[发明专利]一种轴箱拉杆、转向架及其控制方法

说明书

本发明公开了一种轴箱拉杆、转向架及其控制方法。所述轴箱拉杆包括第一拉杆和第二拉杆；所述第一拉杆的一端开设有盲孔，所述第二拉杆的一端伸入所述盲孔内，且在第一拉杆的盲孔内壁与所述第二拉杆的外壁之间设有具有刚度且可随电磁场变化的磁敏感元件，所述磁敏感元件的外侧设有套装在所述第一拉杆上的励磁线圈。本发明可根据车辆运行状态自动调节轴箱纵向定位刚度，从而满足高速铁路与既有线路的互联互通运行的需要。

技术领域

本发明涉及一种轴箱拉杆、转向架及其控制方法，属于转向架结构设计领域。

背景技术

随着高速铁路的快速发展，其在铁路干线网中的比例越来越高。实现高速铁路与既有线路的互联互通，可以显著提高铁路运输效率及多样化运输模式，最大程度满足不同人群出行需要，促进社会经济发展。对于跨线运行动车组，为了保证车辆的高速运行稳定性就需要牺牲车辆的曲线通过性，增加轮轨磨耗及轮轴横向作用力。

传统转向架所普遍采用的被动式悬挂已经难以适应跨线运行的要求。高速铁路运行动车组与既有铁路运行车辆对轴箱定位参数要求具有显著差异。高速动车组为保证车辆运行稳定性，一般采用纵向刚度较大的轴箱定位装置。既有线路车辆运行速度较低，线路半径较小，车辆运用的主要矛盾为轮轨磨耗。

中国发明专利申请CN202010739532.2公开了一种径向转向架及轨道车辆，将构架分割为两个构架，并通过铰接将两个独立构架进行铰接来实现转向架的径向。文献《自导向转向架轴箱纵向定位刚度设计研究》开展了自导向转向架轴箱纵向定位刚度优化匹配研究，表明通过降低轴箱纵向定位刚度可以提高车辆曲线通过能力，但由于其刚度不能调节，无法满足高速运行的要求。文献《可控径向转向架客车动力学研究》开展了一种主动径向转向架研究，可以提高车辆曲线通过能力及高速运行稳定性，但由于其需要主动作动器，结构复杂，大大降低转向架可靠性。

因此，为降低轮轨磨耗，既有线路车辆一般采用较小的轴箱定位刚度。高速铁路与既有线路车辆对轴箱定位刚度的需求差异，成为高速铁路与既有线路的互联互通运行的主要技术难题。

发明内容

如何提高车辆的跨线运行能力、减小轮轨磨耗是跨线运行车辆亟待解决的技术难题，本发明旨在提供一种轴箱拉杆、转向架及其控制方法，该转向架可根据车辆运行状态自动调节轴箱纵向定位刚度，从而满足高速铁路与既有线路的互联互通运行的需要。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种轴箱拉杆，包括第一拉杆和第二拉杆；其结构特点是，所述第一拉杆的一端开设有盲孔，所述第二拉杆的一端伸入所述盲孔内，且在第一拉杆的盲孔内壁与所述第二拉杆的外壁之间设有具有刚度且可随电磁场变化的磁敏感元件，所述磁敏感元件的外侧设有套装在所述第一拉杆上的励磁线圈。

由此，本发明可以根据需要调整励磁线圈的电流强度，从而改变磁敏感元件的剪切模量，磁敏感元件对磁场敏感，其刚度随磁场变化，从而使轴箱拉杆的定位刚度满足车辆运行需要，结构简单，操作方便。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

在其中一个优选的实施例中，所述磁敏感元件为磁弹性体或封装的磁流变液。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种转向架，其包括构架、轴箱体和一系弹簧，所述构架与轴箱拉杆的一端相连，该轴箱拉杆的另一端连接至轴箱体；所述轴箱拉杆为刚度可连续调节的所述轴箱拉杆。

在其中一个优选的实施例中，所述轴箱体和构架间安装有纵向位移传感器，并在轴箱体上安装加速度传感器；所述励磁线圈连接至控制器，所述加速度传感器和纵向位移传感器的信号连接至控制器，控制器根据加速度传感器和纵向位移传感器的信号实时调节轴箱的纵向定位刚度和阻尼；

轴箱纵向定位刚度k由下式确定：