一种自动调节动车组车体高度的装置

本技术涉及动车组车体，尤其是一种兼有自动调节车体高度作用的装置。

背景技术：

1、空气弹簧是动车组悬挂系统的主要零部件之一，与动车组乘坐舒适性息息相关。空气弹簧安装在车体与转向架之间，具有连接、缓冲、承载、减振等功能，是动车组普遍使用的悬挂装置。当动车组的承重发生变化，车辆通过现有的空气弹簧高度调节装置，使车体高度保持恒定。其目的主要是让车体高度与火车站站台高度保持一致，方便旅客乘降，提高铁路运输效率。

2、现今，部分火车站站台沉降问题引发了网上热议，动车组车体地板与站台高度无法保持一致不仅降低了铁路运输效率，而且存在一定安全隐患。此外，当列车运行速度超过350km/h时，空气阻力在总阻力占比提升到85％以上，而动车组车体高度基本保持恒定，因此无法根据速度和运行工况等参数主动调节动车组车体高度，不能充分利用空气阻力，以达到节能减排和提高制动效率的目的。

3、为了解决上述由于动车组车体高度保持不变而引发的问题，本文提出了一种自动调节动车组车体高度的装置。

技术实现思路

1、本实用新型专利提供的一种自动调节动车组车体高度的装置，通过相应的程序控制伺服电机带动丝杆螺母副运动，丝杆螺母副带动高度调整杆上、下运动，从而使其带动高度调整阀阀芯转动，控制空气弹簧充气或排气，通过改变空气弹簧的压力来控制空气弹簧的高度，空气弹簧高度改变后，高度调整阀阀芯恢复到原来位置，空气弹簧保持一定高度，实现空气弹簧高度可调功能。由于动车组车体高度的变化与空气弹簧高度变化基本保持一致，因此可以达到调整动车组车体高度的目的，以解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型方案由以下技术方案完成：

2、一种自动调节动车组车体高度的装置，包括空气弹簧1、伺服电机2、速度传感器3、齿轮副4、上轴承及轴承座5、丝杆6、螺母7、下轴承及轴承座8、高度调整杆9、连接板10、高度调整阀11、高度调整阀阀芯12、风源进气管13、空气弹簧进气管14、空气弹簧排气管15、高度调整阀排气管16。空气弹簧1作为动车组悬挂系统的主要零部件，其下方连接转向架、上方连接车体，其中转向架高度恒定不变。伺服电机2通过螺栓固定在转向架上，由计算机程序控制实现相应动作，为该调节装置提供动力。速度传感器3安装在伺服电机2上，用于测量伺服电机2转动的方向及角度。齿轮副4的小齿轮安装在伺服电机2的输出轴，大齿轮安装在丝杆6上，丝杆6与螺母7组成丝杆螺母副，将转动准确的变换为平动。上轴承及轴承座5、下轴承及轴承座8通过螺栓安装在转向架上，轴承及轴承座可为丝杆6旋转提供支撑。螺母7与高度调整杆9通过焊接连接，连接板10与高度调整杆9通过螺栓连接，且连接板10能产生一定角度的转动，连接板10与高度调整阀阀芯12通过方孔过盈配合连接。高度调整阀11通过螺栓固定在动车组车体上，接受压力风源的同时控制空气弹簧1进排气，从而控制空气弹簧1的高度，由于空气弹簧1下方的转向架高度恒定不变，所以动车组车体的高度和空气弹簧1高度保持一致变化。

3、本实用新型与现有技术相比，具有的增益效果：

4、在列车高速运行时，由于以往的列车车体高度保持不变，车体会受到较大的空气阻力，也限制了列车的最高运行速度。本实用新型专利可以实现列车在运行时主动降低车体高度，减少车头截面与空气的接触面积，以减小运行的空气阻力，减少能量消耗。

5、在列车制动时，由于以往的列车车体高度保持不变，无法增加列车车体高度，以充分利用空气阻力减小列车运行速度。本实用新型专利可以实现列车在列车制动时，主动升高车体高度，增加车头截面与空气的接触面积，增加运行的空气阻力，能够进一步增大列车的制动减速度，实现快速、安全停车，提高列车制动效率。

6、本实用新型专利通过自动调节动车组车体高度，可有效解决部分火车站站台沉降引起的旅客乘降不便问题，使动车组车体地板与站台保持平齐，方便旅客乘降，提高铁路运输效率。

7、与以往的动车组高度恒定不变相比，本实用新型专利可以主动改变空气弹簧高度，即改变动车组车体高度，能够更加适应运行环境，如大风天气、通过弯道、通过隧道等。

8、本实用新型专利中伺服电机可由计算机程序控制，可根据不同运行工况输出指令控制电机，实现车体高度自动调节，体现了动车组车体高度调节的简单化、智能化。

技术特征：

1.一种自动调节动车组车体高度的装置，包括空气弹簧(1)、伺服电机(2)、速度传感器(3)、齿轮副(4)、上轴承及轴承座(5)、丝杆(6)、螺母(7)、下轴承及轴承座(8)、高度调整杆(9)、连接板(10)、高度调整阀(11)、高度调整阀阀芯(12)、风源进气管(13)、空气弹簧进气管(14)、空气弹簧排气管(15)、高度调整阀排气管(16)，所述空气弹簧(1)下方连接转向架、上方连接车体，所述伺服电机(2)通过螺栓固定在转向架上，所述速度传感器(3)安装在伺服电机(2)上，所述齿轮副(4)的小齿轮安装在伺服电机(2)的输出轴，大齿轮安装在丝杆(6)上，所述上轴承及轴承座(5)、下轴承及轴承座(8)通过螺栓安装在转向架上，所述螺母(7)与高度调整杆(9)通过焊接连接，所述连接板(10)与高度调整杆(9)通过螺栓连接，连接板(10)与高度调整阀阀芯(12)通过方孔过盈配合连接，所述高度调整阀(11)通过螺栓固定在动车组车体上，接受压力风源的同时控制空气弹簧(1)进排气。

2.根据权利要求1所述的自动调节动车组车体高度的装置，其特征在于：所述伺服电机(2)可由计算机程序控制，以实现不同工况下的自动动作。

3.根据权利要求1所述的自动调节动车组车体高度的装置，其特征在于：所述速度传感器(3)可测量伺服电机(2)转动的方向及角度，以检测高度调整杆(9)的位置。

4.根据权利要求1所述的自动调节动车组车体高度的装置，其特征在于：所述丝杆(6)与螺母(7)组成丝杆螺母副，将转动准确的变换为平动。

5.根据权利要求1所述的自动调节动车组车体高度的装置，其特征在于：所述连接板(10)与高度调整杆(9)能产生一定角度的转动。

技术总结
本技术涉及动车组车体技术领域，公开了一种自动调节动车组车体高度的装置，由空气弹簧、伺服电机、速度传感器、齿轮副、轴承及安装座、丝杆螺母副、高度调整杆、连接板、高度调整阀、空气管路及连接螺栓组成。通过相应的程序控制伺服电机带动丝杆螺母副运动，丝杆螺母副带动高度调整杆上、下运动，从而使其带动高度调整阀阀芯转动，进而控制空气弹簧进、排气，即控制空气弹簧的压力及高度，由于动车组车体高度的变化与空气弹簧高度的变化保持一致，因此该装置可实现自动调整动车组车体高度。本技术可有效解决部分火车站站台沉降引起的旅客乘降不便问题；充分利用运行时的空气阻力，起到节能减排、提高效率的目的。

技术研发人员：朱海燕,柴博士,杨世俊,王梦威,徐晨钊,李祥坤
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：20240521
技术公布日：2024/12/30