列车转向架上的轨道平顺度动态调整适应装置及控制方法与流程

本发明属于轨道交通领域，具体涉及一种列车转向架上的轨道平顺度动态调整适应装置及控制方法。

背景技术：

随着轨道交通线路运行时间的增加，在轨道基础不可避免地发生沉降与变形的过程中，由此将影响到轨道的竖向平顺性。轨道交通列车，尤其是高速列车，对轨道的平顺度要求高，当轨道出现一定的竖向不平顺时，轮轨相互作用加强，列车的振动加剧，同时轨道的振动、轨道基础的动应力均加强，从而影响旅客乘坐的舒适性、加大的轮轨噪声，甚至影响列车行驶的安全性，此外，振动与噪声的加剧也将增加列车运营过程中的能耗。当发生竖向不平顺后，轮轨相互作用加强，导致轨道基础动应力加大，从而加速地基基础的沉降，也加速了轨道竖向不平顺的发展。在无砟轨道广泛应用于高速铁路线路、地铁线路的背景下，轨道的竖向不平顺调整难度大。如图1所示为现有技术中常见的列车转向架示意图，在列车转向架的侧架6与轴箱4之间设置有一系悬挂弹簧3，该转向架的垂向荷载传递路径为：轮对→轴箱4→一系悬挂弹簧3→转向架→二系悬挂弹簧→车厢；可以发现，现有技术中的列车转向架无法针对轨道的竖向平顺度进行主动、实时地调整。

因此，提出一种主动适应轨道不平顺的列车转向架动态调整装置与数字化控制方法对轨道交通的发展与应用具有重要理论与实践意义。

技术实现要素：

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种列车转向架上的轨道平顺度动态调整适应装置及控制方法，该装置及方法通过在一系悬挂弹簧以及轴箱之间设置数控伸缩千斤顶，使得车架及列车可以有效的适应轨道的不平顺度。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种列车转向架上的轨道平顺度动态调整适应装置，所述轨道平顺度动态调整适应装置包括数控伸缩千斤顶；所述数控伸缩千斤顶设置于所述列车转向架的一系悬挂弹簧与轴箱之间。

所述数控伸缩千斤顶的上部套装有一千斤顶外套，所述千斤顶外套的外壁面上具有外凸的承台；所述一系悬挂弹簧套装在所述千斤顶外套的外部，且其底端支承于所述承台之上。

所述数控伸缩千斤顶的伸缩范围为10cm~20cm。

所述轨道平顺度动态调整适应装置还包括一千斤顶控制系统，所述千斤顶控制系统连接控制所述数控伸缩千斤顶的伸缩。

所述控制方法包括以下步骤：检测轨道的竖向平顺度信息；在列车运行过程中，千斤顶控制系统根据所述列车的运行状态、所述数控伸缩千斤顶的安装位置以及所述竖向平顺度信息控制所述数控伸缩千斤顶的伸缩长度与速度，以主动调整所述列车转向架的高低。

使用轨检车检测所述轨道在所述轨检车所在的里程数上所对应的所述竖向平顺度信息。

本发明的优点是，设置在一系悬挂弹簧以及轴箱之间的数控伸缩千斤顶可以主动、实时地调节列车转向架的高低，使得每个车轮可以主动适应轨道的竖向不平顺，从而有效地减小车厢振动以及转向架振动，同时可有效减小行车过程导致的轨道振动及其基础振动，在减振的同时还具有降噪与减少列车运行能耗的作用。

附图说明

图1为现有技术中列车转向架的侧架构造示意图

图2为本发明中列车转向架的侧架构造示意图；

图3为本发明中列车转向架上的轨道平顺度动态调整适应装置的控制方法的流程示意图。

图4为现有技术中的列车在不平顺的轨道上运行时的示意图；

图5为安装有本发明的轨道平顺度动态调整适应装置的列车在不平顺的轨道上运行时的示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-5，图中标记1-9分别为：数控伸缩千斤顶1、千斤顶控制系统2、一系悬挂弹簧3、轴箱4、千斤顶外套5、侧架6、承台7、轨道8、车轮9。

实施例：如图2、3所示，本实施例具体涉及一种列车转向架上的轨道平顺度动态调整适应装置，其包括数控伸缩千斤顶1以及千斤顶控制系统2；数控伸缩千斤顶1设置在列车转向架的一系悬挂弹簧3与轴箱4之间；千斤顶控制系统2连接数控伸缩千斤顶1的控制端，通过千斤顶控制系统2可以根据轨道的平顺度数据控制数控伸缩千斤顶1的伸缩长度；数控伸缩千斤顶1的伸缩范围为10cm至20cm。

如图2、3所示，在本实施例中，列车的轮对安装在轴箱4上；数控伸缩千斤顶1的上部套装有一千斤顶外套5，千斤顶外套5底部的外壁面上具有外凸的承台7；一系悬挂弹簧3套装在千斤顶外套5的外部且其底端支承于承台7之上；一系悬挂弹簧3的顶端连接在列车转向架的侧架6的底部；列车的载荷依次经过二系悬挂弹簧、转向架、一系悬挂弹簧3、轴箱4以及轮对传递至轨道。

如图2、3所示，本实施例中列车转向架上的轨道平顺度动态调整适应装置的控制方法，具体包括以下步骤：

1）使用轨检车检测轨道的平顺度，在检测过程中轨检车连续检测其里程数以及与里程数对应的竖向平顺度，并将里程数以及相对应的竖向平顺度保存在数据库中；通过检测，可以获取轨道上任意位置的竖向平顺度。

2）根据所采集的轨道竖向平顺度，对线路的不平顺状态进行评估分析。

3）在列车始发之前，将列车运行轨道的平顺数据存储至千斤顶控制系统2中。

4）在列车运行过程中，根据列车的位置以及各数控伸缩千斤顶1在列车上的安装位置确定各数控伸缩千斤顶1与轨道之间的相对位置，千斤顶控制系统2根据各数控伸缩千斤顶1与轨道之间的相对位置获取各数控伸缩千斤顶1下方的轨道的竖向平顺度；千斤顶控制系统2将轨道的竖向平顺度以及列车的运行速度作为输入参数，采用控制算法计算出各数控伸缩千斤顶1伸缩长度及伸缩速度，并将计算出的伸缩长度及伸缩速度发送至各数控伸缩千斤顶1的控制端，数控伸缩千斤顶1根据千斤顶控制系统2的指令主动、实时地调节其伸缩长度，进而主动调整列车转向架的高低以适应轨道的竖向不平顺。

如图4、5所示，轨道8存在较大凹陷；图4中的列车没有安装本实施例的轨道平顺度动态调整适应装置，因此图4中的列车经过轨道8的凹陷处时，列车的车轮9沿着轨道8的凹陷产生波动，从而导致列车振动颠簸；而图5中的列车装有本实施例的轨道平顺度动态调整适应装置；当列车经过轨道8的凹陷处时，数控伸缩千斤顶1向下伸长，这使得列车可以自动且主动地去适应轨道8的不平顺，避免轨道8的竖向不平顺度导致列车振动颠簸。

本实施例的有益技术效果为：设置在一系悬挂弹簧以及轴箱之间的数控伸缩千斤顶可以主动、实时地调节列车转向架的高低，使得每个车轮可以主动适应轨道的竖向不平顺，从而有效地减小轮轨相互作用，也减小车厢振动以及转向架振动，同时可有效减小行车过程导致的轨道振动及其基础振动，可降低列车运行过程中的噪声，节省列车运行能耗。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种列车转向架上的轨道平顺度动态调整适应装置及控制方法，该装置包括数控伸缩千斤顶；所述数控伸缩千斤顶设置于所述列车转向架的一系悬挂弹簧与轴箱之间；在该方法中根据轨道的不平顺调节数控伸缩千斤顶的伸缩长度。本发明的优点在于：设置在一系悬挂弹簧以及轴箱之间的数控伸缩千斤顶可以主动、实时的调节列车转向架的高低，使得每个车轮可以主动适应轨道的竖向不平顺，从而有效地减小转向架振动以及小车厢振动，同时可有效减小行车过程导致的轨道振动及其基础振动，以及具有降噪与减少列车运行能耗的作用。

技术研发人员：黄大维;雷晓燕;冯青松;罗锟;张鹏飞;谢发明
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：2017.05.26
技术公布日：2017.09.15