一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架技术方案

本发明专利技术涉及一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架，包括：导向框，作为转向架的主体支撑；轴桥，下部通过回转轴承连接在所述导向框上部，用于连接上部车体；一对走行轮，设置在所述轴桥两侧，行走在轨道梁上，用于承载转向架整体重量；及导向轮，安装在所述导向框的前后两侧，用于转向架的导向。与现有技术相比，本发明专利技术使用非线性的油气弹簧作为横向减振器来缓和横向振动，具有变化的刚度与阻尼可以通过充油、充气来实现动态性能的改变以适应不同的线路条件；使用两对纵向拉杆传递纵向力，既起到了牵引的作用，又起到抗点头的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架
本专利技术涉及城市自动旅客运输系统车辆
，具体涉及一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架。
技术介绍
城市自动旅客运输系统是指在钢轨或轨道梁上运行，采用多编组的，并实现无人驾驶的实现客运系统，城市自动旅客运输系统车辆是目前较为新兴的车辆制式，拥有较多优点而具有快速的发展，被世界上很多大型机场使用。城市自动旅客运输系统也称作APM系统，其中央控制单元可以实现自动控制车辆运行，无需专业人员随车运营，可完全实现自动驾驶。城市自动旅客运输系统车辆常采用橡胶走形轮胎承载，使用混凝土梁作为轨道梁，中间设置导向轨，用于导向。车辆可以进行灵活编组，以适应不同的载客量需求。APM车辆的爬坡能力同样十分优秀，可以在局部爬上12％的陡坡，适应性极高，并可以通过小半径的曲线路段，可以有效减少用地面积，降低工程难度，适合在城市中进行修建。城市轨道车辆的安全性、平稳性以及曲线通过性都是用于评价性能的重要指标，如上海浦江线采用庞巴迪公司InnoviaAPM300型车辆，使用V拉杆约束轴桥与车体之间的横移运动并提供纵向牵引力，但这样导致横向刚度非常大，车辆运营结果显示横向平稳性能不够好。现有APM车辆横向平稳性不好，因此，如何调节转向架横向刚度与横向阻尼，有效缓和横向振动，提高横向平稳性，是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题而提供一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架，针对现有的APM车辆横向平稳性不够好的问题，在InnoviaAPM300型车辆转向架的基础上，提出一种新型转向架结构，此转向架结构可以调节其横向刚度与横向阻尼，有效地缓和横向振动，提高横向平稳性。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架，包括：导向框，作为转向架的主体支撑；轴桥，下部通过回转轴承连接在所述导向框上部，用于连接上部车体；一对走行轮，设置在所述轴桥两侧，行走在轨道梁上，用于承载转向架整体重量；及导向轮，安装在所述导向框的前后两侧，用于转向架的导向。进一步地，所述走行轮通过轴承与转向节设置在所述轴桥两侧，所述转向节通过销连接与轴桥固定在一起。进一步地，两侧的转向节前侧通过一根长横向拉杆连接，共同组成梯形转向机构，使两侧的走行轮同时转动相应的角度，完成转向任务。进一步地，所述导向框与转向节之间还安装有一根横向导向，当通过曲线时，导向框转动迫使转向节转动相应的角度，从而带动左侧走行轮绕垂向转动，所述横向拉杆将一侧走行轮的转动传递到另一侧走行轮处，使两侧一起转向。进一步地，所述轴桥与上部车体之间垂向设置两个小柔度空气弹簧，用于垂向承载与减振；两个空气弹簧可以通过充气调节垂向刚度与垂向高度，其下部通过螺栓固定在轴桥两侧的安装座上；轴桥与车体之间还安装有一对垂向减振器，安装在轴桥的前侧，与空气弹簧共同用于缓和车体与轴桥之间的垂向振动，对空气弹簧的垂向阻尼起到补充作用。进一步地，所述导向轮为橡胶导向轮，设置在所述导向框四个顶点处的下方，当通过曲线的时候，导向轮中间的导向轨与导向轮接触，产生导向力，导向框在导向力的作用下，发生垂向转动。进一步地，所述轴桥背面安装有对称的两个油气弹簧来缓和横向振动，油气弹簧的阻尼是非线性的，随速度增大而增大，可以快速缓和振动，并具有可调节性。进一步地，气室位于油气弹簧的活塞杆中，活塞杆的气室与油室之间使用浮动活塞隔离，气室与油室分别有各自的注入孔，根据不同的需求设置内部压力，从而实现刚度与阻尼的调节。进一步地，所述转向架上设有四根牵引拉杆，用于传递纵向牵引力，分布在轴桥的上下两侧，均与纵向中心线平行，不约束轴桥与车体之间的横移运动，四根牵引杆一侧铰接在轴桥上，另一侧都铰接在车体上，左右布置可以约束摇头运动，上下布置可以约束点头运动。进一步地，所述轴桥使用整体式轴桥，轴桥的壳体内部设置包括减速器、差速器的必要传动部件，电机通过联轴节将动力传递给减速器、差速器，之后通过与半轴、万向节连接，带动轮毂旋转，实现走行轮的前进，走行轮应使用轨道车辆专用轮胎，其内部设置防爆钢圈，以保证在爆胎时仍能安全运行，不会脱离轨道梁。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、通过设置与纵向中心线平行的四根纵向拉杆，解除了拉杆对横移运动的限制，只用于传递纵向牵引力并抑制点头运动。2、通过设置一对横向油气弹簧，有效地补充所需的横向刚度与横向阻尼来缓解振动，同时油气弹簧的刚度、阻尼都是非线性的，能够缓和横向振动的同时又不会过分抑制横向运动。3、本专利技术中的横向油气弹簧可以通过调节气压与油液，方便地调节其刚度与阻尼特性，同时其长度可调，便于安装。附图说明图1为本专利技术转向架的等轴侧视图；图2为本专利技术转向架的主视图；图3为本专利技术转向架的侧视图；图4为本专利技术转向架的后视图；图5为本专利技术使用的油气弹簧刚度特性；图6为本专利技术使用的油气弹簧阻尼特性。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。需要说明的是，本专利技术中的使用的前侧、后侧、上方、下方等方位词都是为了方便说明位置信息，便于理解的需要，但并不限制该专利技术中各部件所处的位置必须为所描述的位置，例如：油气弹簧可以布置在轴桥的后侧或者前侧；垂向减振器可以布置成对称式或者斜对称式；纵向牵引拉杆可以上下对称布置或非对称布置；横向拉杆与横向导向杆的位置可以对调等。一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架，参照图1、2、3、4，包括橡胶轮胎走行系统、专用导向系统和牵引悬挂系统。其中一对走行轮1行走在轨道梁上，负责承载整体的重量，导向轮5安装在导向框6上，轴桥9的下方通过回转轴承与导向框6连接，轴桥9与车体之间设置两个小柔度空气弹簧10，负责垂向承载与减振；一对油气弹簧11，负责横向减振；一对垂向减振器12，负责垂向减振。参照图1，设置在轴桥9两侧的走行轮1，通过轴承与转向节2固定，转向节2又通过销连接与轴桥9固定在一起，两侧的转向节2前侧连接一根长横向拉杆3，共同组成梯形转向机构，使左右两侧的走行轮会同时转动相应的角度，来完成转向任务。参照图1，设置在轴桥9下方的导向框6，是通过回转轴承连接在一起的，两者具有绕垂向转动的自由度，导向框6的四个顶点处的下方安装四个橡胶导向轮，当通过曲线的时候，导向轮中间的导向轨与导向轮接触，产生导向力，导向框在导向力的作用下，发生垂向转动。参照图1、3，导向框6与转向节2之间还安装有一根横向导向杆4，当通过曲线时，导向框转动会迫使转向节2也转动相应的角度，从而带动左侧走行轮1绕垂向转动，前侧横向拉杆3又可以将左侧走行轮的转动传递到右侧走行轮处，使左右一起转向，从而实现转向。参照图3，轴桥9上方设置两个小型空气弹簧10与车体连接，用于承载垂向载荷并缓解垂向振动，两个空气弹簧10可以通过充气调节垂向刚度与垂向高度，其下部通过螺栓固定在轴桥9两侧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架，其特征在于，包括：/n导向框(6)，作为转向架的主体支撑；/n轴桥(9)，下部通过回转轴承连接在所述导向框(6)上部，用于连接上部车体；/n一对走行轮(1)，设置在所述轴桥(9)两侧，行走在轨道梁上，用于承载转向架整体重量；及/n导向轮(5)，安装在所述导向框(6)的前后两侧，用于转向架的导向。/n

【技术特征摘要】
1.一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架，其特征在于，包括：
导向框(6)，作为转向架的主体支撑；
轴桥(9)，下部通过回转轴承连接在所述导向框(6)上部，用于连接上部车体；
一对走行轮(1)，设置在所述轴桥(9)两侧，行走在轨道梁上，用于承载转向架整体重量；及
导向轮(5)，安装在所述导向框(6)的前后两侧，用于转向架的导向。


2.根据权利要求书1所述的一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架，其特征在于，所述走行轮(1)通过轴承与转向节(2)设置在所述轴桥(9)两侧，所述转向节(2)通过销连接与轴桥(9)固定在一起。


3.根据权利要求书1所述的一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架，其特征在于，两侧的转向节(2)前侧通过一根长横向拉杆(3)连接，共同组成梯形转向机构，使两侧的走行轮(1)同时转动相应的角度。


4.根据权利要求书3所述的一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架，其特征在于，所述导向框(6)与转向节(2)之间还安装有一根横向导向杆(4)，当通过曲线时，导向框转动迫使转向节(2)转动相应的角度，从而带动左侧走行轮(1)绕垂向转动，所述横向拉杆(3)将一侧走行轮的转动传递到另一侧走行轮处，使两侧一起转向。


5.根据权利要求书1所述的一种城市自动旅客运输系统车辆的转向架，其特征在于，所述轴桥(9)与上部车体之间垂向设置两个小...

【专利技术属性】
技术研发人员：季元进，任利惠，葛方顺，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31