一种惯容悬挂机构及惯容悬挂机构仿真方法

本发明涉及轨道列车，特别是一种惯容悬挂机构及惯容悬挂机构仿真方法。

背景技术：

1、道车辆由车体和转向架组成，车体和转向架之间通过二系悬挂装置实现承载，通过牵引拉杆实现转向架向车体传递牵引力和制动力。低地板等轨道车辆由于载客量大、快速便捷，越来越成为城市首选的交通工具，但因其结构紧凑，空间有限等因素，限制了车辆二系悬挂装置的选取。现有的二系悬挂装置多采用空气弹簧、或单钢圆弹簧，空气弹簧和单钢圆弹簧不能满足大载客量的要求，车辆通过小曲线时，车体和转向架产生很大的回转角，导致二系弹簧产生较大的水平位移，易造成车辆横向失稳。

2、轨道车辆的二系悬挂装置可以将车体的重量弹性地均匀地分配到转向架构架上，并起到缓震的作用，当轨道车辆行驶在轨道上时，提高轨道车辆运行的平稳性；为了更进一步减缓波动对车辆的影响，提出本发明。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于现有的问题，提出了本发明。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：减震组件，包括有悬挂上盖、设于所述悬挂上盖端面的气囊和设于所述气囊外壁的橡胶块；以及，

4、惯容组件，包括有第一外壳、设于所述第一外壳内部的丝杆和设于所述第一外壳内部的第一阀门。

5、作为本发明所述惯容悬挂机构的一种优选方案，其中：所述橡胶块端面设有第一底座，所述第一底座远离橡胶块的一端连接有第二底座。

6、作为本发明所述惯容悬挂机构的一种优选方案，其中：所述惯容组件设有四组，其两组设置在所述第二底座的端面，另外两组设置在所述橡胶块的外壁。

7、作为本发明所述惯容悬挂机构的一种优选方案，其中：所述第一外壳内部分别设有第一油腔和第二油腔，所述第一外壳内壁固定连接有第一限位台，所述丝杆端面设有可沿第二油腔内壁滑动的推动台。

8、作为本发明所述惯容悬挂机构的一种优选方案，其中：所述丝杆外壁设有第二限位台，所述丝杆延伸至所述第一外壳的外部，且外壁套设有轨迹壳，所述轨迹壳内壁设有轨迹螺纹。

9、作为本发明所述惯容悬挂机构的一种优选方案，其中：所述丝杆外壁设有轴承，所述丝杆外壁设有第二外壳，所述第二外壳一端连接有球头，所述球头与所述第二底座连接，所述轴承外壁与所述第二外壳内壁连接，所述丝杆的外壁固定设有圆台。

10、本发明的有益效果：本发明通过在空气弹簧上加入惯容原理的油压缓冲功能的装置，以此去减少列车在运行过程中不同方位波动对列车产生的抖动影响，以此去优化列车在运行过程中的平稳性。

11、作为本发明所述惯容悬挂机构的一种优选方案，其中：步骤一、建立轨道车辆动力学模型；

12、步骤二、进行仿真，获得车辆在行驶过程中的垂向平稳性指标和横向平稳性指标；

13、步骤三、将惯容组件和减振器通过机械结构串联并与空气弹簧连接，形成新型的惯性减振器；

14、步骤四、将新型悬挂导入动力学模型中替换原有的二系悬挂；

15、步骤五、对导入了新型悬挂的动力学模型进行仿真，获得车辆在行驶过程中的垂向平稳性指标和横向平稳性指标；

16、步骤六、将仿真得到的垂向平稳性指标和横向平稳性指标与未使用新型悬挂的动力学模型进行比较。

17、作为本发明所述惯容悬挂机构的一种优选方案，其中：将惯容组件和减振器通过机械结构设计串联在一起，并在垂向和横向上与空气弹簧连接。

18、作为本发明所述惯容悬挂机构的一种优选方案，其中：建立惯容组件的数学模型，惯容原件的数学模型如下：

19、其中f为施加于组件两端点上等大反向的力，b为惯容系数，vi为端点i的速度。

20、作为本发明所述惯容悬挂机构的一种优选方案，其中：建立新型的惯容减振器的刚体模型，并与轨道车辆的转向架构架建立垂直方向和横向的力铰，并根据新型的惯容减振器输出力的时变特征和该工况的力学特征，建立惯容原件和车体及构架的时变力，通过仿真，记录该工况下轨道车辆横向平稳性指标和垂向平稳性指标。

21、本发明的有益效果：通过建立相对应的数学模型，对加入惯容组件前后进行相对应的数据仿真，验证惯容悬挂机构能够更好的对行驶中的列车起到减震缓冲的效果。

技术特征：

1.一种惯容悬挂机构，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的惯容悬挂机构，其特征在于：所述橡胶块(103)端面设有第一底座(104)，所述第一底座(104)远离橡胶块(103)的一端连接有第二底座(105)。

3.如权利要求1所述的惯容悬挂机构，其特征在于：所述惯容组件(200)设有四组，其两组设置在所述第二底座(105)的端面，另外两组设置在所述橡胶块(103)的外壁。

4.如权利要求2所述的惯容悬挂机构，其特征在于：所述第一外壳(201)内部分别设有第一油腔(201a)和第二油腔(201b)，所述第一外壳(201)内壁固定连接有第一限位台(201c)，所述丝杆(202)端面设有可沿第二油腔(201b)内壁滑动的推动台(202a)。

5.如权利要求4所述的惯容悬挂机构，其特征在于：所述丝杆(202)外壁设有第二限位台(202b)，所述丝杆(202)延伸至所述第一外壳(201)的外部，且外壁套设有轨迹壳(204)，所述轨迹壳(204)内壁设有轨迹螺纹(204a)。

6.如权利要求1所述的惯容悬挂机构，其特征在于：所述丝杆(202)外壁设有轴承(205)，所述丝杆(202)外壁设有第二外壳(206)，所述第二外壳(206)一端连接有球头(206a)，所述球头(206a)与所述第二底座(105)连接，所述轴承(205)外壁与所述第二外壳(206)内壁连接，所述丝杆(202)的外壁固定设有圆台(207)。

7.一种惯容悬挂机构仿真方法，其特征在于：包括如权利要求1～5任一所述的惯容悬挂机构，以及，

8.如权利要求7所述的惯容悬挂机构仿真方法，其特征在于：将惯容组件和减振器通过机械结构设计串联在一起，并在垂向和横向上与空气弹簧连接。

9.如权利要求8所述的惯容悬挂机构仿真方法，其特征在于：建立惯容组件的数学模型，惯容原件的数学模型如下：

10.如权利要求9所述的惯容悬挂机构仿真方法，其特征在于：建立新型的惯容减振器的刚体模型，并与轨道车辆的转向架构架建立垂直方向和横向的力铰，并根据新型的惯容减振器输出力的时变特征和该工况的力学特征，建立惯容原件和车体及构架的时变力，通过仿真，记录该工况下轨道车辆横向平稳性指标和垂向平稳性指标。

技术总结
本发明涉及轨道列车技术领域，特别是一种惯容悬挂机构及惯容悬挂机构仿真方法，减震组件，包括有悬挂上盖、设于所述悬挂上盖端面的气囊和设于所述气囊外壁的橡胶块；以及，惯容组件，包括有第一外壳、设于所述第一外壳内部的丝杆和设于所述第一外壳内部的第一阀门；本发明通过在空气弹簧上加入惯容原理的油压缓冲功能的装置，以此去减少列车在运行过程中不同方位波动对列车产生的抖动影响，以此去优化列车在运行过程中的平稳性；通过建立相对应的数学模型，对加入惯容组件前后进行相对应的数据仿真，验证惯容悬挂机构能够更好的对行驶中的列车起到减震缓冲的效果。

技术研发人员：孙庚辰,陈迪来
受保护的技术使用者：上海应用技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15