腔ⅱ与导油管14的过油孔61，导油管14的一端与过油孔61联通，另一端与进油通道22联通。导油管14联通压力缸上腔ⅱ和进油通道22，实现将压力缸上腔ⅱ的油液直接导入至进油通道22中，使油液流经主动变阻尼油路2或被动变阻尼油路3。
31.其中，所述的底座7外套装沿轴向设置的防护罩15，防护罩15头端与储油缸5固定，尾端与底座7固定，压力传感器12、电磁换向阀23、电比例节流阀24均装在底座7上且位于防护罩15内，控制器26装在防护罩15外。进油通道22、出油通道21、过油通道25、卸荷通道27均开设在底座7上，导油管14设置在储油腔ⅲ中，导向座6上开设过油孔61联通导油管14和压力缸上腔ⅱ，变阻尼油路总成中的油路均设置在减振器本体1内，电磁换向阀23、电比例节流阀24、压力传感器12均装在底座7上且位于防护罩15内，控制器26装在防护罩外，连线简单结构紧凑，使轨道机车车辆悬挂减振器的结构简单、空间体积小，适应轻量化紧凑性的需求。
32.本发明还保护以上所述的轨道机车车辆悬挂减振器的变阻尼方法，其特征于：当主动变阻尼油路2开启时，通过主动变阻尼油路控制减振器本体的变阻尼特性，形成载荷范围内的主动无极变阻尼；当主动变阻尼油路2关闭时，减振动本体1的运动带动被动变阻尼油路3开启，形成载荷范围内的被动变阻尼，实现主动无极变阻尼与被动变阻尼的自动切换。
33.以上所述的变阻尼方法，主动变阻尼油路2根据减振器本体1的实行运行参数进行主动变阻尼，适应减振需求实时对减振器的阻尼特性进行调整，被动变阻尼油路随减振器本体的运动而被动变阻尼，在主动变阻尼油路2开启时形成载荷范围内的主动无极变阻尼，在主动变阻尼油路2关闭时由被动阻尼油路3形成载荷范围内的被动变阻尼，实现主动无极变阻尼和被动变阻尼的自动切换，提高轨道机车车辆的减振可靠性和运行稳定性。
34.其中，当所述的轨道机车车辆悬挂减振器载荷超限，进油通道22中的油压大于卸荷阀28的开启压力时，卸荷阀28开启导出油液，降低减振器本体1的阻尼力。卸荷阀28在载荷过限时才会开启，导出油液降低油压，用于限制减振器本体1的最大阻尼力，防减振器因阻尼力过大而损伤，使轨道机车车辆悬挂减振器始终处于安全状态，保证使用安全性，延长使用寿命。
35.以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述
的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。