铁道车辆转向架自导向径向机构的制作方法

本实用新型涉及轨道交通铁道车辆技术领域，具体涉及一种铁道车辆转向架自导向径向机构。

背景技术：

铁道车辆的蛇行运动稳定性和曲线通过能力是最重要的两个动力学性能。为了提高二次蛇行运动稳定性，一系纵向定位刚度在5hz以上要取较大的值；为了提高一次蛇行运动稳定性，一系纵向定位刚度在2hz以下要取较小的值；为了改善车辆曲线通过性能，一系纵向定位刚度越小越好。传统的机械径向机构不能提供随频率而变化的动态刚度，容易导致车辆蛇行运动。仅采用液压缸和液压管路的液压径向机构，其动态刚度虽然可以随着频率变化，但由于仅仅依靠液压管路来调整，所以可以调整的频率范围和动态刚度范围均较小，低频下的动态刚度不易调整，仍然容易导致一次蛇行运动。另外，这种液压机构很容易在液压缸中产生真空，严重降低液压系统性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种铁道车辆转向架自导向径向机构，在提高车辆曲线通过性能的同时，解决现有铁道车辆运行中易出现蛇形运动的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：铁道车辆转向架自导向径向机构，包括转向架构架、分别配合连接在所述转向架构架上的前轮对组件和后轮对组件、分别配合连接在所述前轮对组件两侧和后轮对组件两侧上的轴箱、分别设置在所述前轮对组件两侧的轴箱与转向架构架之间第一调节件和第二调节件、分别设置在所述后轮对组件两侧的轴箱与转向架构架之间的第三调节件和第四调节件，且所述第一调节件、第二调节件、第三调节件和第四调节件的设置方向与轨道中心线相平行；

所述第一调节件与所述第四调节件之间、第二调节件与第三调节件之间均通过交叉管路连通，且所述第一调节件与所述第二调节件之间、第三调节件和第四调节件之间通过平行管路连通。

进一步，所述第一调节件、第二调节件、第三调节件和第四调节件均包括主缸体、设置在所述主缸体内的主活塞、与所述主活塞连接刚性连接的活塞缸体以及设置在所述活塞缸体内的浮动活塞；

通过所述主活塞将所述主缸体内部分割为第一油腔室和第三油腔室，且所述第一油腔室位于所述第三油腔室的下方，通过所述浮动活塞将所述活塞缸体内部分割为气体腔室和第二油腔室，且所述第二油腔室位于所述气体腔室的下方；所述第一油腔室与所述第二油腔室之间设置有节流孔，所述第一油腔室与所述第三油腔室之间设置两个通路方向相反的单向压差卸荷阀，所述第一油腔室、第二油腔室及第三油腔室内均填充有液压油，所述气体腔室内填充有氮气。

进一步，所述主缸体配合连接在所述转向架构架上，所述活塞缸体配合连接在所述前轮对组件或后轮对组件上；

所述第一调节件的第一油腔室通过交叉管道与所述第四调节件的第一油腔室连通，所述第二调节件的第一油腔室通过交叉管路与所述第三调节件的第一油腔室连通；所述第一调节件的第三油腔室通过平行管路与所述第二调节件的第三油腔室连通，所述第三调节件的第三油腔室通过平行管路与所述第四调节件的第三油腔室相连通。

进一步，所述节流孔开设在所述主活塞上，且通过所述节流孔连通所述第一油腔室和所述第二油腔室。

进一步，所述节流孔开设于所述活塞缸体下端侧壁上，且通过所述节流孔将所述第二油腔室与所述第三油腔室连通。

进一步，所述主缸体配合连接在所述前轮对组件或后轮对组件上，所述活塞缸体配合连接在所述转向架构架上；

所述第一调节件的第三油腔室通过交叉管路与所述第四调节件的第三油腔室连通，所述第二调节件的第三油腔室通过交叉管路与所述第三调节件的第三油腔室连通；所述第一调节件的第一油腔室通过平行管路与所述第二调节件的第一油腔室连通，所述第三调节件的第一油腔室通过平行管路与所述第四调节件的第一油腔室连通。

进一步，所述节流孔开设于所述活塞缸体下端侧壁上，且通过所述节流孔将所述第二油腔室与所述第三油腔室连通。

进一步，所述节流孔开设于所述主活塞上，且通过所述节流孔将所述第一油腔室和所述第二油腔室。

进一步，所述各调节件的两端均设置有橡胶节点，并通过所述橡胶节点将各调节件连接在所述轴箱和所述转向架构架之间。

进一步，所述轴箱端部通过转臂节点与转向架构架连接，且调节件与所述转臂节点并联。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型所提供的一种铁道车辆转向架自导向径向机构，

1、该机构结构可靠，通过各调节件、交叉管路及平行管路之间的可靠配合，在车辆通过曲线时，有效的释放前后轮对相对于转向架的低频反向摇头运动，同时抑制前后轮对的同向摇头运动和轮对的纵向伸缩运动。

2、通过气体腔室、各油腔室以及液压连接管路、节流孔和卸荷阀之间的配合，实现了预定液压系统纵向动态刚度和动态阻尼的调整，提供接近于0的静态摇头刚度，从而既能有效抑制车辆系统的一次蛇行运动，又能控制二次蛇行运动，提高了车辆曲线通过性能，提高车辆系统的临界速度。且通过对气体腔室内填充的初始压力的气体，使得整个液压系统具有一定的初始压力，有效的防止各油腔室发生真空。

3、通过调节件与转臂节点的并联，将转臂节点纵向定位刚度设置为较小值，从而使得一系定位结构既能够维系转向架在直线轨道上处于平衡位置，又提高了在液压系统故障时纵向定位的安全保障。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中车辆通过曲线时各调节件状态示意图；

图3为本实用新型中调节件结构示意图；

图4为本实用新型中实施例一示意图；

图5为本实用新型中实施例二示意图；

图6为本实用新型中实施例三示意图；

图7为本实用新型中实施例四示意图；

图1至图7中所示附图标记分别表示为：1-转向架构架，2-前轮对组件，3-后轮对组件，4-轴箱，5-第一调节件，6-第二调节件，7-第三调节件，8-第四调节件，9-轨道中心线，10-交叉管路，11-平行管路，12-主缸体，13-主活塞，14-活塞缸体，15-浮动活塞，16-第一油腔室，17-第三油腔室，18-气体腔室，19-第二油腔室，20-节流孔，21-单向压差卸荷阀，22-橡胶节点，23-转臂节点。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图2所示，铁道车辆转向架自导向径向机构，包括转向架构架1、分别配合连接在转向架构架1上的前轮对组件2和后轮对组件3、分别配合连接在前轮对组件2两侧和后轮对组件3两侧上的轴箱4、分别设置在前轮对组件2两侧的轴箱4与转向架构架1之间第一调节件5和第二调节件6、分别设置在后轮对组件3两侧的轴箱4与转向架构架1之间的第三调节件7和第四调节件8，且第一调节件5、第二调节件6、第三调节件7和第四调节件8的设置方向与轨道中心线9相平行。

四个调节件在水平面内相互对称纵向布置，提供轮对组件和转向架构架1之间的纵向刚度。两个对角的调节件之间通过交叉管路10连接，即所述第一调节件5与第四调节件8之间、第二调节件6与第三调节件7之间均通过交叉管路10连通。同一对轮对对应的两个调节件之间通过平行管路11连接，即所述第一调节件5与第二调节件6之间、第三调节件7和第四调节件8之间通过平行管路11连通。由于调节件之间的交叉连接结构，可以释放前后轮相对于转向架构架1的低频反向摇头运动，同时可以抑制前后轮对的同向摇头运动和轮对的纵向伸缩运动，提供接近于0的静态摇头刚度，实现车辆曲线通过性能、一次蛇行运动稳定性和二次蛇行运动稳定性三者性能同时提高。

如图3所示，各个调节件的结构一致，第一调节件5、第二调节件6、第三调节件7和第四调节件8均包括主缸体12、设置在主缸体12内的主活塞13、与主活塞13连接刚性连接的活塞缸体14以及设置在活塞缸体14内的浮动活塞15。主缸体12为液压腔结构，活塞缸为气体腔与液压腔组合结构。

通过所述主活塞13将主缸体12内部分割为第一油腔室16和第三油腔室17，且第一油腔室16位于第三油腔室17的下方，通过浮动活塞15将活塞缸体14内部分割为气体腔室18和第二油腔室19，且第二油腔室19位于气体腔室18的下方；第一油腔室16与第二油腔室19之间设置有节流孔20，第一油腔室16与第三油腔室17之间设置两个通路方向相反的单向压差卸荷阀21，第一油腔室16、第二油腔室19及第三油腔室17内均填充有液压油，气体腔室18内填充有氮气。在初始时刻向气体腔室18内充当初始压力的氮气，根据使用需要设置适当的缸体尺寸、连接管路直径和长度、节流孔20直径及单向压差卸荷阀21的参数，从而实现预定的液压系统纵向动态刚度和动态阻尼的调整，在2hz以下的动态刚度较小，而在5hz以上的动态刚度较大，从而既能有效抑制车辆系统的一次蛇行运动，又能控制二次蛇行运动，提高车辆系统的临界速度。两个单向压差卸荷阀21分别实现第一油腔室16向第三油腔室17单向导通以及第三油腔室17向第一油腔室16的单向导通。当两个油腔室压差超过限值后相应的压差卸荷阀则会打开，即当第一油腔室16的压力高于第三油腔室17的压力超过限值后，将打开从第一油腔室16的卸荷阀；当第三油腔室17的压力高于第一油腔室16的压力超过限值后，将打开第三油腔室17到第一油腔室16的卸荷阀。

为了提高使用性能，本机构采用多种管路连接结构和内部节流孔20连通方案，如图4所示，实施例一：主缸体12配合连接在转向架构架1上，活塞缸体14配合连接在所述前轮对组件2或后轮对组件3上；

第一调节件5的第一油腔室16通过交叉管道与第四调节件8的第一油腔室16连通，第二调节件6的第一油腔室16通过交叉管路10与第三调节件7的第一油腔室16连通；第一调节件5的第三油腔室17通过平行管路11与第二调节件6的第三油腔室17连通，第三调节件7的第三油腔室17通过平行管路11与第四调节件8的第三油腔室17相连通。节流孔20开设于主活塞13上，且通过节流孔20将第二油腔室19与第一油腔室16连通。

实施例二：如图5所示，主缸体12配合连接在转向架构架1上，活塞缸体14配合连接在前轮对组件2或后轮对组件3上；

第一调节件5的第一油腔室16通过交叉管道与第四调节件8的第一油腔室16连通，第二调节件6的第一油腔室16通过交叉管路10与第三调节件7的第一油腔室16连通；第一调节件5的第三油腔室17通过平行管路11与第二调节件6的第三油腔室17连通，第三调节件7的第三油腔室17通过平行管路11与第四调节件8的第三油腔室17相连通。实施例二与前述实施例一相比，节流孔开设位置不同，在该实施例二中，节流孔20开设于活塞缸体14下端侧壁上，且通过节流孔20将第二油腔室19与第三油腔室17连通。

实施例三：实施例三与实施例一、实施例二相比，主缸体连接位置和活塞缸体的连接位置具有不同。如图6所示，主缸体12配合连接在前轮对组件2或后轮对组件3上，活塞缸体14配合连接在转向架构架1上；

第一调节件5的第三油腔室17通过交叉管路10与第四调节件8的第三油腔室17连通，第二调节件6的第三油腔室17通过交叉管路10与第三调节件7的第三油腔室17连通；第一调节件5的第一油腔室16通过平行管路11与第二调节件6的第一油腔室16连通，第三调节件7的第一油腔室16通过平行管路11与第四调节件8的第一油腔室16连通。节流孔20设于活塞缸体14下端侧壁上，且通过所述节流孔20将第二油腔室19与第三油腔室17连通。

实施例四：如图7所示，第一调节件5的第三油腔室17通过交叉管路10与第四调节件8的第三油腔室17连通，第二调节件6的第三油腔室17通过交叉管路10与第三调节件7的第三油腔室17连通；第一调节件5的第一油腔室16通过平行管路11与第二调节件6的第一油腔室16连通，第三调节件7的第一油腔室16通过平行管路11与第四调节件8的第一油腔室16连通。实施例四与实施例三相比，节流孔的开设位置不同，在实施例四中，节流孔20开设于主活塞13上，且通过节流孔20将第一油腔室16和第二油腔室19。

为了提高纵向定位刚度，本实用新型中，各调节件的两端均设置有橡胶节点22，并通过橡胶节点22将各调节件连接在轴箱4和所述转向架构架1之间。轴箱4端部通过转臂节点23与转向架构架1连接，且调节件与转臂节点23并联。通过调节件与转臂节点23并联形成一系纵向定位结构，将转臂节点纵向定位刚度设置为较小的值(例如3mn/m左右)，且通过该并联结构使得转向架在直线轨道上具有维持平衡位置的能力、在曲线轨道上具有径向能力，也提供了在液压系统故障时纵向定位的安全保障。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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