一种轨道车辆车体高度调节阀式机构及控制系统、轨道车辆的制作方法

1.本实用新型属于轨道车辆车体高度调节装置领域，具体涉及一种轨道车辆车体高度调节阀式机构及控制系统、轨道车辆。


背景技术：

2.目前铁路车辆运行时车体工作高度是由机械式高度阀装置进行实时控制，高度阀内部是三位四通结构，充气、排气通道都与空气弹簧连通，通过高度阀装置给空气弹簧充排气来调节车体的工作高度。
3.高度阀工作原理是借助杠杆原理，当车辆载重增加时，车体下降，此时高度阀充气阀门通道打开，对空气弹簧进行充气，使其恢复到标准工作高度；当车辆载重减小时，车体上升，此时高度阀排气阀门通道打开，对空气弹簧进行排气，亦使其恢复到标准工作高度。
4.但是由于高度阀为机械式结构，这就导致了各个杆件组装后必然存在装配误差，导致车体高度控制精度不准，长久使用各杆件连接处因磨损配合间隙会增大，控制精度会进一步降低；然后由于机械式结构采用的为杠杆原理，因此在车辆高速通过弯道时，无法解决外轨道欠超高的问题；同时机械式的控制方式也不能满足车辆行驶过程中对于精确检测、精确控制的需求。


技术实现要素：

5.本实用新型的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
6.本实用新型提供了一种轨道车辆车体高度调节阀式机构及控制系统、轨道车辆，车辆借助该阀式机构可以规避机械式高度阀精度低，调节速度慢的缺点，实现快速、精确的车体高度调节工作，同时解决列车高速通过弯道时外轨道欠超高问题。
7.本实用新型公开了一种轨道车辆车体高度调节阀式机构，包括
8.转向架；
9.空气弹簧，设于转向架的两侧；
10.高度检测装置，设于转向架的两侧，用于检测车体两侧的高度；
11.充气阀路，与空气弹簧相连接，且充气阀路在充气方向上依次设有第一比例电磁阀和单向阀；
12.排气阀路，与充气阀路相连接，其与充气阀路的相接处位于单向阀和空气弹簧之间，且排气阀路上设有开关阀和第二比例电磁阀。
13.在一些实施方式中，空气弹簧外的充气阀路上设有压力传感器。
14.在一些实施方式中，单向阀和压力传感器之间设有安全阀。
15.在一些实施方式中，充气阀路外连接有储风缸；储风缸上设有风缸安全阀和风缸压力表。
16.在一些实施方式中，充气阀路和排气阀路上均设有球阀。
17.在一些实施方式中，排气阀路上设有测压快接口。
18.本实用新型还公开了一种轨道车辆车体高度调节阀式机构控制系统，包括如上述的轨道车辆车体高度调节阀式机构和控制器；
19.控制器与第一比例电磁阀、第二比例电磁阀、开关阀、高度检测装置相连接。
20.本实用新型还公开了一种轨道车辆，包括上述的轨道车辆车体高度调节阀式机构控制系统。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
22.1、相比传统的机械式高度阀充、排气方式，该阀式机构借助高度检测装置的实时数据反馈对空气弹簧进行充、排气，其调节速度更快、反应更准确。
23.2、可以在轨道车辆高速转弯的过程中，通过控制空气弹簧的充、排气解决外轨道欠超高的问题，提高驾驶过程中的安全可靠性。
24.3、借助主动检测的方式并配合控制装置对车辆的高度进行实时监控和智能控制，提高了转向架设计的数字化、智能化程度，为车体工作高度调节、列车实现高速过弯提供了一种新思路。
附图说明
25.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
26.图1为本实用新型的结构示意图。
27.附图说明：转向架1、空气弹簧2、高度检测装置3、充气阀路4、第一比例电磁阀5、单向阀6、安全阀7、压力传感器8、排气阀路9、开关阀10、第二比例电磁阀11、储风缸12、控制器13、测压快接口14、球阀15。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本实用新型应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本实用新型公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本实用新型揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本实用新型公开的内容不充分。
30.在本实用新型中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本实用新型所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与
其它实施例相结合。
31.如图1所示，一种轨道车辆车体高度调节阀式机构，包括转向架1、空气弹簧2、高度检测装置3、充气阀路4和排气阀路9；其中，空气弹簧2设于转向架1的两侧；高度检测装置3设于转向架1的两侧，用于检测车体两侧的高度；充气阀路4与空气弹簧2相连接，且充气阀路4在充气方向上依次设有第一比例电磁阀5和单向阀6；排气阀路9与充气阀路4相连接，其与充气阀路4的相接处位于单向阀6和空气弹簧2之间，且排气阀路9上设有开关阀10和第二比例电磁阀11。
32.在充气过程中，充气阀路4内的气体通过第一比例电磁阀5和单向阀6进入到相应的空气弹簧2中，实现对空气弹簧2的充气。
33.在排气过程中，由于单向阀6的结构设置，气体无法通过充气阀路4进行排出，只能依次通过排气阀路9上的开关阀10和第二比例电磁阀11进行排出。
34.在一些实施例中，空气弹簧2外的充气阀路4上设有压力传感器8。压力传感器8是实时监测空气弹簧2内的压力，其设计位置可以在充气和排气过程中都对其压力进行实时监测。
35.在一些实施例中，单向阀6和压力传感器8之间设有安全阀7。安全阀的作用是起到安全限压功能，通过设置合理的整定压力防止空气弹簧2出现过充问题，以提高管路的安全性。
36.在一些实施例中，充气阀路4外连接有储风缸12；储风缸12上设有风缸安全阀和风缸压力表。储风缸12提供预备压缩空气。储风缸12外接风源。风源可以是独立设计的空压机也可以是车辆既有的制动系统风源。储风缸上设置风缸安全阀和风缸压力表，风缸全阀功能是防止风源压力过大造成储风缸爆炸、泄露等问题，风缸压力表是为了实时观测储风缸压力，该压力表可以是指针式、数显式，也可以是压力传感器。
37.在一些实施例中，充气阀路4和排气阀路9上均设有球阀15。球阀的设置是为了便于日常维护保养，在空气弹簧不排气条件下对电磁阀进行检修。
38.在一些实施例中，排气阀路9上设有测压快接口14。提供后期的可维护性。
39.本实用新型还公开了一种轨道车辆车体高度调节阀式机构控制系统，包括如上述的轨道车辆车体高度调节阀式机构和控制器13；
40.控制器13与第一比例电磁阀5、第二比例电磁阀11、开关阀10、高度检测装置3相连接。通过控制器对各个电气元件进行操控，以提高整体的自动化程度。
41.本实用新型还公开了一种轨道车辆，包括上述的轨道车辆车体高度调节阀式机构控制系统。
42.其工作原理为：
43.1、车辆正线运行
44.1)当车辆载重增加时，车体工作高度下降，高度监测装置3检测到车体工作高度变化，将车体工作高度变化量传输给控制器13，控制器13分析后将充气指令以特定形式信号发送给第一比例电磁阀5，第一比例电磁阀5开启后开始给转向架1上的两个空气弹簧2充气，在充气过程中控制器13会根据实时的车体高度信息逐渐降低第一比例电磁阀5的电压(因为电磁阀全开的话当车体到了标准工作高度会由于车体垂向惯性而无法立刻停止上升，导致出现车体垂向的大振幅震荡问题)，以降低由于车体垂向惯性带来的震荡振幅，进
而提高乘客的乘坐舒适性，直到高度检测装置3检测到车体恢复到了标准工作高度，然后将高度信息反聩到控制器13，控制器13向充气用的第一比例电磁阀5发出停止充气指令，至此完成工作高度调节。
45.2)当车辆载重减小时，车体工作高度上升，高度监测装置3检测到车体工作高度变化，将车体工作高度变化量传输给控制器13，控制器13分析后将排气指令以特定形式信号发送给第二比例电磁阀11，第二比例电磁阀11开启后开始给转向架上的两个空气弹簧2排气，在排气过程中控制器13会根据实时的车体高度信息逐渐降低第二比例电磁阀11的电压，直到高度检测装置3检测到车体恢复到了标准工作高度，然后将高度信息反聩到控制器13，控制器13向排气用的第二比例电磁阀11发出停止排气指令，至此完成工作高度调节。
46.2、车辆弯道运行
47.1)车辆左转弯时
48.车辆由于离心加速度导致车体出现与转弯方向相反的侧滚现象，虽然轨道设置了外轨超高，但是列车以更高速过弯时，必然会出现外轨前欠超高的问题，这就严重影响了车辆的运行安全性。此时该阀式机构通过控制器13开启位于转向架1内端的排气阀路9，使位于内端的空气弹簧2排气，排气过程中控制器13会根据实时的车体内端高度信息逐渐降低第二比例电磁阀11电压，实现降低车辆弯道内侧高度；同时开启外端的充气阀路4，使位于外端的空气弹簧2充气，充气过程中控制器13会根据实时的车体外端高度信息逐渐降低第一比例电磁阀5的电压，实现抬高车辆弯道外侧的高度，解决右侧外轨欠超高问题，实现车辆安全的高速通过弯道。
49.2)车辆右边转弯时
50.与车辆左转弯相反，因此不再赘述。
51.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种轨道车辆车体高度调节阀式机构，其特征在于：包括转向架(1)；空气弹簧(2)，设于转向架(1)的两侧；高度检测装置(3)，设于转向架(1)的两侧，用于检测车体两侧的高度；充气阀路(4)，与空气弹簧(2)相连接，且充气阀路(4)在充气方向上依次设有第一比例电磁阀(5)和单向阀(6)；排气阀路(9)，与充气阀路(4)相连接，其与充气阀路(4)的相接处位于单向阀(6)和空气弹簧(2)之间，且排气阀路(9)上设有开关阀(10)和第二比例电磁阀(11)。2.根据权利要求1所述的轨道车辆车体高度调节阀式机构，其特征在于：空气弹簧(2)外的充气阀路(4)上设有压力传感器(8)。3.根据权利要求2所述的轨道车辆车体高度调节阀式机构，其特征在于：单向阀(6)和压力传感器(8)之间设有安全阀(7)。4.根据权利要求1所述的轨道车辆车体高度调节阀式机构，其特征在于：充气阀路(4)外连接有储风缸(12)；储风缸(12)上设有风缸安全阀和风缸压力表。5.根据权利要求1所述的轨道车辆车体高度调节阀式机构，其特征在于：充气阀路(4)和排气阀路(9)上均设有球阀(15)。6.根据权利要求1所述的轨道车辆车体高度调节阀式机构，其特征在于：排气阀路(9)上设有测压快接口(14)。7.一种轨道车辆车体高度调节阀式机构控制系统，其特征在于：包括如权利要求1-6任一所述的轨道车辆车体高度调节阀式机构和控制器(13)；控制器(13)与第一比例电磁阀(5)、第二比例电磁阀(11)、开关阀(10)、高度检测装置(3)相连接。8.一种轨道车辆，其特征在于：包括权利要求7所述的轨道车辆车体高度调节阀式机构控制系统。

技术总结
本实用新型公开了一种轨道车辆车体高度调节阀式机构及控制系统、轨道车辆，具体包括转向架、空气弹簧、高度检测装置、充气阀路和排气阀路；其中，空气弹簧设于转向架的两侧；高度检测装置设于转向架的两侧，用于检测车体的高度；充气阀路与空气弹簧相连接，且充气阀路在充气方向上依次设有第一比例电磁阀和单向阀；排气阀路与充气阀路相连接，其相接处位于单向阀和空气弹簧之间，且排气阀路上设有开关阀和第二比例电磁阀。与现有技术相比本实用新型的有益效果是：快速、精确的对车体的工作高度进行调节，同时解决列车高速通过弯道时外轨道欠超高的问题。超高的问题。超高的问题。


技术研发人员：高志桦 宋红光 赵国艳
受保护的技术使用者：中车青岛四方车辆研究所有限公司
技术研发日：2023.01.04
技术公布日：2023/6/9