[发明专利]一种轨道车辆小幅倾摆快速调节系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种轨道车辆小幅倾摆调节系统及控制方法。包括：风缸、左空簧、右空簧、中调高阀、左气阀二、左气阀三、左限高阀、右气阀二、右气阀三及右限高阀；风缸通过中调高阀及左气阀二与左空簧连接、通过左气阀三与左空簧连接，并通过左限高阀排气；风缸通过中调高阀及右气阀二与右空簧连接、通过右气阀三与右空簧连接，并通过右限高阀排气。利用左限高阀控制左空簧的高度，利用右限高阀控制右空簧的高度，在不需要信号监测及反馈系统的条件下，能够控制两侧空簧的高差及倾摆角。能够利用轨道车辆现有的空簧系统实现轨道车辆的小幅倾摆，其结构简单、成本低，适用于现有轨道车辆改造，能够提高轨道车辆在曲线上行驶速度，提升运营效率。

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，具体涉及一种轨道车辆小幅倾摆快速调节系统及其控制方法。

背景技术

随着车辆运行速度以及乘坐舒适性要求不断提高，现有车辆悬挂系统难以满足列车高速通过曲线时的安全性和舒适性要求。摆式列车能够在车辆到达曲线前让车体主动倾摆，在曲线上依靠自身重力平衡离心力，因此相比传统轨道交通车辆能够更好地解决高速通过曲线时的安全性和舒适性问题。

摆式列车按照车体倾斜方式的不同,可分为自然摆式和强制摆式两种。自然摆式又称为无源摆，车体由滚轮装置和高位空气弹簧支承,当列车通过曲线时产生离心力,使车体绕其摆心转动,在没有外加动力的情况下，车体自然地向曲线内侧倾斜。无源摆式车体倾斜角度可达到3°～5°，能提高常规列车曲线运行速度10%～20%。但无源摆式存在结构复杂、成本高、不适合对现有轨道车辆改造的问题。

强制摆式又称为有源摆，即利用曲线监测装置、车载计算机控制装置和倾摆传动装置倾摆。强制摆式又可分为大幅倾摆和小幅倾摆：大幅倾摆其倾摆角度最高可达到10°，提高常规列车曲线运行速度30%～35%，其结构复杂、成本高、不适合对现有轨道车辆改造。

因此本发明要解决的技术问题是：利用轨道车辆现有的空簧系统来实现轨道车辆的小幅倾摆，以提高轨道车辆在曲线上行驶速度，提升运营效率。

经专利检索，与本申请有一定关系的主要有以下专利：

1、申请号为“CN01116606.1”、申请日为“2001.04.13”、公开号为“CN1345673A”、公开日为“2002.04.24”、名称为“铁路车辆”、申请人为“株式会社日立制作所”的发明专利，该发明专利车身8通过空气弹簧5支承在转向架座4上。沿车身8的横方向将扭力杆11配置在转向架座4上。在扭力杆11的两端部上通过杠杆13、13配置朝着车身8内侧倾斜的连接杆15。由此可约束车身两端的摆动,但不同时约束上部和下部运动。在发生过大的作用于车身8的离心加速度时,车身随连接杆机构而倾斜。该专利是利用车辆在弯道行驶时产生的离心力，使车辆向弯道外侧偏移，使得车辆两侧的连杆角度产生变化，从而改变扭杆作用在车辆两侧的反力，使得车辆向弯道内侧倾斜，利用车辆倾斜后的重力分力来平衡离心力，是一种被动平衡方式。

2、申请号为“94104993.4”、申请日为“1994.03.30”、 公开号为“ES2101377T3”、公开日为“1997.07.01”、名称为“铁路车辆防平衡装置”、申请人为“WAGGONFABRIK TALBOTGMBH CO”的发明专利，该发明专利描述了一种将轨道车辆上的传统机械振动支承与主动横向倾斜控制相结合的方法。其中，根据本发明，提供了至少一个可调节的连接件（10），该连接件（10）通过一个可控制的驱动元件（11）纵向可调，该驱动元件具有一个支撑件（8），该支撑件可摆动地放置在车辆的车厢外壳中或横向放置在可移动的框架上，支撑在一个可移动的机构（1，1）上，该机构在货车的一个箱体（4）的一个侧面上承受不必要的横向倾斜。通过控制连接件（10）的纵向变化，使其从一个中立的倾斜角位置开始，从而使车厢（4）主动倾斜到可移动的框架（1）上，该框架可用于改善曲线上的离心力偏移。优选地，根据本发明的组合适用于在增加舒适性和/或缩短旅行时间的意义上对传统铁路的载人车厢进行附加设备。该专利结构复杂、成本高，不适用现有轨道车辆改造。