[发明专利]可实现频变刚度特性的抗蛇行减振器及关节和应用

说明书

本发明提供一种可实现频变刚度特性的抗蛇行减振器、液压橡胶关节及应用，减振器包括：油液抗蛇行减振器，油液抗蛇行减振器的两端为杆端，左、右液压橡胶关节分别安装在油液抗蛇行减振器两端的杆端内部，连接杆安装在每个液压橡胶关节的芯部，连接杆与转向架或车体端固定；液压橡胶关节为圆柱状，包括外部的金属外套、内部的金属内套，金属外套和金属内套之间为液压腔，液压腔内部嵌入主簧，主簧顶部和外流道之间的间隙为上流道，主簧底部和外流道之间的间隙为下流道，主簧左右两侧为液压腔；本发明可改善动车组在极端轮轨接触状态的横向动力学性能，降低对轮轨廓形维护要求，实现降低高速列车运维成本的目标。

技术领域

本发明属于高速列车技术领域，尤其是一种可实现频变刚度特性的抗蛇行减振器、液压橡胶关节及关节在的应用。

背景技术

高速列车长期服役过程中因轮轨磨耗及接触状态变化导致横向蛇行稳定性不足，引发低频晃车、振动加速度报警和高频抖车等现象，目前主要缓解措施是缩短车轮镟修周期、频繁打磨钢轨，甚至降速运行，影响列车正常安全运行并增加了运营维护成本。该现象的本质是固定参数悬挂元件兼顾高、低等效锥度不同轮轨接触状态下车辆横向稳定性不足。动车组在新轮状态下因轮轨接触等效锥度较小，易引起车体悬挂频率共振而引起车体晃动的一次蛇行运动，需要较小的抗蛇行减振器刚度提高低锥度轮轨接触状态的车辆横向稳定性；而车轮踏面磨耗状态因轮轨接触等效锥度较大，易引起转向架横向振动加剧的二次蛇行运动，需要较大的抗蛇行减振器刚度提高动车组在高锥度轮轨接触状态的车辆横向稳定性。基于此，提出一种可实现频变刚度特性抗蛇行减振器结构，应用具有该频变刚度特性的抗蛇行减振器实现列车在不同车轮踏面磨耗阶段和轮轨接触状态自适应稳定性，能使抗蛇行减振器较好地兼顾动车组在较宽等效锥度范围内的车辆横向稳定性，改善动车组在极端轮轨接触状态的横向动力学性能，降低对轮轨廓形维护要求，实现降低高速列车运维成本的目标。

发明内容

本发明的目的在于针对动车组固定参数被动悬挂兼顾高、低等效锥度极端轮轨接触状态车辆横向稳定性不足，而引起横向异常振动的问题，提出一种频变刚度抗蛇行减振器，有利于实现动车组在较宽等效锥度范围内的车辆横向稳定性，改善动车组在极端轮轨接触状态的横向动力学性能，降低对轮轨廓形维护要求，实现降低高速列车运维成本的目标。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种可实现频变刚度特性的抗蛇行减振器，包括：油液抗蛇行减振器7，油液抗蛇行减振器7的两端为杆端8，左液压橡胶关节61、右液压橡胶关节62分别安装在油液抗蛇行减振器 7两端的杆端8内部，连接杆9安装在每个液压橡胶关节的芯部，连接杆9与转向架或车体端固定；液压橡胶关节为圆柱状，包括外部的金属外套1、内部的金属内套3，金属外套1和金属内套3之间为液压腔4，液压腔4内部嵌入主簧5，主簧5顶部和外流道之间的间隙为上流道2a，主簧5底部和外流道之间的间隙为下流道2b，主簧5左右两侧为液压腔4。

作为优选方式，液压橡胶关节采用橡胶材料，液压腔内是醇类水溶液。

作为优选方式，主簧5左右对称分布两个完全相同的液压腔4。

作为优选方式，主簧5为液压橡胶关节里的橡胶主簧。

作为优选方式，液体腔4与金属外套1内表面的不同形式的流道2相连接。

作为优选方式，频率低于2Hz的低频下，主簧5本身的弹性支撑作用用于提供动态刚度，随着车辆振动引起减振器作用频率的增高，液压橡胶关节内两侧液压腔4内液体经流道2的流动速度增大而形成阻力，从而提供附加动态刚度，即液压橡胶关节整体表现出的刚度随车辆振动激励频率的提高而不断增大。