一种列车用液压变刚度抗侧滚装置的制作方法

本发明涉及一种列车用液压变刚度抗侧滚装置，属于列车抗侧滚。

背景技术：

1、列车的走行部是独立于车厢的转向架，转向架是行走在轨道上的四轮小车，某些国家直称“下车”。在转向架的上面有左右设置的用于为车厢减振的两个空气弹簧，列车的车厢的前端和后端就分别搁放在前后两个转向架的空气弹簧上。

2、列车在通过轨道曲线段时，强大的离心力使车厢压在转向架内侧（相对于轨道曲线段）的空气弹簧的压力锐减，该侧空气弹簧迅即向上抬升，而车厢压在转向架外侧（相对于轨道曲线段）的空气弹簧的压力大增，该侧空气弹簧进一步向下沉落，使整个车厢发生一定幅度的侧滚。

3、这种侧滚是要进行干涉的，目的之一是抑制车厢侧滚的幅度，消除进一步侧滚可能发生侧翻的风险，二是在列车进入平直路段后要及时将车厢两侧恢复到同一高度。

4、但采取的干涉措施要做到以下两点：

5、一、不能将车厢强力束缚在转向架上，否则，车厢强大的侧滚力会连同转向架一起发生侧滚，从而使车轮脱轨；

6、二、不能影响车厢两侧同步等幅沉浮。

7、传统的干涉措施是采用了抗侧滚装置，其组成、结构及工作原理是：

8、如图9、10所示，抗侧滚装置包括抗侧滚扭杆21、拉杆22和支座23。抗侧滚扭杆21具有扭杆部211和设在扭杆部211两端的扭转臂212。扭杆部211通过两端的支座23横向水平安装在转向架24架体的底部，两端的扭转臂212在列车经过平直道路时基本保持水平状态。两个扭转臂212的外端部分别通过拉杆与车厢25两侧连接。抗侧滚扭杆21的扭杆部211具有扭转弹力，其刚度根据实际需要确定。

9、下面以车厢25的左侧向右侧侧滚为例说明抗侧滚装置的作用原理进行描述：

10、当车厢25的左侧向右侧侧滚时，车厢25左侧由左测的拉杆向左侧的扭转臂212外端施加拉力，而车厢25右侧则通过右侧的拉杆对右侧的扭转臂212外端施加向下的压力。而根据作用力与反作用力的原理，此一过程实际也就是：当车厢25的左侧向右侧侧滚时，抗侧滚扭杆21的左侧扭转臂212通过左侧拉杆向车厢25的左侧施加拉力，以阻止车厢25左侧向右测翻滚；抗侧滚扭杆21右侧的扭转臂212通过右侧拉杆向车厢25的右侧施加向上的压力，以阻止车厢25的右侧向下沉落。而上述过程中，抗侧滚扭杆21实际起的作用是，当车厢25的左侧向右侧侧滚，左侧车厢25通过左测的拉杆向左侧的扭转臂212外端施加拉力时，这种拉力通过扭杆部211转化为右侧扭转臂212外端向上的顶升力，这种顶升力是通过右侧扭转臂212向车厢25右侧主动施加的顶升力，这种向车厢25右侧主动施加的向上的顶升力与左测拉杆向左侧车厢25施加向下拉力相配合，从而有效抵抗车厢25的左侧向右侧侧滚。

11、由于抗侧滚扭杆21的扭杆部211具有扭转弹力，当列车通过曲线离心力增大，抗侧滚扭杆21的左侧扭转臂212向车厢25的左侧施加的拉力也会增大，扭杆部211会产生扭转变形，以容许车厢25的左侧相对于转向架适度抬升，避免将左侧转向架向上带起造成脱轨。

12、由于抗侧滚扭杆21的扭杆部211具有扭转弹力，使得车厢25的左侧向右侧侧滚时，左侧扭转臂212向车厢25的左侧保持拉力，因此，当列车由弯道进入平直路段，车厢受到的离心力解除时，左侧扭转臂212能够将车厢25的左侧拉下，右侧扭转臂212能够将先前沉落的车厢25的右侧顶起，从而使车厢两侧恢复到同一高度。

13、由于两个支座23安装在扭杆部211，扭杆部211能够绕自身的轴线转动，因此，当车厢25两侧同步下压左右两侧的扭转臂212外端或同步上拉左右两侧的扭转臂212外端时，扭杆部211绕自身的轴线转动，所以车厢25两侧同步等幅的沉浮不受干涉。

14、从上可以看出，现有抗侧滚装置简单而又巧妙的对车厢侧滚进行了有效的干涉，消除了车厢侧滚带来的风险。

15、但是，现有抗侧滚装置也还存在如下缺陷：

16、一、现有抗侧滚扭杆的安装位置，也是转向架上适合安装其他部件的宝贵空间，当满足现有抗侧滚扭杆的安装时，其他部件的设置不得不为其让路，转向架无法实现更合理的布局设置；

17、二、现有抗侧滚扭杆为重量很大的钢质件，重达150—200公斤，其使用不符合轨道列车轻量化的要求；

18、三、国外有一类转向架生产时没有考虑现有抗侧滚扭杆的装置的设计，其没有符合加装现有抗侧滚扭杆装置的位置和空间。

19、为解决上述问题，本公司展开专门研究，同时对业内是否有解决类似问题的技术方案进行专利检索，结果为：没有发现针对上述问题进行技术改进的专利文献，但发现有解决其他问题而技术上具有与本技术部分技术方案相关的专利文献。

20、申请号为为202210466160.x，名称为一种可调扭杆系统及抗侧滚方法。该专利文献公开了一种可调扭杆系统及抗侧滚方法，采用可调的液压连杆组成可调扭杆系统，通过控制液体介质的流动来改变液压杆的特性，使得连杆长度具有：保持不变、单向随动伸长或单向随动缩短的特性。从而使抗侧滚扭杆系统能够提供：双向抗侧滚力矩或单向抗侧滚力矩，以满足轨道车辆在不同路轨上的安全行驶要求。

21、由此可见，该专利文献提供的技术方案不能解决本技术提出的上述问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种液压抗侧滚装置，使其在具有现有抗侧滚扭杆装置功能的前提下，能够弥补现有抗侧滚装置存在的抗侧滚扭杆需要占据转向架宝贵的装配空间的缺陷。

2、针对上述问题，本发明提出的技术方案是：

3、一种列车用液压变刚度抗侧滚装置，包括左液压缸、右液压缸、液压流道和变刚度回力装置，所述左液压缸和右液压缸分别在转向架的左侧和右侧连接车厢和转向架，液压流道连通左液压缸和右液压缸，变刚度回力装置设置在液压流道上，车厢发生侧滚时，一侧液压缸将受到作用力并将受到的作用力以反作用力的形式通过液压流道传递到另一侧的液压缸，并由该另一侧的液压缸将该反作用力作用于转向架和车厢，同时，变刚度回力装置至少在侧滚超过设定幅度时能够对车厢侧滚力进行变刚度缓冲并形成使车厢恢复侧滚前姿态的回复力。

4、进一步地，所述左液压缸和右液压缸分别具有左缸活塞和右缸活塞；左液压缸内左缸活塞以上空腔和以下空腔分别为左上液压腔室和左下液压腔室，右液压缸内右缸活塞以上空腔和以下空腔分别为右上液压腔室和右下液压腔室；左液压缸和右液压缸分别设有连接左缸活塞和右缸活塞的左活塞杆和右活塞杆。

5、进一步地，所述液压流道设置为管道一和管道二；管道一连通左上液压腔室与右下液压腔室，管道二连通左下液压腔室与右上液压腔室。

6、进一步地，左液压缸和右液压缸的缸体竖向固定在转向架上，左活塞杆和右活塞杆的外端分别与车厢连接，所述液压流道设置在左液压缸和右液压缸之间的转向架上。

7、进一步地，所述管道一和管道二的内径大于或等于左液压缸或右液压缸的缸径。

8、进一步地，所述变刚度回力装置包括回压缸，回压缸的缸腔从一端到另一端依次设有液压室一、回压活塞一、回压室一、间隔件、回压室二、回压活塞二和液压室二，管道一和管道二的液压油分别流经液压室一和液压室二，回压室一和回压室二内作能够分别对液压室一和液压室二形成弹性压力的弹性设置。

9、进一步地，所述间隔件为密封固定在回压缸缸腔中间腔壁上的间隔板，所述回压室一和回压室二内作能够分别对液压室一和液压室二形成弹性压力的弹性设置，是在回压室一和回压室二内分别设置弹性件一和弹性件二，弹性件一和弹性件二的一端分别固定在间隔板的两侧，弹性件一与回压活塞一之间和弹性件二与回压活塞二之间分别设有间隔一和间隔二，所述弹性件一和弹性件二均为金属簧或橡胶体。

10、进一步地，回压室一和回压室二内气体压强高于大气压强，其被压缩刚度小于弹性件一或弹性件二的刚度。

11、进一步地，所述间隔件为间隔活塞，在间隔活塞两侧的回压室一和回压室二内，有对称设置的限制间隔活塞滑移距离的止档件一和止档件二。

12、进一步地，所述回压室一和回压室二内作能够分别对液压室一和液压室二形成弹性压力的弹性设置，是在回压室一和回压室二内充有高压气体，或设置金属簧，或设置橡胶体。

13、有益效果

14、1、液压管路可以任意弯曲布设，无需像现有技术中抗侧滚扭杆的设置那样需要挤占转向架上宝贵的空间和位置，使得转向架总体设计能够更加科学合理；

15、2、解决了在实现以液压方式抗侧滚目的的同时，还需要满足车厢自由沉浮的难题；

16、3、对车厢侧滚能够实施变刚度阻抗，能够改善侧滚时车厢与转向架之间受力的协调性；

17、4、由液压管路替代抗侧滚扭杆，减轻了50%以上的重量，符合轨道交通轻量化，节约运行能耗的总要求。