本發明屬于軌道交通領域，具體涉及一種列車轉向架上的軌道平順度動態調整適應裝置及控制方法。

背景技術：

隨著軌道交通線路運行時間的增加，在軌道基礎不可避免地發生沉降與變形的過程中，由此將影響到軌道的豎向平順性。軌道交通列車，尤其是高速列車，對軌道的平順度要求高，當軌道出現一定的豎向不平順時，輪軌相互作用加強，列車的振動加劇，同時軌道的振動、軌道基礎的動應力均加強，從而影響旅客乘坐的舒適性、加大的輪軌噪聲，甚至影響列車行駛的安全性，此外，振動與噪聲的加劇也將增加列車運營過程中的能耗。當發生豎向不平順后，輪軌相互作用加強，導致軌道基礎動應力加大，從而加速地基基礎的沉降，也加速了軌道豎向不平順的發展。在無砟軌道廣泛應用于高速鐵路線路、地鐵線路的背景下，軌道的豎向不平順調整難度大。如圖1所示為現有技術中常見的列車轉向架示意圖，在列車轉向架的側架6與軸箱4之間設置有一系懸掛彈簧3，該轉向架的垂向荷載傳遞路徑為：輪對→軸箱4→一系懸掛彈簧3→轉向架→二系懸掛彈簧→車廂；可以發現，現有技術中的列車轉向架無法針對軌道的豎向平順度進行主動、實時地調整。

因此，提出一種主動適應軌道不平順的列車轉向架動態調整裝置與數字化控制方法對軌道交通的發展與應用具有重要理論與實踐意義。

技術實現要素：

本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種列車轉向架上的軌道平順度動態調整適應裝置及控制方法，該裝置及方法通過在一系懸掛彈簧以及軸箱之間設置數控伸縮千斤頂，使得車架及列車可以有效的適應軌道的不平順度。

本發明目的實現由以下技術方案完成：

一種列車轉向架上的軌道平順度動態調整適應裝置，所述軌道平順度動態調整適應裝置包括數控伸縮千斤頂；所述數控伸縮千斤頂設置于所述列車轉向架的一系懸掛彈簧與軸箱之間。

所述數控伸縮千斤頂的上部套裝有一千斤頂外套，所述千斤頂外套的外壁面上具有外凸的承臺；所述一系懸掛彈簧套裝在所述千斤頂外套的外部，且其底端支承于所述承臺之上。

所述數控伸縮千斤頂的伸縮范圍為10cm~20cm。

所述軌道平順度動態調整適應裝置還包括一千斤頂控制系統，所述千斤頂控制系統連接控制所述數控伸縮千斤頂的伸縮。

所述控制方法包括以下步驟：檢測軌道的豎向平順度信息；在列車運行過程中，千斤頂控制系統根據所述列車的運行狀態、所述數控伸縮千斤頂的安裝位置以及所述豎向平順度信息控制所述數控伸縮千斤頂的伸縮長度與速度，以主動調整所述列車轉向架的高低。

使用軌檢車檢測所述軌道在所述軌檢車所在的里程數上所對應的所述豎向平順度信息。

本發明的優點是，設置在一系懸掛彈簧以及軸箱之間的數控伸縮千斤頂可以主動、實時地調節列車轉向架的高低，使得每個車輪可以主動適應軌道的豎向不平順，從而有效地減小車廂振動以及轉向架振動，同時可有效減小行車過程導致的軌道振動及其基礎振動，在減振的同時還具有降噪與減少列車運行能耗的作用。

附圖說明

圖1為現有技術中列車轉向架的側架構造示意圖

圖2為本發明中列車轉向架的側架構造示意圖；

圖3為本發明中列車轉向架上的軌道平順度動態調整適應裝置的控制方法的流程示意圖。

圖4為現有技術中的列車在不平順的軌道上運行時的示意圖；

圖5為安裝有本發明的軌道平順度動態調整適應裝置的列車在不平順的軌道上運行時的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖通過實施例對本發明的特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解：

如圖1-5，圖中標記1-9分別為：數控伸縮千斤頂1、千斤頂控制系統2、一系懸掛彈簧3、軸箱4、千斤頂外套5、側架6、承臺7、軌道8、車輪9。

實施例：如圖2、3所示，本實施例具體涉及一種列車轉向架上的軌道平順度動態調整適應裝置，其包括數控伸縮千斤頂1以及千斤頂控制系統2；數控伸縮千斤頂1設置在列車轉向架的一系懸掛彈簧3與軸箱4之間；千斤頂控制系統2連接數控伸縮千斤頂1的控制端，通過千斤頂控制系統2可以根據軌道的平順度數據控制數控伸縮千斤頂1的伸縮長度；數控伸縮千斤頂1的伸縮范圍為10cm至20cm。

如圖2、3所示，在本實施例中，列車的輪對安裝在軸箱4上；數控伸縮千斤頂1的上部套裝有一千斤頂外套5，千斤頂外套5底部的外壁面上具有外凸的承臺7；一系懸掛彈簧3套裝在千斤頂外套5的外部且其底端支承于承臺7之上；一系懸掛彈簧3的頂端連接在列車轉向架的側架6的底部；列車的載荷依次經過二系懸掛彈簧、轉向架、一系懸掛彈簧3、軸箱4以及輪對傳遞至軌道。

如圖2、3所示，本實施例中列車轉向架上的軌道平順度動態調整適應裝置的控制方法，具體包括以下步驟：

1）使用軌檢車檢測軌道的平順度，在檢測過程中軌檢車連續檢測其里程數以及與里程數對應的豎向平順度，并將里程數以及相對應的豎向平順度保存在數據庫中；通過檢測，可以獲取軌道上任意位置的豎向平順度。

2）根據所采集的軌道豎向平順度，對線路的不平順狀態進行評估分析。

3）在列車始發之前，將列車運行軌道的平順數據存儲至千斤頂控制系統2中。

4）在列車運行過程中，根據列車的位置以及各數控伸縮千斤頂1在列車上的安裝位置確定各數控伸縮千斤頂1與軌道之間的相對位置，千斤頂控制系統2根據各數控伸縮千斤頂1與軌道之間的相對位置獲取各數控伸縮千斤頂1下方的軌道的豎向平順度；千斤頂控制系統2將軌道的豎向平順度以及列車的運行速度作為輸入參數，采用控制算法計算出各數控伸縮千斤頂1伸縮長度及伸縮速度，并將計算出的伸縮長度及伸縮速度發送至各數控伸縮千斤頂1的控制端，數控伸縮千斤頂1根據千斤頂控制系統2的指令主動、實時地調節其伸縮長度，進而主動調整列車轉向架的高低以適應軌道的豎向不平順。

如圖4、5所示，軌道8存在較大凹陷；圖4中的列車沒有安裝本實施例的軌道平順度動態調整適應裝置，因此圖4中的列車經過軌道8的凹陷處時，列車的車輪9沿著軌道8的凹陷產生波動，從而導致列車振動顛簸；而圖5中的列車裝有本實施例的軌道平順度動態調整適應裝置；當列車經過軌道8的凹陷處時，數控伸縮千斤頂1向下伸長，這使得列車可以自動且主動地去適應軌道8的不平順，避免軌道8的豎向不平順度導致列車振動顛簸。

本實施例的有益技術效果為：設置在一系懸掛彈簧以及軸箱之間的數控伸縮千斤頂可以主動、實時地調節列車轉向架的高低，使得每個車輪可以主動適應軌道的豎向不平順，從而有效地減小輪軌相互作用，也減小車廂振動以及轉向架振動，同時可有效減小行車過程導致的軌道振動及其基礎振動，可降低列車運行過程中的噪聲，節省列車運行能耗。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種列車轉向架上的軌道平順度動態調整適應裝置及控制方法，該裝置包括數控伸縮千斤頂；所述數控伸縮千斤頂設置于所述列車轉向架的一系懸掛彈簧與軸箱之間；在該方法中根據軌道的不平順調節數控伸縮千斤頂的伸縮長度。本發明的優點在于：設置在一系懸掛彈簧以及軸箱之間的數控伸縮千斤頂可以主動、實時的調節列車轉向架的高低，使得每個車輪可以主動適應軌道的豎向不平順，從而有效地減小轉向架振動以及小車廂振動，同時可有效減小行車過程導致的軌道振動及其基礎振動，以及具有降噪與減少列車運行能耗的作用。

技術研發人員：黃大維;雷曉燕;馮青松;羅錕;張鵬飛;謝發明
受保護的技術使用者：華東交通大學
技術研發日：2017.05.26
技術公布日：2017.09.15