轨道车辆用耗能减振装置及轨道车辆的制作方法

1.本实用新型属于轨道车辆技术领域，更具体地说，是涉及一种轨道车辆用耗能减振装置及轨道车辆。


背景技术：

2.当轨道车辆系统沿轨道运行时，随着运行速度的提高，车轮在两个钢轨上具有周期性的横向运动特征，车辆横向振动的平衡位置由最初的稳定状态变为不稳定状态，进而出现极限环振动，这种振动状态的“恶化”行为便称之为车辆系统蛇行失稳运动，蛇行运动是一种非常普遍的横向摆动现象。过高的轨道车辆系统运行速度会加剧轮轨间的激扰频率，产生横向振荡，甚至脱轨。机车车辆的轮对、转向架以及车体在水平面内是弹性连接的，因此车轮踏面锥度效应导致的轮对的蛇行运动会引起整个机车车辆的蛇行运动。优化动力系统或者利用轨道车辆的自身设备可以减弱蛇行失稳行为。
3.现有技术中，轨道车辆常用的车用设备的连接方式是在设备与车体之间放置橡胶减振器，用于降低设备与车体间振动互扰，同时避免设备与车体直接刚性连接，延长工作寿命。但是仅使用橡胶减震器连接设备与车体，并不能减弱车体的横向振动，也没有主动地利用设备固有的质量和空间属性，将设备本身作为稳定结构和耗能结构为消耗横向摆动能量做出贡献。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种轨道车辆用耗能减振装置，旨在实现消耗车体的横向振动、减小设备与车体之间振动传动的目的。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种轨道车辆用耗能减振装置，包括：
6.粘滞阻尼器，沿轨道车辆的车体的左右方向设置；所述粘滞阻尼器的外壳用于固定在所述车体的底部，所述粘滞阻尼器的活塞杆沿所述车体的左右方向伸出所述外壳；以及
7.连接结构，位于所述车体的下方，与所述活塞杆的伸出端连接，并且还用于连接位于所述车体下方的车用设备。
8.在一种可能的实现方式中，所述连接结构包括：
9.支架，顶端与所述活塞杆的伸出端固定连接；
10.橡胶弹簧，固定设置在所述支架上；以及
11.连接件，在上下方向上连接所述橡胶弹簧及所述车用设备。
12.在一种可能的实现方式中，所述粘滞阻尼器包括：
13.所述外壳，用于固定在所述车体的底部，具有用于盛装粘滞阻尼液的阻尼腔体；
14.活塞，滑动设置在所述阻尼腔体内，连接有所述活塞杆；所述活塞上设有多个间隔设置且用于使粘滞阻尼液通过的通孔；所述活塞将所述阻尼腔体分隔为第一阻尼腔体及第
二阻尼腔体；
15.两个弹簧，分别设置在所述第一阻尼腔体及所述第二阻尼腔体内，并且均沿所述车体的左右方向伸缩设置。
16.一些实施例中，所述活塞杆的伸出端设有向下延伸的延伸板，所述延伸板与所述支架的顶端固定连接。
17.一些实施例中，所述外壳的一端连接有向上延伸且向所述车体的左右方向弯折的固定板，所述固定板的弯折板面用于与所述车体的底部固定连接。
18.一些实施例中，所述活塞的外周套设有密封圈。
19.在一种可能的实现方式中，所述轨道车辆用耗能减振装置还包括：
20.固定座，用于固定在所述车体的底部，具有沿所述车体的左右方向延伸的空腔；所述活塞杆的伸出端位于所述空腔内，且所述活塞杆的伸出端与所述空腔可沿所述车体的左右方向发生相对移动。
21.一些实施例中，所述空腔内设有沿所述车体的左右方向延伸的导轨，所述活塞杆的伸出端转动连接有滚轮，所述滚轮与所述导轨滚动接触。
22.本实用新型提供的轨道车辆用耗能减振装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型轨道车辆用耗能减振装置，在车体的底部安装粘滞阻尼器，通过粘滞阻尼器及连接结构连接车体和车用设备；利用车用设备作为质量块，在轮对蛇形运动使车体发生横向振动时，粘滞阻尼器的外壳跟随车体横向移动，而粘滞阻尼器的活塞杆受车用设备的限制固定不定，因此粘滞阻尼器内的粘滞阻尼液会发生流动，粘滞阻尼液在流动中会生成热量，从而使车体横向振动的动能转化为内能，能量最终以生成热量形式被耗散。
23.本实用新型提供的轨道车辆用耗能减振装置，在横向上提供阻尼，在不增加附加质量情况下起到减小车体横向摆动幅度，耗散车体横向摆动能量的作用，有效地提升了车辆系统临界速度、舒适度和平稳性能。
24.本实用新型还提供了一种轨道车辆，包括车体、位于所述车体下方的车用设备，以及上述的轨道车辆用耗能减振装置。
25.本实用新型提供的轨道车辆的有益效果与上述的轨道车辆用耗能减振装置的有益效果相同，在此不再赘述。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型实施例提供的轨道车辆用耗能减振装置与车体及车用设备的连接结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例提供的轨道车辆用耗能减振装置的剖视结构示意图；
29.图3为本实用新型实施例提供的轨道车辆用耗能减振装置的爆炸结构示意图；
30.图4为本实用新型实施例提供的轨道车辆用耗能减振装置与车体及车用设备的连接结构示意图。
31.图中：1、粘滞阻尼器；11、外壳；111、第一阻尼腔体；112、第二阻尼腔体；12、活塞；121、通孔；13、活塞杆；131、延伸板；14、弹簧；15、固定板；16、滚轮；2、连接结构；21、支架；22、橡胶弹簧；23、连接件；3、固定座；31、空腔；32、导轨；4、车体；5、车用设备。
具体实施方式
32.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.请一并参阅图1至图4，现对本实用新型提供的轨道车辆用耗能减振装置进行说明。所述轨道车辆用耗能减振装置，包括粘滞阻尼器1及连接结构2。粘滞阻尼器1沿轨道车辆的车体4的左右方向设置；粘滞阻尼器1的外壳11用于固定在车体4的底部，粘滞阻尼器1的活塞杆13沿车体4的左右方向伸出外壳11；连接结构2位于车体4的下方，与活塞杆13的伸出端连接，并且还用于连接位于车体4下方的车用设备5。
34.本实用新型利用车用设备5作为质量块，在轮对蛇形运动使车体4发生横向振动时，粘滞阻尼器1的外壳11跟随车体4横向移动，车用设备5受自身重量、惯性力以及粘滞阻尼器1的限制，不会立刻跟随横向移动，粘滞阻尼器1的活塞杆13受车用设备5的限制固定不定，外壳11移动而活塞杆13不动，使得粘滞阻尼器1内的粘滞阻尼液发生流动，粘滞阻尼液在流动中会生成热量，从而使车体4横向振动的动能转化外壳11移动的势能再为内能，能量最终以生成热量形式被耗散，从而降低车辆系统与轨道之间的横向瞬时相互作用力。
35.本实用新型提供的轨道车辆用耗能减振装置，与现有技术相比，利用粘滞阻尼器1及连接结构2连接车体4与车用设备5，使得车体4与车用设备5之间为弹性连接，能够保护车体4的自身结构及车用设备5的自身结构；使用现有的车用设备5作为质量块，根据车用设备5的空间参数、自身参数和外部激励等参数，通过理论计算配合合适参数和数量的粘滞阻尼器1，在不增加附加质量情况下起到减小车体4横向摆动幅度，耗散车体4横向摆动能量的作用，有效地提升了车辆系统临界速度、舒适度和平稳性能。
36.另外，本实用新型提供的轨道车辆用耗能减振装置为被动耗能装置，不受系统软件、硬件的滞后性约束，设计安装完成后，在维护期内安全可靠，且简单易维护、造价低廉，适合应用在各种轨道车辆系统上。
37.在一些实施例中，上述连接结构2可以采用如图2及图3所示结构。参见图2及图3，连接结构2包括支架21、橡胶弹簧22及连接件23，支架21的顶端与活塞杆13的伸出端固定连接；橡胶弹簧22固定设置在支架21上；连接件23在上下方向上连接橡胶弹簧22及车用设备5。
38.由于连接结构2设置有橡胶弹簧22，连接结构2相当于一个橡胶减振器，用于降低车体4与车用设备5之间的振动互绕，起到在上下方向上减振的作用。在车辆运行方向和上下方向上，不会影响车辆牵引、制动等特征。
39.橡胶弹簧22可以固定在支架21的内部，也可以固定在支架21的底面。当然，为了节省安装空间，以及保护橡胶弹簧22避免外漏，橡胶弹簧22优选置于支架21的内部，如图1及图2所示。
40.连接件23可以简化为由上至下穿过橡胶弹簧22的紧固螺栓，如图1及图2所示，利
用紧固螺栓将橡胶弹簧22、支架21及车用设备5固定在一起。当然，连接件23也可以根据车用设备5顶面的具体结构设计为相配合的其他结构。
41.在一些实施例中，上述粘滞阻尼器1可以采用如图2及图3所示结构。参见图2及图3，粘滞阻尼器1包括上述的外壳11、活塞12以及两个弹簧14。外壳11用于固定在车体4的底部，随着车体4移动，外壳11具有用于盛装粘滞阻尼液的阻尼腔体；活塞12滑动设置在阻尼腔体内，活塞12的外周面与外壳11的内周壁相接触，且活塞12的外周套设有密封圈。连接有上述的活塞杆13；活塞12上设有多个间隔设置且用于使粘滞阻尼液通过的通孔121；活塞12将阻尼腔体分隔为第一阻尼腔体111及第二阻尼腔体112；两个弹簧14分别设置在第一阻尼腔体111及第二阻尼腔体112内，并且均沿车体4的左右方向伸缩设置，弹簧14的两端分别与活塞12、外壳11的内壁抵接。
42.在轮对蛇形运动使车体4发生横向振动时，外壳11跟随车体4横向移动，车用设备5受自身重量、惯性力以及粘滞阻尼器1的限制，不会立刻跟随横向移动，活塞杆13受车用设备5的限制固定不定，外壳11移动而活塞杆13及活塞12不动，使得第一阻尼腔体111及第二阻尼腔体112的空间发生改变，粘滞阻尼液随着空间的变化在第一阻尼腔体111、第二阻尼腔体112之间流动，受粘滞阻尼液自身的限制，其在流动及穿过通孔121的过程中都会生成热量，以实现动能-势能-内能的有序转化。
43.为了保证活塞杆13与支架21之间实现稳定连接，在上述实施方式的基础上，活塞杆13的伸出端设有向下延伸的延伸板131，延伸板131用于与支架21的顶端固定连接，如图1及图2所示。
44.由于支架21为立体结构，增加延伸板131后，一方面可以简化支架21的结构(支架21无需设计复杂，就能实现与延伸板131固定)，另一方面还能保证活塞杆13与支架21之间连接稳定。
45.在一些实施例中，上述外壳11可以采用如图3所示结构。参见图3，外壳11的一端连接有向上延伸且向车体4的左右方向弯折的固定板15，固定板15的弯折板面用于与车体4的底部固定连接。
46.具体地，固定板15固定在外壳11的一端，固定板15包括板面与左右方向平行的水平板以及板面与上下方向平行的竖直板，水平板与车体4的底部接触，水平板用于实现和车体4的固定连接。竖直板用于与外壳11连接。
47.由于水平板能够和车体4的底部接触，增大了连接面积，因此增加固定板15能够保证外壳11与车体4之间连接稳定。
48.由于粘滞阻尼器1既会跟随车体4发生横向移动，又要承受连接结构2的竖向作用力，为了保证活塞杆13能够处于稳定状态，不被连接结构2及车用设备5带动向下偏转，在一些实施例中，该轨道车辆用耗能减振装置还包括固定座3，固定座3用于固定在车体4的底部，固定座3具有沿车体4的左右方向延伸的空腔31；活塞杆13的伸出端位于空腔31内，且活塞杆13的伸出端与空腔31沿车体4的左右方向可发生相对移动。
49.固定座3用于固定在车体4的底部，也会跟随车体4移动，而活塞杆13的伸出端伸入空腔31内，空腔31会支撑活塞杆13，从而限制活塞杆13向下偏转。
50.需要说明的是，为了保证活塞杆13与连接结构2连接，固定座3的底面具有与空腔31连通的开口，活塞杆13的伸出端还能够向下伸出开口，以与连接结构2的顶端连接，或者
连接结构2的顶端能够通过开口伸入至空腔31内，以与活塞杆13连接。
51.图2所示的实施例中，利用延伸板131伸出开口，实现与支架21的连接。
52.为了进一步保证固定座3与活塞杆13之间发生相对移动时活塞杆13平稳，在上述实施方式的基础上，空腔31内设有沿车体4的左右方向延伸的导轨32，活塞杆13的伸出端转动连接有滚轮16，滚轮16与导轨32滚动接触。
53.在固定座3横向移动时，固定座3会使滚轮16自转，滚轮16与导轨32之间滚动接触，相比滑动接触而言，滚动接触的摩擦力小，而且不会直接对活塞杆13造成摩擦损坏。
54.本实用新型还提供了一种轨道车辆，包括车体4、位于车体4下方的车用设备5，以及上述的轨道车辆用耗能减振装置。
55.本实用新型提供的轨道车辆用耗能减振装置，与现有技术相比，利用粘滞阻尼器1及连接结构2连接车体4与车用设备5，使得车体4与车用设备5之间为弹性连接，能够保护车体4的自身结构及车用设备5的自身结构；使用现有的车用设备5作为质量块，根据车用设备5的空间参数、自身参数和外部激励等参数，通过理论计算配合合适参数和数量的粘滞阻尼器1，在不增加附加质量情况下起到减小车体4横向摆动幅度，耗散车体4横向摆动能量的作用，有效地提升了车辆系统临界速度、舒适度和平稳性能。
56.另外，本实用新型提供的轨道车辆用耗能减振装置为被动耗能装置，不受系统软件、硬件的滞后性约束，设计安装完成后，在维护期内安全可靠，且简单易维护、造价低廉，适合应用在各种轨道车辆系统上。
57.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。