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申请/专利权人：株洲时代新材料科技股份有限公司

摘要：本发明涉及一种提高轨道车辆曲线行驶速度的方法及小幅倾摆系统。轨道车辆在曲线上行驶时，通过控制进入轨道车辆两侧空簧内的压缩空气，使两侧空簧产生高差，使轨道车辆朝曲线内侧实现小幅倾摆，以提高轨道车辆曲线行驶速度。同时通过控制可调扭杆系统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。在现有轨道车辆结构的基础上，本发明只需对轨道车辆稍加改造，就能够使轨道车辆车体产生最大3°的倾摆角，提速幅度可达10％～20％，具有结构简单、成本低的优点，具有良好的经济性和实用性，适用于现有轨道车辆的改造和大面积推广。

主权项：1.一种提高轨道车辆曲线行驶速度的方法，其特征在于：当轨道车辆在曲线行驶时，通过控制组件控制轨道车辆两侧空簧的升降，实现轨道车辆朝曲线内侧形成小幅倾摆，利用轨道车辆小幅倾摆后重力的横向分力平衡部分离心力，减少离心力的影响，从而提高轨道车辆曲线行驶速度；同时控制可调扭杆系统在不阻碍轨道车辆朝曲线内侧进行小幅倾摆的前提下，提供阻止轨道车辆朝曲线外侧翻滚的单向抗侧滚力矩，以确保轨道车辆在曲线上行驶的安全；所述小幅倾摆是采用一升一降倾摆法来实现的，所述一升一降倾摆法是指：利用轨道车辆现有的空簧系统，通过向处在曲线外侧的空簧充气，使轨道车辆车体靠曲线的外侧升高；同时将处在曲线内侧的空簧排气，使轨道车辆车体靠曲线的内侧降低，从而使轨道车辆向曲线内侧形成小幅倾摆；小幅倾摆系统包括：风缸（90）、左空簧（40）、右空簧（50）及控制组件，通过控制组件控制压缩空气进入左空簧（40）右空簧（50）,或从左空簧（40）右空簧（50）排出，使左空簧（40）与右空簧（50）之间产生高差，使轨道车辆车体相对于轨面形成向曲线内侧的倾摆角β；所述控制组件包括：左气阀二（43）、左气阀三（44）、左限高阀（45）、右气阀二（53）、右气阀三（54）、右限高阀（55）及中调高阀（91）；左空簧（40）通过左气阀二（43）和中调高阀（91）与风缸（90）连接、通过左气阀三（44）与风缸（90）连接，并通过左限高阀（45）排出；右空簧（50）通过右气阀二（53）和中调高阀（91）与风缸（90）连接、通过右气阀三（54）与风缸（90）连接，并通过右限高阀（55）排气；所述单向抗侧滚力矩是：当轨道车辆进入缓和曲线时，控制可调扭杆系统处于单向抗侧滚状态，可调扭杆系统不会阻止轨道车辆向曲线内侧倾斜，一旦轨道车辆具有向曲线外侧翻滚趋势时，可调扭杆系统提供单向抗侧滚力矩，阻止轨道车辆向曲线外侧翻滚；可调扭杆系统包括：扭杆和液压连杆，扭杆固定在转向架车体上，扭杆两端分别与两根液压连杆一端铰接，两根液压连杆的另一端分别与车体转向架的两侧铰接，连杆长度能够在：固定不变、仅能单向随动伸长或仅能单向随动缩短的状态之间转换，从而使扭杆系统提供双向抗侧滚力矩或单向抗侧滚力矩；所述单向抗侧滚力矩是指：当轨道车辆进入缓和曲线时，控制处在曲线内侧的液压连杆长度锁定不变或处于单向随动缩短状态；控制处在曲线外侧的液压连杆处于单向随动伸长状态；在轨道车辆向曲线内侧倾斜时，处在曲线内侧的液压连杆长度锁定不变或随同轨道车辆的倾摆而缩短；处在曲线外侧的液压连杆随同轨道车辆的倾摆而伸长；一旦轨道车辆具有向曲线外侧翻滚趋势时，可调扭杆系统提供单向抗侧滚力矩，阻止轨道车辆向曲线外侧翻滚；所述液压连杆包括：杆体（3）、活塞（4）及控制部件，活塞（4）活动设置在杆体（3）内，将杆体（3）分隔成液腔一（31）和液腔二（32），液腔一（31）和液腔二（32）内充满液体介质；液腔一（31）通过流道一（7）和流道二（8）与液腔二（32）连接；流道一（7）上设置有直通阀一（71）和单向阀一（72），液腔一（31）内的液体介质只能通过单向阀一（72）和直通阀一（71）流向液腔二（32）；流道二（8）上设置有直通阀二（81）和单向阀二（82），液腔二（32）内的液体介质只能通过单向阀二（82）和直通阀二（81）流向液腔一（31）；在直通阀一（71）连通及直通阀二（81）断开时，液腔一（31）内的液体介质只能通过流道一（7）流向液腔二（32），连杆长度在拉力作用下自由伸长；当拉力转换成压力时，液腔二（32）内的液体介质不能流向液腔一（31），连杆长度保持不变，液压连杆处于单向随动伸长状态；在直通阀一（71）断开及直通阀二（81）连通时，液腔二（32）内的液体介质只能通过流道二（8）流向液腔一（31），连杆长度在压力作用下自由缩短；当压力转换成拉力时，液腔一（31）内的液体介质不能流向液腔二（32），连杆长度保持不变，液压连杆处于单向随动缩短状态；所述提高轨道车辆曲线行驶速度的方法包括下述步骤：步骤一：当轨道车辆进入左转缓和曲线时，使左气阀二（43）处于连通状态，关闭右气阀二（53）；保持左气阀三（44）关闭状态，打开右气阀三（54），将压缩空气充入右空簧（50），升高右空簧（50）的高度；此时中调高阀（91）偏离预设平衡高度，处于排气状态；左空簧（40）内的压缩空气通过左气阀二（43）及中调高阀（91）排气，降低左空簧（40）的高度，使中调高阀（91）回到预设平衡高度；在右空簧（50）升高到右限高阀（55）的预设调节高度过程中，右空簧（50）升高，左空簧（40）降低，以中调高阀（91）的预设平衡高度为基准，达到动态平衡，使车体（60）向左倾摆；当右空簧（50）升高超过右限高阀（55）的预设调节高度时，压缩空气通过右限高阀（55）排气，根据测试得到的倾摆动作需要的时间，延时关闭右气阀三（54），此时倾摆动作完成；此时左连杆（10）与右连杆（30）的长度相等，都为h1；控制左连杆（10）上的左直通阀一（171）处于断开状态、左直通阀二（181）处于连通状态，左连杆（10）处于单向随动收缩状态；控制右连杆（30）上的右直通阀一（371）处于连通状态、右直通阀二（381）处于断开状态，右连杆（30）处于单向随动伸长状态；随着轨道车辆向左进行主动倾摆，可调扭杆系统中的左连杆（10）随同轨道车辆向左倾摆而单向随动收缩，右连杆（30）随同轨道车辆向左倾摆而单向随动伸长，可调扭杆系统配合轨道车辆向左倾摆；此时可调扭杆系统保持单向抗侧滚状态，提供阻止轨道车辆向右侧滚的单向抗侧滚力矩，阻止轨道车辆向右侧滚；步骤二：当轨道车辆在左转曲线正线行驶时，关闭左气阀二（43），延时关闭右气阀三（54），阻止左空簧（40）和右空簧（50）内的压缩空气进出，保持左空簧（40）与右空簧（50）的高度及小幅倾摆系统所产生的倾摆角β；当轨道车辆在左转曲线正线行驶时，可调扭杆系统中的左连杆（10）经过收缩后，左连杆（10）长度由h1缩短到h3；右连杆（30）经过伸长后，右连杆（30）长度由h1伸长到h2；此时控制左连杆（10）上的左直通阀一（171）和左直通阀二（181）处于断开状态，左连杆（10）的长度保持h3长度不变；控制右连杆（30）上的右直通阀一（371）和右直通阀二（381）处于断开状态，右连杆（30）的长度保持h2长度不变；此时可调扭杆系统提供双向抗侧滚力矩，无论轨道车辆有向左或向右侧滚趋势，可调扭杆系统都能够阻止轨道车辆的侧滚，确保行车安全；步骤三：当轨道车辆驶出左转曲线正线进入左转缓和曲线时，打开左气阀三（44），压缩空气通过左气阀三（44）充入左空簧（40），升高左空簧（40）的高度；同时打开左气阀二（43）和右气阀二（53），使左空簧（40）与右空簧（50）连通，使左空簧（40）与右空簧（50）内的压缩空气平衡，并将过量压缩空气通过中调高阀（91）排气，将左空簧（40）与右空簧（50）恢复到初始高度，使车体（60）结束倾摆状态；当轨道车辆驶出左转曲线正线进入左转缓和曲线时，控制左连杆（10）上的左直通阀一（171）处于连通状态、左直通阀二（181）处于断开状态，左连杆（10）处于单向随动伸长状态；控制右连杆（30）上的右直通阀一（371）处于断开状态、右直通阀二（381）处于连通状态，右连杆（30）处于单向随动收缩状态；此时可调扭杆系统只提供向左抗侧滚力矩，阻止轨道车辆向左侧滚；不会阻碍轨道车辆从左倾摆状态恢复到水平状态；步骤四：当轨道车辆驶出左转缓和曲线进入直线后，保持左气阀三（44）和右气阀三（54）关闭，保持左气阀二（43）和右气阀二（53）连通，通过中调高阀（91）调节高度，使不同载荷时的高度保持一致；当轨道车辆驶出左转缓和曲线进入直线后，左连杆（10）经过伸长后，左连杆长度由h3伸长到h1；右连杆（30）经过收缩后，右连杆长度由h2缩短到h1；此时控制左连杆（10）上的左直通阀一（171）和左直通阀二（181）处于断开状态，左连杆（10）长度保持h1不变；控制右连杆（30）上的右直通阀一（371）和右直通阀二（381）处于断开状态，右连杆（30）长度保持h1不变；此时可调扭杆系统提供双向抗侧滚力矩，无论轨道车辆有向左或向右侧滚趋势，可调扭杆系统都能够阻止轨道车辆的侧滚，确保行车安全。

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