[发明专利]具有横向解耦发动机悬挂系统的轨道车辆运行机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆运行机构，其包括轮单元、发动机单元和运行机构框架单元，运行机构框架单元确定纵向方向、横向方向和高度方向，且运行机构框架单元支承于轮单元上，而发动机单元连接到轮单元从而驱动轮单元。发动机单元通过一个连接装置悬挂在运行机构框架单元上。本发明进而涉及一种含有此运行机构的轨道车辆。

背景技术

在现代轨道车辆特别是现代高速轨道车辆中，有两种截然不同的方法可以将电子驱动发动机悬挂于运行机构内。第一种方法是，例如在美国专利US 2010/0116167A1中所揭示的那样，将发动机初级悬挂到轮单元(例如轮组或轮对)的主轴。这种与运行机构框架的连接通常通过扭矩支撑架(用于支撑发动机的驱动扭矩)的一或多个弹性相连的摆锤。此方法优势在于，在从发动机主轴到轮组主轴的传动线路内，损害正常齿轮咬合的相对运动被全面避免了。然而，此方法的缺点在于，发动机的质量在很大程度上增加了运行机构中所谓的“非弹簧支撑”(unsprung)或“非悬挂”质量，即运行机构中未通过至少一个(一系或二系)弹簧系统悬挂的质量。特别对于高速场合而言，所述较高的非弹簧支撑质量对运行机构的动力学和声学属性有不利影响。

另一种方法在例如日本专利JP 62016036A(Ando等人)中有所揭示，它是将发动机实质刚性地悬挂到运行机构框架。尽管这种方法降低了非弹簧支撑的质量，但它的缺点在于，发动机的附加质量增加了运行机构框架单元的惯性，特别是在高度轴方向上的惯性。这一较高的惯性力矩对于运行机构特别在高速运行时的运行稳定性，也具有某些动力学缺陷。

发明内容

因此，本发明的目标之一是，提供一种如前所概述的运行机构，它至少能在一定程度上克服上述缺点。本发明的另一目标是，提供一种能改进动力学属性的运行机构。

上述目标的实现首先需要如权利要求1所述的序语的运行机构，其特征如如权利要求1的特征部分所述。

本发明是基于以下技术示范：如果通过一个连接装置将发动机单元悬挂至运行机构框架单元，且所述连接装置至少在横向方向上的某挠度期间主要弹性地将发动机单元从运行机构框架单元解耦，便可提升运行机构特别在高速运行时的动力学表现。

此构设的优点在于，一方面，由于发动机单元在运行机构框架上的悬挂方式，发动机单元形成了弹簧支撑(sprung)质量的一部分。此举由于减少了非弹簧支撑质量，故而提供了所有相关的动力学和声学优点。

同时，在横向方向上将发动机单元从运行机构框架单元解耦的优点在于，在某横向挠度期间，发动机单元的质量即使受到注意也只在十分有限的程度上影响到运行机构框架单元的惯性力矩。此举对于运行机构特别在高速运行时的运行稳定性而言十分有利，因为绕运行机构yaw轴(即运行机构的高度轴)较低的惯性力矩使得稳定性大幅提升。

因此，根据一个方面，本发明涉及一种轨道车辆运行机构，它包括轮单元、发动机单元和运行机构框架单元。运行机构框架单元确定纵向方向、横向方向和高度方向。此外，运行机构框架单元支承于轮单元上。发动机单元一方面连接到轮单元从而驱动轮单元。另一方面，发动机单元通过一个连接装置悬挂在运行机构框架单元上。所述连接装置具有横向弹性(即在横向方向上有弹性)，从而允许从所述连接装置的横向零挠度状态下起，发生横向方向上介于发动机单元和运行机构框架单元之间的相对横向运动。连接装置在横向方向上具有已确定的横向刚性，所述横向刚性在横向零挠度状态下足够低，以至于与发动机单元横向实质刚性地安装到运行机构框架单元的情况相比，发动机单元在高度方向上对运行机构框架单元的惯性力矩的贡献减少至少50％、较佳减少至少75％、更佳减少至少90％。

应知，连接装置的解耦效果可限于连接装置在横向方向上的某挠度。此外，解耦的程度不一定在此段挠度期间均相同。例如，从中性位置(即横向零挠度状态)起，惯性解耦可以随着横向方向上的挠度的增加而降低。关键在于，在运行机构的正常运作期间可能出现的挠度范围中，能够得到足够的惯性解耦，即发动机单元对惯性力矩的贡献的足够的降低。因此，可以将其作为运行机构特定运动学参数、其质量分布特别是发动机质量、以及运行机构正常运作期间的可能负载的函数，轻松地调整连接装置的解耦属性，特别是连接装置的横向刚性的特征线。