专利名称：机车车辆用变阻尼油压减振器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油压减振器，特别涉及一种应用于铁路机车车辆 上的垂向油压减振器。
技术背景油压减振器是铁路机车车辆上的一个重要部件。机车车辆的车轮与钢 轨面之间是钢对钢的接触，车轮表面的不规则和轨道的不平顺都将直接经 车轮传到悬挂部件上去，从而引起机车车辆各部分的高频和低频振动，如 果这种振动不经过减振器来减弱，则会降低机械部件的结构强度和使用寿 命以及恶化运行品质，这对运输的安全性、舒适性和经济性都是不利的。机车车辆经过下沉量较大的钢轨接头时，轮轨间因冲击作用会产生很大的动载荷。英国铁路对86级B0—B0式电力机车线路试验和理论计算得 出一个车轮与钢轨间的垂向总载荷对车轮静载荷之比的峰值竞高达5. 0。在 运行的线路上，可设置焊接长钢轨，从而使接头数量大大减少。不过，即 使在这种情况下，在焊缝处还可能因焊接质量关系而继续存在着几何形状 上的不平顺，同时，因钢轨材质、硬度不一和轨枕的离散布置而存在着物 理性能上的不均匀。这些不均匀引起的轮轨冲击类似于钢轨接头，加剧车 辆簧下部分的损坏并恶化机车、车辆的运行平稳性。根据Lyon等人的研究，线路模型如图l所示，它可用于模拟沉陷严重 的钢轨接头，车体各部件对该接头响应的最大值可作为强度计算的参考值 (见附图l)。Zt=h(l+cos(2 nx/入t)) 入t/4〈x〈入t/2Zt=h(l_cos(2 jix/入t)) 0〈x〈入t/4 所以机车车辆在经过钢轨不均匀时会产生凹陷，对机车车辆而言就是 瞬时的冲击。由于现在铁路客车大提速、货车重载荷，机车车辆的运行速度提高和 轴重加大，车轮和钢轨接触踏面状态造成的振动和冲击产生垂向动态作用， 机车车辆动态作用反过来又传递到运行线路上，因此差的条件会加大钢轨 的磨耗，产生波纹和下沉。故应适当减振，但不得增大运行的危险性。为 此应降低整个振动频带中的动态作用。这就需要用带有较硬的弹簧减振装 置和较硬的减振器的转向架来实现。现在铁路机车车辆上使用的减振器大部分是一种恒阻尼特性的减振 器，减振器工作时，活塞在油缸中往复运动，油液在缸中流动时经阻尼阀 而产生减振阻尼力，其阻尼阀是一定的，因此产生的阻尼特性是一定的， 也就是阻尼系数是一定。对于瞬时的冲击响应慢，不能即时产生较大瞬时 阻尼力。现在机车车辆上也使用变阻尼油压减振器， 一种是电磁阀油压减振器， 它是在现有阻尼阀的基础上，增加了一个电磁控制的阻尼阀，通过机车车 辆的控制系统来控制电磁阀的开启和关闭，从而产生不同的阻尼特性；另 一种是磁流体油压减振器，它是通过控制磁场大小来控制流体的粘度，来 控制通过阻尼阀的阻尼力大小，改变油压减振器的阻尼特性。这些变阻尼油压减振器均是通过电特性进行控制，瞬时响应慢。如果 要对这种瞬时冲击有效控制就要增加比较多的各种传感器，增加比较复杂 的控制辅助系统，这样就增加了机车车辆的成本，增加了运行故障的发生 率。实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有的机车车辆油压减振器的不足，提出 一种结构更为轻巧、简单，能较好减缓瞬时冲击对机车车辆机械部件损坏， 提高机车车辆的安全及舒适性的机车车辆用变阻尼油压减振器。本实用新型是通过下述技术方案实现的这种新型的机车车辆用油压 减振器，包括上连接体、下连接体、储油缸组件、油缸组件、活塞杆组件。 其中，储油缸组件套在油缸组件外面，并通过底阀连通；上连接体与活塞杆组件连接在一起，下连接体与储油缸组件的底部连接在一起。其特点在于在现有阀片阻尼阀的基础上，在活塞杆组件的活塞的中心增设一个阻 尼节流装置，阻尼节流装置的一个端口在活塞上面腔体的活塞杆上，另一 个端口在活塞下面腔体的活塞杆中心孔上。阻尼节流装置至少包括上节流 挡板、阀头、下节流挡板，上节流挡板安装在阀头的上面，下节流挡板安 装在阀头的下面。此外，在阀头的上面和下面分别有使阀头恢复到正常位 置的上波形弹簧和下波形弹簧。本实用新型的工作原理是当油压减振器在拉伸时，油缸上腔的液压 油通过活塞上的阻尼阀片和阻尼节流装置两条油路进入油缸下腔；在压縮 时液压油通过活塞上的阻尼阀片和阻尼节流装置两条油路进入油缸上腔， 剩余部分通过油缸组件上的底阀进入储油缸。通常的油压减振器没有阻尼 节流装置这条阻尼油路，当机车车辆在平顺的轨道上低频振动时，这个阻 尼节流装置与阻尼阀片一起起作用，产生一定的阻尼力，当机车车辆通过 不平顺轨道受到瞬时冲击时，机车车辆的瞬时垂向加速度急剧加大，这时 阻尼节流装置瞬时变小至关闭，增大油缸工作压力，从而加大阻尼力，起 振动的缓冲的作用。当冲击过后，随着机车车辆的垂向加速度变小，阻尼节流装置由关闭变大，又恢复到原来的阻尼特性。 本实用新型的新型油压减振器的结构特点是阻尼阀在低频振动情况下，这个阻尼节流装置与原油压减振器阀片阻 尼阀一起工作，产生一定的阻尼力。当有瞬时冲击振动时，振动加速度加 大，阻尼节流装置变小至关闭，增大油压减振器油缸工作压力，从而起到 加强减振的作用。这种油压减振器的特点是变阻尼不用传感器，不用电磁 阀，也不用线圈，瞬时响应快，不需要其他辅助控制系统，成本低。主要 优点有以下几点1、 外观整体和现在通常油压减振器一样，不影响在现在机车车辆上的 安装。2、 对机车车辆瞬时冲击的减振响应快，恢复也快。3、 结构简单、轻巧，不需各种传感器，线圈及辅助控制系统。4、 成本低，无需维护。本实用新型由于具有上述的结构特点，因此可以广泛甩在提速机车车 辆上使用，特别是在客货混跑线路上运行的机车车辆。
图l为线路轨道模型示意图；图2为新型油压减振器结构图；图3为图2所示新型油压减振器的阻尼节流装置结构放大图。 图中1-上连接体2-活塞杆组件 3-油缸上腔 4-阀片阻尼阀 5-阻尼节流装置 6-液压油 7-底阀 8-下连接体 9-储油缸组件 10-油缸下腔 11-活塞 12-油缸组件 13-阻尼节流装置油孔14-上节流挡板15-上波形弹簧16-阀头17-下波形弹簧18-下节流挡板具体实施方式
附图给出了本实用新型的一种具体结构形式，下面将结合附图对本实 用新型作进一步的描述。从附图2可以看出，本实用新型包括上连接体l、下连接体8、储油缸 组件9、油缸组件12、活塞杆组件2、等几部分。其中，储油缸组件9套在 油缸组件12外面，并通过底阀7连通；上连接体1与活塞杆组件2连接在 一起，下连接体8与储油缸组件9的底部连接在一起。其特点在于在活 塞杆组件2的活塞11的中心设有阻尼节流装置5，阻尼节流装置的一个端 口在活塞11上面腔体的活塞杆上，另一端口在活塞11下面腔体的活塞杆 中心孔上。阻尼节流装置由上节流挡板14、上波形弹簧15、阀头16、下波 形弹簧17、下节流挡板18组成。上节流挡板14安装在阀头16的上面，下 节流挡板18安装在阀头16的下面。此外，在阀头16的上面和下面分别有 使阀头16恢复到正常位置的上波形弹簧15和下波形弹簧17。本实用新型的工作原理是在油压减振器拉伸和压縮时活塞杆组件2 带动活塞11作上下移动，液压油6就分两路从油缸上腔3进入油缸下腔10 和从油缸下腔10进入油缸上腔3， 一路通过活塞上的阀片阻尼阀4;另一 路通过活塞杆上的阻尼节流装置5。当机车车辆在平缓的运行时，即在低频 振动情况下，油压减振器受到的垂向振动加速度是一定，这时油压减振器 的阻尼节流装置5相当一个小孔节流，当拉伸时油缸上腔3的液压油6通 过活塞杆上的阻尼节流装置油孔13进入，穿过上节流挡板14、阀头16， 到下节流挡板18进入油缸下腔10;它和阀片阻尼阀4共同作用产生油压减 振器的阻尼力。当机车车辆在遇到瞬时冲击时，机车车辆的车体垂向加速 度变大，阀片阻尼阀4还是和原来一样，但阻尼节流装置5中的阀头16在受到瞬时垂向加速度的作用，在惯性力的作用下作上下移动，减少和上下 节流挡板的距离至关闭阀，起一个单板节流阀放大器作用，增加减振器的 阻尼力，从而使减振器在运行过程中起到变阻尼作用，减缓冲击带来的振动。当冲击过后，阀头16在上波形弹簧15和下波形弹簧17作用下恢复到 正常位置，也即恢复到原来阻尼特性。
权利要求1、机车车辆用变阻尼油压减振器，包括上连接体、下连接体、储油缸组件、油缸组件、活塞杆组件；其中，储油缸组件套在油缸组件外面，并通过底阀连通；上连接体与活塞杆组件连接在一起，下连接体与储油缸组件的底部连接在一起；其特征在于在活塞杆组件的活塞的中心设有阻尼节流装置，阻尼节流装置的一个端口在活塞上面腔体的活塞杆上，节流装置的另一端口在活塞下面腔体的活塞杆中心孔上。
2、 如权利要求1所述的机车车辆用变阻尼油压减振器，其特征在于: 所述的阻尼节流装置是由上节流挡板、阀头、下节流挡板组成，上节流挡 板安装在阀头的上面，下节流挡板安装在阀头的下面。
3、 如权利要求2所述的机车车辆用变阻尼油压减振器，其特征在于 在阀头的上面和下面分别有使阀头恢复到正常位置的上波形弹簧和下波形 弹簧。
专利摘要机车车辆用变阻尼油压减振器。包括上连接体、下连接体、储油缸组件、油缸组件、活塞杆组件。其中，储油缸组件套在油缸组件外面，并通过底阀连通；上连接体与活塞杆组件连接在一起，下连接体与储油缸组件的底部连接在一起。其特点在于在活塞杆组件的活塞的中心增设一个阻尼节流装置，阻尼节流装置的一个端口在活塞上面腔体的活塞杆上，另一个端口在活塞下面腔体的活塞杆中心孔上。节流装置包括阻尼阀油孔、节流挡板、阀头、下节流挡板。在阀头的上面和下面分别有使阀头恢复到正常位置的上波形弹簧和下波形弹簧。
文档编号F16F9/34GK201100358SQ20072006432
公开日2008年8月13日 申请日期2007年8月31日 优先权日2007年8月31日
发明者李晓光, 殷盛福, 群 薛, 黎剑锋 申请人:中国南车集团株洲电力机车研究所