ХОДОВОЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1999 года по МПК B61F5/00 B61F5/10 

Изобретение касается ходового механизма для рельсового подвижного состава.

В одной из уже известных систем наклона ("Talgo-Pendular-System, ETR 42 (1993) H1-2, S.39) при помощи высоко расположенной вторичной пружины маятник кузова с высоколежащим центром вращения реализован в таком виде, что кузов движется подобно свободному маятнику и тем самым уменьшается центробежная сила, действующая на пассажира. Недостатком такой системы является то, что вагон в нижней части (плоскость сидений) в своем внешнем контуре должен быть уменьшен, что создает уменьшение помещений, имеющихся в распоряжении пассажиров.

В следующей известной системе наклона (SIG-Neitec ETR 42 (1993) H1-2, S. 36, 37) маятниковое устройство размещено между тележкой ходового механизма и рамой ходового механизма, при этом активизируется возбуждаемый центробежной силой воздушный цилиндр методу тележкой и рамой, который располагается горизонтально в поперечном направлении между тележкой и рамой ходового механизма и наклоняет тележку или кузов при помощи подъемного движения к внутренней стороне изгиба, причем подъемное движение совершается через действующий нестабильно пневматический цилиндр, который реагирует на поперечное смещение тележки и рамы ходового механизма. Центр вращения маятниковой системы находится при этом почти в центре тяжести кузова. Недостаток состоит в том, что для активизации системы наклона (маятникового устройства) необходимы существенные поперечные смещения тележки и рамы. Из-за этого в большинстве случаев уменьшаются полезные поперечные сечения кузова.

Известна также маятниковая подвеска кузова типа описанной выше (ABB-Neitec Х2000 ETR 42 (1993) Н1-2, S.31, 32) с размещением рабочего цилиндра в поперечном направлении между тележкой и рамой ходового механизма, причем рабочий цилиндр активно нагружается управляющей электроникой в зависимости от поперечного ускорения. Рабочий цилиндр через маятниковую систему дает наклон кузова против центробежной силы, причем достигаемый угол наклона составляет около 8^o.

Центр вращения этой системы лежит также около центра тяжести кузова. Недостаток системы состоит в том, что опять же происходят уменьшения поперечного сечения кузова из-за размещения центра вращения на оси тяжести.

Далее, из журнала O & Olhydraulik und Fneumatik, Heft 36 (1992), N 10, известно, что для коррекции угла колебания между путями и кузовом при увеличении центробежной силы рабочий цилиндр размещается между ходовой частью и кузовом, причем в продольном направлении кузова последовательно размещены несколько цилиндров, связанных друг с другом и так включенных, что происходит равномерное распределение нагрузки на все ходовые части. Угол колебания при этом выравнивается до 0^o при помощи соответствующей электронно-управляемой нагрузки рабочего цилиндра. Задача этого известного устройства ограничивается, таким образом, коррекцией угла колебания для равномерной нагрузки ходовых частей.

Известен ходовой механизм для рельсового подвижного состава, содержащий раму, связанную пружинами первичного подвешивания с колесами или колесными парами, а тележка или кузов связаны с рамой через пружины вторичного подвешивания, амортизатор для уменьшения вертикальных и колебательных движений и опору для амортизации, по меньшей мере колебательных движений, состоящую из вращающегося вала, подвижно размещенного на раме и несущего на концах невращающиеся рычаги, и маятников, подвижно закрепленных на рычагах (DE 4122741, B 61 F 5/10, 14.01.93).

В особенности при движении по дуге за счет центробежной силы появляются колебательные движения кузовов, которые, как правило, амортизируются опорой для амортизации. При этих колебательных движениях кузов наклоняется на пружинной системе в соответствии с центробежной силой к наружной стороне дуги, при этом увеличивается боковое ускорение, действующее на пассажира. Эти субъективные неприятные боковые ускорения ограничивают скорость движения, особенно на участках, изобилующих поворотами.

Из практики известно, как при движении по дуге наклонить кузов против центробежной силы и этим уменьшить боковое ускорение.

Задача предложенного изобретения состоит в создании ходового механизма для рельсового подвижного состава, снабженного таким маятниковым устройством, с помощью которого достигается максимально возможное поперечное сечение вагона и в котором при колебаниях кузова с увеличением центробежной силы центр вращения по возможности располагался бы в плоскости центра колебаний, причем это устройство должно состоять из простых конструктивных элементов и им можно оснастить имеющиеся кузова.

Эта задача решается благодаря тому, что по меньшей мере один из маятников представляет собой исполнительный орган в виде рабочего цилиндра или механического линейного привода для компенсации деформации упомянутого вала путем выдвижения и втягивания.

Преимущество такого решения состоит в том, что центр вращения лежит почти на высоте вторичных пружин и этим достигается максимально возможное использование контурного профиля.

В соответствии с изобретением оба маятника выполнены с возможностью выдвижения и втягивания. Далее маятники закреплены с возможностью фиксации, причем маятники фиксируются в конечном положении. В соответствии с изобретением, по меньшей мере один маятник снабжен расположенными по обеим сторонам продольной оси ходового механизма приборами для измерения расстояний подъемных движений маятника.

Преимущественно ходовой механизм снабжен дополнительной опорой для амортизации по меньшей мере колебательных движений, причем упомянутая опора и дополнительная опора расположены симметрично относительно поперечной оси ходового механизма.

Благодаря описанному изобретению маятниковое устройство может быть установлено под существующие кузова и отличается простыми конструктивными элементами. При использовании предложенного маятникового устройства достигается максимально возможное полезное поперечное сечение вагона.

Согласно примеру альтернативного выполнения изобретения в ходовом механизме для рельсового подвижного состава, содержащем раму, связанную пружинами первичного подвешивания с колесами или колесными парами, в котором тележка или кузов связаны с рамой через пружины вторичного подвешивания, амортизатор для уменьшения вертикальных и колебательных движений и опору для амортизации по меньшей мере колебательных движений, состоящую из вращающегося вала, подвижно размещенного на раме и несущего на концах невращающиеся рычаги, и маятников, подвижно закрепленных на рычагах, при этом во вращающийся вал упомянутой опоры встроен исполнительный орган в виде рабочего цилиндра или механического линейного привода для компенсации деформации упомянутого вала путем выдвижения и втягивания.

Подробности изобретения в одном из вариантов выполнения поясняются с помощью чертежей.

Показано:
Фиг. 1: поперечный разрез предлагаемого в изобретении ходового механизма.

Фиг. 2: часть вида сверху ходового механизма по фиг. 1.

Фиг. 3: часть центрального продольного разреза ходового механизма по фиг. 1.

Предложенный в изобретении ходовой механизм состоит из двух колесных пар (1) на раме (2), поддерживаемой не показанными первичными пружинами, размещенной подвижно в вертикальном направлении на тележке (5), несущей при помощи пневматических вторичных пружин (3) кузов (4). Кузов (4) размещается при этом на ходовом механизме посредством боковых закрепленных на тележке (5) поверх вторичных пружин (3) скользящих элементов (6) и горизонтально смещается на ходовом механизме посредством расположенного в центре тележки (5) шкворня (7) тележки. Рядом с необходимыми, но не существенными в предложенном изобретении вертикальными и качательными амортизаторами тележки (5) подрессорена по отношению к раме (2) ходового механизма по меньшей мере одной, а в изображенном примере двумя опорами для амортизации. Каждая такая опора состоит из одного подвижно размещенного на раме (2) горизонтально в поперечном направлении ходового механизма вращающегося вала (8), который на своих продольных концах несет невращающийся рычаг (9), на свободном конце которого почти вертикально подвижно закреплен маятник (10). Этот маятник (10) другим своим свободным концом точно также подвижно прикреплен к тележке (5).

При колебательных движениях кузова (4) с тележкой (5) в поперечном направлении состава тележка (5) "ныряет" одним своим поперечным краем во вторичные пружины (3) и выходит другим концом из вторичных пружин (3) на соответствующую величину. Эти колебательные движения переносятся через маятник (10) и рычаг (9) на вращающийся вал (8) и приводят вал (8) во вращение. При помощи амортизирующего воздействия вала (8) эти колебательные движения сглаживаются. При такой колебательной нагрузке вал (8) действует через маятник (10) и рычаг (9) и обеспечивает необходимую для хороших ходовых качеств устойчивость к колебаниям. Подвижной состав при этом качается вокруг центра колебаний, который определяется из таких системных параметров состава, как жесткость первичных пружин, жесткость опоры для амортизации, база вторичных пружин и центр тяжести. При действии центробежной силы вал (8) настолько нагружает опору для амортизации, что достигается противодействие, необходимое для того, чтобы установить равновесие сил. При предложенном в изобретении выполнении ходового механизма по меньшей мере один из маятников (10) выполнен в виде исполнительного органа. Этот исполнительный орган (маятник (10)) компенсирует деформацию вала (8) путем выдвижения и втягивания, так что при неизменных устойчивости к колебаниям и колебательном центре состав на дуге наклоняется внутрь. Исполнительный орган (маятник (10)) работает при этом не против собственного веса состава, но вращает кузов вокруг центра колебаний. При этом вторичные пружины (3) выпрямляются в вертикальном направлении с внешней стороны дуги и сжимаются соответственно с внутренней стороны дуги. Путем двухпозиционного управления пневматической подвеской такое выполнимо с очень незначительным сопротивлением вторичных пружин (3) (исключительно сопротивление потока воздуха). Вертикальная амортизация выполняется как и при нормальном состоянии "нырянием" и подъемом вторичных пружин (3). Управление необходимым наклоном кузова (4) выполняется при этом в зависимости от роста центробежной силы. Такое управление исполнительного органа (рычага (9)) не является предметом предложенного изобретения.

Ходовой механизм содержит раму, связанную пружинами первичного подвешивания с колесами или колесными парами, амортизатор для уменьшения колебательных движений и опору для амортизации колебательных движений. Опора включает в себя маятники, подвижно закрепленные на рычагах, и вал. По меньшей мере один из маятников представляет собой исполнительный орган в виде рабочего цилиндра или механического линейного привода для компенсации деформации упомянутого вала путем выдвижения и втягивания. Тележка или кузов связаны с рамой через пружины вторичного подвешивания. В другом варианте выполнения ходового механизма во вращающийся вал упомянутой опоры встроен исполнительный орган в виде рабочего цилиндра или механического линейного привода для компенсации деформации упомянутого вала путем выдвижения и втягивания. Обеспечивается упрощение конструкции ходового механизма для использования его в вагонах с максимально возможным поперечным сечением. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Ходовой механизм для рельсового подвижного состава, содержащий раму, связанную пружинами первичного подвешивания с колесами или колесными парами, а тележка или кузов связаны с рамой через пружины вторичного подвешивания, амортизатор для уменьшения вертикальных и колебательных движений и опору для амортизации по меньшей мере колебательных движений, состоящую из вращающегося вала, подвижно размещенного на раме и несущего на концах невращающиеся рычаги, и маятников, подвижно закрепленных на рычагах, отличающийся тем, что по меньшей мере один из маятников представляет собой исполнительный орган в виде рабочего цилиндра или механического линейного привода для компенсации деформации упомянутого вала путем выдвижения и втягивания. 2. Ходовой механизм по п.1, отличающийся тем, что оба маятника выполнены с возможностью выдвижения и втягивания. 3. Ходовой механизм по п.2, отличающийся тем, что маятники закреплены с возможностью фиксации. 4. Ходовой механизм по п.3, отличающийся тем, что маятники закреплены с возможностью фиксации в конечном положении. 5. Ходовой механизм по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один маятник снабжен расположенными по обеим сторонам продольной оси ходового механизма приборами для измерения расстояний подъемных движений маятника. 6. Ходовой механизм по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной опорой для амортизации по меньшей мере колебательных движений, причем упомянутая опора и дополнительная опора расположены симметрично относительно поперечной оси ходового механизма. 7. Ходовой механизм для рельсового подвижного состава, содержащий раму, связанную пружинами первичного подвешивания с колесами или колесными парами, а тележка или кузов связаны с рамой через пружины вторичного подвешивания, амортизатор для уменьшения вертикальных и колебательных движений и опору для амортизации по меньшей мере колебательных движений, состоящую из вращающегося вала, подвижно размещенного на раме и несущего на концах невращающиеся рычаги, и маятников, подвижно закрепленных на рычагах, отличающийся тем, что во вращающийся вал упомянутой опоры встроен исполнительный орган в виде рабочего цилиндра или механического линейного привода для компенсации деформации упомянутого вала путем выдвижения и втягивания.