专利名称：轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路机车车辆转向架，特别是一种轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架。
背景技术：
现有的轨道机车车辆走行部一般由两个转向架支撑，而在转向架的每个轮对上都装有驱动装置。随着铁路运输速度的不断提高，牵引吨位的不断增加而要求机车的功率和牵引力不断增大，由于机车上的装备的不断增加，必将导致机车轴重的不断加大。同时为了获得较大的牵引力，我们也不得不加大轴重以获得较大的牵引黏着力。而另一方面则由于速度的提高使得机车的轮对与钢轨的工作条件不断恶化，车轮磨耗加快，线路状态下降，线路维修周期缩短，维修费用大幅度增加，一旦保养不善，还将危及行车安全。为了保证机车的行车安全，延长使用寿命，减少对线路的损坏，则又必须减轻机车的轴重，以缓和轮轨间的动作用力。
现有的内燃机车走行部转向架中各轴都是牵引轴，各轴间、各轮对间轴重的分配是由设计结构决定的，在运行中不能进行操纵、控制和调节，而且装在每根驱动轴、每个轮对上的驱动装置的重量较大。现代机车轴重通常为23-25吨(参见《内燃机车总体及走行部》(第三版)中国铁道出版社，1995年版)发明内容本实用新型的目的是提供一种轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架，在这种轴重可调式转向架中有一根或多根牵引轴(驱动轴)以及一根或多根非牵引轴(非驱动轴)，各轴间轴重的分配是可调节的。
本实用新型的技术方案是设计一种新的轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架，主要包括构架(1)、二系弹簧(2)、驱动轮(3)、轴箱支撑弹簧(4)、驱动装置(5)等件，其特征是a.转向架中具有一对或多对非驱动轮(6)；b.其中轴箱支撑弹簧(4)采用普通弹簧和液压弹簧的组合体(10)，或者普通弹簧和气动液压弹簧的组合体(20)；c.通过调整上述液压弹簧或气动液压弹簧中的压力可以调整轴箱支撑弹簧(4)的刚度，从而调整驱动轮(3)和非驱动轮(6)上的轴重。
这种技术方案可以应用在具有多种轴列式的机车车辆转向架上，改变牵引轴(驱动轴)与非牵引轴(非驱动轴)间轴重的分配。例如可以用在双驱动轴三轴转向架，单驱动轴三轴转向架和单驱动轴二轴转向架上。采用本实用新型的技术方案后，可以在机车起动和低速重载运行时加大牵引轴的轴重，提高牵引力，使列车获得较大的启动力和加速力。而在机车高速行驶时不再需要较大的加速牵引力时，适当降低牵引轴的轴重，可大大缓和轮轨间的作用力，提高了运行性能并可延长轮轨的使用寿命。
本实用新型和现有技术相比所具有的有益效果是可以在不同的速度条件下合理的分配和利用机车的黏着牵引重量，充分利用路轨上可供利用的轴重限制条件，产生比较理想的牵引特性，并且可以减少轮对和路轨的磨损，延长使用寿命。采用本实用新型后可以适当的减少转向架上驱动装置的数量，达到减轻重量，降低成本的效果。本实用新型和现有的各种轨道机车车辆具有很强的兼容性和通用互换性，在运用使用和操纵控制方面，具有可调整性和安全可靠性。
图1是本实用新型的实施例1，这是一种轴重可调的双驱动轴三轴转向架。
图2是一台采用了本实用新型的实施例1的轨道机车车辆(含驱动装置)的结构示意图。
图3是本实用新型的另一个实施例，实施例2，它是一种轴重可调的单驱动轴三轴转向架。
图4是本实用新型的又一个实施例，实施例3，它是一种轴重可调的单驱动轴二轴转向架。
图5是本实用新型中用作轴箱支撑弹簧(4)的一种普通弹簧和液压弹簧的组合体(10)的结构图。
图6是本实用新型中用作轴箱支撑弹簧(4)的一种普通弹簧和气动液压弹簧的组合体(20)的结构图。
具体实施方式
以下结合附图说明实用新型的几种具体实施方式
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图1所示是本实用新型的实施例1，这种轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架的特征是所述的转向架(9)中具有两对驱动轮(3)和一对非驱动轮(6)，是一种轴重可调的双驱动轴三轴转向架。
图2是一台采用了本实用新型的实施例1的轨道机车车辆(含驱动装置)的结构示意图。图中的轨道机车车辆(含驱动装置)由车体(7)、动力机构(8)、走行部转向架(9)组成。动力机构(8)置于车体(7)内，并与车体(7)一起坐落于两台走行部转向架(9)之上的二系弹簧(2)上面(如图2所示)。再通过构架(1)均匀的坐落在每个轮对的轴箱上的轴箱支撑弹簧(4)上。一般情况下，每个轮对承受基本相同的轴重，例如22吨。机车车辆起动时动力机构(8)产生动力，并驱动走行部转向架(9)中的驱动装置(5)，驱动装置(5)通常采用驱动电机。驱动装置(5)使驱动轴(3)转动，并依靠轮对与钢轨间的黏着力产生使机车车辆行走的牵引力。在图1所示的双驱动轴三轴转向架中，两边各有一对驱动轮(3)，中间的轮对是非驱动轮(6)，图中每个驱动轮(3)或非驱动轮(6)处都装有一组轴箱支撑弹簧(4)。该轴箱支持弹簧(4)可以采用图5所示的普通弹簧和液压弹簧的组合体(10)或者采用如图6所示的普通弹簧和气动液压弹簧的组合体(20)。在机车车辆起动阶段和低速运行时，由于驱动轮(3)上需要有较大的黏着牵引重量，以便产生较大的牵引力，可以降低非驱动轮(6)处液压弹簧或气动液压弹簧中的压力，降低轴箱支持弹簧的刚度，使非驱动轮(6)处承受的轴重减少，例如可降低至16吨或更少，而将所减少的轴重分配到两对驱动轮(3)处，使驱动轮(3)处承受的轴重增加到25吨或更多。这时需要加大驱动轮(3)处液压弹簧或气动液压弹簧中的压力，增大轴箱支持弹簧的刚度，使两对驱动轮(3)处承受的轴重增大，例如可达到25吨或更多。由于采用了这种控制技术，可以使构架(1)的高度保持不变，而且在调整驱动轮(3)和非驱动轮(6)的轴重时使转向架(9)的总挠度不变。这时机车车辆的黏着牵引力约可提高13％。当机车车辆逐渐加速，并超过了持续速度后，可以使非驱动轮(6)处的液压弹簧中的压力升压，使驱动轮(3)处的压力降低，以便使每轮对处的轴重恢复到原有数值22吨，以满足高速或准高速运行的要求。
图3所示是本实用新型的实施例2，这种轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架的特征是所述的转向架(9)中具有一对驱动轮(3)和两对非驱动轮(6)，是一种轴重可调的单驱动轴三轴转向架。图中位于中间的轮对是装有驱动装置(5)的驱动轮(3)，两边的是非驱动轮(6)。图中轴箱支撑弹簧(4)可以采用普通弹簧和液压弹簧的组合体(10)，或者采用普通弹簧和气动液压弹簧的组合体(20)。在机车车辆起动阶段和低速运行时，使驱动轮(3)处弹簧的控制压力升高，使轴重提高到25吨或更高。当机车车辆高速运行时，使驱动轮(3)处弹簧的控制压力降低，使各轮对恢复到原有的平均水平(22)吨，以满足高速运行时的要求。
图4所示是本实用新型的实施例3，这种轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架的特征是所述的转向架(9)中具有一对驱动轮(3)和一对非驱动轮(6)，同时在转向架的构架(1)和轨道机车的车体(7)连接的二系弹簧(2)靠近驱动轮(3)的一侧增加一个空气弹簧(13)，组成一种轴重可调的单驱动轴二轴转向架。在机车车辆起动阶段和低速运行时，二系弹簧中的空气弹簧(13)升压，使转向架支撑力向有驱动轮(3)的一侧移动，以增加驱动轮(3)的黏着重量。同时为了保证转向架(9)的平衡，需要减小非驱动轮(6)处轴箱支撑弹簧的刚度。当机车车辆高速运行时，再使二系弹簧中的空气弹簧(13)降压，并使非驱动轮(6)处的轴箱支撑弹簧(4)升压。使转向架的构架(1)恢复到原支点处，这时机车车辆的平均轴重恢复到原有的水平22吨，以满足高速运行的要求。
普通弹簧和液压弹簧的组合体(10)的结构如图5所示，它由普通弹簧(11)、液压顶杆(12)、液压油缸(25)所组成，并支撑在转向架的构架(1)和轮对轴箱(15)之间，用作轴箱支撑弹簧(4)。它和高压油管(18)、液压油(19)、调压阀(16)、蓄压器(17)、液压泵(14)组成的液压系统一起工作。液压系统是大多数现代轨道机车车辆上原有的设备，一般不需要另行添置。(但是必要时需加大液压系统的工作能力)。其工作原理为液压泵(14)和蓄压器(17)经调压阀(16)和高压油管(18)向液压油缸(25)供给高压的液压油(19)，液压油推动液压顶杆(12)，使组合体(10)支撑在构架(1)和轮对轴箱(15)之间，从而提高了轴箱支撑弹簧(4)的整体刚度。当需要降低轴箱支撑弹簧(4)的整体刚度时，只需通过调压阀(16)使液压油(19)降压，轴箱支撑弹簧的整体刚度就能恢复到原来的刚度。普通弹簧和气动液压弹簧的组合体(20)的结构如图6所示。它的主要部分由普通弹簧(11)、液压顶杆(12)、液压油缸(13)所组成，并支撑在转向架的构架(1)和轮对轴箱(15)之间，用作轴箱支撑弹簧(4)。它由高压油管(18)、液压油(19)、气动液压油箱(21)、活塞(22)、压缩空气(23)、电磁阀(24)组成的供压系统提供压力。其工作原理为压缩空气(23)通过电磁阀(24)进入气动液压油缸(21)压迫活塞(22)从而对油缸(21)中的液压油(19)产生压力，油压和气压之比和活塞两端面的面积之比成反比；液压油(19)经气动液压油缸(21)提高压力后，经过高压油管(18)进入液压油缸(25)。高压的液压油推动液压顶杆(12)使其支撑在构架(1)和轮对轴箱(15)之间，从而提高了轴箱支撑弹簧(4)的整体刚度。控制压缩空气(23)的压力，就能调整液压油(19)的压力大小。当需要降低轴箱支撑弹簧(4)的整体刚度时，只需通过电磁阀(24)将气动液压油缸(21)中的压缩空气(23)排出，液压油(19)的压力将随之下降。同时轴箱支撑弹簧(4)的整体刚度也下降到原有的水平。在同一转向架上的几个驱动轮(3)处的普通弹簧和气动液压弹簧的组合体(20)可以共用一个气动液压油缸(21)但是非驱动轮(6)处的普通弹簧和气动液压弹簧的组合体(20)不能和驱动轮(3)共用，必须另用一套气动液压油缸(21)。
权利要求1.一种轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架，主要包括构架(1)、二系弹簧(2)、驱动轮(3)、轴箱支撑弹簧(4)、驱动装置(5)等件，其特征是a.转向架中具有一对或多对非驱动轮(6)；b.其中轴箱支撑弹簧(4)采用普通弹簧和液压弹簧的组合体(10)或者为普通弹簧和气动液压弹簧的组合体(20)；c.通过调整上述液压弹簧或气动液压弹簧中的压力可以调整轴箱支撑弹簧(4)的整体刚度，从而实现调整驱动轮(3)和非驱动轮(6)上的轴重。
2.根据权利要求1所述的轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架，其特征是所述的转向架中具有两对驱动轮(3)和一对非驱动轮(6)是一种轴重可调的双驱动轴三轴转向架。
3.根据权利要求1所述的轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架，其特征是所述的转向架中具有一对驱动轮(3)和两对非驱动轮(6)，是一种轴重可调的单驱动轴三轴转向架。
4.根据权利要求1所述的用于轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架，其特征是所述的转向架中具有一对驱动轮(3)和一对非驱动轮(6)，同时在转向架的构架(1)和轨道机车的车体(7)连接的二系弹簧(2)靠近驱动轮(3)的一侧增加一个空气弹簧(13)组成一种轴重可调的单驱动轴二轴转向架。
5.根据权利要求1所述的用于轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架，其特征是其中的普通弹簧和液压弹簧的组合体(10)由普通弹簧(11)、液压顶杆(12)、液压油缸(25)所组成，并支撑在转向架的构架(1)和轮对轴箱(15)之间。
6.根据权利要求1所述的用于轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架，其特征是其中的普通弹簧和气动液压弹簧的组合体(20)由普通弹簧(11)、液压顶杆(12)、液压油缸(25)、和高压油管(18)、液压油(19)、气动液压油缸(21)、活塞(22)、压缩空气(23)、电磁阀(24)所组成，并支撑在转向架的构架(1)和轮对轴箱(15)之间。
专利摘要一种轴重可调式轨道机车车辆含驱动装置的走行部转向架，其主要特征是转向架中具有一对或多对非驱动轮，其中的轴箱支撑弹簧采用普通弹簧和液压弹簧或气动液压弹簧的组合体。这种设计结构适用于双驱动轴三轴转向架，单驱动轴三轴转向架和单驱动轴二轴转向架等多种系列轴式的转向架。在机车车辆运行中可以通过对各轮对轴箱支撑弹簧中液压弹簧压力的调节，改变驱动轴和非驱动轴间轴重的分配，以适应在不同的速度条件下合理利用允许黏着重量的需要，以获得理想的牵引特性，改善轮轨间的动力学性能，提高运行经济性，延长轮对和路轨的使用寿命。
文档编号B61F3/06GK2608368SQ0226065
公开日2004年3月31日 申请日期2002年10月13日 优先权日2002年10月13日
发明者杨中极, 杨大有 申请人:杨中极, 杨大有