[实用新型]独立轮对单轴转向架弹性耦合装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及列车车体转向架之间的车铰连接机构，具体来说是用于城市轻轨低地板车辆独立轮对单轴转向架的弹性耦合装置，以解决独立轮对两轴转向架通过曲线时展开不足，以及独立轮对单轴转向架通过曲线时展开过度的问题，使独立轮对在曲线上展开适度而趋向径向位置。

背景技术

独立轮对的左右车轮可以围绕着车轴自由转动而车轴无需转动，所以可以把独立轮对的车轴做成下凹形的，从而可以降低车辆地板面的高度，因此城市轻轨低地板车辆通常都采用独立轮对。但是由于独立轮对左右车轮相对于其车轴各自独立自由回转，所以在纵向不产生蠕滑力，而纵向蠕滑力在轮对的导向中又起着十分关键的作用，因此独立轮对的导向性能较差，主要表现为：在直线上，独立轮对不易对中，容易贴靠轨道一侧运行；在曲线上，独立轮对的冲角较大，容易发生轮缘贴靠。这样，一方面会加重独立轮对的车轮磨耗；另一方面，独立轮对的脱轨隐患增大。

而独立轮对两轴转向架和独立轮对单轴转向架在导向性能方面均存在各自的不足之处，二者的导向性能对比如下：

图1示出的是独立轮对两轴转向架通过曲线时的情形，由于I、II位轮对受同一构架的约束，轮对I通常相对于径向线形成正冲角，而轮对II通常相对于径向线形成负冲角，也就是说，I、II位轮对在曲线上展开不足。

图2示出的是独立轮对单轴转向架通过曲线时的情形，I、II位轮对不再受同一构架的约束，而是分别受前后车体的约束，由于轮对I处于前面车体的后端，而轮对II处于后面车体的前端，所以轮对I通常相对于径向线形成负冲角，而轮对II通常相对于径向线形成正冲角，也就是说，I、II位轮对在曲线上展开过度。

转向架的前后轮对在曲线上不管是展开不足还是展开过度都对曲线通过不利。

针对独立轮对的导向难题，本实用新型人曾提出“一种独立轮对单轴转向架柔性耦合机构”(专利申请号2006200367488)的技术方案，它通过在独立轮对单轴转向架上设置适当的约束、从根本上解决了现有独立轮对两轴转向架和独立轮对单轴转向架存在的导向性能差的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构改进的独立轮对单轴转向架弹性耦合装置，以更好地实现工程化、从而彻底地解决独立轮对的导向难题。

本实用新型的目的是这样实现的：一种独立轮对单轴转向架弹性耦合装置，包括固联在前、后车体上的前、后单轴转向架，前、后单轴转向架上沿、其纵向中线两侧对称地设置有两组弹性耦合机构，其单组结构为：结构相同的两个缸筒分别固定在前、后单轴转向架上，缸筒内的两个活塞之间经球铰铰接有一根连杆，且两缸筒内活塞左、右两侧分别设有处于预压缩状态的两根弹簧。

独立轮对两轴转向架的I、II位轮对在曲线上展开不足是因为刚性构架对它们的约束过大；独立轮对单轴转向架的I、II位轮对在曲线上展开过渡是因为它们之间缺乏必要的约束；而(图3所示)独立轮对柔性耦合转向架恰好可以弥补前两种转向架的不足之处：当我们给耦合转向架的耦合元件选取一个适当的摇头刚度值时就有可能使I、II位轮对在曲线上展开适度而趋于径向位置。

上述独立轮对柔性耦合转向架的耦合刚度(摇头刚度值)的理论推导如下：

1、耦合刚度的确定

由于单轴转向架的一系悬挂刚度远大于二系悬挂刚度，所以在作理论分析时可把轮对和构架看作一个整体。由于独立轮对理论上不存在纵向蠕滑力，所以耦合转向架中的前后两个单轴转向架所受的摇头偏转力矩主要是耦合元件产生的力矩M_czi和二系悬挂系统产生的力矩M_szi，并且当列车稳态通过曲线时，这两个力矩之和应该为0，所以可得轮对摇头运动方程：

M_szi+M_czl＝0    (1)

其中：