[发明专利]主动控制型可变刚度的抗侧滚扭杆装置及其变刚度方法

说明书

主动控制型可变刚度的抗侧滚扭杆装置及其变刚度方法，包括扭杆、与转向架连接的支撑座组件和与车体铰接的连杆组件、扭杆包括扭杆轴和设置在扭杆轴端部的转臂，支撑座组件套装在扭杆轴上，连杆组件与转臂的自由端铰接，其特征在于所述抗侧滚扭杆装置的有效臂长为R,支撑座组件与液压系统连接，可随液压系统的驱动带动扭杆和连杆组件同步运动，使所述抗侧滚扭杆装置的有效臂长R改变。本发明实现侧滚刚度的主动控制，既能满足车辆高速运行过程中旅客乘坐优良的舒适度，也降低车辆低速通过车场线、道岔的倾覆系数、脱轨系数，进而提高车辆的安全可靠性。

技术领域

本发明涉及主动控制型可变刚度的抗侧滚扭杆装置及其变刚度方法，属于抗侧滚扭杆技术领域。

背景技术

现代客运轨道车辆通常采用相对柔软的二系悬挂装置，以提高车辆的运行平稳性和旅客乘坐舒适度，其中特别是空气弹簧在轨道车辆上的应用大幅提高了旅客乘坐舒适度。但是车体的侧滚振动角刚度也随之变得相对柔软，降低了车辆的抗侧滚刚度，导致运行中的车辆侧滚角度位移增大。当车辆通过曲线或道岔、车辆受到横向风、两车高速会车时，侧滚运动尤为显著，影响旅客乘坐舒适度，严重时导致车体的外形轮廓超出限界，影响车辆运行安全，抗侧滚扭杆装置被广泛应用于客运轨道车辆来提高车辆侧滚刚度。

抗侧滚扭杆装置的应用可近似认为转向架相对车体发生侧滚运动的自由度受到很大约束，当线路水平不平顺较大时，转向架一侧抬高将对车体产生较大激扰，有可能影响车体平稳性和曲线通过性能，严重时有可能在小曲线上出现脱轨。分析表明，抗侧滚扭杆装置虽然对降低车辆柔度系数有显著作用，但对车辆运行平稳性和车辆通过曲线时的倾覆系数、脱轨系数都有不利影响，且这种不利影响与抗侧滚扭杆装置的侧滚刚度大小有直接关系。

抗侧滚扭杆装置虽然能够提高车辆侧滚刚度、降低车辆柔度系数、避免车辆侵入限界，但对车辆通过不平顺线路和曲线时的倾覆系数、脱轨系数有不利影响。因此，在车辆低速通过小曲线或道岔时，在保证车辆不侵入限界的条件下，抗侧滚扭杆装置侧滚刚度尽量小，避免车辆倾覆、脱轨等风险；在车辆受到横向风、两车高速会车时，抗侧滚扭杆装置侧滚刚度尽量大，避免车辆倾覆风险，提高车内乘客舒适度。

本发明的目的在于提供一种可在使用过程中可通过控制可进行主动变刚度的抗侧滚扭杆装置，在车辆低速通过小曲线或道岔时，在保证车辆不侵入限界的条件下，通过主动控制实现抗侧滚扭杆装置的小刚度功能；在车辆受到横向风、两车高速会车时，通过主动控制实现抗侧滚扭杆装置的大刚度功能，通过合理的主动控制抗侧滚扭杆装置刚度，实现乘坐舒适度和运行平稳性兼得的车辆动力学性能。

发明内容

本发明提供的主动控制型可变刚度的抗侧滚扭杆装置及其变刚度方法，实现侧滚刚度的主动控制，在车辆低速通过小曲线或道岔时，在保证车辆不侵入限界的条件下，通过主动控制实现抗侧滚扭杆装置的小刚度功能；在车辆受到横向风、两车高速会车时，通过主动控制实现抗侧滚扭杆装置的大刚度功能，通过合理的主动控制抗侧滚扭杆装置刚度，实现乘坐舒适度和运行平稳性兼得的车辆动力学性能，既能满足车辆高速运行过程中旅客乘坐优良的舒适度，也能降低车辆低速通过车场线、道岔的倾覆系数、脱轨系数，进而提高车辆的安全可靠性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

主动控制型可变刚度的抗侧滚扭杆装置，包括扭杆、与转向架连接的支撑座组件和与车体铰接的连杆组件、扭杆包括扭杆轴和设置在扭杆轴端部的转臂，支撑座组件套装在扭杆轴上，连杆组件与转臂的自由端铰接，其特征在于所述抗侧滚扭杆装置的有效臂长为R, 支撑座组件与液压系统连接，可随液压系统的驱动带动扭杆和连杆组件同步运动，使所述抗侧滚扭杆装置的有效臂长R改变。

优选的，安装初始状态下连杆组件沿垂向设置且转臂向下倾斜，转臂与连杆组件之间的夹角小于90度，所述的支撑座组件可随液压系统的驱动而带动扭杆和连杆组件同步运动，改变转臂与连杆组件之间的夹角大小，调节所述抗侧滚扭杆装置的有效臂长R。