什么是高度阀?
高度阀是用于带有空气弹簧(安全气囊)的车辆悬架系统中的阀门。
用于带有空气弹簧(安全气囊)的车辆悬架系统的高度阀。通过动态感知车辆高度变化,及时完成进气或排气,调整空气弹簧(安全气囊)的高度,提高驾乘人员的舒适度,同时防止车轮撞击路面造成损坏。
为了提高舒适性和减少车体振动,行驶中的列车和地铁车辆均通过空气弹簧将转向架和车体连接起来,但这也带来了一些新的问题。
实践中,乘客在车厢内分布并不均匀,乘客集中的区域压缩程度高,乘客稀少的区域压缩程度低,很容易导致车体倾斜。
对于火车来说,每个车厢的质量各不相同,并且每个车厢的质量随着每次停靠而变化,导致车辆高度不一致,因此在运行过程中耦合器可能会脱开。
另外,当火车经过弯道时,重力的变化也会导致空气弹簧的压缩程度不同。
为了解决这些安全问题,在车体与转向架之间安装悬架控制装置,其核心部件是高度阀。当车辆质量增加时,车身相对转向架向下移动,高度阀向空气弹簧中充入空气,增加空气弹簧压力,提高车辆高度。当车辆质量减小时,车身向上移动,高度阀将空气弹簧中的空气排出,使空气弹簧压力下降,降低车辆高度,直至车辆恢复到设定高度[1]。
高度阀的工作原理编辑播客
如果车辆处于设定高度,则高度阀处于所谓的中间位置。此时,进、排气门均关闭,空气弹簧既未充满空气,也未排气。
1.充气状态(车辆质量增加)
当车辆质量增加时,空气弹簧被压缩,车身开始下沉。然后杠杆绕驱动轴向上旋转,导致偏心销将活塞推向左侧并打开进气阀。来自主空气侧的压缩空气推动阀头,打开止回阀并通过进气阀进入空气弹簧。
对于车辆空气弹簧悬架控制系统,常常要求在负载质量变化较大时,高度阀能够快速充排气,使车辆快速回到设定高度。当负载质量因振动等而发生轻微变化时,高度阀保持受压状态。当质量变化较小时,可以缓慢地对高度阀进行充、排气,使高度阀平稳过渡到中位,同时也避免了高度阀的频繁充、排气,合理利用气源。
这已经体现在高度阀的设计中。从活塞杆结构可以看出,当杠杆旋转角度较小时,活塞杆与阀体内壁之间只有很窄的间隙,可以起到节流作用,减少充气速度。当杠杆旋转角度较大时,活塞杆继续向左移动,活塞杆与阀体之间的间隙变大,可以增加进气流量,达到快速充气的目的。
车身升到设定位置后,操纵杆返回水平位置,高度阀再次处于中位,关闭进气阀和止回阀。
2、排气状态(车辆负载质量减少)
当车辆负载质量减小时,空气弹簧膨胀,车身开始上升,杠杆绕传动轴向下旋转,偏心销将活塞杆拉向右侧,打开排气门。此时进气阀通过弹簧和阀头上的压力保持关闭,切断主空气和空气弹簧之间的路径。
如果车辆质量下降较小,空气弹簧会由于活塞杆的节流作用而缓慢排出空气。如果车辆负载质量下降较多,活塞杆旋转角度较大,则直接将空气弹簧连接到活塞杆的排气路径上,实现快速排气。
随着空气弹簧气压下降,车辆逐渐向下移动并返回到其初始水平位置,使高度阀处于中立位置,并最终关闭排气阀。
高度阀测试方法编辑播客
高度阀通过泄漏测试和性能测试进行测试。从高度阀内部结构可以看出,泄漏主要发生在排气阀、进气阀和止回阀,性能测试包括快、慢速充电测试、快、慢速放电测试。
1、漏电测试
(1)止回阀泄漏试验
关闭所有塞门,将控制杆旋转至中位,将调节器的输出压力调节至1000kPa。
打开插塞门 HD2、H2 和 H4。当压力表1稳定显示1000kPa时,关闭塞门HD2和H2,打开塞门H1。
30 秒后,压力表 1 的压降不得超过 5 kPa。测试结束时关闭所有旋塞。
(2)排气阀泄漏试验
打开插塞门HD2、H2、H4,然后将杠杆向充风方向旋转2°,使压力表2的压力升高。
当压力表2压力达到400kPa时,关闭塞门HD2和H2,打开塞门H1。
30 秒后,压力表 1 的压降不得超过 5 kPa。测试结束时,将控制杆旋转至中间位置并关闭所有插头门。
(3)进气阀泄漏试验
打开塞门 H2 和 H4,然后朝排气方向缓慢旋转控制杆。当压力表2压力降至50kPa时,将传动轴旋转至中位,然后向充气方向旋转10°。
30s后,压力表2的压降不应超过1kPa。试验结束时,将控制杆向排气方向旋转≥10°,然后打开塞门。
2、性能测试台
测试台由两个主要部分组成:硬件和软件。硬件系统由主机系统和测控硬件系统组成。主机系统包括箱体、夹紧装置、数控转台和试验气路系统。测控硬件系统由计算机系统、压力传感器、数控转台驱动电机、编码器控制系统和单片机系统组成。试验台的应用软件系统可以运行在windows操作系统平台上,具有广泛的适应性[2]。
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发布时间:2023年3月8日