[发明专利]主动液压阻尼器和液压作动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别用于轨道车辆、尤其是主动液压阻尼器形式 的液压作动器。

背景技术

尤其是在客车领域中已经广泛使用了阻尼力变化的半主动阻尼 器。主动阻尼器即：可以凭借自身来产生力并由此可主动移动的阻尼 器，主动阻尼器与半主动系统相比可保证提供改善的阻尼效应。主动 气动阻尼器已众所周知，但是，由于它们的约1Hz的较低极限频率， 因此无法提供高动态的可能性，并由此无法提供最优化的阻尼。到目 前为止，由于技术实现的复杂性，所以已不再使用技术成熟的液压主 动阻尼器。特别是，早先的液压作动器的动态不足、结构及维护过于 复杂且能量消耗过高。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种高动态的液压作动器，特别是一 种高动态的主动液压阻尼器，其可以以低成本制造和运行。关于主动 液压阻尼器的极限频率，有利地应该可以达到约6Hz的频率。此外， 该阻尼器应该针对力控制而进行优化。

该目的是通过本发明的主动液压阻尼器以及液压作动器来实现。

本发明的特别用于轨道车辆的主动液压阻尼器包括：液压缸、电 动马达、液压储液器、至少一个泵和至少一个控制阀。根据本发明， 该主动液压阻尼器的所有部件都设置在液压缸处。

由于该液压系统的所有部件都直接附接至阻尼器，所以在泵单元 和液压缸之间以及特别是在液压缸和控制阀之间不再需要管子或导 管。因此，根据本发明的主动液压阻尼器提供了如下优点：

a)与分体结构相比——其中为了产生压力并为了控制的目的使液 压单元经由管子或导管与液压缸相连，该阻尼器具有更高的液压刚度， 这样致使本发明的阻尼器具有更快的响应并由此而具有较高的动态。

b)该主动阻尼器所需的封装空间以及该主动阻尼器的重量都非常 小。因此在通常情况下，甚至可以将该主动阻尼器整合在传统的被动 阻尼器的封装空间中，从而还可将根据本发明的主动阻尼器改装到现 有的车辆上。

c)因为在不需要关于水力学的专业知识的情况下可以对阻尼器进 行更换，所以该阻尼器极易维护。仅需要分开电连接以及机械连接， 这是因为所有的液压部件都整合在本发明的主动液压阻尼器中。

d)与分体系统相比极大地减少了各系统的油量。而这又提供了成 本优势以及更简便的维护。

此外有利地，本发明的主动液压阻尼器配备有两个泵。这样提供了 主动液压阻尼器的改善的可控性，从而实现了改善的动态特性。有利地， 该液压缸具有用于在相对的方向上移动的两个活塞空间。

当该主动液压阻尼器配备有两个泵时，两个活塞空间可各由一个泵来 分别进行加压。这样又提供了在控制和动力学方面的优点。特别是连同 安装在该液压缸上的液压系统一起可以获得高动态的阻尼器系统，而该 阻尼器系统可仅以少量的能量消耗进行运行。

有利地，液压缸的每个活塞空间与一个泵相连或者可以与一个泵相 连。凭借两个液压泵的排量可以补偿活塞面积的差异(在缸体中具有不 均衡的活塞面积)，从而可以确保阻尼器在两个移动方向上等速移动。特 别的优点尤其在于，该补偿既不需要变量泵也不需要对泵驱动进行电 子控制。如果需要，当然还可产生有意的不对称。

另外有利地，可分别控制液压缸的每个活塞空间中的压力，特别是通 过相关的控制阀分别控制液压缸的每个活塞空间中的压力。尤其是结合 了与一个活塞空间相关联的泵，这样尤其容易启动主动液压阻尼器。

有利地，控制阀是压力控制阀，特别是比例压力控制阀。但是可替代 地，可以想到具有方向控制阀的布置，然而其中，例如与二位四通压力 控制阀相比，二位二通比例压力控制阀更简单、更耐用(抗污染)且价 格更低，而且仍然确保了快速响应行为。

通过使用两个单独的阀门，还可以分别影响两个缸体空间。实际上， 这意味着例如可以改变对称的压力，或者在发生故障的情况下可以以固 定值作用于两个阀门，从而可以实现一种简单类型的紧急阻尼。

有利地，借助于两个压力控制阀来实现对于阻尼器的控制。比例压力 控制阀还提供了如下优点：即当超过指定的力的阈值时阻尼器将自动屈 服，即无需必须做出反应的控制器。在受控阻尼器中尤其期望这种效 果，因为由此可以避免力的峰值。