ПОЛУАКТИВНЫЙ ДЕМПФЕР КОЛЕБАНИЙ, ДЕМПФИРУЮЩАЯ СИСТЕМА И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2023 года по МПК F16F9/504 F16F9/512 B61F5/24 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет китайской заявки № 2019105364806, поданной 20 июня 2019 г., озаглавленной «Semi-active Anti-yaw damper, Damping system, and Vehicle», которая полностью включена в настоящее описание посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящая заявка относится к технической области демпферов, и, в частности, к полуактивному демпферу колебаний, демпфирующей системе и транспортному средству.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Демпфер колебаний является важной частью системы подвески и его основная функция состоит в генерировании демпфирующей силы, направленной против взаимного вращения рамы тележки и корпуса транспортного средства, поглощении энергии вибрации между ними, что тем самым подавляет вибрации при вилянии.

[0004] Демпфер колебаний является ключевым компонентом, который влияет на стабильность поезда. Когда поезд движется в разных условиях, у него разные требования к параметрам демпфера. Согласно принципу демпфирования традиционный демпфер колебаний является пассивным демпфером колебаний. Поэтому традиционный пассивный демпфер не может поддерживать систему подвески поезда всегда в наиболее подходящем состоянии согласно требованиям к эксплуатации для поезда, поскольку эксплуатационные параметры пассивного демпфера не могут быть отрегулированы в реальном времени вследствие постоянной характеристической кривой.

[0005] Более того, поскольку все больше и больше поездов пересекают линии, страны и регионы, требования к параметрам демпфера становятся все более и более разнообразными, и для традиционного пассивного демпфера тяжело обеспечить соответствие потребностям разных линий вследствие постоянных и нерегулируемых эксплуатационных параметров.

[0006] Дополнительно, во время полного ремонтного цикла системы транспортного средства требования к параметрам демпфера колебаний не являются одинаковыми. Поскольку конусность нового колеса меньше, демпфер колебаний требуется в основном для того, чтобы демонстрировать характеристики жесткости; тогда как по мере увеличения пробега конусность колеса увеличивается и от демпферов колебаний требуется демонстрация демпфирующих характеристик. Более того, для традиционного пассивного демпфера тяжело достичь цели увеличения ремонтного периода и сокращения эксплуатационных расходов, поскольку он имеет постоянные и нерегулируемые эксплуатационные параметры.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] (1) Технические задачи, подлежащие решению

[0008] Вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает полуактивный демпфер колебаний, демпфирующую систему и транспортное средство, чтобы устранить различные недостатки, связанные с невозможностью регулирования эксплуатационных параметров традиционных демпферов колебаний известного уровня техники.

[0009] (2) Технические решения

[0010] Для решения вышеописанных технических задач настоящее изобретение предусматривает полуактивный демпфер колебаний, содержащий гидравлический цилиндр и поршень. Когда поршень совершает возвратно-поступательные движения в гидравлическом цилиндре, внутренняя часть гидравлического цилиндра разделена на два блока цилиндра. Полуактивный демпфер колебаний дополнительно содержит по меньшей мере два параллельных ответвления, при этом каждое ответвление из по меньшей мере двух параллельных ответвлений имеет два конца, соответственно соединенные с двумя блоками цилиндра и снабжено регулируемым электромагнитным клапаном, и регулируемый электромагнитный клапан выполнен с возможностью регулирования коэффициента демпфирования полуактивного демпфера колебаний, когда полуактивный демпфер колебаний находится в полуактивном режиме.

[0011] В некоторых вариантах осуществления каждое ответвление из по меньшей мере двух параллельных ответвлений содержит одноходовой дроссельный клапан и регулируемый электромагнитный клапан, соединенные последовательно.

[0012] В некоторых вариантах осуществления каждое ответвление из по меньшей мере двух параллельных ответвлений содержит первое ответвление и второе ответвление, при этом конец первого ответвления и конец второго ответвления соединены параллельно на первом узле, и другой конец первого ответвления и другой конец второго ответвления соединены параллельно на втором узле, и первый узел и второй узел сообщаются с двумя блоками цилиндра гидравлического цилиндра, соответственно; и первое ответвление имеет направление потока противоположное таковому второго ответвления.

[0013] В некоторых вариантах осуществления первый узел и второй узел, соответственно, сообщаются с двумя блоками цилиндра гидравлического цилиндра посредством соответствующих главных маслопроводов, по меньшей мере одно предохранительное ответвление обеспечивает сообщение между двумя главными маслопроводами, и все предохранительные ответвления соединены друг с другом параллельно.

[0014] В некоторых вариантах осуществления каждое из по меньшей мере одного предохранительного ответвления соединено последовательно с предохранительным клапаном.

[0015] В некоторых вариантах осуществления демпфер дополнительно содержит масляный резервуар, сообщающийся с двумя главными маслопроводами посредством трубопроводов масляного резервуара соответственно, и каждый из трубопроводов масляного резервуара соединен последовательно с дроссельным клапаном.

[0016] В некоторых вариантах осуществления разгрузочный маслопровод обеспечивает сообщение между каждым главным маслопроводом и масляным резервуаром, разгрузочный маслопровод соединен параллельно с каждым из трубопроводов масляного резервуара, и разгрузочный маслопровод снабжен предохранительным клапаном соединенным последовательно.

[0017] В некоторых вариантах осуществления демпфер дополнительно содержит аварийный маслопровод, имеющий два конца, сообщающиеся с двумя блоками цилиндра соответственно, при этом аварийный маслопровод снабжен нерегулируемым электромагнитным переключающим клапаном, и нерегулируемый электромагнитный переключающий клапан выполнен с возможностью задействования аварийного маслопровода, когда демпфер находится в пассивном режиме.

[0018] В некоторых вариантах осуществления аварийный маслопровод содержит демпфирующее отверстие и электромагнитный переключающий клапан, соединенные друг с другом последовательно.

[0019] Настоящее изобретение дополнительно предусматривает демпфирующую систему, содержащую контроллер и по меньшей мере один полуактивный демпфер колебаний, как описано выше, при этом по меньшей мере один полуактивный демпфер колебаний установлен на тележке, и конец для входа сигнала и конец для выхода сигнала контроллера соответственно соединены с каждым из по меньшей мере одного полуактивного демпфера колебаний.

[0020] В некоторых вариантах осуществления демпфирующая система дополнительно содержит механизм получения данных, установленный на полуактивном демпфере колебаний и соединенный с концом для входа сигнала контроллера, при этом механизм получения данных выполнен с возможностью передачи параметров функционирования в реальном времени полуактивного демпфера колебаний контроллеру, вследствие чего демпфирующая сила, требуемая для демпфера, рассчитывается контроллером в соответствии с параметрами функционирования в реальном времени, и сигнал управления, содержащий демпфирующую силу, передается обратно полуактивному демпферу колебаний.

[0021] В некоторых вариантах осуществления механизм получения данных содержит датчик давления и датчик смещения, каждый из двух блоков цилиндра гидравлического цилиндра снабжен датчиком давления в нем, датчик смещения предусмотрен на поршне, и датчик давления и датчик смещения соединены с концом для входа сигнала контроллера соответственно.

[0022] В некоторых вариантах осуществления механизм получения данных содержит датчик ускорения, соединенный с концом для входа сигнала контроллера.

[0023] В некоторых вариантах осуществления контроллер предусмотрен с внешним интерфейсом, соединенным с размыкающим реле.

[0024] Настоящее изобретение дополнительно предусматривает транспортное средство, содержащее вышеупомянутую демпфирующую систему.

[0025] Положительные эффекты

[0026] Посредством вышеуказанного технического решения настоящего изобретения достигаются следующие положительные эффекты.

[0027] В одном аспекте согласно настоящему изобретению, когда поршень полуактивного демпфера колебаний совершает возвратно-поступательные движения в гидравлическом цилиндре, внутренняя часть гидравлического цилиндра разделена на два блока цилиндра. Демпфер содержит по меньшей мере два параллельных ответвления, при этом два конца каждого из параллельных ответвлений соединены с двумя блоками цилиндра соответственно, и каждое из параллельных ответвлений предусмотрено с регулируемым электромагнитным клапаном, и регулируемый электромагнитный клапан выполнен с возможностью регулирования коэффициента демпфирования демпфера, когда демпфер находится в полуактивном режиме. Согласно настоящему изобретению полуактивный демпфер колебаний находится в полуактивном режиме во время нормальной работы, и в этом случае демпфер меняет ответвление, через которое масло течет за счет перепада давления масла между двумя блоками цилиндра в гидравлическом цилиндре, и использует регулируемый электромагнитный клапан в соответствующем ответвлении для регулирования демпфирующей силы масла, вследствие чего демпфер может иметь регулируемые демпфирующую силу и коэффициент демпфирования в полуактивном режиме, таким образом, устраняя вышеупомянутые недостатки, связанные с невозможностью регулирования эксплуатационных параметров традиционных демпферов колебаний известного уровня техники.

[0028] С другой стороны, демпфирующая система согласно настоящему изобретению содержит контроллер и по меньшей мере один вышеупомянутый полуактивный демпфер колебаний, установленный на тележке, и конец для входа сигнала и конец для выхода сигнала контроллера соединены с каждым демпфером соответственно. Требующиеся в данный момент времени эксплуатационные параметры демпфера рассчитываются с использованием контроллера в соответствии с текущим рабочим состоянием транспортного средства, затем контроллер передает сигналы управления с текущими эксплуатационными параметрами на демпфер, чтобы обеспечить возможность регулировки демпфером разных эксплуатационных параметров в реальном времени в соответствии с эксплуатационными требованиями транспортного средства, чтобы система подвески поезда пребывала в наиболее подходящем состоянии и могла быть совместимой с разными географическими условиями окружающей среды, требованиями к эксплуатации транспортных средств, предъявляемыми на другой линии; и можно эффективно увеличить ремонтный цикл транспортных средств, увеличить продолжительность эксплуатации транспортного средства и снизить эксплуатационные расходы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0029] Чтобы более понятно проиллюстрировать технические решения, раскрытые в вариантах осуществления настоящего изобретения или в известном уровне техники, ниже кратко описаны графические материалы, используемые в описаниях вариантов осуществления или известного уровня техники. Следует отметить, что графические материалы в нижеследующем описании соответствуют только иллюстративным вариантам осуществления настоящего изобретения, и специалист в данной области техники может без каких-либо творческих усилий в соответствии с этими графическими материалами получить другие графические материалы.

[0030] На фиг. 1 представлена структурная схема управления демпфирующей системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0031] на фиг. 2 представлена структурная схема, на которой показаны маслопроводы полуактивного демпфера колебаний согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0032] на фиг. 3 представлена первая схема, на которой показано состояние ответвления полуактивного демпфера колебаний в полуактивном режиме согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0033] на фиг. 4 представлена вторая схема, на которой показано состояние ответвления полуактивного демпфера колебаний в полуактивном режиме согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0034] на фиг. 5 представлена схема, на которой показано состояние ответвления полуактивного демпфера колебаний в пассивном режиме согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0035] на фиг. 6 представлена схема, на которой показано состояние ответвления полуактивного демпфера колебаний в режиме небольшого демпфирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0036] на фиг. 7 представлен вид спереди полуактивного демпфера колебаний согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0037] на фиг. 8 представлен вид сверху полуактивного демпфера колебаний согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0038] на фиг. 9 представлен вид сбоку полуактивного демпфера колебаний согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

100, полуактивный демпфер колебаний;

1, гидравлический цилиндр; 2, поршень; 3, контроллер; 4, размыкающее реле;

PA, первый блок цилиндра; PB, второй блок цилиндра; PV, регулируемый электромагнитный клапан;

C1, первый интерфейс; C2, второй интерфейс; C3, третий интерфейс;

B1, первое ответвление; PV1, первый регулируемый электромагнитный клапан; CV1, первый одноходовой дроссельный клапан;

B2, второе ответвление; PV2, второй регулируемый электромагнитный клапан; CV2, второй одноходовой дроссельный клапан;

B3, аварийный маслопровод; SV, электромагнитный переключающий клапан; TV1, демпфирующее отверстие;

N1, первый узел; N2, второй узел;

CV3, третий дроссельный клапан; CV4, четвертый дроссельный клапан;

PRV1, первый предохранительный клапан; PRV2, второй предохранительный клапан; PRV3, третий предохранительный клапан;

PP1, датчик смещения; P11, первый датчик давления; P12, второй датчик давления;

FP10, впускное отверстие для масла; BP10, выпускное отверстие для масла; RP1, порт масляного резервуара.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0039] Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно описаны подробно ниже в связи с графическими материалами и вариантами осуществления. Представленные ниже варианты осуществления предназначены для иллюстрации настоящего изобретения, но не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.

[0040] В представленном ниже описании ориентация или взаимные расположения, обозначенные такими терминами, как «верхний», «нижний», «левый», «правый», «внутри», «снаружи», «спереди», «сзади», «передняя часть», «задняя часть» и т. п., основаны на ориентации или взаимном расположении, показанных на графических материалах, и предназначены только для удобства описания настоящего изобретения и упрощения описания, а не указания или выражения того, что заявленные устройство или компонент должны иметь конкретную ориентацию, выполнены и работают в конкретной ориентации, и поэтому их не следует считать ограничивающими настоящее изобретение. Кроме того, термины «первый», «второй», «третий» и т. п. используются только для целей описания и не должны считаться указывающими или подразумевающими относительную важность.

[0041] Настоящий вариант осуществления предусматривает полуактивный демпфер 100 колебаний, демпфирующую систему и транспортное средство. Основная конструкция полуактивного демпфера 100 колебаний показана на фиг. 7–9, и структура управления маслопровода демпфера показана на фиг. 2–6. Демпфирующая система содержит полуактивный демпфер 100 колебаний, и структура управления демпфирующей системы показана на фиг. 1. Транспортное средство содержит демпфирующую систему.

[0042] Как показано на фиг. 1, когда поршень 2 полуактивного демпфера 100 колебаний согласно варианту осуществления совершает возвратно-поступательные движения в гидравлическом цилиндре 1, внутренняя часть гидравлического цилиндра 1 разделяется на два блока цилиндра. Гидравлический цилиндр 1, показанный на фиг. 1, находится в горизонтальном положении. Как показано на фиг. 1, поршень 2 совершает возвратно-поступательные движения влево и вправо внутри гидравлического цилиндра 1. Блок цилиндра слева от поршня 2, показанный на фиг. 1, является первым блоком PA цилиндра, а блок цилиндра справа от поршня 2 является вторым блоком PB цилиндра.

[0043] Демпфер в настоящем варианте осуществления содержит по меньшей мере два параллельных ответвления. Оба конца каждого ответвления сообщаются соответственно с двумя главными маслопроводами. Каждое ответвление оснащено регулируемым электромагнитным клапаном PV, выполненным с возможностью регулирования демпфирующей силы масла, проходящего по ответвлению, когда демпфер находится в полуактивном режиме, таким образом происходит регулирование коэффициента демпфирования демпфера и затем дополнительное регулирование различных эксплуатационных параметров демпфера при нормальной работе в реальном времени, чтобы полуактивно управлять демпфером.

[0044] Полуактивный демпфер 100 колебаний находится в полуактивном режиме при нормальной работе. В этом случае поршень 2 совершает возвратно-поступательные движения внутри гидравлического цилиндра 1, вследствие чего возникает перепад давления масла между двумя блоками цилиндра в гидравлическом цилиндре 1. Масло течет и переключается между разными ответвлениями в соответствии с изменением перепада давления масла. В демпфере используют регулируемый электромагнитный клапан в соответствующем ответвлении, по которому течет масло, для регулирования демпфирующей силы масла, вследствие чего демпфер имеет регулируемые демпфирующую силу и коэффициент демпфирования в полуактивном режиме, таким образом, устраняя вышеуказанные недостатки, связанные с невозможностью регулирования эксплуатационных параметров традиционных демпферов колебаний известного уровня техники.

[0045] Для облегчения управления маслопроводом, как показано на фиг. 2, в демпфере предусмотрены два параллельных ответвления. Впускное отверстие одного ответвления сообщается с первым цилиндром PA, а выпускное отверстие одного ответвления сообщается со вторым цилиндром PB; при этом впускное отверстие другого ответвления сообщается со вторым цилиндром PB, а выпускное отверстие другого ответвления сообщается с первым цилиндром PA. Иными словами, масло в двух параллельных ответвлениях течет в противоположных направлениях.

[0046] Для надлежащего управления направлением потока каждого ответвления каждое ответвление, описанное в настоящем варианте осуществления, соответственно содержит одноходовые дроссельные клапаны и регулируемый электромагнитный клапан PV, соединенные последовательно. В соответствии с предварительно установленным направлением потока каждого ответвления, одноходовые дроссельные клапаны и регулируемый электромагнитный клапан PV соединены последовательно в одном и том же ответвлении, вследствие чего масло, текущее в обратном направлении, может быть своевременно заблокировано, и направление потока масла внутри ответвления надлежащим образом ограничено. Предпочтительно регулируемый электромагнитный клапан PV является электромагнитным пропорциональным клапаном, вследствие чего демпфирующая сила масла, текущего по ответвлению, может быть отрегулирована более точно.

[0047] Понятно, что в демпфере могут быть предусмотрены три или более параллельных ответвлений, поскольку все ответвления соединены параллельно, все ответвления разделены на две группы, и масло в двух группах ответвлений имеет противоположное направление потока, вследствие чего для демпфера можно достичь полуактивного управления.

[0048] Согласно настоящему варианту осуществления блоки цилиндра с левой и правой сторон поршня 2 имеют одинаковый объем, и когда поршень 2 совершает возвратно-поступательные движения в гидравлическом цилиндре 1, маслопровод, по которому масло течет в две группы ответвлений, является тем же, вследствие чего может быть обеспечена стабильность демпфирующей системы во время регулирования демпфирующей силы демпфера. Предпочтительно гидравлический цилиндр 1 соответственно соединен с впускным отверстием FP10 для масла и выпускным отверстием BP10 для масла, вследствие чего масло может быть доставлено и подано внутрь демпфера снаружи через впускное отверстие FP10 для масла, и избыточное масло может быть выведено из демпфера через выпускное отверстие BP10 для масла для обеспечения баланса масляной системы внутри демпфера.

[0049] В настоящем варианте осуществления, как показано на фиг. 2, ответвление содержит первое ответвление B1 и второе ответвление B2. Один конец первого ответвления B1 и один конец второго ответвления B2 соединены параллельно с первым узлом N1, а другой конец первого ответвления B1 и другой конец второго ответвления B2 соединены параллельно со вторым узлом N2, и первый узел N1 и второй узел N2 соединены соответственно с двумя блоками цилиндра гидравлического цилиндра 1.

[0050] В настоящем варианте осуществления первое ответвление B1 имеет направление потока, противоположное таковому второго ответвления B2. В частности, первое ответвление B1 содержит первый одноходовой дроссельный клапан CV1 и первый регулируемый электромагнитный клапан PV1, соединенные последовательно. На основании управления первым одноходовым дроссельным клапаном CV1 масло в первом ответвлении B1 может иметь следующее направление потока: после вытекания из первого цилиндра PA масло течет по первому ответвлению B1 и затем течет обратно во второй цилиндр PB. Второе ответвление B2 содержит второй одноходовой дроссельный клапан CV2 и второй регулируемый электромагнитный клапан PV2. На основании управления вторым одноходовым дроссельным клапаном CV2 масло во втором ответвлении B2 может иметь следующее направление потока: после вытекания из второго цилиндра PB масло течет через второе ответвление B2 и затем течет обратно в первый цилиндр PA.

[0051] Когда демпфер находится в полуактивном режиме, как показано на фиг. 3, когда давление масла внутри первого цилиндра PA гидравлического цилиндра 1 больше, чем таковое внутри второго цилиндра PB, после вытекания из первого цилиндра PA масло течет через первый узел N1 и затем поступает в первое ответвление B1. Масло из первого ответвления B1 течет через второй узел N2 и затем течет обратно во второй цилиндр PB, вследствие чего контур управления маслом выполнен между первым ответвлением B1 и гидравлическим цилиндром 1. Второй дроссельный клапан во втором ответвлении B2 задерживает масло между первым узлом N1 и вторым дроссельным клапаном, вследствие чего масло не может течь через второе ответвление B2 для образования контура управления. В этом случае первый регулируемый электромагнитный клапан PV1 может точно регулировать демпфирующую силу масла в первом ответвлении B1, т. е. может регулировать коэффициент демпфирования системы демпфера таким образом, чтобы регулировать в реальном времени и надежно эксплуатационные параметры демпфера.

[0052] Аналогично, как показано на фиг. 4, когда демпфер находится в полуактивном режиме, поскольку давление масла внутри второго цилиндра PB гидравлического цилиндра 1 больше, чем таковое внутри первого цилиндра PA, после вытекания из второго цилиндра PB масло течет через второй узел N2 и затем поступает во второе ответвление B2, и масло из второго ответвления B2 течет через первый узел N1 и затем течет обратно в первый цилиндр PA, вследствие чего другой контур управления маслом образован между вторым ответвлением B2 и гидравлическим цилиндром 1. Первый дроссельный клапан в первом ответвлении B1 задерживает масло между вторым узлом N2 и первым дроссельным клапаном, вследствие чего масло не может течь через первое ответвление B1 для образования контура управления. В этом случае второй регулируемый электромагнитный клапан PV2 может точно регулировать демпфирующую силу масла во втором ответвлении B2, т. е. может регулировать коэффициент демпфирования системы демпфера, чтобы регулировать в реальном времени и надежно эксплуатационные параметры демпфера.

[0053] Для обеспечения нормальной работы демпфера в случае неисправности или отсутствия питания демпфер в соответствии с настоящим вариантом осуществления дополнительно содержит аварийный маслопровод B3. Оба конца аварийного маслопровода B3 соединены соответственно с двумя главными маслопроводами. Как показано на фиг. 5, предпочтительно один конец аварийного маслопровода B3 соединен с первым узлом N1, а другой конец аварийного маслопровода B3 соединен со вторым узлом N2, чтобы обеспечить параллельное соединение аварийного маслопровода B3 со всеми другими ответвлениями. Чтобы обеспечить возможность нормального обеспечения аварийным маслопроводом B3 замкнутого контура масла для гидравлического цилиндра 1 в состоянии отсутствия питания, аварийный маслопровод B3 снабжен нерегулируемым электромагнитным переключающим клапаном SV. Нерегулируемый электромагнитный переключающий клапан SV выполнен с возможностью задействования аварийного маслопровода B3, когда демпфер находится в пассивном режиме, вследствие чего демпфер может использовать аварийный маслопровод B3 в случае неисправности или отсутствия питания, тем самым переключившись в пассивный режим.

[0054] В настоящем варианте осуществления, как показано на фиг. 5, аварийный маслопровод B3 содержит демпфирующее отверстие TV1 и электромагнитный переключающий клапан SV, соединенные последовательно. В пассивном режиме остальные ответвления, кроме аварийного маслопровода B3, разомкнуты по причине отключения питания одноходового дроссельного клапана и регулируемого электромагнитного клапана PV в каждом ответвлении, что блокирует протекание масла по соответствующему ответвлению. При этом электромагнитный переключающий клапан SV в аварийном маслопроводе B3 может быть включен вручную или автоматически перейдет во включенное состояние после отключения питания, чтобы обеспечить возможность протекания масла, вытекающего из гидравлического цилиндра 1, по аварийному маслопроводу B3, а затем протекания обратно в гидравлический цилиндр 1, вследствие чего обеспечивается образование аварийного контура управления маслом между аварийным маслопроводом B3 и гидравлическим цилиндром 1.

[0055] В настоящем варианте осуществления демпфирующее отверстие TV1 аварийного маслопровода B3 является нерегулируемым ограничительным отверстием, и электромагнитный переключающий клапан SV не может регулировать расход и демпфирующую силу масла в аварийном маслопроводе B3. Поэтому, когда масло течет по аварийному маслопроводу B3, все другие ответвления заблокированы и демпфер находится в пассивном режиме.

[0056] Понятно, что демпфер настоящего варианта осуществления также имеет режим небольшого демпфирования в дополнение к вышеупомянутым полуактивному режиму и пассивному режиму.

[0057] Когда демпфер находится в полуактивном режиме, электромагнитный переключающий клапан SV аварийного маслопровода B3 находится в заряженном нормально закрытом состоянии, и регулируемые электромагнитные клапаны PV каждого ответвления находятся в заряженном состоянии. В этом случае демпфирующая сила системы демпфера генерируется гидравлическим маслом, вытекающим через регулируемый электромагнитный клапан PV, а величина коэффициента демпфирования определяется управляющим напряжением соответствующего регулируемого электромагнитного клапана PV. Для стабильного управления маслопроводом первый регулируемый электромагнитный клапан PV1 в первом ответвлении B1 имеет управляющее напряжение, такое же, как у второго регулируемого электромагнитного клапана PV2 во втором ответвлении B2.

[0058] Когда демпфер находится в пассивном режиме, демпфер находится в состоянии неисправности или выключенном состоянии, и регулируемый электромагнитный клапан PV и одноходовой дроссельный клапан каждого ответвления прекращают работу, вследствие чего состояние циркуляции каждого ответвления полностью блокируется, и масло в ответвлении находится в состоянии отсутствия циркуляции. В этом случае активирован нерегулируемый электромагнитный переключающий клапан SV аварийного маслопровода B3, вследствие чего масло течет по аварийному маслопроводу B3 для образования контура управления. Демпфирующая сила демпфера создается гидравлическим маслом, текущим через нерегулируемое демпфирующее отверстие TV1.

[0059] Когда демпфер находится в режиме небольшого демпфирования, как показано на фиг. 6, электромагнитный переключающий клапан SV аварийного маслопровода B3 включен и регулируемые электромагнитные клапаны PV всех ответвлений включаются при помощи электричества, после чего все ответвления не находятся в блокирующем состоянии. Коэффициент демпфирования регулируемого электромагнитного клапана PV в соответствующем ответвлении можно регулировать так, чтобы он был минимальным, регулируя управляющее напряжение регулируемого электромагнитного клапана PV в остальных ответвлениях. В этом случае масло может течь через все ответвления, включая аварийный маслопровод B3, и генерировать демпфирующую силу. В этом случае демпфирующая сила, генерируемая демпфером, очень мала, и считают, что демпфер находится в режиме небольшого демпфирования, что подходит для использования в условиях небольшого демпфирования, например, при входе в переходные кривые и выходе из них. Переходной кривой называют кривую, кривизна которой постоянно меняется между прямой линией и круговой кривой или между круговыми кривыми в плоской перспективе. Переходная кривая является одним из линейных элементов плана дороги и является кривой, кривизна которой постоянно меняется и предусмотрена между прямой линией и круговой кривой или между двумя круговыми кривыми, имеющими одинаковый изгиб и большую разницу радиусов. Когда транспортное средство движется по переходной кривой, условия работы при входе в переходную кривую и выходе из переходной кривой являются условиями небольшого демпфирования.

[0060] В настоящем варианте осуществления, чтобы предотвратить чрезмерно высокое давление масла демпфера и улучшить безопасность демпфера при регулировке параметров, таких как сила выгрузки, скорость выгрузки и коэффициент демпфирования, предпочтительно, чтобы каждый из первого узла N1 и второго узла N2 был соединен с двумя блоками цилиндра гидравлического цилиндра 1 посредством главного маслопровода, по меньшей мере одно предохранительное ответвление было соединено между двумя главными маслопроводами, и все предохранительные ответвления были соединены друг с другом параллельно. Предохранительный клапан соединен последовательно с предохранительным ответвлением.

[0061] В настоящем варианте осуществления два предохранительных ответвления соединены параллельно между двумя главными маслопроводами, и каждое из двух предохранительных ответвлений соединено последовательно с предохранительным клапаном PRV1 и предохранительным клапаном PRV2. Предохранительный клапан PRV1 и предохранительный клапан PRV2 отдельно и сообща ограничивают максимальную демпфирующую силу демпфера и могут действовать совместно с регулируемым электромагнитным клапаном PV в каждом ответвлении для безопасной и точной регулировки силы выгрузки, скорости выгрузки и коэффициента демпфирования демпфера.

[0062] Демпфер согласно настоящему варианту осуществления дополнительно содержит масляный резервуар, сообщающийся с двумя главными маслопроводами посредством трубопроводов масляного резервуара соответственно. Дроссельные клапаны, а именно третий дроссельный клапан CV3 и четвертый дроссельный клапан CV4, соответственно последовательно соединены с двумя трубопроводами масляного резервуара. Разгрузочный маслопровод обеспечивает сообщение между главными маслопроводами и масляным резервуаром, причем разгрузочный маслопровод соединен параллельно с каждым из трубопроводов масляного резервуара, и предохранительный клапан PRV3 установлен последовательно в разгрузочном маслопроводе. Предохранительный клапан PRV3 может ограничивать максимальное давление внутри масляного резервуара. Для предохранительного клапана PRV3 предварительно установлено значение P0 максимального безопасного давления. Как только давление внутри масляного резервуара превысит значение P0 безопасного давления, немедленно открывается предохранительный клапан PRV3 и масло в главном маслопроводе демпфера течет непосредственно обратно в масляный резервуар. В масляном резервуаре предусмотрен порт RP10 резервуара для увеличения или уменьшения количества масла в масляном резервуаре и в случае необходимости управления уровнем масла и давлением масла.

[0063] Как показано на фиг. 1, демпфирующая система согласно варианту осуществления настоящего изобретения содержит контроллер 3, и по меньшей мере один полуактивный демпфер 100 колебаний, как описано выше, установленный на тележке. Конец для входа сигнала и конец для выхода сигнала контроллера 3 соединены с каждым демпфером соответственно. Требуемые эксплуатационные параметры демпфера рассчитываются в соответствии с текущим рабочим состоянием транспортного средства, используя контроллер 3, причем контроллер 3 затем передает сигналы управления с текущими эксплуатационными параметрами демпферу, чтобы обеспечить возможность регулирования демпфером различных эксплуатационных параметров в реальном времени в соответствии с эксплуатационными требованиями транспортного средства.

[0064] Чтобы обеспечить наличие для контроллера 3 надежного источника данных во время подсчета и хороший и стабильный сигнал, между контроллером 3 и демпфером создан контур управления. Предпочтительно система также содержит механизм получения данных. Механизм получения данных установлен в демпфере и соединен с концом для входа сигнала контроллера 3. Механизм получения данных выполнен с возможностью передачи рабочих параметров в реальном времени демпфера контроллеру 3, вследствие чего контроллер 3 может рассчитывать демпфирующие силы, необходимые демпферу, на основе рабочих параметров в реальном времени и подавать сигналы управления, содержащие показатели демпфирующих сил, обратно демпферу.

[0065] В настоящем варианте осуществления в контроллере 3 предусмотрены по меньшей мере два интерфейса данных. Контроллер 3 в настоящем варианте осуществления главным образом содержит первый интерфейс C1, второй интерфейс C2 и третий интерфейс C3. Первый интерфейс C1 является концом для выхода сигнала, второй интерфейс C2 является концом для входа сигнала, и третий интерфейс C3 является концом для подачи питания и доступа внешних устройств. Первый интерфейс C1 соединен с регулируемыми электромагнитными клапанами PV каждого ответвления в демпфере и выполнен с возможностью регулирования управляющих напряжений регулируемых электромагнитных клапанов PV и других параметров в реальном времени в соответствии с результатом расчета контроллера 3, чтобы регулировать эксплуатационные параметры демпфера.

[0066] Механизм получения данных настоящего варианта осуществления содержит датчики P11, P12 давления и датчик PP1 смещения. Два блока цилиндра гидравлического цилиндра 1 соответственно снабжены датчиками PP1 давления. Датчики давления и датчик смещения соответственно соединены со вторым интерфейсом C2 как концом для входа сигнала на контроллере 3. Датчики P11 и P12 давления установлены на первом цилиндре PA и втором цилиндре PB соответственно для определения значений давления масла в двух блоках цилиндра с двух сторон поршня 2 в гидравлическом цилиндре 1 в реальном времени. Датчик PP1 смещения установлен на поршне 2 или штоке поршня, чтобы определять смещение поршня 2 или штока поршня внутри демпфера относительно всего гидравлического цилиндра 1 в реальном времени.

[0067] Механизм получения данных настоящего варианта осуществления содержит датчик ускорения. Датчик ускорения соединен со вторым интерфейсом C2 как концом для входа сигнала контроллера 3. Датчик ускорения установлен на транспортном средстве и выполнен с возможностью обеспечивать контроллер 3 данными ускорения во время движения транспортного средства, чтобы использовать их в качестве контрольных данных, когда контроллер 3 подсчитывает требуемые параметры демпфера.

[0068] Контроллер 3 в соответствии с настоящим вариантом осуществления также снабжен внешним интерфейсом, и внешний интерфейс соединен с общей системой управления транспортного средства. Между контроллером 3 и общей системой управления транспортного средства установлено размыкающее реле 4. Размыкающее реле 4 связано с ботовой системой отслеживания нестабильности. В случае подачи системой отслеживания нестабильности тележки сигнала тревоги размыкающее реле 4 может сработать и отключить питание полуактивного демпфера колебаний, вследствие чего вся система демпфера обесточивается, а демпфер принудительно переключается в пассивный режим. В этом случае демпфер выполняет те же функции, что и традиционный пассивный демпфер, причем этого достаточно для обеспечения продолжения нормальной работы транспортного средства.

[0069] В общем, когда поршень 2 полуактивного демпфера 100 колебаний согласно настоящему изобретению совершает возвратно-поступательные движения внутри гидравлического цилиндра 1, внутренняя часть гидравлического цилиндра 1 может быть разделена на два блока цилиндра. Демпфер содержит по меньшей мере два параллельных ответвления, причем два конца каждого из параллельных ответвлений соединены с двумя блоками цилиндра соответственно, и каждое из параллельных ответвлений снабжено регулируемым электромагнитным клапаном PV, и регулируемый электромагнитный клапан PV выполнен с возможностью регулирования коэффициента демпфирования демпфера, когда демпфер находится в полуактивном режиме. Полуактивный демпфер 100 колебаний находится в полуактивном режиме во время нормальной работы, и в этом случае демпфер меняет ответвление, по которому масло течет за счет перепада давления масла между двумя блоками цилиндра в гидравлическом цилиндре 1, и регулирует демпфирующую силу масла посредством использования регулируемого электромагнитного клапана PV в соответствующем ответвлении, чтобы демпфер имел регулируемые демпфирующую силу и коэффициент демпфирования в полуактивном режиме, таким образом, устраняя вышеупомянутые недостатки, связанные с невозможностью регулирования эксплуатационных параметров традиционных демпферов колебаний известного уровня техники.

[0070] Демпфирующая система согласно вариантам осуществления настоящего изобретения содержит контроллер 3 и по меньшей мере один вышеупомянутый полуактивный демпфер 100 колебаний, установленный на тележке, и при этом конец для входа сигнала и конец для выхода сигнала контроллера 3 соединены с каждым демпфером соответственно. Необходимые эксплуатационные параметры демпфера рассчитываются в соответствии с текущим рабочим состоянием транспортного средства с использованием контроллера 3, контроллер 3 затем передает сигналы управления с текущими эксплуатационными параметрами демпферу, чтобы обеспечить возможность регулирования демпфером различных эксплуатационных параметров в реальном времени в соответствии с эксплуатационными требованиями транспортного средства, чтобы система подвески поезда пребывала в наиболее подходящем состоянии и могла быть совместимой с разными географическими условиями окружающей среды, требованиями к эксплуатации транспортных средств, предъявляемых на других линиях, и при этом можно эффективно увеличить ремонтный цикл транспортных средств, увеличить продолжительность эксплуатации транспортного средства и снизить эксплуатационные расходы.

[0071] Варианты осуществления настоящего изобретения были представлены с целью иллюстрации и описания, и не предназначены, чтобы быть исчерпывающими или ограничивать изобретение раскрытой формой. Многие модификации и варианты очевидны для специалистов в данной области техники. Варианты осуществления выбраны и описаны для того, чтобы наилучшим образом объяснить принципы и варианты осуществления настоящей заявки, и могут быть поняты специалистами в данной области техники для создания различных вариантов осуществления с различными модификациями, пригодными для конкретного применения.

[0072] В описании настоящего изобретения следует отметить, что, если явным образом не заявлено и не определено иное, термины «установленный/смонтированный», «соединенный с» и «присоединенный к» необходимо понимать в широком смысле, например, это может быть или неподвижное соединение, или соединение с возможностью разъединения, или может быть выполнение в виде единого целого; это может быть механическое соединение или электрическое соединение; это может быть непосредственное соединение или соединение, опосредованное с помощью промежуточного элемента. Конкретные значения терминов, указанных выше в настоящем изобретении, могут быть поняты специалистом в данной области техники в соответствии с конкретными условиями.

Группа изобретений относится к демпферам. Полуактивный демпфер колебаний содержит гидравлический цилиндр и по меньшей мере два параллельных ответвления, соединенных с двумя блоками цилиндра, каждое ответвление содержит одноходовой дроссельный и регулируемый электромагнитный клапаны, соединенные последовательно. Электромагнитный клапан выполнен с возможностью регулирования коэффициента демпфирования демпфера. Демпфер содержит аварийный маслопровод, включающий демпфирующее отверстие и электромагнитный переключающий клапан, соединенные друг с другом последовательно, при этом клапан выполнен с возможностью задействования аварийного маслопровода, когда демпфер находится в пассивном режиме. Демпфер выполнен с возможностью переключения ответвления, по которому течет масло, а также возможностью включения электромагнитного переключающего клапана и регулируемых электромагнитных клапанов всех ответвлений. Демпфер выполнен с возможностью регулирования коэффициента демпфирования регулируемого электромагнитного клапана в соответствующем ответвлении таким образом, чтобы указанный коэффициент был минимальным, путем регулирования управляющего напряжения регулируемого электромагнитного клапана в остальных ответвлениях, и с возможностью обеспечения при этом течения масла через все ответвления, включая аварийный маслопровод, и генерирования демпфирующей силы. Также заявлена демпфирующая система, включающая такой демпфер, и транспортное средство, включающее такую систему. Обеспечивается возможность регулирования эксплуатационных параметров демпфера. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Полуактивный демпфер колебаний, содержащий:

гидравлический цилиндр; и

поршень, выполненный с возможностью разделения внутренней части гидравлического цилиндра на два блока цилиндра, когда поршень совершает возвратно-поступательные движения в гидравлическом цилиндре,

при этом полуактивный демпфер колебаний дополнительно содержит по меньшей мере два параллельных ответвления, причем каждое ответвление из по меньшей мере двух параллельных ответвлений имеет два конца, соответственно соединенных с двумя блоками цилиндра, и каждое ответвление из по меньшей мере двух параллельных ответвлений содержит одноходовой дроссельный клапан и регулируемый электромагнитный клапан, соединенные последовательно, и регулируемый электромагнитный клапан выполнен с возможностью регулирования коэффициента демпфирования полуактивного демпфера колебаний, когда полуактивный демпфер колебаний находится в полуактивном режиме; при этом полуактивный демпфер колебаний дополнительно содержит аварийный маслопровод, имеющий два конца, сообщающиеся с двумя блоками цилиндра соответственно, причем аварийный маслопровод снабжен нерегулируемым электромагнитным переключающим клапаном, и нерегулируемый электромагнитный переключающий клапан выполнен с возможностью задействования аварийного маслопровода, когда демпфер находится в пассивном режиме; аварийный маслопровод содержит демпфирующее отверстие и электромагнитный переключающий клапан, соединенные друг с другом последовательно;

когда полуактивный демпфер колебаний находится в полуактивном режиме, поршень выполнен с возможностью совершения возвратно-поступательных движений внутри гидравлического цилиндра с возникновением перепада давления масла между двумя блоками цилиндра в гидравлическом цилиндре, и полуактивный демпфер колебаний выполнен с возможностью переключения ответвления, по которому течет масло, за счет перепада давления масла между двумя блоками цилиндра в гидравлическом цилиндре, и использования регулируемого электромагнитного клапана в соответствующем ответвлении для регулирования демпфирующей силы масла;

когда полуактивный демпфер колебаний находится в режиме небольшого демпфирования, демпфер выполнен с возможностью включения электромагнитного переключающего клапана и с возможностью включения регулируемых электромагнитных клапанов всех ответвлений при помощи электричества, так что все ответвления не находятся в блокирующем состоянии; при этом демпфер также выполнен с возможностью регулирования коэффициента демпфирования регулируемого электромагнитного клапана в соответствующем ответвлении, чтобы указанный коэффициент был минимальным, путем регулирования управляющего напряжения регулируемого электромагнитного клапана в остальных ответвлениях, и с возможностью обеспечения при этом течения масла через все ответвления, включая аварийный маслопровод, и генерирования демпфирующей силы.

2. Полуактивный демпфер колебаний по п. 1, отличающийся тем, что каждое ответвление из по меньшей мере двух параллельных ответвлений содержит первое ответвление и второе ответвление,

конец первого ответвления и конец второго ответвления соединены параллельно на первом узле, и другой конец первого ответвления и другой конец второго ответвления соединены параллельно на втором узле, и первый узел и второй узел сообщаются с двумя блоками цилиндра гидравлического цилиндра соответственно; и

первое ответвление имеет направление потока, противоположное таковому второго ответвления.

3. Полуактивный демпфер колебаний по п. 2, отличающийся тем, что первый узел и второй узел соответственно сообщаются с двумя блоками цилиндра гидравлического цилиндра посредством соответствующих главных маслопроводов, причем по меньшей мере одно предохранительное ответвление обеспечивает сообщение между двумя главными маслопроводами, и все предохранительные ответвления соединены друг с другом параллельно.

4. Полуактивный демпфер колебаний по п. 3, отличающийся тем, что каждое из по меньшей мере одного предохранительного ответвления соединено последовательно с предохранительным клапаном.

5. Полуактивный демпфер колебаний по п. 3, отличающийся тем, что дополнительно содержит масляный резервуар, сообщающийся с двумя главными маслопроводами посредством трубопроводов масляного резервуара соответственно, и каждый из трубопроводов масляного резервуара соединен последовательно с дроссельным клапаном.

6. Полуактивный демпфер колебаний по п. 5, отличающийся тем, что разгрузочный маслопровод обеспечивает сообщение между главным маслопроводом и масляным резервуаром, при этом разгрузочный маслопровод соединен параллельно с каждым из трубопроводов масляного резервуара, и разгрузочный маслопровод соединен последовательно с предохранительным клапаном.

7. Демпфирующая система, содержащая контроллер и по меньшей мере один полуактивный демпфер колебаний по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что по меньшей мере один полуактивный демпфер колебаний установлен на тележке, и конец для входа сигнала и конец для выхода сигнала контроллера соответственно соединены с каждым из по меньшей мере одного полуактивного демпфера колебаний.

8. Демпфирующая система по п. 7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит механизм получения данных, установленный на полуактивном демпфере колебаний и соединенный с концом для входа сигнала контроллера, при этом механизм получения данных выполнен с возможностью передачи параметров функционирования в реальном времени полуактивного демпфера колебаний контроллеру, вследствие чего демпфирующая сила, требуемая для демпфера, рассчитывается контроллером в соответствии с параметрами функционирования в реальном времени, и сигнал управления, содержащий демпфирующую силу, передается обратно полуактивному демпферу колебаний.

9. Демпфирующая система по п. 8, отличающаяся тем, что механизм получения данных содержит датчик давления и датчик смещения,

каждый из двух блоков цилиндра гидравлического цилиндра снабжен датчиком давления в нем соответственно,

датчик смещения предусмотрен на поршне, и

датчик давления и датчик смещения соединены с концом для входа сигнала контроллера соответственно.

10. Демпфирующая система по п. 8, отличающаяся тем, что механизм получения данных содержит датчик ускорения, соединенный с концом для входа сигнала контроллера.

11. Демпфирующая система по п. 7, отличающаяся тем, что контроллер снабжен внешним интерфейсом, соединенным с размыкающим реле.

12. Транспортное средство, содержащее демпфирующую систему по любому из пп. 7-11.