一种跨座式单轨车辆的牵引悬挂装置及工作方法与流程

本发明涉及一种具有垂向、横向平稳性好，曲线通过性好，结构简单可靠的跨座式单轨车辆的牵引悬挂装置及工作方法，属跨座式单轨车辆的牵引悬挂装置制造领域。

背景技术：

目前常见的跨座式单轨转向架根据类型分为日立模式的双轴转向架和庞巴迪模式的单轴转向架。日立模式转向架悬挂系统采用膜式空气弹簧，同时提供垂向和横向缓冲功能，牵引装置采用橡胶堆传递车体与转向架之间的纵向力。庞巴迪悬挂系统采用沙漏式橡胶弹簧，同时提供垂向和横向缓冲功能。牵引装置采用空间四连杆传递车体与转向架之间的纵向力，同时抑制转向架与车体之间的点头运动。

单轴转向架可以使轮胎在曲线处的行驶轨迹与轨道梁更为匹配，减小行车阻力和轮胎的磨耗，降低噪声和振动，舒适度更高。由于单轴转向架走行轮占据中间位置，无法布置牵引橡胶堆，而庞巴迪的空间四连杆牵引装置为空间结构，结构复杂，安装精度高且匹配难度大，成本高昂。

技术实现要素：

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种具有垂向、横向平稳性好，曲线通过性好，结构简单可靠的跨座式单轨车辆的牵引悬挂装置及工作方法。

设计方案：跨座式单轨系统具有转弯半径小、爬坡能力强、桥梁轻巧、景观好、采用橡胶轮胎、噪声低等诸多优点，已较为广泛应用于中低运量的城市轨道交通、旅游观光、机场摆渡等。

跨座式单轨车辆的牵引悬挂装置是连接转向架与车体之间的重要机构，具有传递牵引力、制动力、承载车体重量、缓冲车辆运行时振动及减震等功能，可提高车辆乘坐舒适性。牵引悬架装置设计是否合理直接关系到垂向力和纵向力传递，牵引悬架装置的设计必须同时满足运动学、动力学、安全性等方面的要求。

本发明在结构设计上，牵引装置采用平面四连杆装置，纵向牵引杆为单牵引杆，用于传递牵引力和制动力及适应曲线上车体与转向架之间的变位。连接装置设置在转向架前后侧，连接转向架构架与车体，在不影响减震的前提下，防止单轴转向架前后点头角度过大。减震弹簧用于承担车体垂向载荷，垂向减震器和横向减震器用于垂向缓冲和横向缓冲。侧挡装置限制车体与转向架之间产生过大横向位移。抗侧滚扭杆提供抗侧滚能力，避免车体在通过小曲线半径轨道或受侧向大风影响时侧倾角度过大。

技术方案1：一种跨座式单轨车辆的牵引悬挂装置，包括牵引装置、连接装置、减震弹簧、垂向减震器、横向减震器、侧挡装置、抗侧滚扭杆及弹簧上板；转向架构架四角设置有四组减震弹簧，减震弹簧的底座与转向架构架弹簧安装面连接，减震弹簧上部与弹簧上板接触连接，减震弹簧内侧设置有四组垂向减震器，垂向减震器一端与转向架构架安装座连接，垂向减震器另一端与弹簧上板相应安装座连接，前后两组垂向减震器之间水平设置有二组横向减震器，横向减震器一端与转向架构架安装座连接，横向减震器另一端与弹簧上板相应安装座连接，弹簧上板与车体连接；牵引装置的两组牵引安装座与牵引支腿上的安装板连接，牵引支腿与车体连接，转接支架通过牵引销轴与安装座连接，两组纵拉杆一端与转向架构架上的安装座连接，一端与转接支架连接，两组转接支架之间通过横拉杆连接，实现车体与转向架构架之间的纵向牵引、制动和弯道相互错位。

技术方案2：一种跨座式单轨车辆的牵引悬挂装置的工作方法，减震弹簧用于承载车体载荷并弹性减震，减震弹簧旁边设置有垂向减震器，用于提供垂向减震阻尼，衰减垂向震动，减震弹簧顶部的摩擦板与弹簧上板滑移摩擦；横向减震器用于提供横向运动阻尼力，降低并衰减横向震动，减震弹簧、垂向减震器和横向减震器共同实现车体与转向架构架之间的垂向承载和垂向、横向的减震与缓冲；连接装置设置在转向架构架前后侧，由于吊耳设置有两组相互垂直的安装孔，使连接装置的安装座与上支架可以前后左右任意方向相对移动，从而不影响车辆转弯，橡胶套与上支架之间预留有一定间隙，用于保证减震弹簧自由上下减震，当车辆牵引或制动时，连接装置对转向架限位，抑制转向架点头角度过大；牵引装置为平面四连杆结构，直线运动时，两个纵拉杆承受载荷方向相同，传递给转接支架形成一个方向相同的力和方向相反的力矩，力矩由横栏杆抵消，方向相同的力通过通过牵引安装座传递给车体，实现牵引力和制动力的传递；当曲线运动时，由于转接支架由横拉杆连接，两组转接支架绕牵引销同方向旋转，两侧的纵拉杆一端向前移动，一端向后移动，实现转向架构架与车体的相对转动；抗侧滚扭杆通过安装压板与转向架构架连接，安装座与车体连接，当车辆侧倾时横扭杆发生扭矩旋转并产生弹性反力，使侧倾车体回正；转向架构架与车体之间上下方向直线自由度由减震弹簧限制、左右方向直线自由度由侧挡装置限制、前后方向的直线自由度由牵引装置限制，并在上下方向有减震和缓冲功能，转向架构架与车体之间水平回转自由度不限制、左右侧倾的转动自由度由抗侧滚扭杆限制、前后点头的转动自由度由减震弹簧和连接装置共同限制，实现转向架与车体之间的牵引、转向、减震、缓冲功能。

本发明与背景技术相比，一是本发明解决了单轴转向架无法布置中心牵引销的问题，又避免空间四连杆装置的上、下纵向牵引杆结构复杂、精度要求高的问题。整个牵引悬挂装置具有结构简单、可靠性高、舒适性好、成本低等优点，实现转向架与车体之间的牵引、转向、减震、缓冲等功能要求；具体体现在：一是结构紧凑简单：采用平面四连杆装置，纵向牵引杆为单牵引杆，解决了单轴转向架无法布置中心牵引销的问题，又避免空间四连杆装置的上、下纵向牵引杆结构复杂、精度要求高、匹配难度大的问题；二是安装集成设计：减震弹簧、横向和垂向减振器、抗侧滚扭杆等安装座均集成设置在弹簧上盖板上，无需各自设计车体安装座，结构更加紧凑，降低空间占用，便于装配；三是转向架前后侧与车体之间设置有连接装置，在不影响减震的前提下，防止单轴转向架前后点头角度过大；四是采用异形抗侧滚扭杆，满足在较小的空间内进行安装并提供抗侧滚能力，避免车体在通过小曲线半径轨道或受侧向大风影响时侧倾角度过大。

附图说明

图1是跨座式单轨车辆的牵引悬挂装置的牵引悬挂结构示意图。

图2是跨座式单轨车辆的牵引悬挂装置的示意图。

图3是连接装置结构示意图。

图4是减震弹簧结构示意图。

图5是侧挡安装结构示意图。

图6是侧挡装置结构示意图。

图7是跨座式单轨车辆的牵引悬挂装置的抗侧滚扭杆结构示意图。

具体实施方式

实施例1：参照附图1-7。跨座式单轨车辆牵引悬挂装置由牵引装置4、连接装置5、减震弹簧6、垂向减震器7、横向减震器8、侧挡装置9、抗侧滚扭杆10等部件组成。用于连接的有转向架构架2和车体12。

减震弹簧6下端与转向架构架2连接，减震弹簧6上部与弹簧上板11接触连接，弹簧上板11与车体13连接。转向架构架通过减震弹簧6承受车体13垂直载荷。减震弹簧6上弹簧座6.5插入底座6.1的套管内，上弹簧座6.5随底座6.1一块水平移动，摩擦板6.7与弹簧上板11滑移摩擦。释放减震弹簧6对水平回转自由度的限制。减震弹簧6内部设置橡胶套6.4，实现极限工况下的压缩限位。

减震弹簧6配合垂向减震器7和横向减震器8共同作用，实现车辆垂向和横向减震的舒适性。

转向架构架2前后侧设置连接装置5，连接装置5为万向结构，允许车辆转弯时转向架构架2与车体13相对运动.在高低方向预留一定的自由余量，在不影响弹簧装置减震情况下，抑制转向架点头角度过大。

侧挡装置安装在转向架构架中心位置左右两侧，侧挡支架9.1与弹簧上板11焊接连接，弹簧上板11与车体13连接，安装座9.4与转向架构架2焊接连接。挡块9.2安装在安装座9.4上，挡块9.2安装与安装座9.4之间设置有调整垫9.3，用于调整挡块9.2与侧挡支架9.1之间的距离。实现车体与转向架构架之间的横向限位。

牵引装置采用平面四连杆结构。两个纵拉杆4.5和横栏杆4.6连接的转接支架4.3。当转向架构架2传递牵引力或制动力给纵拉杆4.5，两组纵拉杆4.5承受载荷方向相同，传递给转接支架4.3形成一个方向相同的力和方向相反的力矩，力矩由横栏杆4.6抵消，方向相同的力通过牵引安装座4.1传递给车体13。实现车辆牵引力和制动力的传递。

转接支架4.3由横拉杆4.4连接，两组转接支架4.3绕牵引销4.2同方向旋转，两侧的纵拉杆4.5一端向前移动，一端向后移动，转向架构架2与车体13的相对转动，实现车辆转弯。

抗侧滚扭杆10通过安装压板10.1与转向架构架2连接，安装座10.5与车体13连接。当车辆侧倾时横扭杆10.2发生扭矩旋转并产生弹性反力，通过减震弹簧6和抗侧滚扭杆10共同作用，防止车辆在离心力或其它侧向载荷作用下，侧倾角度过大。

转向架构架2与车体13之间上下方向直线自由度由减震弹簧6限制、左右方向直线自由度由侧挡装置9限制、前后方向的直线自由度由牵引装置4限制，并在上下方向有减震和缓冲功能。转向架构架2与车体13之间水平回转自由度不限制、左右侧倾的转动自由度由抗侧滚扭杆10限制、前后点头的转动自由度由减震弹簧6和连接装置5共同限制。实现转向架与车体之间的牵引、转向、减震、缓冲等功能。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。

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