光電式二系懸掛高度監控調整裝置及含有該裝置的空簧結構的製作方法

2024-03-07 14:39:15

本發明適用於軌道車輛轉向架空氣彈簧結構二系懸掛系統的高度監控和調整。

背景技術：

現有軌道車輛轉向架空氣彈簧結構二系懸掛系統的高度調整及控制均採用機械式高度調整裝置。機械式高度調整裝置主要由高度調整閥、高度閥調整杆和水平槓桿組成，高度閥調整杆豎直安裝在適當的位置，下端通過球鉸與構架連接，上端通過球鉸與水平槓桿一端連接，水平槓桿另一端與高度閥連接，可驅動閥芯轉動。當二系懸掛裝置高度在名義尺寸時，水平槓桿處於水平位置。當二系懸掛裝置高度大於名義尺寸，水平槓桿轉動驅動高度閥閥芯轉動，進行排氣。反之，當二系懸掛裝置高度小於名義尺寸，水平槓桿轉動驅動高度閥閥芯反向轉動，進行充氣。當車輛通過曲線時，車體與構架產生相對轉動，高度閥調整杆兩端的球鉸可適應這種變形。目前的軌道車輛均採用這種高度調整裝置。

雖然機械式高度調整裝置技術成熟可靠，且運用廣泛，但也存在一些缺點：

1.機械式高度調整裝置佔用空間較大，特別是當車體與構架相對運動時，需要佔用更大的自由空間。

2.高度閥調整杆兩端的球鉸可轉動的角度有限，為了滿足車體與構架的相對運動需求，需將高度閥調整杆和水平槓桿設計的足夠長，這一方面增大了佔用空間，另一方面也增加了設備重量。

3.由於高度調整裝置為機械式，高度尺寸無法任意讀取到車輛控制系統，導致車輛高度無法被監控。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種減小佔用空間，降低設備重量，便於車輛高度監控的光電式高度調整裝置。

為實現上述目的，本發明提供一種光電式二系懸掛高度監控調整裝置，其特徵在於：包括電磁閥、紅外測距儀、測距儀反光板、處理器，電磁閥集成安裝在空簧上，控制空簧的充、排氣，紅外測距儀安裝在空簧應急彈簧座上，測距儀反光板安裝在空簧上蓋上，紅外測距儀的測點能照射在反光板上，測點測出的數據傳遞給處理器，經處理器處理得到二系懸掛高度，進而根據高度數據判斷應給空簧充氣還是排氣，並將充、排氣指令傳遞給電磁閥，控制給空簧充氣或排氣。

所述的紅外測距儀均布設置，且每個測點所在圓的直徑大於空簧最大橫向位移。

測距儀反光板的形狀與空氣彈簧上蓋與應急彈簧的相對位移相適應，以使紅外測距儀的測點均能照射在反光板上，保證測試數據的準確。

所述的電磁閥直接集成在空氣彈簧的進氣口位置，或者單獨設置在空簧供風管路上。

一種空簧結構，集成二系懸掛高度監控調整裝置，所述的二系懸掛高度監控調整裝置為上面所述的光電式二系懸掛高度監控調整裝置。

本發明採用紅外測距技術進行尺寸測量，採用電磁閥控制空簧的充（排）氣，可採用單獨的處理器控制整個過程，也可委託車輛控制系統控制整個過程。經過特殊設計的紅外測距儀安裝在空氣彈簧內部，測量空簧氣隙用於計算二系懸掛高度。為了確保測量的準確性，每個空氣彈簧內部設置四個測點。四個測點測出的數據通過有線或無線的方式傳遞給處理器，經過處理後得到二系懸掛高度。處理器會根據高度數據判斷應給空簧充氣還是排氣，並將充（排）氣指令以有線或無線的方式傳遞給電磁閥，控制給空簧充氣或排氣。電磁閥可直接集成在空氣彈簧的進氣口位置，也可單獨設置在空簧供風管路上。這樣，光電式二系懸掛高度監控調整裝置可完全集成在空氣彈簧內和管路上，完全取消了其他設備，大大減小了佔用空間。如果需要，處理器還可把高度數據傳遞給車輛控制系統，以方便對車輛高度的監控。

附圖說明

附圖1是本光電式二系懸掛高度監控調整裝置的方案示意圖。

附圖2是本光電式二系懸掛高度監控調整裝置的工作原理框圖。

具體實施方式

參照附圖1與附圖2，件號1為電磁閥，件號2為測距儀反光板，件號3為紅外測距儀，件號4為處理器。附圖方案所示的電磁閥集成安裝在空氣彈簧上，如果需要也可以安裝在供風管路上。紅外測距儀安裝在空簧應急彈簧座上，測距儀反光板安裝在空氣彈簧上蓋上，可以直接測量空簧上蓋與應急彈簧之間的氣隙尺寸。為了確保測量的準確性，每個空氣彈簧均布設置四個測點，且四個測點所在圓的直徑需大於空簧最大橫向位移。反光板的形狀需與空氣彈簧上蓋與應急彈簧的相對位移相適應，以使紅外測距儀的四個測點均能照射在反光板上，保證測試數據的準確。如果由於形狀限制不能保證四個測點均能照射在反光板上，需在處理器處理數據時採取合理的計算方法對超出反光板範圍的測點進行辨識和處理。四個測點可實時監測空簧氣隙，將測到的數據傳遞給處理器，處理器會根據這些數據計算二系懸掛的高度，並判斷應給空簧充氣還是排氣，然後將充（排）氣指令以有線或無線的方式傳遞給電磁閥，控制給空簧充氣或排氣。如果需要，處理器還可把高度數據傳遞給車輛控制系統，以方便對車輛高度的監控。處理器可以集成安裝在空簧內部，也可以集成在車輛控制系統中，或者單獨安裝在車輛上其它位置。