具有侧倾补偿功能的车辆的制作方法

专利名称：具有侧倾补偿功能的车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆，特别是轨道车辆，包括一车身、一第一行走机构和一第二行走机构，该第二行走机构沿一车辆纵轴方向与第一行走机构间隔放置，所述车身借助一第一弹簧装置沿一车辆竖轴方向支承在一第一行走机构上，借助一第二弹簧装置沿一车辆竖轴方向支承在一第二行走机构上，所述车身借助一第一侧倾补偿装置与所述第一行走机构配合，同时借助一第二侧倾补偿装置与所述第二行走机构配合，所述第一侧倾补偿装置和所述第二侧倾补偿装置在车辆转弯时对所述车身绕一平行于一车辆纵轴的侧倾轴朝弯道外侧的侧倾运动施加阻力。本发明还涉及一种调节车辆车身侧倾角的方法。
背景技术：
轨道车辆的车身一般是通过一个或多个弹簧级悬挂安装在车轮单元(例如轮对或轮副)上，其它类型的车辆也是如此。车辆转弯时会在横向于行驶运动以及横向于车辆纵轴的方向上受到离心加速度的作用，由于车身重心较高，车身有可能相对于车轮单元朝弯道外侧倾斜，即绕平行于车辆纵轴的侧倾轴做侧倾运动。这种侧倾运动超过一定极限值时会影响乘坐舒适度。还有可能超越允许限界，使单侧车轮承受不允许的负荷，从而危及车辆的抗倾覆稳定性和脱轨安全性。为避免发生这些情况，通常会使用形式为横向稳定器形式的防倾装置。这种装置的任务是在车身相对于车轮单元的上升下沉运动不受影响的情况下，对车身的侧倾运动施加阻力从而减轻侧倾程度。现有技术中存在各种各样基于液压或纯机械作用原理的横向稳定器。通常使用例如EP 1 075 407 Bl中所公开的横向于车辆纵向延伸的扭力轴。扭力轴上固定有以抗扭转方式安装在车辆纵轴两侧的沿车辆纵向延伸的杠杆。这些杠杆又和与车辆弹簧装置动态并联放置的控制杆或类似元件相连。车辆的弹簧装置压缩时，固定在扭力轴上的杠杆在与之相连的控制杆作用下开始旋转。车辆转弯发生侧倾运动时，如果车辆两侧的弹簧装置的弹簧行程彼此不同，固定在扭力轴上的杠杆就会产生不同的旋转角。在此情况下，扭力轴会受到扭矩的作用，达到一定扭转角(具体大小视扭力轴的抗扭刚度而定)时，扭力轴通过弹性变形所产生的反力矩将该扭矩抵消，从而阻止车辆发生进一步的侧倾。配备转向架的轨道车辆既可为次弹簧级设置防倾装置，即，防倾装置在行走机构框架和车身之间发生作用。也可在主弹簧级中使用防倾装置，即，防倾装置在车轮单元和行走机构框架或车身(适用于未设二系悬挂的情况) 之间发生作用。例如EP 1 190 925 Al中所公开的同类型轨道车辆也采用上述横向稳定器。在该文献所公开的轨道车辆中，横向稳定器的两个控制杆的上端(在垂直于车辆纵轴的平面内)朝车辆中心偏移。这样一来，车身在沿车辆横向偏斜(例如由车辆转弯时的离心加速度引起)时就会受到相应导引，车身朝弯道外侧的侧倾运动受到抑制，在外力作用下发生朝弯道内侧的侧倾运动。
这种朝弯道内侧的反向侧倾运动的另一个作用是提高车辆乘客的倾斜舒适度。一般情况下，“倾斜舒适度高”指的是车辆转弯时，乘客在其参考系(通常由车身的内部结构如底板、壁部、座椅等等界定)的横向上尽可能感受最小横向加速度这一事实。车身因侧倾而朝弯道内侧倾斜后，至少一部分(具体大小视倾斜程度而定)在地固系中实际产生作用的横向加速度给乘客的感觉仅仅是车辆底板方向上的加速度有所提高，一般情况下这并不会给乘客带来多大的不适感。在乘 客的参考系中发生作用的横向加速度的允许最大值(以及从中得出的车身倾斜角额定值)通常由轨道车辆的运营商规定。相关依据另见有关的国家及国际标准(例如 EN 12299)。EP 1 190 925 Al中所公开的车辆能够实现纯被动式系统，悬挂系统的组件与横向稳定器的组件彼此相配，其中仅借助车辆转弯时起作用的横向加速度来使车身发生程度符合要求的倾斜。这种被动式解决方案一方面要求侧倾轴或侧倾运动的瞬心在车身重心上方较远处。另一方面要求悬挂系统在横向上采用较为柔性的设计，以便仅借助有效离心力就能获得想要的偏斜效果。这种横向柔性悬挂能吸收抑制横向冲击，因而还能对横向上的振动舒适度产生有利影响。然而，这些被动式解决方案也有其弊端横向柔性悬挂和较高的瞬心无论在正常还是非常规运行情况(例如，车辆意外停靠在超高度极大的轨道弯曲段)下都会在横向上引起较大的横向偏斜，从而导致按常规条件确定的限界被超越，而若想避免这种情况，就只能减小车身宽度，降低运力。需要达到一定侧倾角时，可以通过转移侧倾轴或瞬心来缓解偏斜较大这一问题。 但是这种方法只能被动地达到较小的侧倾角。其结果是系统的横向刚度变大，最终导致倾斜舒适度和振动舒适度都下降。EP 1 190 925 Al所提出的车辆也可以借助连接在车身和行走机构框架之间的执行器来主动地对与当前轨道弯曲段的曲率和当前行驶速度(以及由此产生的当前横向加速度)相对应的侧倾运动施加影响或进行调节。根据当前轨道曲率和当前行驶速度测定车身侧倾角的额定值，而后再由执行器根据该额定值来调节侧倾角。这种方案虽能实现横向刚度较大、横向偏斜度较小的系统。但其缺点是执行器所产生的横向刚度有损于振动舒适性，从而致使例如行走机构上受到的横向冲击(例如经过轨道道岔或障碍点时所产生的横向冲击)只经小幅削减后被传递到车身上。为至少能消除横向刚性悬挂所引起的振动舒适度方面的缺点，WO 90/03906A1针对被动式系统提出增设一个长度较短且与侧倾补偿装置动态串联的横向柔性弹簧级。但这种解决方案的缺点是，附加组件的设置要求提供更大的安装空间。此外，上文中提到的横向偏斜度较大或者运力降低等问题依然存在。运用该防倾装置所带来的另一弊端在于车辆的侧风敏感性。特别是对于行驶在前面的车辆(尤其是行驶在前面的行走机构)，由侧风的影响而形成的倾斜于行驶方向的一气流，将在车身上产生一作用力，该作用力的有效作用点(沿行驶方向)通常位于车辆重心 (大多数位于车身的纵向中心点)之前。所述由侧风形成的作用力会造成车身的侧滑(即车身沿车身竖轴旋转)，其中车身行驶在前面的部分在侧风的作用下发生偏斜，同时车身行驶在后面的部分在侧风的作用下发生偏转。当车身支承在行走机构上所受的反作用力与由侧风负载所引起的偏转力矩达到平衡时，所述偏斜才能停止。此处的问 题是，当车辆发生侧滑现象时，在两个行走机构的各个侧面，一般情况下都会引起车轮支撑力的减小(即所谓的车轮减荷)。从而使行驶在前面的行走机构在面向侧风的一面(即行走机构的迎风面)出现车轮减荷现象，该车轮减荷现象还会通过正常情况下在此范围内可产生影响的浮力进一步加大。运用所述防倾装置还将带来其他附加影响，反向的横向偏斜以及由此在两个行走机构区域内所产生的反向的侧向偏斜将使车身发生扭转，该扭转还会进一步加大车轮减荷。特别是对于双层车辆，因为较大的侧风入侵面和相对较高的重心，产生的车轮减荷现象十分显著，但是出于脱轨安全性的考虑，该车轮减荷不能超过通常情况下规定的极限值。对于现有的车辆，至今仅仅能通过适当的方式控制侧风的强度以及相应的调节车辆行驶速度来减小脱轨风险。作为替代方案，规定一个相应低的最大行驶速度，使脱轨风险在行车里程所预期的侧风强度的情况下依然不超过规定的极限值。从运营商的角度看来， 这种降低行车速度的方式自然是极不受欢迎的。

发明内容
因此，本发明的目的是提供一种车辆和一种如前述类型的方法，这种车辆或方法完全或少很大程度上消除了上述缺点，特别是可以在保证车辆运力较高的情况下，以简单而可靠的方式降低车辆的侧风敏感性以及可能的情况下使乘客获得较高的出行舒适度。在如权利要求1前序部分所述的车辆方面，本发明用来达成上述目的的解决方案是权利要求1特征部分所给出的特征。在如权利要求24前序部分所述的方法方面，本发明用来达成上述目的的解决方案是权利要求24特征部分所给出的特征。本发明的技术原理如下如果通过对两个防倾装置中的一个和/或两个防倾装置的配合进行有效的改装，至少能降低一通过车身扭转所产生的车轮减荷分量(比如由侧风引起的车轮减荷)，就能以简单而可靠的方式在装配侧倾补偿装置的前提下降低车辆侧风敏感度以及提升车辆的可靠运行速度。因此可以说明，通过简单的方式对两个防倾装置中的一个进行有效改装或者对两个防倾装置进行适当的机械特性和/或者控制技术上的配合，就能实现对车身扭转的降低(直到零值)。对此可通过优选的方式实现，对所述侧倾补偿装置的弊端(鉴于侧风敏感度)至少部分矫正，如情况可能甚至是完全排除。换句话说，在无需对车辆侧风敏感度以及可靠最大速度做出显著调整的情况下，就可以很容易的实现所述侧倾补偿装置的有利成效(使乘客获得较大的出行舒适度和保证车辆的高运力)。因此，本发明的第一方面涉及一种车辆，特别是轨道车辆，包括一车身，一第一行走机构和一第二行走机构，该第二行走机构沿一车辆纵轴方向与第一行走机构间隔放置， 所述车身借助一第一弹簧装置沿一车辆竖轴方向支承在一第一行走机构上，所述车身借助一第二弹簧装置沿一车辆竖轴方向支承在一第二行走机构上。所述车身通过一第一侧倾补偿装置与所述第一行走机构配合，所述车身通过一第二侧倾补偿装置与所述第二行走机构配合。所述第一侧倾补偿装置和所述第二侧倾补偿装置在车辆转弯时对所述车身绕一平行于一车辆纵轴的侧倾轴朝弯道外侧的侧倾运动施加阻力。所述第一侧倾补偿装置的配置， 可以使绕车辆纵轴的车身扭力负载受到抑制，所述车身负载特定是由作用在车身的风力负载所引起。作为补充或者替代的方案，所述第一侧倾补偿装置和所述第二侧倾补偿装置的相互配合，可以使绕车辆纵轴的车身扭力负载受到抑制，所述扭力负载特定是由作用在车身的风力负载所引起。通过车辆内部的措施(作用范围至少在两个侧倾补偿装置中的一个)，作用于车身的扭力负载原则上可以在任何一种合适的方式下受到抑制。尤其是所述第一侧倾补偿装置可以在车身沿车辆横 轴方向进行第一横向偏斜(相对于第一行走机构)时，将绕侧倾轴的第一侧倾角外加于车身，所述第二侧倾补偿装置可以在车身沿车辆横轴方向进行第二横向偏斜(相对于第二行走机构)时，将绕侧倾轴的第二侧倾角外加于车身。为了降低作用于车身的扭力负载，所述第一侧倾补偿装置的配置，可以抑制第一横向偏斜和第二横向偏斜之间的差距和/或第一侧倾角和第二侧倾角之间的差距。作为补充或者替代的方案，所述第一侧倾补偿装置和所述第二侧倾补偿装置的相互配合，可以抑制第一横向偏斜和第二横向偏斜之间的差距和/或第一侧倾角和第二侧倾角之间的差距。在此值得一提的是，根据侧倾补偿装置的设计，在一般情况下，相关的横向偏斜和对应的侧倾角之间存在一种规定的关系，使得对横向偏斜的考虑和对侧倾角到的考虑(如果可能，对二者之间的考虑)可以通过等效或等值的方式来描述。作用在车身的扭力负载可通过纯被动的方式(即无外部能源供给的方式)，在后面会更详细的解释。根据发明车辆的优选方案，可以实现一种主动解决方案。该优选方案是，所述第一侧倾补偿装置配有一第一执行装置，该执行装置至少有一个通过控制装置控制的第一执行单元。该第一执行装置的配置优选为用于，通过控制装置有制约的设定第一横向偏斜，并以此至少降低第一横向偏斜和第二横向偏斜之间的差距和/或第一侧倾角和第二侧倾角之间的差距。作为补充或者替代的方案，所述第二侧倾补偿装置配有一第二执行装置，该执行装置至少有一个通过控制装置控制的第二执行单元。该第二执行装置的配置优选为用于，通过控制装置有制约的设定第二横向偏斜，并以此至少降低第一横向偏斜和第二横向偏斜之间的差距和/或第一侧倾角和第二侧倾角之间的差距。实现主动降低或者消除扭力负载的最优方案是，所述控制装置具备至少一个检测装置，该检测装置至少能检测一个对于作用在车身的扭力负载极为重要的检测参数。此种情况下，所述控制装置的配置为用于，相应地控制第一执行单元和/或第二执行单元，从而降低扭力负载，可能的话甚至是完全抵消。例如，所述控制装置的配置为用于，相应地控制第一执行单元和/或第二执行单元，从而沿一车辆横轴方向降低一车身第一横向偏斜(相对于第一行走机构)和一车身第二横向偏斜(相对于第二行走机构)之间的差距。当然，相应的车身侧倾角之间的差距(相对于各自的行走机构)也自然会被降低。横向偏斜之间或者侧倾角之间的差距所需减小的程度，特定是取决于车身的设计。此外，重要的影响因素还包括车身绕车辆纵轴的抗扭刚度和两行走机构沿车辆纵轴方向的距离。车身越坚固或者两行走机构的距离越小，横向偏斜之间或者侧倾角之间的差距就必须越小，从而达到按指定程度降低扭力负载的目标。根据发明车辆的优选方案，所述控制装置可依据检测参数控制所述第一执行单元和/或所述第二执行单元，使第一横向偏斜和第二横向偏斜之间的差距小于40mm，优选为小于25mm，进一步优选为小于10mm。作为补充或者替代的方案，所述控制装置可依据检测参数控制所述第一执行单元和/或所述第二执行单元，使一第一侧倾角(相对于第一行走机构)和一第二侧倾角(相对于第二行走机构)之间的差距小于2°，优选为小于1°，进一步优选为小于0.5°。当然，在一般情况下，对上述差距尽可能的继续减少，自然也是有利的或者受欢迎的。原则上，与当前作用在车身上的扭力负载以及最终由扭力负载而产生的车轮减荷相关的参数，就能作为检测参数。例如，一对于当前作用在车身上的扭力负载极为重要的参数可直接从车身上(比如通过一个或者多个应变传感器或类似器件)获得，此检测参数可用于对主动组件的进一步控制。根据发明车辆的进一步优选方案，所述检测装置把一对于车身第一横向偏斜极为重要的参数和/或一对于第二横向偏斜极为重要的参数作为至少一个检测参数，此检测参数可用于对主动组件的进一步控制。在一定情况下直接获得总是通过主动组件来设定的参数，在此范围内是有利的。作为补充或者替代的方案，所述检测装置把一对于第一侧倾补偿装置的一组件上的偏斜极为重要的参数，和/或把一对于第二侧倾补偿装置的一组件上的偏斜极为重要的参数作为至少一个检测参数，此检测参数可用于对主动组件的进一步控制。在此值得再次提到的是，一个主动组件只够使用于两个侧倾补偿装置中的一个。 例如，为了降低扭力负载，可对行驶在前面的行走机构进行改装，从而使由风负载在车身产生的偏转力矩得到抑制，从而通过一作用在侧倾补偿装置(附属于行驶在前方的行走机构)区域内的相应的作用力，来抑制车身的偏斜，而行驶在后面的行走机构依然存在偏斜。同样的，也可分离的对行驶在后面的行走机构进行改装，从而使由风负载在车身产生的偏转力矩得到抑制，从而通过一作用在侧倾补偿装置(附属于行驶在后方的行走机构)区域内的相应的作用力，来抑制车身的偏斜，而行驶在前方的行走机构依然存在偏斜。最后，也可以将以上两种 方案结合在一起，对两个侧倾补偿装置都做适当的改装。 特定是鉴于主动组件的设计，这种方案是有利的，因为此种方案所需的相应功耗较低。在此要进一步提到的是，所述控制装置的配置为用于，将上述由侧风所产生的影响与其他动态行驶影响(比如入站或出站时的轨道斜坡、轨道曲率半径的变化等等)区分开来。为此可以使用相应的过滤器以及之前生成的模型。在这里特别需要考虑到的是，由侧风所产生的影响具有准静态特征，处于一个相对较低的频率范围(通常小于2Hz)，因此， 毋庸置疑的是，由侧风所产生的影响与高频动态影响之间存在巨大的差异。如上所述，作为上文描述的主动解决方案的补充或者替代方案，也可以实施一被动降低作用在车身的扭力负载的方案。此方案可通过两侧倾补偿装置的相应的机械性的配合实现。根据发明车辆的优选方案，所述第一侧倾补偿装置和第二侧倾补偿装置可通过一被动配合装置机械型的相互配合，所述配合装置在第一侧倾补偿装置和第二侧倾补偿装置的区域内产生一个同步控制动作，从而沿车辆横轴方向降低车身的扭力负载。所述两侧倾补偿装置之间的机械性配合可通过任何一种合适的方式实现。比如， 运用任意的机械传动装置，实现该配合。根据发明车辆的优选方案，所述配合至少部分通过流体学原理实现，因为运用此原理，为连接两行走机构的桥梁提供了即简便又节省空间的设计方案。特别是所述配合装置在第一侧倾补偿装置和第二侧倾补偿装置之间包含一流体性的配合。根据发明车辆的进一步优选方案，如果选用通过一第一主动式侧倾补偿装置实现的主动式解决方案，并且侧倾补偿装置可与第一弹簧装置动态并联放置，就能在保证车 辆高运力的情况下使乘客获得所期望的出行舒适度。为提高倾斜舒适度，所述第一侧倾补偿装置可以在所述车身沿一车辆横轴方向进行一第一横向偏斜时，在一第一频率范围内将第一侧倾角的一第一侧倾角分量外加于所述车身，所述第一侧倾角的一第一侧倾角分量与一当前轨道段的一当前曲率相对应。作为补充或替代方案，所述第一侧倾补偿装置在至少部分高于第一频率范围的第二频率范围内将第二横向偏斜分量(及视情况绕侧倾轴的第二侧倾角分量)外加于车身，借此可在产生于第一侧倾角分量的横向偏斜分量上叠加第二横向偏斜分量(及视情况第二侧倾角分量)，其中，第一横向偏斜分量的调节就是使侧倾角和横向偏斜与当前轨道曲率及当前行驶速度准静态匹配，第二横向偏斜分量的调节就是使横向偏斜与车身受到的当前干扰因素动态匹配。也即，在第一频率范围内通过第一侧倾角分量和第一横向偏斜分量可以提高倾斜舒适度，而在(至少部分高于第一频率范围的)第二频率范围内通过第二横向偏斜分量 (及视情况第二侧倾角分量)则可以提高振动舒适度。将侧倾补偿装置设计为主动式系统 (至少在第二频率范围内是主动式系统)的优点是，行走机构对车身的支承在车辆横向上的刚度比较大，特别是可以将车身的侧倾轴或瞬心设置在距车身重心较近的位置上，从而获得横向偏斜较小的期望侧倾角，另外当主动组件发生故障时，可以使车身最大程度地被动复位至空档位置。正常运行时的较小横向偏斜以及故障情况下的被动复位措施的优点是，可以实现特宽高运力车身。所述主动解决方案特定是具有如下优点完善的功能、降低侧风敏感度、提高倾斜舒适度、提高振动舒适度可通过运用一控制装置中的控制算法系统来实现，该算法系统是经过相应设计并相互叠加而成的，如果可能的情况下，该算法系统必须在至少两个侧倾补偿装置中一个的区域内只控制一唯一的主动装置。换句话说，通过主动解决方案，可实现功能高度集成及十分紧凑的设计，特别是考虑到现代化的行走机构都有空间过于狭窄的问题，更能凸显出主动解决方案的优点。在此值得一提的是，如果可能，所述第二侧倾补偿装置可以是在所述第一侧倾补偿装置基础上变化而形成的。优选的，第一侧倾补偿装置与第二侧倾补偿装置在设计上都是基本相同的，从而使接下来用在第一侧倾补偿装置的技术要求(关于特征、功能和优点) 也同样可在第二侧倾补偿装置上实现。在此需要进一步指出的是，第二横向偏斜分量并不一定伴随与第一侧倾补偿装置的(静态)运动机制相对应且在第二频率范围内与第一侧倾角分量叠加的第二侧倾角分量产生，具体视侧倾补偿装置的设计和连接方式而定。举例而言，如果第一侧倾补偿装置与第一行走机构和/或车身之间是柔性较大的弹性连接，第二频率范围内的惯性力就会在一定限度上引起车身的横向运动与(在慢速准静态条件下)由侧倾补偿装置的运动机制规定的侧倾运动的动态无效配合。也即，侧倾补偿装置与行走机构及车身的连接刚度越大，侧倾补偿装置本身的刚度越大，发生这种无效配合的概率就越小。因此，当侧倾补偿装置本身采用刚性设计和刚性连接时，第一侧倾角分量最终会在第二频率范围内与第二侧倾角分量叠加。
根据发明的进一步优选方案，为提高倾斜舒适度，第一侧倾补偿装置可以在所述车身沿一车辆横轴方向进行一第一横向偏斜时，在一第一频率范围内将第一侧倾角的一第一侧倾角分量外加于所述车身，所述第一侧倾角的一第一侧倾角分量与一当前轨道段的一当前曲率相对应。此外为提高振动舒适度，第一侧倾补偿装置还可在第二频率范围内将与第一横向偏斜分量相叠加的第二横向偏斜分量外加于车身，其中，第二频率范围至少部分 (甚至是完全)高于第一频率范围。所述第一侧倾补偿装置可以设计成仅在第二频率范围内起作用，即只对第二横向偏斜分量及视情况第二侧倾角分量进行主动调节，第一侧倾角分量则是完全通过车辆转弯时作用于车身的横向加速度及其所产生的离心力得到被动调节。但也可以在两个频率范围内借助侧倾补偿装置对侧倾角或横向偏斜进行有可能得到离心力支持的至少部分主动调节。最后还可以将第一侧倾补偿装置设置为仅对侧倾角或横向偏斜进行主动调节。这一点适用于以下情况车身的侧倾轴或瞬心与车身重心重合或靠近车身重心，以至于离心力不会对侧倾运动或横向偏斜的产生起作用(或者至少不会起多大作用)。

所述第一侧倾补偿装置原则上可采用任何一种合适的设计方式。所述第一侧倾补偿装置优选包括执行装置，该执行装置包括至少一个由控制装置控制的执行单元，该执行单元的执行力构成用以调节车身的侧倾角或横向偏斜的力的至少一个分量。如果是在第一频率范围内对侧倾角或横向偏斜进行至少部分主动调节，则所述执行装置至少主要用于大致产生第一侧倾角分量或第一横向偏斜分量，从而便于在第一频率范围内产生第一侧倾角分量。第一频率范围优选是发生与当前轨道弯曲段的当前曲率及当前行驶速度相符的准静态侧倾运动的频率范围。这个频率范围可以根据具体的指定道路网络和/或车辆运营商的具体规定(例如将车辆用于短程交通、长途运输，尤其是高速交通运输等等)做相应改动。第一频率范围优选为OHz至2Hz之间，甚至为0.5Hz至1.0Hz之间。第二频率范围的带宽与之相似，当然，第二频率范围是与车辆运行过程中预期会出现的动态干扰因素相对应的频率范围，这些干扰因素可能是周期性的，但更多的是偶发性或统计分布性干扰因素， 能够被乘客感受到且会给乘客带来不适感。因此，第二频率范围优选为0. 5Hz至15Hz之间， 甚至为1.0Hz至6. OHz之间。原则上可以让侧倾补偿装置仅当车辆在弯道上转弯时(至少在第二频率范围内) 对侧倾角或横向偏斜进行主动调节，也即，第一侧倾补偿装置仅在这种行车条件下起作用。 侧倾补偿装置优选在车辆直行时也起作用，从而也确保此类行车条件下的振动舒适性。根据本发明车辆的优选方案，借助第一侧倾补偿装置限制车身相对于车身空档位置的横向偏斜(即沿车辆横向的偏斜)。空档位置由车辆停靠于平直轨道时的车身位置定义。这种方案的优点是可以实现能遵守轨道车辆运营商所规定的限界的特宽高运力车身。 可以借助侧倾补偿装置的任何一个合适组件实现横向偏斜限制。优选由第一侧倾补偿装置的执行装置提供这种横向偏斜限制，因为这样能实现特别紧凑、特别节省空间的结构。如上所述，对横向偏斜的限制可与车辆运营商的限界规定相适应。进一步优选的方案是，第一侧倾补偿装置(尤其是第一侧倾补偿装置的执行装置)所采用的设计使得车辆转弯时，车身沿车辆横向朝弯道外侧偏离空档位置的第一最大横向偏斜限于80mm至 150mm，优选为限于IOOmm至120mm。从遵守规定限界角度看，鉴于横向偏斜限制对行走机构(沿车辆纵向)放置在车身下方中央的车辆特别重要，因此针对行走机构放置在车身末端区域的车辆，对朝弯道内侧的横向偏斜进行相应限制很有必要。因此作为补充或替代方案，车辆转弯时车身沿车辆横向朝弯道内侧偏离空档位置的第二最大横向偏斜限于Omm至 40mm，优选为限于20mm。当然在本发明的某些方案中，也可以让车身在车辆转弯时朝弯道内侧偏离空档位置的第二最大横向偏斜为负值，例如-20mm。也即，这种情况下的车身即使在弯道内侧也会朝弯道外侧偏斜，从而达到 特宽车身也能遵守规定限界的目的。如上所述，优选可通过第一侧倾补偿装置的执行装置实现横向偏斜限制。为此，该执行装置的配置优选为用于为车身的侧倾运动定义至少一个端部阻挡的端部阻挡装置。为此可设置由执行装置的结构所定义的阻挡(例如普通的机械阻挡)。执行装置优选可按具体情况相应定义车身侧倾运动的至少一个端部阻挡的位置。换言之，执行装置可以通过在其调节行程的任意位置上进行主动锁定(例如，通过相应为执行装置供电)和/或被动锁定(例如，通过让采用自锁设计的执行装置停止工作)来自由定义这个阻挡。所述第一侧倾补偿装置的执行装置原则上可采用任何一种合适的设计方式。优选方案是，执行装置不工作时基本上不会对车身的侧倾运动施加阻力，最多只会施加较小阻力。也即，执行装置优选不采用自锁设计，从而保证车身能够在执行装置发生故障时复位至空档状态。根据本发明车辆的优选方案，所述第一侧倾补偿装置所采用的设计使得当第一侧倾补偿装置的主动组件发生故障时，车辆还能实施应急运行，舒适性(尤其是倾斜舒适度和/或振动舒适度)可能会有所降低，但能遵守规定限界。因此，优选方案是，所述弹簧装置在第一侧倾补偿装置的执行装置不工作时对车身施加绕侧倾轴的复位力矩，该复位力矩在执行装置不工作时的大小使得当车身处于额定负荷状态以及当车辆停靠在最大允许超高段时，车身偏离空档位置的横向偏斜小于IOmm 至40mm，优选为小于20mm。换言之，弹簧装置(特别是其沿车辆横向的刚度)优选如此设计，使得车辆出于任何原因(例如车辆或车道受损)而停靠于如上述这般不利位置时，仍能遵守规定限界。作为补充或替代方案，所述复位力矩在执行装置不工作时的大小使得当车身处于额定负荷状态以及当车辆沿车辆横轴方向作用的横向加速度达到允许最大值时，车身偏离空档位置的横向偏斜小于40mm至80mm，优选为小于60mm。换言之，所述弹簧装置(特别是其沿车辆横向的刚度)优选如此设计，使得车辆因执行装置发生故障而以正常行驶速度应急运行时，仍能遵守规定限界。相关的行走机构对车身的支承刚度(尤其是沿车辆横向的刚度)可具有任何一种与横向偏斜相关的合适特性。举例而言，可以设置横向刚度相对于横向偏斜的线性或递增特性。但优选设置递减特性，因此车身最初发生偏离空档位置的横向偏斜时会遇到较大阻力，但该阻力会随着偏斜度的增大而减小。这对车辆转弯时在第二频率范围内对第二侧倾角进行动态调节是有利的，因为第一侧倾补偿装置只需为第二频率范围内的这种动态偏斜提供较小的力。因此优选方案是，由所述弹簧装置定义复位特性曲线，该复位特性曲线描述复位力矩与侧倾角偏斜度之间的关联，且呈递减分布。原则上可根据实际应用以任何一种合适的方式对复位特性曲线的分布进行调整。复位特性曲线优选在第一侧倾角范围或第一横向偏斜范围内具有第一斜率，在第一侧倾角范围或第一横向偏斜范围以上的第二侧倾角范围或第二横向偏斜范围内具有小于第一斜率的第二斜率，其中，第二斜率与第一斜率之比特定为O至1之间，优选为O至0. 5之间。这两个侧倾角范围或横向偏斜范围可从而任何一种适当的方式进行选择。第一横向偏斜范围优选为Omm至60mm之间，特定为Omm至40mm 之间，第二横向偏斜范围特定为20mm至120mm之间，优选为40mm至IOOmm之间。侧倾角范围则根据具体所规定的运动机制与横向偏斜范围相对应。 当然，本发明主要根据主动组件发生故障时还能达到的横向偏斜来确定弹簧装置的特性。其中，第一斜率通常定义主动组件发生故障时的剩余横向行程，第二斜率则决定偏斜较大时的执行力，并且尽可能保证偏斜较大时的这种执行力保持较低水平。因此，第二斜率优选为尽量接近零值。必要时甚至可以设置负值的第二斜率。为使车身能按上述方式复位至空档状态，行走机构对车身可以具有任何一种合适的支承刚度。这里可设置与横向偏斜基本无关的刚度。但优选方案仍然是，相关的弹簧装置沿车辆横轴方向的横向刚度与车身沿车辆横轴方向偏离空档位置的横向偏斜有关，因此当车身发生离空档位置较近的偏斜时，起主要作用的是另一刚度(例如比偏斜度较大时的刚度大)。从车辆转弯时对第二侧倾角的动态调节角度看，通过这种方式也能实现上述优点ο所述相关的弹簧装置优选在第一横向偏斜范围内具有第一横向刚度，在第一横向偏斜范围以上的第二横向偏斜范围内具有第二横向刚度，第二横向刚度小于第一横向刚度。当然，该横向刚度可以在相应的横向偏斜范围内有一定变化。此外，原则上可用任何一种适当的方式，根据实际应用相应调整与横向偏斜有关的横向刚度分布。第一横向刚度优选处于100N/mm至800N/mm之间，进一步优选处于300N/mm至 500N/mm之间，第二横向刚度优选处于ON/mm至300N/mm之间，进一步优选处于ON/mm至 100N/mm之间。两个横向偏斜范围同样可以按照实际应用以任何一种适当的方式进行相应选择。第一横向偏斜范围优选为Omm至60mm之间，进一步优选为Omm至40mm之间，第二横向偏斜范围优选为20mm至120mm之间，进一步优选为40mm至IOOmrn之间。这样就能在以最小能耗限制车身的最大横向偏斜方面，实现特别有利的设计。优选可以通过对相关的弹簧装置(特别是其横向刚度)进行相应设计来实现上文中所提到的车辆在侧倾补偿装置的一个或多个主动组件发生故障时的有利特性。因此，一种能让车辆在这种应急运行状态下获得有利特性的优选方案是，所述相关的弹簧装置在车辆横轴方向上具有横向刚度，其中，弹簧装置的横向刚度的大小使得在侧倾补偿装置的执行装置不工作的情况下，当车辆转弯时其沿车辆横轴方向作用的横向加速度达到最大允许值时，车身沿车辆横向朝弯道外侧偏离空档位置的第一最大横向偏斜限于40mm至120mm，优选限于60mm至80mm。作为补充或替代方案，车身沿车辆横向朝弯道内侧偏离空档位置的第二最大横向偏斜限于Omm至60mm，优选限于20mm至40mm。侧倾角范围则根据具体所规定的运动机制同样与上述横向偏斜范围相对应。作为进一步的补充或替代方案(针对车辆停靠时的有利特性)，所述弹簧装置的横向刚度的大小使得在相关的侧倾补偿装置的执行装置不工作的情况下，当车身处于额定负荷状态以及当车辆停靠在最大允许超高段时，车身偏离空档位置的横向偏斜(及相应的侧倾角偏斜度)小于IOmm至40mm，优选小于20mm。
所述相关的侧倾补偿装置的主动组件原则上可采用任何一种合适的设计方式。如前文所述，优选设有至少一个执行装置，该执行装置连接在车身和行走机构之间，用于实现第二频率范围内的侧倾角调节。优选使用特别简单耐用的线性执行器，线性执行器优选对移动行程和/或执行力进行相应限制，以便能满足第二频率范围的横向偏斜或侧倾角动态调节要求。根据本发明车辆动态特性特别有利的方案，所述侧倾补偿装置所采用的设计使得该相关的侧倾补偿装置的执行装置在第一频率范围内偏离空档位置的最大偏斜为60mm至 IlOmm之间，优选为70mm至85mm之间，作 为补充或替代方案，其在第二频率范围内偏离起始位置的最大偏斜为IOmm至30mm之间，优选为IOmm至20mm之间。在最大执行力方面可以进一步设定，执行装置在第一频率范围内施加的最大执行力为IOkN至40kN之间，优选为 15kN至30kN之间，在第二频率范围内施加的最大执行力为5kN至35kN之间，优选为5kN至 20kN之间。根据本发明车辆的优选方案，车身处于空档位置时，车身侧倾轴与车身重心之间沿车辆竖轴方向的距离与实际应用相适应。车身重心通常在轨道上方(一般是轨道上缘 SOK上方)具有第一高度(Hl)，而侧倾轴在空档位置上沿车辆竖轴方向在轨道上方具有第二高度(H2)。第二高度和第一高度之差(H2-H1)与第一高度(Hl)的比率最大为2. 2，优选最大为1. 3，进一步优选为0. 8至1. 3之间。特定是第二高度与第一高度之差(H2-H1)可在 1.5m与大约4. 5m之间，优选约为1.8m。由此而实现的设计从上述横向偏斜限制和宽车身高运力的可实现性角度看特别有利。所述相关的侧倾补偿装置原则上可采用任何一种合适的设计方式，以便实现两个频率范围的车身侧倾角调节。根据本发明车辆的特别简单的方案，所述相关的侧倾补偿装置包括防倾装置，该防倾装置与弹簧装置动态并联放置，用于在车辆直行时对车身绕侧倾轴的侧倾运动施加阻力。这种防倾装置早已为人熟知，此处不再详加说明。这种防倾装置可基于不同的作用原理。例如基于纯机械作用原理。但也可以采用流体学(例如液压)解决方案、机电解决方案或所有这类原理的任意组合。根据一种特别简单的方案，所述防倾装置包括两个控制杆，所述控制杆的一端分别铰接在车身上，另一端分别与安装在行走机构上的扭力元件的相向两端铰接，具体参见上文。作为补充或替代方案，所述相关的侧倾补偿装置还可包括与弹簧装置动态串联放置的导引装置。该导引装置包括放置在行走机构和车身之间的导引元件，可以在车身侧倾时定义导引元件相对于车身或行走机构的运动。所述导引装置同样可采用任何一种合适的设计方式，以便完成上述导引任务。举例而言，可以通过导引元件在导轨上滑动和/或滚动来实现。根据本发明车辆的特别简单耐用的方案，所述导引装置特定是包括至少一个叠层弹簧装置。该叠层弹簧装置可实施为普通的橡胶叠层弹簧，其叠层朝车辆竖轴和车辆横轴倾斜，从而定义车身的侧倾轴。在此需要指出的是，为相关的侧倾补偿装置配置叠层弹簧装置以定义车身侧倾轴的设计是一种应单独受到保护的发明思路，它与上文中提到的第一和第二频率范围的侧倾角调节无关。
本发明对车身在行走机构上的支承方式不作限制。举例而言，可以使用将车身直接支承在车轮单元上的单级悬挂。特别有利的一点是可以使用两级悬挂。据此，所述行走机构优选包括行走机构框架和至少一个车轮单元，所述弹簧装置则具有一系悬挂和二系悬挂。行走机构框架通过一系悬挂支承在车轮单元上，车身则通过特定是实施于空气悬挂的二系悬挂支承在行走机构框架上。侧倾补偿装置优选以与二系悬挂动态并联的方式放置在行走机构框架和车身之间。这样一来，本发明可以整合到大部分的常用车辆中。所述相关的弹簧装置的刚度(尤其是横向刚度)视情况可以仅取决于所述一系悬挂和二系悬挂。弹簧装置优选包括横向弹簧装置，其作用是根据实际应用对弹簧装置的横向刚度进行相应调整或优化。在横向刚度得到优化的同时，这样还能简化弹簧装置的设计。 该横向弹簧装置可以一端与行走机构框架相连，另一端与车身相连。作为补充或替代方案， 该横向弹簧装置也可一端与行走机构框架或车身相连，另一端与侧倾补偿装置相连。
所述横向弹簧装置优选用于提高所述相关的弹簧装置沿车辆横轴方向的刚度。它可以具有与实际应用匹配的特性。该横向弹簧装置优选具有递减的刚度特性，以便最终使弹簧装置获得递减的刚度特性。根据本发明车辆的优选实施方案，所述相关的弹簧装置还包括放置在行走机构中央的应急弹簧装置，它的作用是保证车辆在弹簧装置的支承组件发生故障时也能实施应急运行。该应急弹簧装置原则上可采用任何一种适当的设计方式。该应急弹簧装置优选采用能为侧倾补偿装置的补偿作用提供支持的设计方式。为此，该应急弹簧装置可以包括能一起做补偿运动的滑动和/或滚动导引装置。本发明还涉及一种对车辆(尤其是轨道车辆)车身绕平行于车辆纵轴的侧倾轴的侧倾角进行调节的方法，其中对车身一第一侧倾角和/或一第一横向偏斜(相对于一第一行走机构)进行调节，对车身一第二侧倾角和/或一第二横向偏斜(相对于一第二行走机构)进行调节，所述第二行走机构沿一车辆纵轴方向与所述第一行走机构间隔放置。所述车身借助一第一侧倾补偿装置与所述第一行走机构配合，同时所述车身借助一第二侧倾补偿装置与所述第二行走机构配合。所述第一侧倾补偿装置和所述第二侧倾补偿装置在车辆转弯时对所述车身绕一平行于一车辆纵轴的侧倾轴朝弯道外侧的侧倾运动施加阻力。所述第一侧倾角和/或所述第二侧倾角相互配合的设置，可以使车身绕车辆纵轴的扭力负载受到抑制。作为补充或替代方案，所述第一横向偏斜和/或所述第二横向偏斜相互配合的设置，可以使车身绕车辆纵轴的扭力负载受到抑制。这样可以同等程度地实现上文说明的涉及本发明车辆的方案与优点，具体参见上文。本发明的其它优选实施方案参见从属权利要求和下文相关附图所说明的优选实施例。其中

图1为本发明车辆的一种优选实施方式处于空档位置时(沿图3中的I-I线截取)的剖视图；图2为图1所示车辆转弯时的剖视图；图3为图1所示车辆的侧视图；图4为图1所示车辆的局部透视图；图5为图1所示车辆的弹簧装置的横向力-行程特性曲线；图6为本发明车辆的另一种优选实施方式处于空档位置时的剖视图7为本发明车辆的另一种优选实施方式处于空档位置时的剖视图。图8为本发明车辆的另一种优选实施方式中一部分的剖视图。
具体实施方式
第一实施例下面参照图1至图5对本发明车辆的第一优选实施例进行说明，本发明的车辆形式为轨道车辆101，具有车辆纵轴101. 1。图1为车辆101垂直于车辆纵轴101. 1的剖面图。车辆101包括车身102，该车身在其第一末端区域内借助一个第一弹簧装置103支承在形式为第一转向架104的第一行走机构上，在其第二末端区域内借助一个第二弹簧装置113支承在形式为第二转向架114 的第二行走机构上。所述第一转向架104和所述第二转向架114在设计上是一致的，所以接下来主要讨论第一转向架104的特征。对于所述第一弹簧装置103和所述第二弹簧装置 113也是如此。当然，本发明也可以采用运用其他行走机构设计的其它配置。为方便理解，各图中都给出了一个(由转向架104或114的车轮接触平面规定的) 车辆坐标系xf、yf、zf，其中，xf坐标表示轨道车辆101的纵向，yf坐标表示轨道车辆101的横向，Zf坐标表示轨道车辆101的竖向。此外还定义了(由重力G方向规定的)绝对坐标系χ、y、ζ和(由车身102规定的)乘客坐标系Xp、yp、V转向架104包括两个形式为轮副104. 1的车轮单元，其上通过第一弹簧装置103 的一系悬挂103. 1各支承一个转向架构架104. 2。车身102再通过二系悬挂103. 2支承在转向架构架104. 2上。一系悬挂103. 1和二系悬挂103. 2在图1中简单地示意为螺旋弹簧。 当然，一系悬挂103. 1和二系悬挂103. 2可以是任何一种合适的弹簧装置。二系悬挂103. 2 优选是早已为人熟知的空气悬挂或诸如此类的系统。车辆101在一第一转向架104区域内包括一个第一侧倾补偿装置105，在一第二转向架114区域内包括一个第二侧倾补偿装置115.所述第一侧倾补偿装置105和所述第二侧倾补偿装置115在设计上是一致的，所以接下来主要讨论第一侧倾补偿装置105的特征。 该第一侧倾补偿装置与二系悬挂103. 2动态并联放置且在转向架构架104. 2和车身102之间发生作用，具体的作用方式在下文中还会进行详细说明。特别如图1所示，第一侧倾补偿装置105包括已知的防倾器106，该防倾器一侧与转向架构架104. 2相连，另一侧与车身102相连。图4为该防倾器106的透视图。如图1 和图4所示，防倾器106包括形式为第一杠杆106. 1的扭臂和形式为第二杠杆106. 2的第二扭臂。两个杠杆106. 1和106. 2在车辆101的纵向中心面(xfZf平面)的两端分别以抗扭转方式安装在防倾器106的扭力轴106. 3的末端。扭力轴106. 3沿车辆横向(yf向)延伸并且可旋转地安装在轴承座106. 4中，这些轴承座又与转向架构架104. 2固定相连。第一杠杆106. 1的自由端上铰接有第一控制杆106. 5，第二杠杆106. 2的自由端上则铰接有第二控制杆106. 6。防倾器106通过这两个控制杆106. 5、106. 6与车身102铰接。图1和图4展示的是车辆101在没有弯道的直轨道108上行驶时的空档状态。处于空档位置时，两个控制杆106. 5、106. 6位于图1的绘图平面(yfzf平面)内，并且在本实施例中朝车辆101的竖轴(zf轴)倾斜，使得其(铰接在车身102上的)上端朝车辆中心偏移，且其纵轴相交于车辆纵向中心面(xfzf平面)内的一点MP。控制杆106. 5、106. 6以已知方式定义了(空档时)与车辆纵轴101. 1平行的侧倾轴，该侧倾轴穿过点MP。换言之， 控制杆106. 5、106. 6的纵轴的交点MP构成车身102绕此侧倾轴的侧倾运动的瞬心。防倾器106允许车辆两侧的二系悬挂103. 2同时压缩，但会阻止车辆完全绕侧倾轴或瞬心MP做侧倾运动。特别如图2所示，防倾器106通过斜置的控制杆106. 5、106. 6还能实现将绕侧倾轴或瞬心MP的侧倾运动与沿车辆横轴(^轴)的横向运动相结合的组合运动机制。当然，控制杆106. 5、106. 6所规定的运动机制决定了交点MP和侧倾轴在车身102 偏离空档位置时，一般也会发生横移。图2为车辆101在超高路段转弯时的状态。如图2所示，车辆转弯时，车身102的重心SP处(因车辆横向上起主导作用的加速度而产生的)离心力Fy使转向架构架104. 2 发生朝弯道外侧 的侧倾运动，其原因是弯道外侧的一系悬挂103. 1的压缩程度相对更大。如图2进一步所示，车辆101转弯时，采用上述设计的防倾器106在二系悬挂 103. 2区域内引起补偿运动，这一补偿运动将车身102朝弯道外侧的侧倾运动(此处可对比图中用虚线轮廓102. 1表示的车辆在平直轨道上行驶时的空档状态)抵消，如果未设置防倾器106，在车身102的重心SP处发生作用的离心力就会导致弯道外侧的二系悬挂103. 2 发生程度相对更大的压缩(效果与一系悬挂103. 1发生不均勻压缩相似)，进而导致车身朝弯道外侧侧倾。防倾器106的运动机制所定义的这种补偿运动的另一个作用是提高车辆101中乘客的倾斜舒适度，因为在由车身102规定的乘客参考系xp、yp、zp中，一部分在地固系中实际产生作用的横向加速度ay或离心力Fy给乘客的感觉仅仅是车身102底板方向上的加速度分量azp或作用力Fzp有所提高，一般情况下这并不会给乘客带来多大的不适感。让乘客在其参考系中感觉不适的横向作用的横向加速度分量ayp或离心力分量Fyp则相应减小了。在乘客的参考系(Xp、yp、Zp)中发生作用的横向加速度的允许最大值ayp,max通常由车辆101的运营商规定。相关依据另见有关的国家及国际标准(例如EN 12299)。在乘客的参考系(xp、yp、zp)中(沿yp轴方向)发生作用的横向加速度ayp由两个分量构成，即第一加速度分量ayps和第二加速度分量aypd ayp = ayps+aypd. (1)第一加速度分量ayps的当前值取决于车辆以当前行驶速度在当前轨道弯曲段上的行驶状况，第二加速度分量aypd的当前值则取决于当前事件(周期性事件或偶发事件，偶发事件居多)，例如车辆经过轨道上的障碍点如道岔或类似结构。轨道弯曲段的曲率和车辆101的行驶速度在正常运行情况下的变化速度较慢，因此，第一加速度分量ayps是一个准静态分量。(往往因受冲击而产生的)第二加速度分量 aypd则是动态分量。根据本发明，根据当前横向加速度ayp最终可以测定车身102朝车辆竖轴(zf轴) 横向偏斜的最小额定值dyN,s。n,min。这里涉及的是至少需要用来确保低于最大允许横向加速度ayp,max的横向偏斜(及视情况相应的侧倾角)。可以根据车辆101的乘客具体所要求的舒适度(即，低于最大允许横向加速度ayp,_的程度)来相应规定车身102按当前行车条件沿车辆横轴(yf轴)方向横向偏斜的额定值dyw,s。n。车身102的这个横向偏斜额定值 dyff,soll同样由准静态分量Cly^stjll和动态分量dywd,s。n构成dyw, soll = dyWs, soll+dywd, soll. (2)
准静态分量dyWs,s。n是当前准静态横向加速度ayps所引发的横向偏斜(及侧倾角) 与倾斜舒适度有关的准静态额定值，而当前准静态横向加速度又与轨道弯曲段的曲率及当前行驶速度ν有关。因此，这个横向偏斜额定值也就是现有技术中的已知车辆在主动调节侧倾角以控制侧倾角时所采用的额定值。动态分量dywd, soll则是当前动态横向加速度aypd所引发的横向偏斜(及视情况侧倾角)与振动舒适度有关的动态额定值，而当前动态横向加速度又与轨道上的周期性或偶 发性干扰因素有关。为实现对车身102相对于空档位置的横向偏斜dyw(参见图1中的虚线轮廓102. 2) 进行主动调节，第一侧倾补偿装置105在本实施例中还具有执行装置107，该执行装置本身包括执行器107. 1和与之相连的控制装置107. 2。执行器107. 1 一端与转向架构架104. 2 铰接，另一端与车身102铰接。在本实施例中，执行器107. 1实施为电液执行器。当然，在本发明的其它方案中也可以采用按照任何一种其它作用原理进行工作的执行器。举例而言，可以采用纯液压式、纯气动式、纯电力和纯机电式执行器，或者以任意方式进行组合。在本实施例中，执行器107. 1所采用的放置方式使得其施加在转向架构架104. 2 和车身102之间的执行力(在空档位置上)平行于车辆横向(yf向)发生作用。当然，在本发明的其它方案中，该执行器也可采用其它放置方式，只要其施加在行走机构和车身之间的执行力在车辆横向上具有分量。根据本发明，控制装置107. 2对执行器107. 1的执行力和/或偏斜进行控制或调节，使得车身102的准静态第一横向偏斜分量dyWs与车身102的动态第二横向偏斜分量dywd 相叠加，由此得出车身102整体的横向偏斜dyw dyff = dyffs+dyffd. (3)本发明使用车身102的横向偏斜额定值dyw,s。n来调节横向偏斜dyw，如等式(2)所定义的那样，该额定值由准静态分量Clyws^11和动态分量ClywdJ11构成。为提高乘客的倾斜舒适度，本实施例在从OHz至1. OHz的第一频率范围Fl内(利用离心力Fy)对第一横向偏斜分量dyWs进行调节。因此，第一频率范围是车身102进行与当前轨道弯曲段的当前曲率及当前行驶速度相符的准静态侧倾运动的频率范围。为在此基础上进一步提高乘客的振动舒适度，本实施例在从1. OHz至6. OHz的第二频率范围F2内对第二横向偏斜分量dywd进行调节。第二频率范围是与车辆运行过程中预期会出现的干扰因素相对应的频率范围，这些干扰因素可能是周期性的，但更多的是偶发性或统计分布性干扰因素，能够被乘客感受到且会给乘客带来不适感。当然，所述第一频率范围和/或第二频率范围也可以根据具体的指定道路网络和 /或车辆运营商的具体规定(例如将车辆用于短程交通、长途运输，尤其是高速交通运输等等)做相应改动。因此，本发明的解决方案是在车身102的第一横向偏斜分量dyWs上叠加车辆102 的第二横向偏斜分量dywd，其整体效果是乘客将获得较高的舒适度，其中，第一横向偏斜的调节就是使横向偏斜(和侧倾角)与当前轨道曲率及当前行驶速度准静态匹配，而第二横向偏斜的调节就是使横向偏斜与车身受到的当前干扰因素动态匹配。借助控制装置107. 2可以根据一系列由上级车辆控制系统和/或独立传感器(例如传感器107. 3)或类似设备传输给该控制装置的输入变量对执行器107. 1进行控制。例如能代表车辆101的当前行驶速度ν、当前轨道段的曲率X、当前轨道段的超高角Y以及干扰强度和干扰频率(例如轨道位置干扰)的变量都属于控制时所参考的输入变量。这些经控制装置107. 2处理的变量可用任何一种适当的方式加以测定。特别是动态第二横向偏斜分量ClywdJ11的额定值测定，需要以足够大的带宽和足够高的精确 度对至少有必要减轻其动态分量(^ 对乘客所产生的影响的干扰因素或者这些干扰因素所引起的横向加速度ay进行测定，例如直接测量，以及/或者借助为车辆101和/或轨道预先建立的合适模型进行计算。控制装置107. 2可以任何一种适当的方式加以实现，只要其满足轨道车辆运营商所规定的相应安全要求。举例而言，该控制装置可由单独一个处理器辅助系统构成。本实施例为第一频率范围Fl和第二频率范围F2的调节设置了不同的控制电路或调节电路。在本实施例中，执行器107. 1在第一频率范围Fl内偏离空档位置的最大偏斜度为 80mm至95mm之间，在第二频率范围内偏离起始位置的最大偏斜度为15mm至25mm之间。另夕卜，执行器107. 1在第一频率范围Fl内施加的最大执行力为15kN至30kN之间，在第一频率范围内施加的最大执行力为IOkN至30kN之间。由此产生的配置从静态和动态角度看都非常有利。将侧倾补偿装置105实施为主动式系统的另一优点是，转向架104对车身102的支承在车辆101的横向上的刚度比较大。特别是可以将车身102的侧倾轴或瞬心MP设置在距车身102的重心SP较近的位置上。在本实施例中，二系悬挂103. 2所采用的设计使其具有如图5所示的复位力-横向偏斜特性曲线108。其中，力特性曲线108描述二系悬挂103. 2施加在车身102上的复位力Fyf的关联性，该复位力在车身102相对于转向架构架104. 2横向偏斜yf时发生作用。 也可以为二系悬挂103. 2设定力矩特性曲线形式的复位特性曲线，该复位特性曲线描述的是二系悬挂103. 2施加在车身102上的复位力矩Mxf与偏离空档位置的侧倾角偏斜度α 之间的关联。如图5所示，二系悬挂103. 2在第一横向偏斜范围Ql内具有第一横向刚度R1，在第一横向偏斜范围Ql以上的第二横向偏斜范围Q2内具有第二横向刚度R2，第二横向刚度小于第一横向刚度Rl。当然，该横向刚度可以在相应的横向偏斜范围Ql或Q2内有一定变化，视情况还可以有大幅变化，另见图5中用虚线绘示的其它实施例的力特性曲线109. 1,109. 2。优选应这样选择横向刚度Rl和R2，使得第一横向刚度Rl的水平至少部分(优选基本上完全)高于第二横向刚度R2的水平。当然也可以在第一横向偏斜范围Ql和第二横向偏斜范围Q2之间设置刚度水平发生重合或重叠的过渡范围。原则上可用任何一种适当的方式，根据实际应用相应调整与横向偏斜有关的横向刚度分布。根据本发明的优选方案，也可以在第二横向偏斜范围Q2内设置至少接近零值(优选为等于零)的第二斜率，参见图5中的轮廓109. 3。在本发明的其它方案中，也可以在第二横向偏斜范围Q2内设置第二负斜率，参见图5中的轮廓109. 4。其优点是可以在横向偏斜较大时，保持特别小的执行力。在本实施例中，这样选择第一横向偏斜范围Ql的刚度水平，使得第一横向刚度Rl处于100N/mm至800N/mm之间的范围内，以及这样选择第二横向偏斜范围Q2的刚度水平， 使得第二横向刚度R2处于ON/mm至300N/mm之间的范围内。因此在本实施例中，力特性曲线108在第一横向偏斜范围Ql内具有第一斜率 Sl = dFyf/dyf(Ql)，在第二横向偏斜范围Q2内具有小于第一斜率的第二斜率S2 = dFyf/ dyf(Q2)。第二斜率S2与第一斜率Sl之比V = S2/S1为0至3之间。当然在本发明的其它方案中，比率V也可以选用其它值。上述两个横向偏斜范围Ql和Q2同样可以按照实际应用以任何一种适当的方式进行相应选择。在本实施例中，第一横向偏斜范围Ql为Omm至40mm之间，第二横向偏斜范围 Q2为40mm至IOOmm之间。这样就能在以最小能耗限制车身102的最大横向偏斜方面，对侧倾补偿装置105进行特别有利的设计。如上所述，可为车辆101定义与力特性曲线108相似的力矩特性曲线。在此情况下，复位特性曲线在第一侧倾角范围Wl内具有第一斜率Si，在第一侧倾角范围Wl以上的第二侧倾角范围W2内具有第二斜率，第二斜率小于第一斜率。这种情况下第二斜率S2与第一斜率Sl之比V = S2/S1也是0至3之间。按照具体所规定的运动机制，第一侧倾角范围 Wl相应地例如为0°至1.3°之间，第二侧倾角范围W2则为1.0°至4.0°之间。换言之，本实施例中二系悬挂103. 2的横向刚度呈递减分布，因此，车身102最初发生偏离空档位置的横向偏斜时会遇到较大阻力。一开始就对横向偏斜施加大阻力的优点在于，当主动组件(例如执行器107. 1或控制装置107. 2)发生故障时，可以被动方式继续对车身102进行复位处理，至少可以使其复位至接近空档的状态，车辆转弯时也是如此(具体视当前横向加速度ay或离心力Fy而定)。有了这种故障情况下的被动复位措施后，就可以实现特别宽的车身102，从而提高车辆101的运力。为防止执行器107. 1妨碍这种被动复位的实现，执行器107. 1在本实施例中所采用的设计使其在不工作时基本不会对车身102的侧倾运动施加阻力。也即，执行器 107. 1不采用自锁设计。由于特性曲线108为递减曲线，横向偏斜阻力会随着偏斜度的增大而减小(负斜率时该阻力甚至会自动减小)。这对车辆101转弯时在第二频率范围F2内对第二横向偏斜 dywd进行动态调节是有利的，因为侧倾补偿装置105只需为第二频率范围F2内的这种动态偏斜提供较小的力。所述二系悬挂可用任何一种适当的方式获得上述递减特性曲线。举例而言，本实施例中用来将车身102支承在转向架构架104. 2上的弹簧可以通过采用相应设计来主动实现这种特性。空气悬挂则可以通过对空气弹簧的波纹管支承方式进行相应设计来实现这一
点ο当然在本发明的其它方案中，弹簧装置103可以具有一个或多个附加横向弹簧， 参见图1中的虚线轮廓110。横向弹簧110的作用是根据实际应用对二系悬挂103. 2的横向刚度进行相应调整或优化。在横向刚度得到优化的同时，这样还能大幅简化二系悬挂103. 2 的设计。如本实施例所示，横向弹簧110可一端与行走机构框架相连，另一端与车身相连。 作为补充或替代方案，这种横向弹簧也可一端与行走机构框架或车身相连，另一端与侧倾补偿装置105(例如与控制杆106. 5,106. 6中的一个)相连。该横向弹簧也可以仅在侧倾补偿装置105内部发生作用，例如在其中一个控制杆106. 5、106. 6和相应的杠杆106. 1或 106. 2或者扭杆106. 3之间发生作用。横向弹簧110可用来提高所述弹簧装置沿车辆横轴方向的刚度。它可以具有与实际应用匹配的特性。横向弹簧110优选本身就具有递减的刚度特性，从而最终使二系悬挂 103. 2获得递减的刚度特性。横向弹簧110可采用任何一种合理设计，并且可以按照任何一种合适的作用原理进行工作。可以使用拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧或者这些弹簧的任意组合。此外也可以采用纯机械弹簧、机电式弹簧、气动弹簧、液压弹簧或者这些弹簧的任意组合。在本实施例中，二系悬挂103. 2所具有的横向刚度使得车身102在执行器107. 1 不工作时(例如由于执行器107. 1或控制装置107. 2发生故障)受到绕侧倾轴的复位力矩 Mxf的作用，该复位力矩的大小使得当车身102处于额定负荷状态(即m = mmax)以及当车辆停靠在最大允许超高段(即Y = Yfflax以及ν = % = 0)时，车身102偏离空档位置的侧倾角偏斜an。t,max(rnmax;V(l;Ymax)小于2°。在本实施例中，车身102朝弯道外侧偏离空档位置的第一最大横向偏斜dya,n。t,maxOiimax ;V(l;Ymax)限于60mm。车身102朝弯道内侧偏离空档位置的第二最大横向偏斜 dyijnotjmax(rnmax ；V0 ；Ymax)限于 20mm。换言之，二系悬挂103. 2所采用的设计使得车辆101出于任何原因(例如车辆或车道受损)而停靠于如上述这般不利位置时，仍能遵守规定限界。此外，复位力矩Mxf在执行器107. 1不工作时的大小使得当车身102处于额定负荷状态(即m = mmax)以及当车辆沿车辆横轴方向作用的横向加速度(ayf,max)达到允许最大值时，车身102偏离空档位置的侧倾角偏斜an。t,max(mmax;ayf,max)小于2°。在本实施例中，车身102朝弯道外侧偏离空档位置的第一最大横向偏斜dya,n。t,max Oiimax ;ayf,max)限于60mm。车身102朝弯道内侧偏离空档位置的第二最大横向偏斜Clyi,n。t,maxOiimax ；ayf,fflJ限于20mm。换言之，所述弹簧装置(特别是其沿车辆横向的刚度)优选如此设计，使得车辆因执行装置发生故障而以正常行驶速度应急运行时，仍能遵守规定限界。因此，本实施例在任何情况下都能确保车辆101即使在侧倾补偿装置105的主动组件发生故障时，还能实施应急运行，舒适性(尤其是倾斜舒适度和/或振动舒适度)可能会有所降低，但能遵守规定限界。根据本发明，本实施例中另一个能够为车身102实现较大宽度、从而提高运力的方面是通过设置控制杆106. 5、106. 6及其所采用的放置方式，车身102的侧倾轴或瞬心 MP (在车身102处于空档位置时)与车身102的重心SP之间沿车辆竖轴方向(zf向)的距离ΔΗ较小。据此，在本实施例中，车身102的重心SP在轨道上方(确切而言是轨道上缘SOK 上方)具有第一高度Hl = 1970mm，侧倾轴在(如图1所示的)空档位置上沿车辆竖轴方向在轨道上缘SOK上方具有第二高度H2，该第二高度在本实施例中为3700mm至4500mm之间。本实施例据此得出以下比率
权利要求
1.一种车辆，特别是轨道车辆，包括一车身(102)，一第一行走机构(104)及一第二行走机构(114)，该第二行走机构(114)沿一车辆纵轴方向与第一行走机构 (104)间隔放置，其中，所述车身(102)借助一第一弹簧装置(103)沿一车辆竖轴方向支承在在一第一行走机构(104)上，所述车身(102)借助一第二弹簧装置(113)沿一车辆竖轴方向支承在在一第一行走机构(114)上，所述车身(102)通过一第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)与所述第一行走机构(104)配合，所述车身(102)通过一第二侧倾补偿装置(115 ；215 ；315)与所述第二行走机构(114) 配合，所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)和所述第二侧侧倾胡补偿装置(115 ；215 ； 315)在车辆转弯时对所述车身(102)绕一平行于一车辆纵轴的侧倾轴朝弯道外侧的侧倾运动施加阻力，其特征在于，所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)的配置，和/或所述第一侧倾补偿装置(105 ； 205 ；305)和所述第二侧倾补偿装置(115 ；215 ；315)的相互配合，可以使车身(102)绕车辆纵轴的扭力负载受到抑制，所述扭力负载特定是由作用在车身(102)的风力负载所引起。
2.如权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)可以在车身(102)沿车辆横轴方向进行第一横向偏斜(相对于第一行走机构104)时，将绕侧倾轴的第一侧倾角外加于车身(102)，所述第二侧倾补偿装置(115 ；215 ；315)可以在车身(102)沿车辆横轴方向进行第二横向偏斜(相对于第二行走机构114)时，将绕侧倾轴的第二侧倾角外加于车身(102)，所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)的配置，和/或第一侧倾补偿装置(105 ；205 ； 305)和所述第二侧倾补偿装置(115 ；215 ；315)的相互配合，可以抑制第一横向偏斜和第二横向偏斜之间的差距和/或第一侧倾角和第二侧倾角之间的差距。
3.如权利要求1或2所述，其特征在于，所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)配有一第一执行装置(107 ；207 ；307)，该执行装置至少有一个通过控制装置(107. 2 ；207. 2 ；307. 2)控制的第一执行单元(107. 1 ； 207. 1 ；307. 1)。该第一执行装置(107 ；207 ；307)的配置特定是用于，通过控制装置设定第一横向偏斜，以及/或者所述第二侧倾补偿装置(115 ；215 ；315)配有一第二执行装置(117 ；217 ；317)，该执行装置至少有一个通过控制装置(107. 2 ；207. 2 ；307. 2)控制的第二执行单元(117. 1 ； 217. 1 ；317. 1)。该第二执行装置(117 ；217 ；317)的配置特定是用于，通过控制装置设定第二横向偏斜。
4.如权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述控制装置(107. 2 ；207. 2 ；307. 2)具备至少一个检测装置，该检测装置至少能检测一个对于作用在车身(102)的扭力负载极为重要的检测参数，以及所述控制装置(107. 2 ;207. 2 ;307. 2)的配置为用于，相应地控制第一执行单元 (107. 1 ；207. 1 ；307. 1)和/或第二执行单元(117. 1 ；217. 1 ；317. 1)，从而降低扭力负载，其中 所述控制装置(107. 2 ;207. 2 ;307. 2)的配置特定是用于，相应地控制第一执行单元 (107. 1 ；207. 1 ；307. 1)和/或第二执行单元(117. 1 ；217. 1 ；317. 1)，从而沿一车辆横轴方向降低一车身(102)第一横向偏斜(相对于第一行走机构104)和一车身(102)第二横向偏斜(相对于第二行走机构114)之间的差距。
5.如权利要求4所述的车辆，其特征在于， 所述控制装置(107. 2 ；207. 2 ；307. 2)可依据检测参数控制所述第一执行单元(107. 1 ； 207. 1 ；307. 1)和/或所述第二执行单元(117. 1 ；217. 1 ；317. 1)，使第一横向偏斜和第二横向偏斜之间的差距小于40mm，优选为小于25mm，进一步优选为小于10mm。以及/或者所述控制装置(107. 2 ；207. 2 ；307. 2)可依据检测参数控制所述第一执行单元(107. 1 ； 207. 1 ；307. 1)和/或所述第二执行单元(117. 1 ；217. 1 ；317. 1)，使一车身(102)第一侧倾角(相对于第一行走机构104)和一车身(102)第二侧倾角(相对于第二行走机构114)之间的差距小于2°，优选为小于1°，进一步优选为小于0.5°。
6.如权利要求4或5所述的车辆，其特征在于，所述检测装置把一对于车身(102)第一横向偏斜极为重要的参数和/或一对于车身 (102)第二横向偏斜极为重要的参数作为至少一个检测参数，以及/或者所述检测装置把一对于第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)的一组件上的偏斜极为重要的参数，和/或把一对于第二侧倾补偿装置(115 ；215 ；315)的一组件上的偏斜极为重要的参数作为至少一个检测参数。
7.如上述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)和第二侧倾补偿装置(115 ；215 ；315)可通过一被动配合装置机械型的相互配合，其中所述配合装置在第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)和第二侧倾补偿装置(115 ；215 ； 315)的区域内产生一个同步控制动作，从而沿车辆横轴方向降低车身(102)的扭力负载， 其中特别是所述配合装置在第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)和第二侧倾补偿装置(115 ； 215 ；315)之间包含一流体性的配合。
8.如上述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，为提高倾斜舒适度，第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)可以在所述车身(102)沿一车辆横轴方向进行一第一横向偏斜时，在一第一频率范围内将第一侧倾角的一第一侧倾角分量外加于所述车身(102)，所述第一侧倾角的一第一侧倾角分量与一当前轨道段的一当前曲率相对应。以及/或者为提高倾斜舒适度，第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)可在第二频率范围内将与第一横向偏斜分量相叠加的第二横向偏斜分量外加于车身(102)，其中，第二频率范围至少部分 (甚至是完全)高于第一频率范围。
9.如权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)具有一第一执行装置(107 ；207 ；307)，所述执行装置包括至少一个由一第一控制装置(107. 2 ；207. 2 ；307. 2)控制的执行单元(107. 1 ； 207. 1 ；307. 1)，其中，所述第一执行装置(107 ；207 ；307)至少主要用于大致产生所述第一侧倾角，从而便于在所述第一频率范围内产生所述第一侧倾角。
10.如权利要求8或9所述的车辆，其特征在于 ，所述第一频率范围为OHz至2Hz之间，优选为0. 5Hz至1. OHz之间，以及/或者所述第二频率范围为0. 5Hz至15Hz之间，优选为1. OHz至6. OHz之间，以及/或者所述侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)在车辆直行时也起作用。
11.如权利要求8至10所述的车辆，其特征在于，所述车身(102)在车辆停靠于平直轨道时处于一空档位置，以及所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)，尤其是所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ； 305)的一第一执行装置(107 ；207 ；307)所采用的设计使得车辆转弯时，所述车身(102)沿一车辆横向朝弯道外侧偏离所述空档位置的一第一最大横向偏斜限于80mm至150mm，优选为限于IOOmm至120mm，以及/或者车辆转弯时，所述车身(102)沿一车辆横向朝弯道内侧偏离所述空档位置的一第二最大横向偏斜限于Omm至40mm，优选为限于20mm。
12.如权利要求8至11所述的车辆，其特征在于，所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)的一第一执行装置(107 ；207 ；307)的配置为一用于为所述车身(102)的侧倾运动定义至少一个端部阻挡的端部阻挡装置，其中，所述第一执行装置可按具体情况相应定义所述车身(102)的侧倾运动的至少一个端部阻挡的位置。
13.如权利要求8至12所述的车辆，其特征在于，所述第一侧倾补偿装置(105；205 ； 305)的一第一执行装置(107 ；207 ；307)不工作时基本上不会对所述车身(102)的一侧倾运动施加阻力，最多只会施加较小阻力。
14.如权利要求8至13所述的车辆，其特征在于，所述车身(102)在车辆停靠于平直轨道时处于一空档位置，所述第一弹簧装置(103)在所述侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)的一执行装置(107 ； 207 ；307)不工作时对所述车身(102)施加一绕所述侧倾轴的复位力矩，其中， 所述复位力矩在所述执行装置(107 ；207 ；307)不工作时的大小使得 当所述车身(102)处于一额定负荷状态以及当所述车辆停靠在一最大允许超高段时， 所述车身(102)偏离所述空档位置的一横向偏斜小于IOmm至40mm，优选为小于20mm，以及 /或者当所述车身(102)处于一额定负荷状态以及当所述车辆沿一车辆横轴方向作用的横向加速度达到一允许最大值时，所述车身(102)偏离所述空档位置的一横向偏斜小于40mm 至80mm，优选为小于60mm。
15.如权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述第一弹簧装置(103)定义一复位特性曲线，其中，所述复位特性曲线描述所述复位力矩与所述侧倾角偏斜度之间的关联，以及所述复位特性曲线呈递减分布，其中，所述复位特性曲线特定是在一第一横向偏斜范围内具有一第一斜率，在所述第一横向偏斜范围以上的一第二横向偏斜范围内具有一小于所述第一斜率的第二斜率，其中，所述第二斜率与所述第一斜率之比特定为O至1之间，优选为O至0. 5之间，进一步优选为0至0.1之间，以及/或者所述第一横向偏斜范围特定为Omm至60mm之间，优选为Omm至40mm之间，所述第二横向偏斜范围特定为20mm至120mm之间，优选为40mm至IOOmm之间。
16.如权利要求15所述的车辆，其特征在于，所述车身(102)在车辆停靠于平直轨道时处于一空档位置，以及所述第一弹簧装置(103)沿一车辆横轴方向具有一横向刚度，其与所述车身(102)沿所述车辆横轴方向偏离所述空档位置的一横向偏斜有关，其中，所述第一弹簧装置(103)特定是在一第一横向偏斜范围内具有一第一横向刚度，在所述第一横向偏斜范围以上的一第二横向偏斜范围内具有一第二横向刚度，所述第二横向刚度小于所述第一横向刚度，其中，所述第一横向刚度特定是处于100N/mm至800N/mm之间，优选为处于300N/mm至500N/ mm之间，所述第二横向刚度特定是处于ON/mm至300N/mm之间，优选为处于ON/mm至100N/ mm之间，以及/或者所述第一横向偏斜范围特定为Omm至60mm之间，优选为Omm至40mm之间，所述第二横向偏斜范围特定为20mm至120mm之间，优选为40mm至IOOmm之间。
17.如权利要求8至16中任一项所述的车辆，其特征在于，所述车身(102)在车辆停靠于平直轨道时处于一额定负荷状态和一空档位置，以及所述第一弹簧装置(103)沿一车辆横轴方向具有一横向刚度，其中， 所述第一弹簧装置(103)的横向刚度的大小使得在所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ； 305)的一第一执行装置(107 ；207 ；307)不工作的情况下，当所述车辆转弯时其沿一车辆横轴方向作用的横向加速度达到一最大允许值时所述车身(102)沿一车辆横向朝弯道外侧偏离所述空档位置的一第一最大横向偏斜限于40mm至120mm，优选为限于60mm至80mm，以及/或者所述车身(102)沿一车辆横向朝弯道内侧偏离所述空档位置的一第二最大横向偏斜限于Omm至60mm，优选为限于20mm至40mm。
18.如权利要求8至17中任一项所述的车辆，其特征在于，所述车身(102)在车辆停靠于平直轨道时处于一空档位置，以及所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)所采用的设计使得所述第一侧倾补偿装置 (105 ；205 ；305)的一第一执行装置(107 ；207 ；307)在所述第一频率范围内偏离所述空档位置的一最大偏斜为60mm至IlOmm之间，优选为 70mm至85mm之间，以及/或者在所述第二频率范围内偏离一起始位置的一最大偏斜为IOmm至30mm之间，优选为 15mm至25mm之间，以及/或者在所述第一频率范围内施加的最大执行力为IOkN至40kN之间，优选为15kN至30kN 之间，以及/或者在所述第二频率范围内施加的最大执行力为5kN至35kN之间，优选为5kN至20kN之间。
19.如权利要求8至18中任一项所述的车辆，其特征在于， 所述车身(102)在车辆停靠于平直轨道时处于一空档位置，所述车身(102)具有一重心，所述重心在所述空档位置上沿所述车辆竖轴方向在所述轨道上方具有一第一高度，所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)所采用的设计使得所述侧倾轴在所述空档位置上沿所述车辆竖轴方向在所述轨道上方具有一第二高度，其中，所述第二高度和所述第一高度之差与所述第一高度的比率最大为2. 2，优选最大为 1.3，进一步优选为0.8至1.3之间。
20.如权利要求8至19中任一项所述的车辆，其特征在于，所述第一侧倾补偿装置(105)包括一第一防倾装置(106)，所述防倾装置与所述第一弹簧装置(103)动态并联放置，用于在车辆直行时对所述车身(102)绕侧倾轴的侧倾运动施加阻力，其中，所述第一防倾装置(106)特定是包括两个控制杆(106. 5，106. 6)，所述控制杆的一端分别铰接在所述车身(102)上，另一端分别与一安装在所述第一行走机构(104)上的扭力元件(106. 3)的相向两端铰接，以及/或者所述第一侧倾补偿装置(205 ；305)包括一导引装置(211 ；311)， 所述导引装置(211 ；311)与所述第一弹簧装置(103)动态串联放置， 所述导引装置(211 ；311)包括一放置在所述第一行走机构(104)和所述车身(102)之间的导引元件(211. 1 ；311. 1)，以及所述导引装置(211 ；311)可以在所述车身(102)侧倾时定义所述导引元件(211. 1 ； 311. 1)相对于所述车身(102)或所述第一行走机构(104)的一运动，其中，所述导引装置(211 ；311)特定是包括至少一个叠层弹簧装置(211. 3 ；311. 3)。
21.如权利要求8至20中任一项所述的车辆，其特征在于，所述第一行走机构(104)具有一行走机构框架(104. 2)和至少一个车轮单元(104. 1)，以及所述第一弹簧装置(103)具有一一系悬挂(103. 1)和一二系悬挂(103. 2)，其中， 所述行走机构框架(104. 2)通过所述一系悬挂(103. 1)支承在所述车轮单元(104. 1) 上，所述车身(102)通过所述特定是实施为空气悬挂的二系悬挂(103.2)支承在所述行走机构框架(104. 2)上，以及所述第一侧倾补偿装置(105)以与所述二系悬挂(103. 2)动态并联的方式放置在所述行走机构框架(104.2)和所述车身(102)之间。
22.如权利要求21所述的车辆，其特征在于，所述第一弹簧装置(103)包括一横向弹簧装置(110)，其中， 所述横向弹簧装置(110)一端与所述行走机构框架(104.2)相连，另一端与所述车身(102)相连，以及/或者一端与所述行走机构框架(104.2)或所述车身(102)相连，另一端与所述第一侧倾补偿装置(105)相连，以及所述横向弹簧装置(110)特定是用于提高所述第一弹簧装置(103)沿一车辆横轴方向的刚度，其中，所述横向弹簧装置(110)特定是具有递减的刚度特性。
23.如权利要求8至22中任一项所述的车辆，其特征在于，所述第一弹簧装置(103)具有一沿车辆横向放置在所述第一行走机构(104)中央的应急弹簧装置(103. 3)，其中，所述应急弹簧装置(103. 3)特定是采用能为所述第一侧倾补偿装置(105)的补偿作用提供支持的设计方式。
24.本发明还涉及一种对车辆(尤其是轨道车辆)车身(102)绕平行于车辆纵轴的侧倾轴的侧倾角进行调节的方法，其中对车身(102) —第一侧倾角和/或一第一横向偏斜(相对于一第一行走机构104)进行调节，以及对车身(102) —第二侧倾角和/或一第二横向偏斜(相对于一第二行走机构114)进行调节，所述第二行走机构(114)沿一车辆纵轴方向与所述第一行走机构间隔放置，其中所述车身(102)借助一第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)与所述第一行走机构(104) 配合，所述车身(102)借助一第二侧倾补偿装置(115 ；215 ；315)与所述第二行走机构(114) 配合，所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)和所述第二侧倾补偿装置(115 ；215 ；315)在车辆转弯时对所述车身(102)绕一平行于一车辆纵轴的侧倾轴朝弯道外侧的侧倾运动施加阻力，其特征在于，所述第一侧倾角和/或所述第二侧倾角相互配合的设置，可以使车身(102)绕车辆纵轴的扭力负载受到抑制，所述第一横向偏斜和/或所述第二横向偏斜相互配合的设置，可从而使车身(102)绕车辆纵轴的扭力负载受到抑制，所述扭力负载特定是由作用在车身的风力负载所引起。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，一所述第一横向偏斜和所述第二横向偏斜之间的差距和/或一所述第一侧倾角和所述第二侧倾角之间的差距受到抑制，其中所述第一横向偏斜和/或所述第二横向偏斜特定是至少部分主动的通过一由一控制装置(107. 2 ；207. 2 ；307. 2)控制的执行单元来设置。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，至少检测到一个对于作用在车身的扭力负载(102)极为重要的检测参数，以及所述控制装置(107. 2 ；207. 2 ；307. 2)可依据检测参数设置所述第一横向偏斜和/或所述第二横向偏斜，其中所述检测装置把一对于第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)的一组件上的偏斜极为重要的参数，和/或把一对于第二侧倾补偿装置(115 ；215 ；315)的一组件上的偏斜极为重要的参数作为至少一个检测参数。
27.如权利要求25或26所述的方法，其特征在于，使第一横向偏斜和第二横向偏斜之间的差距小于40mm，优选为小于25mm，进一步优选为小于10mm，以及/或者使第一侧倾角(相对于第一行走机构)和第二侧倾角(相对于第二行走机构)之间的差距小于2°，优选为小于1°，进一步优选为小于0.5°
28.如权利要求24至27中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)和第二侧倾补偿装置(115 ；215 ；315)可通过一被动配合装置机械型的相互配合，其中所述配合装置在第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)和第二侧倾补偿装置(115 ；215 ； 315)的区域内产生一个同步控制动作，从而沿车辆横轴方向降低车身(102)的扭力负载， 其中特别是所述配合装置在第一侧倾补偿装置(105 ；205 ；305)和第二侧倾补偿装置(115 ； 215 ；315)之间包含一流体性的配合。
29.如权利要求24至27中任一项所述的方法，其特征在于，对所述第一侧倾角进行主动调节，其中，车辆转弯时，对所述车身(102)绕所述侧倾轴朝弯道外侧的侧倾运动施加阻力，以及为提高倾斜舒适度，在所述车身(102)沿一车辆横轴方向进行一第一横向偏斜时，在一第一频率范围内将第一侧倾角的一第一侧倾角分量外加于所述车身，所述第一侧倾角的一第一侧倾角分量与一当前轨道段的一当前曲率相对应，其特征在于，为提高振动舒适度，在一第二频率范围内将与第一横向偏斜分量相叠加的第二横向偏斜分量外加于车身(102)，其中，所述第二频率范围至少部分(甚至是完全)高于所述第一频率范围。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，在所述第一频率范围内至少主要以主动方式，甚至基本上完全以主动方式产生所述第一侧倾角。
31.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述第一频率范围为OHz至2Hz之间，优选为0. 5Hz至1. OHz之间，以及/或者所述第二频率范围为0. 5Hz至15Hz之间，优选为1. OHz至6. OHz之间。
32.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，车辆直行时，也在所述第二频率范围内对所述第二横向偏斜分量进行调节从而提高振动舒适度。
全文摘要
本发明涉及一种车辆，特别是轨道车辆，包括一车身(102)、一第一行走机构(104)和一第二行走机构(114)，该第二行走机构(114)沿一车辆纵轴方向与第一行走机构(104)间隔放置，所述车身(102)借助一第一弹簧装置(103)沿一车辆竖轴方向支承在一第一行走机构(104)上，所述车身(102)借助一第二弹簧装置(113)沿一车辆竖轴方向支承在一第二行走机构(114)上，所述车身(102)通过一第一侧倾补偿装置(105)与所述第一行走机构(104)配合，所述车身(102)通过一第二侧倾补偿装置(115)与所述第二行走机构(114)配合，所述第一侧倾补偿装置(105)和所述第二侧倾补偿装置(115)在车辆转弯时对所述车身(102)绕一平行于一车辆纵轴的侧倾轴朝弯道外侧的侧倾运动施加阻力，其第一侧倾补偿装置(105)的配置和/或第一侧倾补偿装置(105)和第二侧倾补偿装置(115)的相互配合，可以使车身(102)绕车辆纵轴的扭力负载受到抑制，所述扭力负载特定是由作用在车身(102)的风力负载所引起。
文档编号B61F5/24GK102448791SQ201080023177
公开日2012年5月9日 申请日期2010年3月30日 优先权日2009年3月30日
发明者沃尔克·布朗迪奇, 理查德·施耐德 申请人:庞巴迪运输有限公司