[發明專利]基于制動能量回收的客車防側翻裝置及方法

在審

• 申請號: 201811229267.2
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109263592A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 金智林;李靜軒;趙萬鐘;嚴正華;梁為何
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60R21/13
• 分類號: B60R21/13;B60R21/013;B60L7/10;B60T1/14;B60T13/68
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.基于制動能量回收的客車防側翻裝置，其特征在于，包括電子控制單元、左側防翻機構、右側防翻機構、制動能量回收模塊、制動踏板位移傳感器和車身側傾角傳感器；

所述左側防翻機構、右側防翻機構分別設置在客車車架的左右兩側，均包括氣缸、活塞、連桿、錐形支撐罩和若干萬向輪；

所述氣缸固定在客車車架上，所述活塞和所述氣缸相配合，且活塞上的活塞桿朝下伸出氣缸；

所述錐形支撐罩的尖端朝上、通過連桿和所述活塞桿固連，下端面呈圓環狀；

所述若干萬向輪均勻的設置在所述錐形支撐罩的下端面上；

所述氣缸遠離活塞桿的一端設有排氣閥；所述排氣閥采用電磁閥、和所述電子控制單元電氣相連，用于根據電子控制單元的信號打開或關閉；

所述氣缸靠近活塞桿的一端和活塞之間設有若干復位彈簧；

所述制動能量回收模塊包括主動齒輪、從動齒輪、輸入軸、電磁離合器、輸出軸、空氣壓縮機、單向閥、儲氣室、壓力傳感器和三位兩通電磁閥；所述電磁離合器、空氣壓縮機、儲氣室均固定在客車的車架上；

所述主動齒輪和客車的傳動軸同軸固連；

所述從動齒輪和所述輸入軸同軸固連， 且從動齒輪與主動齒輪嚙合；

所述電磁離合器的輸入端和所述輸入軸固連，電磁離合器的輸出端和所述輸出軸的一端固連；

所述空氣壓縮機的傳動齒輪的轉軸和所述輸出軸的另一端同軸固連，空氣壓縮機的氣體出口通過單向閥和所述儲氣室的氣體入口管道相連；其中，所述單向閥用于防止儲氣室中氣體流向空氣壓縮機；

所述三位二通電磁閥的進氣口與儲氣室相連，兩個出氣口通過管道分別和左側防翻機構、右側防翻機構的氣缸的氣體入口相連；

所述儲氣室中設有壓力傳感器；所述壓力傳感器用于檢測儲氣室的氣體壓力，并將其傳遞給所述電子控制單元；

所述制動踏板位移傳感器用于檢測客車制動踏板的位移大小，并將其傳遞給所述電子控制單元；

所述車身側傾角傳感器用于檢測客車側傾角的大小，并將其傳遞給所述電子控制單元；

所述電子控制單元分別和所述左側防翻機構的排氣閥、右側防翻機構的排氣閥、電磁離合器、制動踏板位移傳感器、車身側傾角傳感器、壓力傳感器、三位二通電磁閥電氣相連，用于根據制動踏板位移傳感器、車身側傾角傳感器、壓力傳感器的感應數據控制左側防翻機構的排氣閥、右側防翻機構的排氣閥、電磁離合器、三位二通電磁閥工作。

2.根據權利要求1所述的基于制動能量回收的客車防側翻裝置，其特征在于，所述左側防翻機構、右側防翻機構中萬向輪的個數均為3個，復位彈簧的數量均為2根。

3.根據權利要求1所述的基于制動能量回收的客車防側翻裝置的防側翻方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1），電子控制單元采集制動踏板位移傳感器信號，若制動踏板位移大于預設的制動踏板位移閾值，電子控制單元控制電磁離合器接合，帶動空氣壓縮機工作，將產生的高壓氣體儲存在儲氣室內；

步驟2），電子控制單元采集壓力傳感器信號，若儲氣室內氣體壓力高于預設的氣體壓力閾值，控制電磁離合器斷開；

步驟3），電子控制單元采集車身側傾角傳感器信號，令車身側傾角傳感器感應到的車身側傾角為正時客車向左側傾斜、車身側傾角為負時客車向右側傾斜，預設的正側傾角閾值和預設的負側傾角閾值的絕對值相等：

步驟3.1），如果車身側傾角為正且大于預設的正側傾角閾值：

步驟3.1.1），電子控制單元控制三位二通電磁閥進口與左出口連通，使得儲氣室內的高壓氣體通過管道進入左側防翻機構的氣缸內；同時控制電磁離合器接合，帶動空氣壓縮機工作，產生高壓氣體儲存到儲氣室；此時，左側防翻機構氣缸內的高壓氣體推動左側防翻機構的活塞克服左側防翻機構的各個復位彈簧下移，進而通過左側防翻機構的連桿使得左側防翻機構的各個萬向輪與地面接觸，左側防翻機構氣缸內高壓氣體的反作用力作用于左側車身，減小客車向左的車身側傾角；

步驟3.1.2），當電子控制單元采集到車身側傾角小于正側傾角閾值一半時，電子控制單元控制三位二通電磁閥關閉，同時斷開電磁離合器、打開左側防翻機構的排氣閥，此時，左側防翻機構氣缸內的高壓氣體從左排氣閥排出，左側防翻機構的活塞在左側防翻機構的各個復位彈簧的作用下上移，左側防翻機構的各個萬向輪回到原位；

步驟3.2），如果車身側傾角為負且小于預設的負側傾角閾值：

步驟3.2.1），電子控制單元控制三位二通電磁閥進口與右出口連通，使得儲氣室內的高壓氣體通過管道進入右側防翻機構的氣缸內；同時控制電磁離合器接合，帶動空氣壓縮機工作，產生高壓氣體儲存到儲氣室；此時，右側防翻機構氣缸內的高壓氣體推動右側防翻機構的活塞克服右側防翻機構的各個復位彈簧下移，進而通過右側防翻機構的連桿使得右側防翻機構的各個萬向輪與地面接觸，右側防翻機構氣缸內高壓氣體的反作用力作用于右側車身，減小客車向右的車身側傾角；

步驟3.2.3），當電子控制單元采集到車身側傾角大于負側傾角閾值一半時，電子控制單元控制三位二通電磁閥關閉，同時斷開電磁離合器、打開右側防翻機構的排氣閥，右側防翻機構氣缸內的高壓氣體從右側防翻機構的排氣閥排出，右側防翻機構的活塞在右側防翻機構的各個復位彈簧的作用下上移，右側防翻機構的各個萬向輪回到原位面；

步驟4），如果車身側傾角大于等于預設的負側傾角閾值且小于等于預設的正側傾角閾值，電子控制單元控制電磁離合器斷開。