[發(fā)明專利]一種主動控制式作動器及轉(zhuǎn)向架

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710169175.9
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN107054395B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉寅華;楊文朋;翟鵬軍;楊知猛
• 申請（專利權(quán)）人: 中車山東機車車輛有限公司
• 主分類號: B61F5/30
• 分類號: B61F5/30
• 代理公司: 濟南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 黎明

本發(fā)明公開了一種主動控制式作動器及轉(zhuǎn)向架，所述主動控制式作動器包括作動器和控制器，作動器和控制系統(tǒng)之間通過連接線連接，所述作動器包括兩端的球鉸、減振器、空氣彈簧、電機、位移及加速度傳感器和噪聲傳感器；所述控制器包括電源、風(fēng)源與控制模塊；控制器采集作動器上傳感器獲取的信息，實現(xiàn)作動器變剛度、變阻尼、變長度特性。本發(fā)明還公開了設(shè)有所述主動控制式作動器的轉(zhuǎn)向架。本發(fā)明解決了現(xiàn)有鐵路貨車輪被動懸掛裝置參數(shù)固定、無法調(diào)整、難以滿足不同工況需求的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鐵路車輛轉(zhuǎn)向架及主動控制式作動器，屬于鐵路車輛轉(zhuǎn)向架懸掛技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

輪對是鐵路貨車的核心部件，其各向定位剛度對的鐵路貨車的運行性能有決定性的影響。在直線線路上，為了獲得高運行速度，需要較高的輪對定位剛度，避免蛇行失穩(wěn)；在曲線線路上，需要較低的輪對定位剛度，以減小車輪和和軌道的沖角，保證曲線通過靈活、車輪磨耗低。現(xiàn)有車輛輪對定位采用被動懸掛系統(tǒng)，典型型式為鋼彈簧、橡膠彈簧、橡膠節(jié)點等。各懸掛元件的剛度參數(shù)綜合考慮運用情況確定，以針對常用工況獲得相對優(yōu)化的性能并兼顧各種運用情況下的普遍適應(yīng)性。不可避免的，由于懸掛元件的剛度、阻尼特性和位移參數(shù)都是定值、不可調(diào)整，無法針對某個工況自動調(diào)整獲得最佳的運行性能。目前鐵路貨車轉(zhuǎn)向架輪對被動懸掛定位模式存在參數(shù)單一、不可調(diào)整，不能滿足將來高速運行需要的問題。隨著鐵路貨車運行速度需求越來越高，不同工況對懸掛系統(tǒng)特性要求的差異也越來越大，傳統(tǒng)綜合考慮確定參數(shù)的被動懸掛模式將難以滿足不同工況的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種主動控制式作動器及轉(zhuǎn)向架。

為解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種主動控制式作動器，包括作動器和控制器，作動器和控制器之間通過連接線連接，所述作動器包括兩端的球鉸、減振器、空氣彈簧、電機、位移及加速度傳感器和噪聲傳感器，電機兩端分別與減振器和空氣彈簧連接；位移及加速度傳感器分別與減振器和空氣彈簧連接，噪聲傳感器安裝在空氣彈簧外部；所述控制器包括電源、風(fēng)源與控制模塊，控制器采集作動器上傳感器獲取的信息，并根據(jù)分析結(jié)果按照控制策略控制減振器阻尼變化、空氣彈簧、電機兩端位移變化，實現(xiàn)作動器變剛度、變阻尼、變長度特性。

所述連接線包括空氣管路和電纜，空氣彈簧與控制器之間通過空氣管路連接，噪聲傳感器、電機、位移和加速度傳感器分別通過電纜與控制器連接。

車輛在直線軌道上運行時，控制電源通過電纜加大活塞組成的電流，減振器中的磁流變液流動阻力增加，活塞組成運動時磁流變液通過節(jié)流孔的阻力增大，從而增加減振器的阻尼力；控制風(fēng)源通過空氣管路對空氣彈簧充風(fēng)，增加空氣壓力，從而提高作動器剛度。最終實現(xiàn)輪對的大定位剛度和大阻尼，適應(yīng)直線高速運行性能需要；車輛在曲線軌道上運行時，控制電源通過電纜減小活塞組成的電流，減振器中的磁流變液流動阻力變小，活塞組成運動時磁流變液通過節(jié)流孔的阻力降低，從而降低減振器的阻尼力；控制風(fēng)源通過空氣管路對空氣彈簧排風(fēng)，降低空氣壓力，從而降低作動器剛度。

所述減振器包括減振器內(nèi)筒和活塞組成，活塞組成上設(shè)有節(jié)流孔；所述空氣彈簧由空氣彈簧外筒、氣囊和減振器的外壁圍成，內(nèi)部充有壓力空氣；所述活塞組成端部與空氣彈簧外筒端部內(nèi)壁固定連接；所述電機一端與空氣彈簧外筒端部內(nèi)壁固定，另一端與減振器內(nèi)筒端部外壁固定，所述位移和加速度傳感器一端與空氣彈簧外筒端部內(nèi)壁固定，另一端與減振器內(nèi)筒端部外壁固定；所述噪聲傳感器安裝在空氣彈簧外筒的外壁上；所述兩件球鉸分別與減振器內(nèi)筒的外端和空氣彈簧外筒的外端固定。

所述減振器為磁流變液可調(diào)阻尼減振器，減振器內(nèi)筒內(nèi)充有磁流變液，通過控制電流大小改變阻尼力。

所述電機為直線音圈電機。