轨道车辆的车体工作高度调节系统、方法及轨道车辆与流程

1.本发明涉及空气弹簧技术领域，特别涉及一种轨道车辆的车体工作高度调节系统、方法及轨道车辆。


背景技术：

2.空气弹簧是一种在柔性密闭的橡胶气囊中加入压力空气，利用空气的压缩弹性进行工作的非金属弹性元件，具有缓冲及减振的作用，它具有结构简单、工作可靠及便于维护等优点，故广泛应用于轨道车辆的悬挂系统中。
3.目前，为保证空气弹簧处于标准工作高度，通常采用高度阀动态感知轨道车辆的车体高度的变化，并完成空气弹簧的充气或排气的动作。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打开，对空气弹簧进行充气，使其恢复标准工作高度；当车辆载重减小时，车体上升，此时高度阀排气阀门打开，对空气弹簧进行排气，也使其恢复标准工作高度。
4.目前，现有技术通过高度阀动态调整轨道车辆的车体工作高度还存在如下弊端：
5.(1)高度阀是机械式结构，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间隙增加，控制精度会进一步降低；
6.(2)使用单独的高度阀装置调整车体高度，必然导致转向架成本升高、设计结构复杂，同时车辆架修时需要单独拆卸高度阀和车体的连接部位，或高度阀和摇枕的连接部位，增加了车辆架修的成本，降低了生产效率。


技术实现要素：

7.为解决现有技术中采用高度阀动态调整轨道车辆的车体工作高度控制精度低、生产和维修成本高的技术问题，本发明提供了一种轨道车辆的车体工作高度调节系统，取消了高度阀，简化了转向架结构，提高了控制准确度和精确度，因此车辆架修时无需再单独拆卸高度阀和车体的连接部位，或高度阀和摇枕的连接部位，降低了车辆架修的成本，提高了生产效率。
8.本发明提供一种轨道车辆的车体工作高度调节系统，应用于轨道车辆，包括：
9.检测单元，所述检测单元设置于空气弹簧内，用于实时检测所述空气弹簧的内部间隙值；
10.控制单元，所述控制单元设置于所述轨道车辆的车体上或转向架上，所述控制单元与所述检测单元电连接，用于根据所述内部间隙值生成充气或排气指令；
11.执行单元，所述执行单元设置于所述轨道车辆的转向架上，所述执行单元与所述控制单元电连接，用于根据所述充气或排气指令对所述空气弹簧进行充气或排气，实现所述车体工作高度的动态调整。
12.上述的轨道车辆的车体工作高度调节系统，其中，所述检测单元还用于检测所述空气弹簧的内部压力值。
13.上述的轨道车辆的车体工作高度调节系统，其中，所述检测单元包括位移传感器和压力传感器。
14.上述的轨道车辆的车体工作高度调节系统，其中，所述执行单元为电磁阀，所述电磁阀为三位五通阀，所述电磁阀分别与所述轨道车辆的风源、所述空气弹簧的充气通道及所述空气弹簧的排气通道相连通。
15.上述的轨道车辆的车体工作高度调节系统，其中，还包括：
16.存储单元，所述存储单元与所述控制单元电连接，用于存储所述内部间隙值和所述内部压力值。
17.本发明还提供一种轨道车辆，包括轨道车辆的车体工作高度调节系统、空气弹簧及转向架；所述轨道车辆的车体工作高度调节系统包括：检测单元、控制单元及执行单元，所述检测单元设置于所述空气弹簧内，所述控制单元设置于车体上或所述转向架上，所述执行单元设置于所述转向架上。
18.本发明还提供一种轨道车辆的车体工作高度调节方法，应用于轨道车辆，包括如下步骤：
19.s1：检测单元实时检测空气弹簧的内部间隙值；
20.s2：控制单元根据所述内部间隙值生成充气指令或排气指令；
21.s3：执行单元根据所述充气或排气指令对所述空气弹簧进行充气或排气，实现车体工作高度的动态调整。
22.上述的轨道车辆的车体工作高度调节方法，其中，所述s2步骤具体包括：
23.所述控制单元判断所述内部间隙值与标准间隙值的大小，当所述内部间隙值小于所述标准间隙值时，所述控制单元生成充气指令；当所述内部间隙值大于所述标准间隙值时，所述控制单元生成排气指令。
24.上述的轨道车辆的车体工作高度调节方法，其中，还包括：
25.s4：所述控制单元判断所述内部间隙值是否等于所述标准间隙值，若是，则所述执行单元停止对所述空气弹簧进行充气或排气；若否，则所述执行单元继续根据所述充气或排气指令对所述空气弹簧进行充气或排气。
26.上述的轨道车辆的车体工作高度调节方法，其中，还包括：
27.s5：所述检测单元实时检测所述空气弹簧的内部压力值，所述控制单元根据所述内部压力值，判断所述空气弹簧是否故障，当所述空气弹簧故障时，则所述执行单元停止对所述空气弹簧进行充气或排气。
28.本发明的技术效果或优点：
29.本发明提供了一种轨道车辆的车体工作高度调节系统，应用于轨道车辆，包括检测单元、控制单元和执行单元，其中，检测单元设置于空气弹簧内，用于实时检测空气弹簧的内部间隙值，控制单元设置于轨道车辆的车体上或转向架上，控制单元与检测单元电连接，用于根据内部间隙值生成充气或排气指令，执行单元设置于轨道车辆的转向架上，执行单元与控制单元电连接，用于根据充气或排气指令对空气弹簧进行充气或排气，实现所述车体工作高度的动态调整。通过上述方式，该轨道车辆的车体工作高度调节系统取消了高度阀，简化了转向架结构，提高了控制准确度和精确度，因此车辆架修时无需再单独拆卸高度阀和车体的连接部位，或高度阀和摇枕的连接部位，降低了车辆架修的成本，提高了生产
效率。
附图说明
30.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
31.图1是本发明实施例所提供的轨道车辆的车体工作高度调节系统的结构框图；
32.图2是本发明实施例所提供的轨道车辆的车体工作高度调节系统应用于大曲囊式空气弹簧的结构示意图；
33.图3是本发明实施例所提供的轨道车辆的车体工作高度调节系统应用于小曲囊式空气弹簧的结构示意图；
34.图4是本发明实施例所提供的轨道车辆的车体工作高度调节方法的流程图。
35.附图说明：1、空气弹簧；11、第一端面；12、第二端面；2、控制单元；3、执行单元；4、充排气管路。
具体实施方式
36.为了使本技术领域人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。虽然附图中公开了本发明的实施方式，然而应当理解，以任何形式实现本发明而不应被阐述的实施方式所限制。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。文中使用术语“第一”、“第二”等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一元件、部件、区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”等之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.为解决现有技术中采用高度阀动态调整轨道车辆的车体工作高度控制精度低、生产和维修成本高的技术问题，本发明提供了一种轨道车辆的车体工作高度调节系统，取消了高度阀，简化了转向架结构，提高了控制准确度和精确度，因此车辆架修时无需再单独拆卸高度阀和车体的连接部位，或高度阀和摇枕的连接部位，降低了车辆架修的成本，提高了生产效率。
40.下面结合具体实施例及说明书附图，对本发明的技术方案作详细说明。
41.本实施例提供一种轨道车辆的车体工作高度调节系统，应用于轨道车辆，包括：
42.检测单元，所述检测单元设置于空气弹簧内，用于实时检测所述空气弹簧的内部间隙值；
43.控制单元，所述控制单元设置于所述轨道车辆的车体上或转向架上，所述控制单元与所述检测单元电连接，用于根据所述内部间隙值生成充气或排气指令；
44.执行单元，所述执行单元设置于所述轨道车辆的转向架上，所述执行单元与所述控制单元电连接，用于根据所述充气或排气指令对所述空气弹簧进行充气或排气，实现所述车体工作高度的动态调整。
45.本实施例提供的一种轨道车辆的车体工作高度调节系统，取消了高度阀，简化了转向架结构，提高了控制准确度和精确度，因此车辆架修时无需再单独拆卸高度阀和车体的连接部位，或高度阀和摇枕的连接部位，降低了车辆架修的成本，提高了生产效率。
46.参考图1～图3，本发明实施例涉及一种轨道车辆的车体工作高度调节系统，应用于轨道车辆，具体地说，应用于轨道车辆中的空气弹簧，既可应用于大曲囊式空气弹簧，也可应用于小曲囊式空气弹簧，空气弹簧1的第一端面11与车体或枕梁连接，空气弹簧1的第二端面12与转向架连接，轨道车辆的车体工作高度调节系统包括检测单元、控制单元2、执行单元3以及存储单元，其中，检测单元与控制单元2电连接，控制单元2与执行单元3电连接，控制单元2还与存储单元电连接。
47.具体地说，参考图1～图3，检测单元用于检测空气弹簧1的内部间隙值和内部压力值。检测单元设置于空气弹簧1内，检测单元与控制单元2电连接，在本实施例中，检测单元与控制单元2可通过无线单元或有线单元电连接，无线单元包括但不限于wifi、蓝牙及以太网；有线单元包括但不限于rs485、rs232及can总线。
48.在本实施例中，检测单元包括位移传感器和压力传感器，其中，位移传感器和压力传感器均设置于空气弹簧1内，位移传感器包括但不限于红外传感器、超声波传感器及光纤传感器。
49.在具体应用中，检测单元中的位移传感器实时检测空气弹簧1的内部间隙值，检测单元中的压力传感器实时检测空气弹簧1的内部压力值，并将检测到的内部间隙值和内部压力值发送至控制单元2。
50.继续参考图1～图3，控制单元2用于生成充气或排气指令。具体地说，控制单元2设置于轨道车辆的车体上或转向架上。
51.在具体应用中，控制单元2接收位移传感器发送的内部间隙值，并根据内部间隙值生成充气或排气指令。更具体地说，当车体载重变化时，轨道车辆的车体工作高度相应会发生变化，检测单元中的位移传感器实时检测空气弹簧1的内部间隙值，根据内部间隙值与标准间隙值的大小，标准间隙值即空气弹簧1处于标准工作时高度，标准间隙值为一定值，控制单元2生成充气或排气指令。当内部间隙值小于标准间隙值时，生成充气指令，当内部间隙值大于标准间隙值时，生成排气指令。
52.在具体应用中，控制单元2接收压力传感器发送的内部压力值，控制单元2根据内部压力值判断空气弹簧1是否故障，在当空气弹簧1故障时，执行单元3关闭与空气弹簧1的充气通道4相连通的通道或空气弹簧1的排气通道4相连通的通道。
53.继续参考图1～图3，执行单元3用于控制空气弹簧1充气或排气。具体地说，执行单元3设置于轨道车辆的转向架上，执行单元3与控制单元2电连接。
54.在本实施例中，执行单元3为电磁阀，其中电磁阀为三位五通阀，电磁阀分别与车辆的风源(一般为制动管路的风源)、空气弹簧1的充气通道4及空气弹簧1的排气通道4相连
通。其中，电磁阀可为先导式，电磁阀也可为直动式。
55.在具体应用中，控制单元2将充气指令或排气指令发送至执行单元3，执行单元3根据充气指令或排气指令对空气弹簧1进行充气或对空气弹簧1进行排气，实现轨道车辆的车体工作高度的动态调整。具体地说，当执行单元3接收到控制单元2发送的充气指令时，则打开与空气弹簧1的充气通道4相连通的通道，直至内部间隙值达到标准间隙值；当执行单元3接收到控制单元2发送的排气指令时，则打开与空气弹簧1的排气通道相连通的通道，直至内部间隙值达到标准间隙值。
56.继续参考图1～图3，存储单元用于存储检测单元检测的数据。具体地说，存储单元与控制单元2电连接，用于存储位移传感器检测的内部间隙值及压力传感器检测的内部压力值，以此可根据历史存储的内部间隙值和内部压力值分析空气弹簧1的性能。
57.本实施例提供的一种轨道车辆的车体工作高度调节系统，取消了高度阀，简化了转向架结构，提高了控制准确度和精确度，因此车辆架修时无需再单独拆卸高度阀和车体的连接部位，或高度阀和摇枕的连接部位，降低了车辆架修的成本，提高了生产效率。
58.本实施例还提供一种轨道车辆，包括轨道车辆的车体工作高度调节系统、空气弹簧1及转向架，其中轨道车辆的车体工作高度调节系统为上述的轨道车辆的车体工作高度调节系统，轨道车辆的车体工作高度调节系统包括检测单元、控制单元2及执行单元3，检测单元设置于空气弹簧1内，控制单元2设置于车体上或转向架上，执行单元3设置于转向架上。
59.本实施例中还提供了一种轨道车辆的车体工作高度调节方法，应用于轨道车辆，具体地说，应用于轨道车辆中的空气弹簧，既可应用于大曲囊式空气弹簧，也可应用于小曲囊式空气弹簧，空气弹簧1的第一端面11与车体或枕梁连接，空气弹簧1的第二端面12与转向架连接，包括如下步骤：
60.s1：检测单元实时检测空气弹簧的内部间隙值。
61.在本实施例中，检测单元设置于空气弹簧1内，检测单元包括位移传感器，位移传感器包括但不限于红外传感器、超声波传感器及光纤传感器。
62.在具体应用中，位移传感器实时检测空气弹簧的内部间隙值，并将检测到的内部间隙值发送至控制单元2。
63.s2：控制单元2根据所述内部间隙值生成充气指令或排气指令。
64.在本实施例中，控制单元2设置于轨道车辆的车体上或转向架上，控制单元2与检测单元电连接，可通过无线单元或有线单元电连接，无线单元包括但不限于wifi、蓝牙及以太网；有线单元包括但不限于rs485、rs232及can总线。
65.在本实施例中，s2步骤具体包括：
66.控制单元2判断内部间隙值与标准间隙值的大小，当内部间隙值小于标准间隙值时，控制单元2生成充气指令；当内部间隙值大于标准间隙值时，控制单元2生成排气指令。
67.s3：执行单元3根据所述充气或排气指令对所述空气弹簧1进行充气或排气。
68.在本实施例中，执行单元3与控制单元2电连接，执行单元3为电磁阀，其中电磁阀为三位五通阀，电磁阀分别与车辆的风源(一般为制动管路的风源)、空气弹簧1的充气通道4及空气弹簧1的排气通道4相连通。其中，电磁阀可为先导式，电磁阀也可为直动式。
69.在具体应用中，控制单元2将充气指令或排气指令发送至执行单元3，执行单元3根
据充气指令或排气指令对空气弹簧1进行充气或对空气弹簧1进行排气，实现轨道车辆的车体工作高度的动态调整。具体地说，当执行单元3接收到控制单元2发送的充气指令时，则打开与空气弹簧1的充气通道4相连通的通道，直至内部间隙值达到标准间隙值；当执行单元3接收到控制单元2发送的排气指令时，则打开与空气弹簧1的排气通道4相连通的通道，直至内部间隙值达到标准间隙值。
70.s4：所述控制单元2判断所述内部间隙值是否等于所述标准间隙值，若是，则所述执行单元3停止对所述空气弹簧1进行充气或排气；若否，则所述执行单元3继续根据所述充气或排气指令对所述空气弹簧1进行充气或排气。
71.在具体应用中，为进一步保证对空气弹簧1的精准控制，在当空气弹簧1的内部间隙值达到标准间隙值时，无需再对空气弹簧1进行充气或排气，此时，执行单元3停止对空气弹簧1进行充气或排气，即关闭与空气弹簧1的充气通道4相连通的通道或与空气弹簧1的排气通道4相连通的通道。
72.在具体应用中，s4步骤与s1步骤、s2步骤及s3步骤并无先后顺序。
73.s5：所述检测单元实时检测所述空气弹簧1的内部压力值，所述控制单元2根据所述内部压力值，判断所述空气弹簧1是否故障，当所述空气弹簧1故障时，则所述执行单元3停止对所述空气弹簧1进行充气或排气。
74.在本实施例中，压力传感器设置于空气弹簧1的内部，为保证轨道车辆运行的安全性，压力传感器实时检测空气弹簧1的内部压力值，并与标准压力值进行比较，以此判断空气弹簧1是否故障。
75.本实施例提供的一种轨道车辆的车体工作高度调节方法，取消了高度阀，简化了转向架结构，提高了控制准确度和精确度，因此车辆架修时无需再单独拆卸高度阀和车体的连接部位，或高度阀和摇枕的连接部位，降低了车辆架修的成本，提高了生产效率。
76.以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。