本發(fā)明涉及到可傾斜車體型鐵路車輛所使用的鐵路轉(zhuǎn)向架。

眾所周知鐵路軌道在彎道處，呈現(xiàn)出一定程度的超高，目的在于減小車輛受到的離心加速度的影響。

這樣的超高允許彎道能應付較高的速度。

基于穩(wěn)定性的原因，超高值受到國際規(guī)范的限制。

為了進一步提高車輛在彎道上的速度，而又不使旅客經(jīng)受難以忍受的離心加速度值，已知原則是通過適當?shù)臋C械設(shè)施，恰當?shù)厥管圀w相對于轉(zhuǎn)向架，傾向彎道內(nèi)側(cè)，給予鐵路車輛的車體可變化的位置。這樣，軌道超高角加上車體傾斜角，在彎道上，就全部或部分補償了較高速度所產(chǎn)生的作用在旅客身上的較大的加速度。

然而已知的系統(tǒng)有著它的缺點：它們不允許沿用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的車體作為可傾斜車輛的車體，而要求建造特種轉(zhuǎn)向架和車體。

本發(fā)明的目標是一種鐵路轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)，無論轉(zhuǎn)向架是主動的還是從動的，這種結(jié)構(gòu)用于旅客車也用于機車。在最高可達速度時，這種結(jié)構(gòu)用于使車輛的車體，相應于軌道彎道曲線半徑適當傾斜，同時又適合于一般軌道設(shè)備的條件。該結(jié)構(gòu)在現(xiàn)存車輛的車體，或按傳統(tǒng)設(shè)計的新車體，結(jié)構(gòu)上不做任何變動的情況下，通過把現(xiàn)存轉(zhuǎn)向架更換為按本發(fā)明設(shè)計的轉(zhuǎn)向架，就能得到利用。

為此目的，在此提供一個根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的為可傾斜車體型鐵路車輛使用的鐵路轉(zhuǎn)向架。該轉(zhuǎn)向架包括有可傾斜橫樑的車架，該車架支承著鐵路車輛的車體，并可繞豎直軸線和水平軸線轉(zhuǎn)動，其特征是它有一個臼形軸承，臼形軸承的形狀使得車體既可以繞上述的豎直軸線，又可繞上述水平軸線傾斜。

因此按此發(fā)明設(shè)計的轉(zhuǎn)向架具有超越于已知的現(xiàn)存的轉(zhuǎn)向架的優(yōu)點。例如：結(jié)構(gòu)簡單，對現(xiàn)存車輛改造迅速，在改造中不需要很長時間，也不需要為新車輛大量投資，因而大大減少了初始投資，還能提早使可傾斜車體車輛投入使用。

做為本發(fā)明目標的轉(zhuǎn)向架，可以是由兩個焊制的側(cè)面部件和一根或多根橫樑組成的焊接型車架。當然車架的結(jié)構(gòu)部件也可以是鑄造的，而不是焊制的。

轉(zhuǎn)向架可以裝備任何現(xiàn)在使用的主懸架和二級懸架裝置，這些懸架裝置不受按本發(fā)明實現(xiàn)可傾斜車體相對于轉(zhuǎn)向架的可變位置所用的特別結(jié)構(gòu)的限制。

在二級懸架裝置彈簧的上側(cè)或下側(cè)，轉(zhuǎn)向架可以裝設(shè)一根可傾斜橫樑。

轉(zhuǎn)向架可以通過氣壓缸類或氣-液壓缸類的側(cè)懸架裝置總裝起來。這些懸架裝置的作用是在沿彎道運行時保持臼形軸承的中心，處于轉(zhuǎn)向架車架的中心，平衡離心力。車體的傾斜是繞著位于縱向?qū)ΨQ平面上的一根軸線發(fā)生的。這樣所獲得的車體傾斜可以對曲線運行時的離心加速度作部分或全部補償。

從下面公開的材料中，本發(fā)明的進一步細節(jié)將更加清晰，這涉及到附圖上顯示的體現(xiàn)發(fā)明的一些例子，其中：

圖一是一個根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的轉(zhuǎn)向架的橫截面圖，部分是剖視圖;

圖二是相似于圖1的橫截面圖，但是具有不同的懸架系統(tǒng);

圖三和圖四是本發(fā)明的另一種具體化的橫截面圖，部分是剖面圖，具有兩種不同的懸架系統(tǒng);

圖五是根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的轉(zhuǎn)向架的俯視圖;

圖六顯示又一具體化的轉(zhuǎn)向架，采用部分剖面的橫截面圖。

球狀臼形軸承1使得可傾斜樑3和轉(zhuǎn)向架車架4，可在一切方向上相對于車體2轉(zhuǎn)動，即不但繞豎直軸線，而且也繞水平軸線轉(zhuǎn)動。球狀臼形軸承裝有一個豎直方向的安全樞20和兩對相同的支撐墊21和22（圖五）。部件21與臼形軸承的上部構(gòu)件成為一體，部件22與臼形軸承的下部構(gòu)件成為一體。這些支撐墊的目的是為了適當?shù)叵拗菩屋S承1在縱向豎直平面內(nèi)的傾斜角度。

由于系統(tǒng)的簡單性，本發(fā)明具有上述全部明顯的優(yōu)點;還由于使用了具有上述特性的球狀臼形軸承，達到了改變車體在橫向豎直平面內(nèi)相對于可傾斜樑3和相對于轉(zhuǎn)向架車架4的位置的目的，（如點劃線所示），從而獲得車體的角運動。

正象從圖一和圖二所能看到的，臼形軸承包括一個大體上呈半球形的凹陷部件，其裝在一起的結(jié)合部件之間是可以活動的，它們分別固定在可擺動的橫向樑3和車體2上。半球形凹陷部件上有一個孔，使得它可以相對于結(jié)合部件也繞水平軸線轉(zhuǎn)動。

當離心力F作用時，通過普通單級型或套筒式的多級液壓缸5驅(qū)動車體2，使之相對于可擺動橫樑3傾斜。液壓缸5受到適當?shù)谋Ｗo罩的保護。

各液壓缸的基部固定于可擺動樑3上的適當?shù)陌甲校鄳钊捻敳垦b有一個球軸承類或其它類的推力軸承，并封裝和依靠于車體上相應的凹座中，以便減小它們占據(jù)的空間。

氣壓缸或氣-液壓缸15是予先考慮用于驅(qū)動側(cè)向活動懸架裝置的。它們安裝于可擺動橫樑3和轉(zhuǎn)向架車架側(cè)面部件4之間，它們的活塞受到保護罩17′的保護。

安置于可擺動橫樑3和車體2之間的止動墊16，具有從機構(gòu)上限制車體2相對于可擺動橫樑3轉(zhuǎn)動時的最大允許極限的作用，同時可以避免可能作用在缸5上的危險的沖擊應力。

該止動墊16具有為剛性或彈性接觸使用的耐摩接觸面，同時還裝有調(diào)整裝置。在組裝后，該裝置可以用來精確地調(diào)整車體在其傾斜條件下轉(zhuǎn)動角的最大值。

止動墊16可以是固定類型的或者是可動類型的?？蓜宇愋偷闹箘訅|，當傾斜系統(tǒng)正常工作時，處于靜止狀態(tài)，在這種意義上說，它們僅做為止動限位墊。在它們處于工作狀態(tài)時，在液壓和（或）機構(gòu)驅(qū)動下，從支座伸出，移動一個相同的行程，其效用是做為一種安全設(shè)施，這個安全設(shè)施把車體2送回其豎直位置，并且如果需要暫時排除傾斜系統(tǒng)的作用時，可將車體鎖定在該位置。可動墊16還可以用做應急設(shè)施，完全代替驅(qū)動缸5，操縱傾斜定位。

圖1與圖2不同之處僅在于，圖一中轉(zhuǎn)向架二級懸架是通過氣壓彈簧6實現(xiàn)的，然而在圖二中，它是通過傳統(tǒng)的鋼制螺旋彈簧6′實現(xiàn)的。在兩種情況下，二級懸架都是通過橫向的18和豎直向的19兩副減震器總裝在一起，這些減震器位于橫向樑3和轉(zhuǎn)向架車架的側(cè)面部件4之間。

在圖三和圖四所示的實例中，轉(zhuǎn)向架相對于車體在水平平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動功能是通過下部的圓柱狀臼形軸承7實現(xiàn)的。同時車體2在橫向豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動功能僅是通過上部的部分呈柱面狀的臼形軸承8實現(xiàn)的。臼形軸承的中間部件9，在縱方向的前后端是由豎直的壁構(gòu)成，用于承受出現(xiàn)在車體2和轉(zhuǎn)向架3-4之間的縱向推力。

在這種情況下，臼形軸承實質(zhì)上包含一個中間部件9，以幾何圓柱形的配合聯(lián)接于分別固定在車體和車架上的臼形軸承部件上，兩個圓柱形部件的軸線互相垂直。這些部件由一個豎直向的樞軸20組裝在一起。

為了舉例說明，圖五顯示了一種類型的轉(zhuǎn)向架，它的基本部件的結(jié)構(gòu)是根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的。

轉(zhuǎn)向架是由軸10、蝶形制動器11和制動缸12組成，而轉(zhuǎn)向架車架是由兩端橫樑13、中間橫樑14、側(cè)面部件4和可擺動橫樑3、驅(qū)動液壓缸5及如圖一和圖二所示的那類球狀臼形軸承組成。

為了舉例說明，圖六給出了根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的另一種可能類型的轉(zhuǎn)向架的橫截面。這種類型的轉(zhuǎn)向架使得本發(fā)明的先進特性得到證實。由于本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單的特性，這種設(shè)計可以很容易地應用到具有可傾斜橫樑3的任何類型的轉(zhuǎn)向架上，把轉(zhuǎn)向架由標準類型的轉(zhuǎn)向架改裝成一個可傾斜車體系統(tǒng)類型的轉(zhuǎn)向架。

圖六所示的轉(zhuǎn)向架與圖一至五所示的轉(zhuǎn)向架不同之處在于，可傾斜橫樑3是安裝于圖中所示的氣壓彈簧或柱狀螺旋彈簧下面。

在這個圖中，車體2是由可傾斜橫樑3及放在它們中間的彈簧6支承的。該橫樑3在轉(zhuǎn)向架4的框架上傾斜，是通過置于它們之間的，如圖三或圖四所示的復合型臼形軸承7、8、9，或通過置于它們之間的，如圖一或圖二所示的臼形軸承1實現(xiàn)的。

在彎道處，轉(zhuǎn)向架車架4于水平平面內(nèi)相對于可傾斜橫樑3出現(xiàn)傾斜，也就是相對于車體2出現(xiàn)傾斜。在彎道處，橫樑3與車體2并不在水平面內(nèi)相對轉(zhuǎn)動。

車體2和可傾斜橫樑3在橫向豎直平面內(nèi)相對于轉(zhuǎn)向架車架4的傾斜，總是通過復合型的臼形軸承7、8、9，或通過簡單型的臼形軸承1實現(xiàn)的。

驅(qū)動液壓缸5使可傾斜橫樑3并進而使車體2產(chǎn)生橫向的角傾斜定位運動。

液壓缸5的基座固定在側(cè)面部件4內(nèi)部，同時相應活塞的上端依靠在橫向樑3內(nèi)部的一個凹窩中，活塞上端放置一個球軸承類或其它類的止推軸承。這個軸承的目的是用來產(chǎn)生在相應活塞上端相對于橫向樑3之間的自由滑動。當進入彎道并且轉(zhuǎn)向架車架4轉(zhuǎn)動時，這種滑動出現(xiàn)。

圖六所示的轉(zhuǎn)向架裝備有鐵路轉(zhuǎn)向架所用的一切典型的基本部件。它們已表示在圖五中。

從前面所公開的內(nèi)容可以容易地看出，在彎道運行時，在完全安全的條件下，裝有根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計的系統(tǒng)的可傾式鐵路轉(zhuǎn)向架可以允許達到的速度，比使用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架所允許達到的速度更高。這種轉(zhuǎn)向架部分或全部抵消了離心加速度對乘客的作用。

進一步說，使用根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計的轉(zhuǎn)向架時，車體的結(jié)構(gòu)可以保持傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，因此用根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計的鐵路轉(zhuǎn)向架做為對傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架的替換，也適用于現(xiàn)存的鐵路車輛，并具有明顯的經(jīng)濟效益。

在此公開的轉(zhuǎn)向架能夠?qū)崿F(xiàn)在車體和轉(zhuǎn)向架之間所具有的全部功能，即能實現(xiàn)在所有平面和所有方向上的轉(zhuǎn)動功能，包括車體在豎直橫向平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，以達到傾斜定位;此外還能實現(xiàn)傳遞由重量和各種水平方向上的動力所產(chǎn)生的各種動態(tài)力和靜態(tài)力，以及傳遞由牽引、剎車和離心過載所產(chǎn)生的全部縱向力和橫向力。