一种动车转向架横向振动幅值控制装置的制作方法

本实用新型属于铁道机车车辆技术领域。

背景技术：

高速轮轨动力车转向架驱动装置采用弹性悬挂方式是近年来应用较为成熟的一项技术，有助于提高轮轨车辆高速运行横向动力学性能。理论研究表明采用主动或半主动控制技术实现转向架可进一步提高轮轨车辆高速运行的横向动力学性能。中国专利申请号为2016106236977公开了“一种转向架构架横向振动控制装置”，包括由构架和轮对以及悬挂元件组成的转向架，构架与车体及轮对之间分别通过二系悬挂和一系悬挂连接，附加振子由弹簧与阻尼并联构成，其自由端设有质量块，另一端与构架纵梁固结，质量块设有传感器；构架的前、后端梁中部设有惯性作动器；附加振子上的传感器通过信号线与控制器连接，检测附加振子相对于构架的位移、速度和加速度的状态，并引入时滞量，通过控制器实时计算并输出控制信号至惯性作动器。

随着机电主动控制技术日益成熟并逐渐在高速铁路车辆中的应用，同时，采用主动控制方法可以补偿，因车辆服役过程中悬挂元件故障失效、踏面磨耗、线路条件变差等原因导致车辆横向稳定性降低的情况，提高车辆运行性能的可靠性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种动车转向架横向振动幅值控制装置，它能有效解决控制动车转向架横向振动振幅的问题，以提高车辆高速运行横向动力学性能。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种动车转向架横向振动幅值控制装置，包括构架、轮对及驱动装置，构架与车体及轮对之间分别通过二系悬挂和一系悬挂连接，驱动装置上设有横向惯性作动器，构架横梁中部设有传感器，传感器通过信号线与控制器连接，控制器输出接惯性作动器。

所述横向惯性作动器设置于两台驱动装置之间的内侧且相对的位置。

将惯性作动器安装在弹性悬挂的驱动装置上，控制驱动装置横向运动，实现驱动装置横向主动弹性悬挂。传感器检测构架的横向振动状态，采用反馈控制策略，将惯性作动器安装在驱动装置上而施加横向控制力，驱动装置的横向主动悬挂，相较于驱动系统被动悬挂，可提高效果，可进一步改善车辆运行性能。研究表明，相较于直接将主动控制力作用在构架上以及作用于构架与电机之间的方案，在车辆性能改善相当的情况下，将主动控制力直接作用在驱动装置上可显著减小对控制能量的要求。该结构可改善轮轨动力车高速运行性能，具有结构紧凑、易于实现和节能的优点。

该实用新型主要用于200km/h及以上速度等级高速机车或动车转向架，通过检测构架的横向振动位移、速度以及加速度，采用反馈控制策略，将惯性作动器安装在驱动装置上而施加横向控制力，减小构架的横向振动幅值，保障机车和动车高速运行时具有良好的横向动力学性能。尤其是在转向架结构悬挂元件发生故障时，采用该主动弹性悬挂结构，可明显提高了机车或动车的横向稳定性，降低轮轨横向动作用力。

本实用新型与现有技术相比的优点和积极效果：

(1)该结构可改善轮轨动力车高速运行性能，相较于其它驱动装置主动弹性悬挂结构，具有节能的优点。

(2)惯性作动器直接固定在驱动装置上，结构简易，安装方便，可适用于不同的转向架结构。

(3)采用驱动装置主动弹性悬挂结构的转向架，尤其是在转向架结构悬挂元件发生故障时，可保障了机车或动车的高带运行性能。

附图说明

图1为本实用新型结构俯视示意图

图2为本实用新型主动控制流程图

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型进行进一步描述：

一种动车转向架横向振动幅值控制装置，包括构架2、轮对4及驱动装置5，构架2与车体9及轮对4之间分别通过二系悬挂8和一系悬挂6连接，驱动装置5上设有横向惯性作动器7，构架2横梁中部设有传感器1，传感器1通过信号线与控制器连接，控制器输出接惯性作动器7。

所述横向惯性作动器7设置于两台驱动装置5之间的内侧且相对的位置。

将横向惯性作动器7安装在弹性悬挂的驱动装置5上，控制驱动装置5横向运动，实现驱动装置5横向主动弹性悬挂。传感器1检测构架2的横向振动状态，采用反馈控制策略，将横向惯性作动器7安装在驱动装置5上而施加横向控制力，驱动装置5的横向主动悬挂，相较于驱动系统被动悬挂，可提高效果，可进一步改善车辆运行性能。

由于轮对4踏面锥度以及轨道10不平顺等原因，转向架运行时出现横向振动，尤其高速运行时横向振动加剧，甚至失稳而影响车辆运行平稳性和安全性。本实用新型提出一种应用于转向架驱动装置横向主动弹性悬挂的结构，该结构由安装在通过弹性悬挂元件6横向弹性悬挂的驱动装置5上的惯性作动器7和安装在构架2端梁上的传感器1组成。通过传感器1检测构架2的横向振动状态，采用反馈控制策略将滤波后的信号按适当的反馈增益计算出主动控制力，惯性作动器7给驱动装置5施加横向控制力，减小构架2的横向振动幅值，从而进一步改善车辆运行性能。研究表明，相较于直接将主动控制力作用在构架上以及作用于构架与电机之间的方案，在车辆性能改善相当的情况下，将主动控制力直接作用在驱动装置上可显著减小对控制能量的要求。该结构可改善轮轨动力车高速运行性能，具有结构紧凑、易于实现和节能的优点。

本实用新型用于高速动车转向架，实现驱动装置的横向主动弹性悬挂，以提高动车高速运行稳定性，降低轮轨横向动作用力，尤其当转向架出现故障时该实用新型能够保障动车高速安全运行。