[实用新型]一种基于准零刚度原理的城轨车辆车体动力吸振器

说明书

本实用新型公开了一种基于准零刚度原理的城轨车辆车体动力吸振器，包括底架基座、正六边形箱体、螺杆机构、正六边形限位块机构、横向液压弹簧机构、圆形振子机构和垂向液压弹簧机构；底架基座固定安装在城轨车辆车体底端中部，正六边形箱体通过螺栓组安装在底架基座上，圆形振子机构的上下两端通过螺杆机构固定安装有正六边形限位块机构，正六边形限位块机构通过横向液压弹簧机构与垂向液压弹簧机构固定在正六边形箱体内部，垂向液压弹簧机构与横向液压弹簧机构结构相同，包括液压缸、弹簧和铰链装置，弹簧套在液压缸外部。本实用新型能在一定范围内调节动力吸振器刚度从而实现对城轨车辆车体垂向上的宽频减振；结构简单、安装便利、安全性高。

技术领域

本实用新型涉及城轨车辆减振技术领域，具体为一种基于准零刚度原理的城轨车辆车体动力吸振器。

背景技术

城市轨道车辆运行时，由于轨道不平顺产生的轮轨振动经过一系悬挂和二系悬挂系统传递至车体，产生了车体的垂向振动位移，降低了车辆的运行品质，同时还会对乘客的乘坐舒适度造成一定影响。动力吸振器由于具有结构简单、减振效果好的优点，已成为降低城轨车辆车体振动、提高乘客乘坐舒适度的有效手段之一。

常用的动力吸振器一般分为主动式和被动式两种：主动式动力吸振器通过主动控制来改变相关参数，达到在较宽的频带内进行减振，其工作原理是利用外部能量使动力吸振器在减振目标产生振动的瞬间对减振目标施加主动控制力，以达到迅速减振的目的，但是其具有结构较复杂、耗能较大、控制精度要求高、稳定性差、维护成本高等缺点；一般的被动式吸振器多采用质量块作为振子进行减振，其结构简单，安装方便，针对单一固定的激振频率能起到良好的减振作用，但参数不易调节，因此不适合用于振动频率变化较大，频带较宽的场合。

准零刚度是将正、负刚度机构并联，改变系统的刚度和结构参数，使得系统整体刚度在静平衡位置近似为零，一般由线性或非线性弹簧产生所需的正、负刚度，并联后，两弹簧的受力和位移曲线呈现高度非线性的特征。由于刚度具有非线性特点，系统能承受大载荷，不易变形；系统的固有频率较低，减振频带拓宽；刚度方便调整，能适应不同的实际需要。

准零刚度动力吸振器隶属于被动式动力吸振器，但相较于一般的被动式动力吸振器，其具有刚度可调、减振频带宽等优点；同时，相较于主动式动力吸振器，准零刚度动力吸振器又有结构简单、安装方便、无需主动控制，不需要外部能源等优点。所以，准零刚度动力吸振器作为一种集被动式与主动式吸振器优点于一身的新型动力吸振器将会得到很大的应用。

专利申请号为201710366150.8的发明专利中公开了一种动力吸振器，其中以质量块作为振子，并用硅胶柱将质量块安装在两个限位壁上，该吸振器结构简单，可靠性高，但频率调整方法不适用于城轨车辆车体减振，因为城轨车辆运行时，所受的激振频段宽，而且城轨车辆载客量、速度变化频繁，更加拓宽了车体振动频段。专利申请号为201610398297.0的发明专利公开了一种动力吸振器，其采用惯性力驱动，结合动量守恒定理实现动力吸振器移动机构在板上的移动，通过动力吸振器移动机构在板上相对位置的变化实现变刚度对吸振器的固有频率的调节，但由于其振子质量较小，只适用于较小频率范围内的减振，不适用于城轨车辆较大的振动频段。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于准零刚度原理的城轨车辆车体动力吸振器，适用于解决城轨车辆车体垂向振动问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：所述动力吸振器安装在城轨车辆车体的底端中部，所述动力吸振器包括固定在车体底部的底架基座、正六边形箱体、螺杆机构、正六边形限位块机构、横向液压弹簧机构、圆形振子和垂向液压弹簧机构，其中，所述正六边形箱体通过螺栓组固定连接在底架基座上，所述正六边形限位块机构通过螺杆机构来限定圆形振子的位置，所述横向液压弹簧机构与垂向液压弹簧机构把正六边形限位块机构与圆形振子机构固定在正六边形箱体内部，所述横向液压弹簧机构与垂向液压弹簧机构包括液压缸、弹簧和铰链装置，所述液压缸外部套有弹簧。