АМОРТИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА
RAILWAY CAR DAMPER

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к усовершенствованию амортизирующего устройства железнодорожного вагона.
Уровень техники
[0002] Взятое в качестве известного примера обычное амортизирующее устройство железнодорожного вагона размещено между кузовом и тележкой железнодорожного вагона и использовано для подавления вибрации в направлении налево-направо относительно направления перемещения.
[0003] В заявке на патент Японии JP 2010-65797 A раскрыто амортизирующее устройство железнодорожного вагона, содержащее: цилиндр, соединенный или с тележкой или с кузовом железнодорожного вагона; поршень, вставленный в цилиндр с возможностью свободного скольжения; стержень, вставленный в цилиндр и соединенный с другим элементом, выбранным из тележки и кузова, и с поршнем; камеру со стороны стержня и камеру со стороны поршня, определенные внутри цилиндра поршнем; резервуар, хранящий жидкость, подаваемую в цилиндр; первый клапан открытия/закрытия, размещенный на полпути на первом канале, соединяющем камеру со стороны стержня с камерой со стороны поршня; второй клапан открытия/закрытия, размещенный на полпути на втором канале, соединяющем камеру со стороны поршня с резервуаром; насос, подающий рабочую жидкость на масляной основе в камеру со стороны стержня; выпускной канал, соединяющий камеру со стороны стержня с резервуаром; и регулируемый предохранительный клапан, размещенный на полпути на выпускном канале и имеющий поддающееся изменению давление открытия клапана. Посредством управления насосом, первым клапаном открытия/закрытия, вторым клапаном открытия/закрытия и регулируемым предохранительным клапаном привод может вырабатывать усилие и в направлении расширения и в направлении сжатия, и происходит подавление вибрации кузова этим усилием.
Раскрытие изобретения
[0004] В связи с этим в настоящем амортизирующем устройстве железнодорожного вагона насос приведен в действие с возможностью совершения вращения с заранее определенной скоростью вращения (числом оборотов в единицу времени), в то время как первый клапан открытия/закрытия, второй клапан открытия/закрытия и регулируемый предохранительный клапан приведены в действие соответствующим образом в соответствии с состоянием вибрации кузова. Таким образом, вибрация железнодорожного вагона подавлена посредством выработки усилия, предназначенного для подавления вибрации кузова посредством давления рабочей жидкости на масляной основе.
[0005] Рабочая жидкость на масляной основе, нагнетаемая насосом при приведении насоса в действие с возможностью совершения вращения с заранее определенной скоростью вращения, поступает посредством всасывания из резервуара, проходит через гидравлическую схему для управления приводом и в конечном счете приходит назад в резервуар. В это время происходит потеря давления вследствие сопротивления трубопровода и аналогичных явлений в гидравлической схеме, и поэтому давление в цилиндре должно быть выровнено с давлением в резервуаре.
[0006] Кроме того, должно быть обеспечено минимально необходимое количество рабочей жидкости на масляной основе, реализующее усилие, необходимое для привода, и благоприятный отклик на выработку усилия. С этой целью скорость вращения насоса установлена равной скорости вращения, при которой обеспечена возможность минимально необходимого количество жидкости на масляной основе.
[0007] Таким образом, скорость вращения насоса имеет определенное нижнее предельное значение. Кроме того, поскольку потеря давления вследствие сопротивления трубопровода и аналогичных явлений не может быть устранена полностью, усилие, вырабатываемое приводом, также имеет нижнее предельное значение. В соответствии с этим привод не способен вырабатывать усилие, меньшее нижнего предельного значения.
[0008] Таким образом, при попытке выполнения управление с обратной связью посредством возвращения усилия привода и получения в качестве задаваемого посредством команды значения, предназначенного для выработки усилия, меньшего, чем вышеупомянутое нижнее предельное значение усилия, усилие привода имеет значение, превышающее задаваемое посредством команды значение усилия. В соответствии с этим происходит увеличение отклонения между задаваемым посредством команды значением усилия и реальным значением усилия, что приводит к рысканью, при котором усилие привода имеет колебательный характер. В результате может произойти ухудшение комфорта для пассажиров в кузове.
[0009] Кроме того, при происходящем вышеописанным образом рысканье часто имеют место операции срабатывания первого клапана открытия/закрытия и второго клапана открытия/закрытия, что приводит к уменьшению их срока эксплуатации. В результате может быть ухудшена экономическая эффективность амортизирующего устройства железнодорожного вагона.
[0010] Это изобретение было разработано с учетом описанных выше затруднений, причем его цель состоит в выполнении экономически эффективного амортизирующего устройства железнодорожного вагона, не приводящего к ухудшению комфорта для пассажиров в кузове.
[0011] Согласно одному аспекту настоящего изобретения выполнено амортизирующее устройство железнодорожного вагона, подавляющее вибрацию кузова посредством определения усилия, выводимого приводом в качестве задаваемого посредством команды значения усилия, и управления приводом. Привод содержит: цилиндр, соединенный или с тележкой или с кузовом железнодорожного вагона; поршень, вставленный в цилиндр с возможностью свободного скольжения; стержень, вставленный в цилиндр и соединенный с другим элементом, выбранным из тележки и кузова, и с поршнем; камеру со стороны стержня и камеру со стороны поршня, определенные внутри цилиндра поршнем. Амортизирующее устройство железнодорожного вагона содержит: резервуар, выполненный с возможностью хранения жидкости, подаваемой в цилиндр и выпускаемой из цилиндра; первый клапан открытия/закрытия, размещенный на первом канале, соединяющем камеру со стороны стержня с камерой со стороны поршня, и выполненный с возможностью открытия и закрытия первого канала; второй клапан открытия/закрытия, размещенный на втором канале, соединяющем камеру со стороны поршня с резервуаром, выполненный с возможностью открытия и закрытия второго канала; и насос, выполненный с возможностью приведения его в действие для его вращения с заранее определенной нормальной скоростью вращения для подачи жидкости из резервуара в камеру со стороны стержня. Скорость вращения насоса понижена при задаваемом посредством команды значении усилия, меньшем, чем нормальное нижнее предельное значение, представляющее собой нижнее предельное значение усилия, которое может быть выработано приводом при вращении насоса с нормальной скоростью вращения.
[0012] Подробности, а также другие особенности и преимущества настоящего изобретения сформулированы в описании ниже и показаны на сопровождающих чертежах.
Краткое описание чертежей
[0013] На фиг. 1 показан вид сверху конфигурации железнодорожного вагона с установленным амортизирующим устройством железнодорожного вагона согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг. 2 показан детализованный вид амортизирующего устройства железнодорожного вагона согласно этому варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 3 показана схема блока управления управляющего устройства, выполненного в амортизирующем устройстве железнодорожного вагона согласно этому варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 4 показана схема блока управления блока расчета команд управляющего устройства, выполненного в амортизирующем устройстве железнодорожного вагона согласно этому варианту реализации настоящего изобретения.
Описание вариантов реализации изобретения
[0014] Ниже будет описано амортизирующее устройство 1 железнодорожного вагона согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
[0015] Амортизирующее устройство 1 железнодорожного вагона использовано в качестве амортизирующего устройства для кузова В железнодорожного вагона. Как показано на фиг. 1, амортизирующее устройство 1 железнодорожного вагона содержит: привод Af передней стороны, размещенный между тележкой Tf передней стороны и кузовом В, привод Ar задней стороны, размещенный между тележкой Tr задней стороны и кузовом В, и управляющее устройство С, активно управляющее этими двумя приводами Ar, Af. Амортизирующее устройство 1 железнодорожного вагона определяет усилие, выводимое приводами Af, Ar в качестве задаваемого посредством команды значения усилия, и управляет приводами Af, Ar для подавления вибрации кузова В.
[0016] Привод Af и привод Ar соответствующим образом выполнены в виде пар. Передние и задние приводы Af, Ar соединены со штырями P, свешивающимися вниз от кузова В железнодорожного вагона, чтобы быть размещенными в виде соответствующих параллельных пар между кузовом В и передними и задними тележками Tf, Tr.
[0017] В основном передний и задний приводы Af, Ar активно управляются для подавления вибрации в горизонтальном боковом направлении относительно направления перемещения кузова В. В этом случае управляющее устройство С выполняет активное управление для управления передними и задними приводами Af, Ar таким образом, что вибрация в боковом направлении кузова В подавлена.
[0018] Конкретнее, при выполнении управления с целью подавления вибрации кузова В управляющее устройство С обнаруживает ускорение αf в боковом направлении передней части Bf кузова B в горизонтальном боковом направлении относительно направления перемещения транспортного средства и ускорение αr в боковом направлении задней части Br кузова B в горизонтальном боковом направлении относительно направления перемещения транспортного средства. Управляющее устройство С затем вычисляет ускорение ω рыскания, представляющее собой угловое ускорение относительно центра G кузова непосредственно над передней и задней тележками Tf, Tf, на основе обнаруженного ускорения в боковом направлении αf и ускорения αr в боковом направлении. Управляющее устройство С также вычисляет ускорение β бокового сноса, представляющее собой ускорение в горизонтальном боковом направлении центра G кузова, на основе обнаруженного ускорения αf в боковом направлении и ускорения αr в боковом направлении. Управляющее устройство С затем вычисляет задаваемые посредством команды значения усилий Ff, Fr, представляющих собой усилия, вырабатываемые индивидуально передним и задним приводами Af, Ar на основе расчетного ускорения ω рыскания и ускорения β бокового сноса. Управляющее устройство С затем выполняет управление с обратной связью таким образом, что усилие, соответствующее задаваемым посредством команды значениям Ff, Fr усилия, выработано передними и задними приводами Af, Ar, и при этом происходит подавление вибрации в боковом направлении кузова В.
[0019] На фиг. 1 представлено по два привода Af и два привода Ar, причем приводы Af, Ar управляются лишь одним управляющим устройством С. Вместо этого, однако, одно управляющее устройство С может быть предусмотрено для каждого из приводов Af, Ar.
[0020] Затем, со ссылками на фиг. 2, будет описана специфическая конфигурация амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона.
[0021] Соответствующие амортизирующие устройства 1 железнодорожного вагона, предназначенные для расширения и сокращения передних и задних приводов Af, Ar, выполнены аналогичным образом и, таким образом, для избежания дублирующего описания, ниже будет описана только конфигурация амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона, содержащая привод Af с передней стороны, а конкретное описание амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона, содержащего привод Ar с задней стороны, будет опущено.
[0022] Привод Af содержит цилиндр 2, соединенный или с тележкой Tf или с кузовом В железнодорожного вагона, поршень 3, вставленный в цилиндр 2 с возможностью свободного скольжения, стержень 4, вставленный в цилиндр 2 и соединенный с другим элементом, выбранным из тележки Tf и кузова В, и с поршнем 3, и камеру 5 со стороны стержня и камеру 6 со стороны поршня, определенные внутри цилиндра 2 поршнем 3. Привод Af представляет собой один привод типа стержня. Амортизирующее устройство 1 железнодорожного вагона также содержит резервуар 7, выполненный с возможностью хранения рабочей жидкости на масляной основе в качестве жидкости, подаваемой в цилиндр 2 и выпускаемой из цилиндра 2, первый клапан 9 открытия/закрытия, размещенный на первом канале 8, соединяющем камеру 5 со стороны стержня с камерой 6 со стороны поршня, и выполненный с возможностью открытия и закрытия первого канала 8, второй клапан 11 открытия/закрытия, размещенный на втором канале 10, соединяющем камеру 6 со стороны поршня с резервуаром 7, выполненный с возможностью открытия и закрытия второго канала 10, и насос, выполненный с возможностью совершения вращения с заранее определенной нормальной скоростью вращения для подачи жидкости из резервуара 7 в камеру 5 со стороны стержня. Рабочая жидкость на масляной основе загружена в камеру 5 со стороны стержня и камеру 6 со стороны поршня, и газ загружен в резервуар 7 в дополнение к рабочей жидкости на масляной основе. Следует отметить, что нет никакой особой необходимости устанавливать резервуар 7 при повышенном давлении посредством сжатия загруженного в него газа.
[0023] Привод Af выполняет операцию расширения посредством приведения насоса 12 в такое состояние, при котором первый канал 8 приведен в открытое состояние первым клапаном 9 открытия/закрытия, а второй клапан 11 открытия/закрытия закрыт.Кроме того, привод Af выполняет операцию сжатия посредством приведения насоса 12 в такое состояние, при котором второй канал 10 приведен в открытое состояние вторым клапаном 11 открытия/закрытия, а первый клапан 9 открытия/закрытия закрыт.
[0024] Соответствующие части привода Af будут теперь описаны подробно.
[0025] Цилиндр 2 выполнен в виде трубы. Один конец (правый конец на фиг. 2) цилиндра 2 закрыт крышкой 13, а кольцевая направляющая 14 стержня прикреплена к другому концу (левому концу на фиг. 2). Стержень 4, вставленный в цилиндр 2 с возможностью свободного скольжения, вставлен в направляющую 14 стержня с возможностью свободного скольжения. Стержень 4 выступает вовне цилиндра 2 с одного конца, а другой конец связан с поршнем 3, вставленным в цилиндр 2 с возможностью свободного скольжения.
[0026] Внешняя периферия стержня 4 уплотнена относительно направляющей 14 стержня элементом уплотнения, не показанным на фигурах. В результате внутренность цилиндра 2 поддержана в воздухонепроницаемом состоянии. Как описано выше, рабочая жидкость на масляной основе загружена в камеру 5 со стороны стержня и в камеру 6 со стороны поршня, определенных внутри цилиндра 2 поршнем 3. Другая подходящая для привода жидкость может быть использована в качестве жидкости, загружаемой в цилиндр 2 вместо рабочей жидкости на масляной основе.
[0027] В приводе Af стержень 4 выполнен таким образом, что площадь его сечения равна половине площади сечения поршня 3. Другими словами, площадь поверхности поршня 3, на которую воздействует давление, со стороны камеры 5 со стороны стержня, равна половине площади поверхности поршня 3, на которую воздействует давления со стороны камеры 6 со стороны поршня. Таким образом, при установке идентичного давления в камере 5 со стороны стержня во время операции расширения и операции сжатия, одинаковое усилие будет выработано и во время расширения и во время сжатия. Кроме того, количество рабочей жидкости на масляной основе, поданной в камеру 5 со стороны стержня и выпущенной из нее относительно смещения привода Af, одинаково и со стороны расширения и со стороны сжатия.
[0028] Точнее, при выполнении приводом Af операции расширения, камера 5 со стороны стержня и камера 6 со стороны поршня связаны через первый канал 8 таким образом, что давление рабочей жидкости на масляной основе в камере 5 со стороны стержня и давление рабочей жидкости на масляной основе в камере 6 со стороны поршня равны. В результате выработано усилие, получаемое посредством умножения давления рабочей жидкости на масляной основе на разность площадей, на которые воздействует давление, в поршне 3 между камерой 5 со стороны стержня и камерой 6 со стороны поршня. С другой стороны, при выполнении приводом Af операции сжатия связь между камерой 5 со стороны стержня и камерой 6 со стороны поршня отсутствует, так что камера 6 со стороны поршня соединена с резервуаром 7 через второй канал 10. В результате выработано усилие, получаемое посредством умножения давления рабочей жидкости на масляной основе в камере 5 со стороны стержня на площадь, на которую воздействует давление в камере 5 со стороны стержня в поршне 3. Таким образом, и во время расширения и во время сжатия, усилие, вырабатываемое приводом Af, принимает значение, полученное посредством умножения давления рабочей жидкости на масляной основе в камере 5 со стороны стержня 5 на половину площади сечения поршня 3. Таким образом, усилие со стороны привода Af может управляться посредством управления давлением в камере 5 со стороны стержня и во время операции расширения и во время операции сжатия.
[0029] В это время в приводе Af площадь поверхности, на которую воздействует давление со стороны поршня 3 с камерой 5 со стороны стержня, установлена равной половине площади поверхности, на которую воздействует давление со стороны камеры 6 со стороны поршня. Поэтому, при одинаковом усилии, выработанном на стороне расширения и на стороне сжатия, давление в камере 5 со стороны стержня одинаково и на стороне расширения и на стороне сжатия, что упрощает управление. Кроме того, количество рабочей жидкости на масляной основе, подаваемой в камеру 5 со стороны стержня 5 и выпускаемой из него относительно рабочего объема, также идентично, и поэтому идентичный отклик обеспечен и на стороне расширения и на стороне сжатия.
[0030] Следует отметить, что усилие со стороны привода Af на стороне расширения и на стороне сжатия может управляться давлением в камере 5 со стороны стержня, даже при неравенстве площади поверхности, на которую воздействует давление со стороны поршня 3 с камерой 5 со стороны стержня, половине площади поверхности, на которую воздействует давление со стороны камеры 6 со стороны поршня.
[0031] Свободный конец (левый конец на фиг. 2) стержня 4 и крышка 13, закрывающая один конец цилиндра 2, выполнены с элементами прикрепления, не показанными на фигурах. Привод Af может быть вставлен между кузовом В и тележкой Tf железнодорожного вагона посредством этих элементов прикрепления.
[0032] Камера 5 со стороны стержня и камера 6 со стороны поршня связаны первым каналом 8. Первый клапан 9 открытия/закрытия размещен на полпути на первом канале 8. Первый канал 8 соединяет камеру 5 со стороны стержня и камеру 6 со стороны поршня на внешней части цилиндра 2, но вместо этого, канал, соединяющий камеру 5 со стороны стержня и камеру 6 со стороны поршня, может быть выполнен в поршне 3.
[0033] Первый клапан 9 открытия/закрытия представляет собой соленоидный клапан открытия/закрытия, содержащий клапан 9а, имеющий положение 9b открытия и положение 9c закрытия, пружину 9d, смещающий клапан 9а в закрытое положение 9c, и соленоид 9е, который при возбуждении переключает клапан 9а в открытое положение 9b, противодействуя пружине 9d. При переключении в открытое положение 9b первый клапан 9 открытия/закрытия открывает первый канал 8 таким образом, что камера 5 со стороны стержня имеет связь с камерой 6 со стороны поршня. При переключении в открытое положение 9c первый клапан 9 открытия/закрытия прерывает связь между камерой 5 со стороны стержня и камерой 6 со стороны поршня.
[0034] Камера 6 со стороны поршня и резервуар связаны вторым каналом 10. Второй клапан 11 открытия/закрытия размещен на полпути на втором канале 10. Второй клапан 11 открытия/закрытия представляет собой соленоидный клапан открытия/закрытия, содержащий клапан 11а, имеющий положение 11b открытия и положение 11с закрытия, пружину 11d, смещающую клапан 11а в закрытое положение 11с, и соленоид 11е, который при возбуждении переключает клапан 11а в открытое положение 11b, противодействуя пружине 11d. При переключении в открытое положение 11b второй клапан 11 открытия/закрытия открывает второй канал 8 таким образом, что камера 6 со стороны поршня имеет связь с резервуаром 7. При переключении в открытое положение 11с второй клапан 11 открытия/закрытия прерывает связь между камерой 6 со стороны поршня и резервуаром 7.
[0035] Насос 12 управляется двигателем 15. Насос 12 выпускает рабочую жидкость на масляной основе только в одном направлении. Выпускное отверстие насоса 12 связано с камерой 5 со стороны стержня через канал 16 подачи, а впускное отверстие насоса 12 связано с резервуаром 7. При управлении двигателем 15 насос 12 всасывает рабочую жидкость на масляной основе из резервуара 7 и подает эту рабочую жидкость на масляной основе в камеру 5 со стороны стержня.
[0036] Поскольку насос 12 выпускает рабочую жидкость на масляной основе только в одном направлении, не нужна операция переключения направления вращения. Таким образом, не возникает проблема, связанная с изменением выпускаемого объема при переключении направления вращения. Таким образом, недорогой шестеренчатый насос или что-то подобное может быть применено к насосу 12. Кроме того, вращение насоса 12 всегда имеет место в одном и том же направлении, и поэтому двигатель 15, служащий в качестве привода для вращения насоса 12, не требует высокого отклика относительно выключателя вращения. Таким образом, недорогой двигатель также может быть использован в качестве двигателя 15. Контрольный клапан 17, предотвращающий противоток рабочей жидкости на масляной основе из камеры 5 со стороны стержня в насос 12, выполнен на канале 16 подачи.
[0037] В амортизирующем устройстве 1 железнодорожного вагона рабочая жидкость на масляной основе подана от насоса 12 в камеру 5 со стороны стержня при заранее определенном расходе выпускного потока. При принуждении привода Af амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона выполнить операцию расширения происходит регулировка давления в камере 5 со стороны стержня посредством открытия первого клапана 9 открытия/закрытия и открытия и закрытия второго клапана 11 открытия/закрытия. С другой стороны, при принуждении привода Af амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона выполнить операцию сжатия происходит регулировка давления в камере 5 со стороны стержня посредством открытия второго клапана 11 открытия/закрытия и открытия и закрытия первого клапана 9 открытия/закрытия. Таким образом, может быть получено усилие, соответствующее описанному выше задаваемому посредством команды значению Ff усилия.
[0038] Во время операции расширения камера 5 со стороны стержня и камера 6 со стороны поршня связаны между собой таким образом, что давление в камере 6 со стороны поршня идентично давлению в камере со стороны стержня 5. Таким образом, в амортизирующем устройстве 1 железнодорожного вагона усилие со стороны привода Af может управляться посредством управления давлением в камере 5 со стороны стержня и во время операции расширения и во время операции сжатия.
[0039] Первый клапан 9 открытия/закрытия и второй клапан 11 открытия/закрытия могут быть регулируемыми предохранительными клапанами с возможностью настройки давления открытия клапана, то есть выполненными с возможностью открытия и закрытия. В этом случае, усилие со стороны привода Af может быть отрегулировано во время операций расширения и сжатия посредством регулировки соответствующих давлений открытия первого клапана 9 открытия/закрытия и второго клапана 11 открытия/закрытия вместо выполнения на них операций по открытию/закрытию.
[0040] Как описано выше, усилие со стороны привода Af может быть отрегулировано, причем для облегчения регулировки усилия амортизирующее устройство 1 железнодорожного вагона содержит выпускной канал 21, соединяющий камеру 5 со стороны стержня с резервуаром 7, и регулируемый предохранительный клапан 22, размещенный на полпути на выпускном канале 21 и обеспечивающий возможность изменения давления открытия клапана.
[0041] Регулируемый предохранительный клапан 22 представляет собой пропорциональный соленоидный предохранительный клапан, содержащий корпус 22а клапана, выполненный в выпускном канале 21, пружину 22b, смещающую корпус 22а клапана для перекрытия выпускного канала 21, и пропорциональный соленоид 22с, который при возбуждении вырабатывает усилие против пружины 22b. Давление открытия клапана регулируемого предохранительного клапана 22 может быть отрегулировано посредством регулировки величины тока, протекающего через пропорциональный соленоид 22с.
[0042] В регулируемом предохранительном клапане 22 давление рабочей жидкости на масляной основе в камере 5 со стороны стержня вверх по течению выпускного канала 21 действует на корпус 22а клапана в качестве управляющего давления. При давлении рабочей жидкости на масляной основе, действующем на корпус 22а клапана регулируемого предохранительного клапана 22 и превышающем разгрузочное давление (давление открытия клапана), результирующая сила, оказываемая усилием, выработанным давлением рабочей жидкости на масляной основе в камере 5 со стороны стержня, и усилием, выработанным пропорциональным соленоидом 22с, превышает смещающую силу пружины 22b, которая смещает корпус 22а клапана в направлении, предназначенном для перекрытия выпускного канала 21, вынуждая, таким образом, корпус 22а клапана отходить назад, открывая в результате выпускной канал 21.
[0043] В регулируемом предохранительном клапане 22 происходит увеличение усилия, выработанного пропорциональным соленоидом 22с при увеличении величины тока, подаваемого к пропорциональному соленоиду 22с. Таким образом, при установленной на максимум величине тока, подаваемой к пропорциональному соленоиду 22с, давление открытия клапана достигает минимума и, наоборот, при полном отсутствии тока, подаваемого к пропорциональному соленоиду 22с, давление открытия клапана достигает максимума.
[0044] Таким образом, при наличии выпускного канала 21 и регулируемого предохранительного клапана 22 во время операций расширения и сжатия привода Af давление в камере 5 со стороны стержня идентично давлению открытия клапана регулируемого предохранительного клапана 22. Поэтому давление в камере 5 со стороны стержня может быть легко отрегулировано посредством регулировки давления открытия клапана в регулируемом предохранительном клапане 22.
[0045] Посредством такой регулировки давления открытия клапана в регулируемом предохранительном клапане 22 можно управлять усилием со стороны привода Af. Таким образом, нет никакой необходимости использовать датчик, предназначенный для регулировки усилия со стороны привода Af, нет никакой необходимости открывать и закрывать первый клапан 9 открытия/закрытия и второй клапан 11 открытия/закрытия с высокой скоростью, и нет никакой необходимости использовать регулируемый предохранительный клапан, имеющий функцию открытия и закрытия первого клапана 9 открытия/закрытия и второго клапана 11 открытия/закрытия. В результате амортизирующее устройство 1 железнодорожного вагона может быть выполнено недорого и может быть выполнена устойчивая к сбоям система с точки зрения и аппаратного и программного обеспечения.
[0046] При использовании в качестве регулируемого предохранительного клапана 22 пропорционального соленоидного предохранительного клапана, в котором давление открытия клапана может быть пропорционально изменено в соответствии с величиной приложенного тока, может легко управляться давление открытия клапана. Однако регулируемый предохранительный клапан 22 не обязательно должен быть выполнен пропорциональным соленоидным предохранительным клапаном, то есть может быть использован любой предохранительный клапан с возможностью регулировки давления открытия.
[0047] При подаче излишнего входного потока в привод Af в направлении расширения/сжатия таким образом, что давление в камере 5 со стороны стержня превышает давление открытия клапана в регулируемом предохранительном клапане 22 независимо от состояния открытия/закрытия первого клапана 9 открытия/закрытия и второго клапана 11 открытия/закрытия регулируемый предохранительный клапан 22 открывает выпускной канал 21 таким образом, что камера 5 со стороны стержня получает связь с резервуаром 7. В результате давление в камере 5 со стороны стержня сброшено в резервуар 7 и, таким образом, может быть предохранена вся система амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона. Таким образом, система может быть предохранена выпускным каналом 21 и регулируемым предохранительным клапаном 22.
[0048] Амортизирующее устройство 1 железнодорожного вагона содержит схему D амортизатора. Цепь D амортизатора вынуждает привод Af действовать в качестве амортизатора при одновременном закрытом положении первого клапана 9 открытия/закрытия и второго клапана 11 открытия/закрытия. Цепь D амортизатора содержит канал 18 выпрямления, выполненный в поршне 3 для обеспечения протекания рабочей жидкости на масляной основе только из камеры 6 со стороны поршня в камеру 5 со стороны стержня, и всасывающий канал 19, выполненный для обеспечения протекания рабочей жидкости на масляной основе только из резервуара 7 в камеру 6 со стороны поршня. Кроме того, амортизирующее устройство 1 железнодорожного вагона содержит выпускной канал 21 и регулируемый предохранительный клапан 22 и, таким образом, при использовании привода Af в качестве амортизатора регулируемый предохранительный клапан 22 работает в качестве клапана амортизации.
[0049] Конкретнее, канал 18 выпрямления соединяет камеру 6 со стороны поршня с камерой 5 со стороны стержня, причем контрольный клапан 18а размещен на полпути между ними. Контрольный клапан 18а преобразует канал 18 выпрямления в однонаправленный канал, обеспечивающий возможность протекания рабочей жидкости на масляной основе только из камеры 6 со стороны поршня в камеру 5 со стороны стержня. Всасывающий канал 19, тем временем, соединяет резервуар 7 с камерой 6 со стороны поршня, а контрольный клапан 19а размещен на полпути этой линии. Контрольный клапан 19а преобразует всасывающий канал 19 в однонаправленный канал, обеспечивающий возможность протекания рабочей жидкости на масляной основе только из резервуара 7 в камеру 6 со стороны поршня.
[0050] Следует отметить, что посредством использования контрольного клапана, обеспечивающего возможность протекания рабочей жидкости на масляной основе только из камеры 6 со стороны поршня в камеру 5 со стороны стержня в закрытом положении 9с первого клапана 9 открытия/закрытия, первый канал 8 может также быть использован в качестве канала 18 выпрямления. Кроме того, посредством использования контрольного клапана, обеспечивающего возможность протекания рабочей жидкости на масляной основе только из резервуара 7 в камеру 6 со стороны поршня в закрытом положении 11с второго клапана 11 открытия/закрытия, второй канал 10 может также быть использован в качестве всасывающего канала 19.
[0051] При наличии цепи D амортизатора, выполненной как описано выше, и при переключении первого клапана 9 открытия/закрытия и второго клапана 11 открытия/закрытия амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона в их соответствующие закрытые положения 9с, 11с, камера 5 со стороны стержня, камера 6 со стороны поршня и резервуар 7 соединены в ряд посредством канала 18 выпрямления, всасывающего канала 19 и выпускного канала 21. Поскольку канал 18 выпрямления, всасывающий канал 19 и выпускной канал 21 обеспечивают возможность протекания рабочей жидкости на масляной основе только в одном направлении при принуждении привода Af к расширению и сокращению посредством внешней силы, рабочая жидкость на масляной основе, выпущенная из цилиндра 2, возвращена в резервуар 7 через выпускной канал 21, в то время как недостаток рабочей жидкости на масляной основе в цилиндре 2 устранен посредством подачи рабочей жидкости на масляной основе в цилиндр 2 из резервуара 7 через всасывающий канал 19.
[0052] В это время регулируемый предохранительный клапан 22 служит сопротивлением потоку рабочей жидкости на масляной основе, работая, таким образом, в качестве клапана регулировки давления, который подстраивает давление в цилиндре 2 к давлению открытия клапана. В соответствии с этим привод Af действует как пассивный прямоточный амортизатор.
[0053] Во время отказа, в ходе которого не могут быть возбуждены соответствующие компоненты амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона, клапаны 9а, 11а первого клапана 9 открытия/закрытия и второго клапана 11 открытия/закрытия нажаты пружинами 9d, 11d с целью их переключения в их соответствующие закрытые положения 9с, 11с. В это время регулируемый предохранительный клапан 22, действующий как клапан регулирования давления, имеет давление открытия клапана, установленное на максимум. Во время отказа, таким образом, привод Af автоматически работает как пассивный амортизатор.
[0054] Вместо использования регулируемого предохранительного клапана 22 и выпускного канала 21, цепь D амортизатора может быть выполнена отдельно посредством канала, соединяющего камеру 5 со стороны стержня и резервуар 7, и амортизирующего клапана, размещенного посередине канала.
[0055] Чтобы вынудить приводы Af, Ar вырабатывать желательное усилие в направлении расширения, управляющее устройство С поворачивает двигатель 15 для подачи рабочей жидкости на масляной основе от насоса 12 в цилиндр 2, переключает соответствующий первый клапан 9 открытия/закрытия в открытое положение 9b и переключает второй клапан 11 открытия/закрытия в закрытое положение 11с. В результате камера 5 со стороны стержня и камера 6 со стороны поршня соединены друг с другом таким образом, что рабочая жидкость на масляной основе подана сюда от насоса 12 и поршень 3 нажат в направлении расширения (влево на фиг. 2). Приводы Af, Ar, таким образом, вырабатывают усилие в направлении расширения. В это время приводы Af, Ar вырабатывают усилие в направлении расширения, величина которого получена посредством умножения давления в камере 5 со стороны стержня и в камере со стороны поршня 6 на разность площадей поверхностей, испытывающих воздействие давления, в поршне 3 между стороной с камерой 6 со стороны поршня и стороной с камерой 5 со стороны стержня.
[0056] При давлении в камере 5 со стороны стержня и в камере 6 со стороны поршня, превышающем давление открытия клапана для регулируемого предохранительного клапана 22, происходит открытие регулируемого предохранительного клапана 22 таким образом, что часть рабочей жидкости на масляной основе, поданной из насоса 12, уходит в резервуар 7 через выпускной канал 21. Таким образом, давление в камере 5 со стороны стержня и в камере 6 со стороны поршня управляется посредством давления открытия клапана для регулируемого предохранительного клапана 22, которое определено в соответствии с величиной тока, пропускаемого через регулируемый предохранительный клапан 22.
[0057] С другой стороны, чтобы вынудить приводы Af, Ar вырабатывать желательное усилие в направлении сжатия, управляющее устройство С поворачивает двигатель 15 для подачи рабочей жидкости на масляной основе от насоса 12 в камеру 5 со стороны стержня, переключает первый клапан 9 открытия/закрытия в закрытое положение 9с и переключает второй клапан 11 открытия/закрытия в открытое положение 11b. В результате камера 6 со стороны поршня и резервуар 7 соединены друг с другом таким образом, что рабочая жидкость на масляной основе подана в камеру 5 со стороны стержня от насоса 12, и в результате поршень 3 нажат в направлении сжатия (направо на фиг. 2). Приводы Af, Ar, таким образом, вырабатывают усилие в направлении сжатия. В это время приводы Af, Ar вырабатывают усилие в направлении сжатия, величина которого получена посредством умножения давления в камере 5 со стороны стержня на площадь поверхности, испытывающей воздействие давления, на стороне поршня 3 с камерой 5 со стороны стержня.
[0058] В это время аналогично операции по выработке усилия в направлении расширения, давление в камере 5 со стороны стержня управляется посредством давления открытия клапана для регулируемого предохранительного клапана 22, которое определено в соответствии с величиной тока, пропускаемого через регулируемый предохранительный клапан 22.
[0059] Кроме того, посредством переключения между открытым и закрытым состояниями первого клапана 9 открытия/закрытия и второго клапана 11 открытия/закрытия независимо от состояния управления двигателем 15, приводы Af, Ar могут быть принуждены действовать как амортизаторы, наряду с функцией привода. Таким образом, не нужны неприятные и быстрые операции по переключению клапанов и поэтому может быть выполнена очень чувствительная и надежная система.
[0060] Поскольку одиночные приводы стержневого типа использованы в качестве приводов Af, Ar, длину хода легче гарантировать, чем при использовании двойных приводов стержневого типа. Поэтому полная длина приводов Af, Ar уменьшена и в результате приводы Af, Ar могут быть легче установлены в железнодорожном вагоне.
[0061] Что касается подачи рабочей жидкости на масляной основе от насоса 12 и потока рабочей жидкости на масляной основе во время операций расширения и сжатия, то рабочая жидкость на масляной основе проходит через камеру 5 со стороны стержня и камеру 6 со стороны поршня приводов Af, Ar в таком порядке и в конечном счете рециркулирует в резервуар 7. Таким образом, даже при примешивании газа в камеру 5 со стороны стержня или в камеру 6 со стороны поршня происходит автоматический выпуск газа в резервуар 7 в ходе операций расширения и сжатия приводов Af, Ar. В результате может быть предотвращено уменьшение чувствительности во время выработки усилия вследствие примешивания газа в рабочую жидкость на масляной основе.
[0062] Таким образом, при производстве амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона отсутствует необходимость выполнения затруднительных операций, таких как сборка амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона в среде масла или в вакуумной окружающей среде. Кроме того, нет необходимости проведения усовершенствованных операций по дегазации рабочей жидкости на масляной основе. В результате улучшена производительность амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона и уменьшены производственные затраты.
[0063] Кроме того, даже при примешивании газа в камеру 5 со стороны стержня и в камеру 6 со стороны поршня, происходит автоматический выпуск газа в резервуар 7 посредством операций расширения и сжатия приводов Af, Ar. Таким образом, не нужны частые операции по обслуживанию с целью восстановления рабочих характеристик. В результате можно уменьшить затраты на рабочую силу и расходы на техобслуживание.
[0064] Далее, со ссылками, главным образом, на фиг. 3 и 4, будет описана конфигурация управляющего устройства С.
[0065] Как показано на фиг. 1, управляющее устройство С содержит датчик 40 ускорения передней стороны, обнаруживающий ускорение αf в боковом направлении передней части Bf кузова, служащей в качестве передней стороны кузова в горизонтальном боковом направлении относительно направления перемещения транспортного средства, и датчик 41 ускорения задней стороны 41, обнаруживающий ускорение αf в боковом направлении задней части Bf кузова, служащей в качестве задней стороны кузова в горизонтальном боковом направлении относительно направления перемещения транспортного средства. Кроме того, как показано на фиг. 2 и 3, управляющее устройство С содержит полосовые фильтры 42, 43, удаляющие постоянное ускорение во время перемещения по кривой, компоненту сноса и шум от ускорений αf, αr в боковом направлении, и блок 44 управления, вычисляющий задаваемые посредством команд значения на основе ускорений αf, αr в боковом направлении, отфильтрованных полосовыми фильтрами 42, 43 и выводящий рассчитанные и задаваемые посредством команд значения на двигатель 15, соленоид 9е первого клапана 9 открытия/закрытия, соленоид 11е второго клапана 11 открытия/закрытия и на пропорциональный соленоид 22с регулируемого предохранительного клапана 22. Таким образом, управляющее устройство С управляет усилием, вырабатываемым соответствующими приводами Af, Ar.
[0066] Следует отметить, что поскольку полосовые фильтры 42, 43 удаляют установившееся ускорение во время перемещения по кривой, содержащееся в ускорении αf в боковом направлении и ускорении αr в боковом направлении, управляющее устройство С может подавить только вибрацию, приводящую к ухудшению комфорта для пассажиров.
[0067] Как показано на фиг. 3, блок 44 контроля содержит блок 44а вычисления ускорения рыскания 44а, вычисляющий ускорение рыскания со центра G кузова непосредственно над передней и задней тележками Tf, Tr на основе ускорения αf в боковом направлении и ускорения αr в боковом направлении, блок вычисления ускорения 44b бокового сноса, вычисляющий ускорение бокового сноса β центра G кузова для кузова В на основе ускорения αf в боковом направлении и ускорения αr в боковом направлении, блок 44с вычисления команды, вычисляющий задаваемые посредством команд значения усилий Ff, Fr, указывающий усилия, подлежащие выработке индивидуально передним и задним приводами Af, Ar на основе ускорения рыскания ω и ускорения бокового сноса β, и блок 44d управления, управляющий двигателем 15, соленоидом 9е первого клапана 9 открытия/закрытия, соленоидом 11е второго клапана 11 открытия/закрытия и пропорциональным соленоидом 22с регулируемого предохранительного клапана 22 на основе значений усилий Ff, Fr, задаваемых посредством команд.
[0068] В качестве технического средства управляющее устройство С содержит, например, аналого-цифровой преобразователь, предназначенный для преобразования сигналов, вырабатываемых датчиком 40 ускорения передней стороны и датчиком 41 ускорения задней стороны, в цифровые сигналы и импортирования цифровых сигналов, вышеупомянутые полосовые фильтры 42, 43, запоминающее устройство, например, типа ROM (постоянное запоминающее устройство), предназначенное для хранения программы, используемой для обработки, необходимой для управления амортизирующим устройством 1 железнодорожного вагона, устройство вычисления, например центральный процессор, выполняющий обработку на основе программы, и запоминающее устройство, например, типа RAM (память с произвольным доступом), предоставляющее центральному процессору участок в памяти. Соответствующие блоки в блоке 44 управления из управляющего устройства С могут быть выполнены при принуждении центрального процессора выполнять программу для описанной выше обработки. В качестве альтернативы вместо использования полосовых фильтров 42, 43 в качестве технических средств, полосовые фильтры 42, 43 могут быть выполнены посредством программного обеспечения при наличии центрального процессора, выполняющего программу.
[0069] Ускорения αf, αr в боковом направлении установлены с использованием оси, проходящей через центр кузова B в направлении перемещения (в направлении слева направо на фиг. 1) в качестве эталона, то есть ускорение положительно при ориентации его в направлении, проходящем к правой стороне (вверх на фиг. 1) и отрицательно при ориентации его в направлении, проходящем к левой стороне (вниз на фиг. 1). Блок вычисления ускорения 44а рыскания вычисляет ускорение рыскания ω для центра G кузова непосредственно над тележкой Tf передней стороны и тележкой Tr задней стороны, соответственно, деля пополам разность между ускорением αf передней стороны в боковом направлении и ускорением αr задней стороны в боковом направлении. Блок 44b вычисления ускорения бокового сноса вычисляет ускорение β бокового сноса центра G кузова, деля пополам сумму ускорения αf в боковом направлении и ускорения αr в боковом направлении.
[0070] Для вычисления ускорения ω рыскания датчик 40 ускорения передней стороны предпочтительно размещен около привода Af передней стороны на линии, простирающейся в направлении вперед-назад или в диагональном направлении, содержащем центр G кузова В. Точно так же датчик 41 ускорения задней стороны предпочтительно размещен около привода Ar задней стороны на линии, простирающейся в направлении вперед-назад, или в диагональном направлении, содержащем центр G кузова В.
[0071] Ускорение рыскания ω может также быть вычислено на основе соответствующих расстояний между центром G кузова и датчиками 40, 41 ускорения, взаимного их размещения и ускорениями αf, αr в боковом направлении. Таким образом, инсталляционные положения датчиков 40, 41 ускорения могут быть выбраны по желанию. В этом случае, вместо определения ускорения ω посредством деления на два разности между ускорением αf в боковом направлении и ускорением αr в боковом направлении, ускорение ω рыскания вычислено на основании разности между ускорением αf в боковом направлении и ускорением αr в боковом направлении, соответствующих расстояний между центром G кузова и датчиками 40, 41 ускорения, и из взаимных их размещений.
[0072] Конкретнее, при расстоянии в направлении вперед-назад между датчиком 40 ускорения передней стороны и центром G кузова, установленным равным Lf, и при расстоянии в направлении вперед-назад между датчиком 41 ускорения задней и центром G кузова, установленным равным Lr, ускорение ω рыскания вычислено по формуле ω=(αf-αr)/(Lf+Lr) Следует отметить, что ускорение ω рыскания может быть измерено при использовании датчика ускорения рыскания вместо его вычисления из ускорения, измеренного датчиком 40 ускорения передней стороны и датчиком 41 ускорения задней стороны.
[0073] Как показано на фиг. 4, блок 44с вычисления команды выполнен с возможностью наличия управляющих устройств Н ∞ 44с1, 44с2. Блок 44с вычисления команды содержит управляющее устройство Н ∞ 44с1, вычисляющее усилие Fω (задаваемое посредством команды значение ускорения рыскания), предназначенное для подавления вибрации рыскания кузова В, на основании значения ускорения ω, вычисленного блоком 44а вычисления ускорения рыскания, управляющее устройство Н ∞ 44с2, вычисляющее усилие Fβ (задаваемое посредством команды значение бокового сноса), предназначенное для подавления вибрации бокового сноса кузова В, на основании значения ускорения β, вычисленного блоком 44b вычисления ускорения бокового сноса, суммирующее устройство 44с3, вычисляющее задаваемое посредством команды значение усилия Ff, указывающее на усилие, вырабатываемое приводом Af передней стороны, посредством сложения усилия Fω и усилия Fβ и вычитающее устройство 44с4, вычисляющее задаваемое посредством команды значение усилия Fr, указывающее на усилие, вырабатываемое приводом Ar задней стороны, посредством вычитания усилия Fω из усилия Fβ.
[0074] Поскольку управление Н∞ выполнено блоком 44с вычисления команды, хорошее амортизирующее действие может быть получено независимо от частоты вибрации на входе в кузов В, и в результате может быть получена высокая степень надежности. Однако это не исключает использования средств управления, отличных от Н∞. Поэтому, например, передние и задние приводы Af, Ar могут также управляться посредством управляющего устройства типа Skyhook, в котором ускорение в боковом направлении получено на основании ускорений αf, αr в боковом направлении, а задаваемое посредством команды значение усилия определено посредством умножения ускорения в боковом направлении на коэффициент амортизации Skyhook. Кроме того, вместо управления величинами усилия передних и задних приводов Af, Ar в сочетании с ускорением ω рыскания и ускорением β бокового сноса, привод Af передней стороны и привод Ar задней стороны могут управляться независимо друг от друга.
[0075] Как показано на фиг. 3, блок 44d управления выводит команды управления, вынуждая приводы Af, Ar вырабатывать усилие, согласное с соответствующими задаваемыми посредством команд значениями усилий Ff, Fr. Конкретнее, блок 44d управления вычисляет управляющие команды, выводимые на двигатель 15, соленоид 9е первого клапана 9 открытия/закрытия, соленоид 11е второго клапана 11 открытия/закрытия и пропорциональный соленоид 22с регулируемого предохранительного клапана 22, и подает на выход рассчитанные управляющие команды. Кроме того, при вычислении управляющих команд на основании задаваемых посредством команд значений усилий Ff, Fr, управляющие команды могут быть вычислены с использованием управления с обратной связью посредством возвращения назад значения усилия, подаваемого на выход приводами Af, Ar в этот момент времени.
[0076] Более определенно, как описано выше, блок 44d управления вычисляет управляющие команды, подаваемые на соленоид 9е первого клапана 9 открытия/закрытия, соленоид 11 е второго клапана 11 открытия/закрытия и пропорциональный соленоид 22с регулируемого предохранительного клапана 22 на основании задаваемых посредством команд значений усилий Ff, Fr, и подает на выход рассчитанные управляющие команды.
[0077] При задаваемом посредством команды значении усилия Ff, равном или большем чем предварительно установленное нормальное нижнее предельное значение, блок 44d управления вынуждает двигатель 15 поворачивать насос 12 при нормальной скорости вращения. С другой стороны, при задаваемом посредством команды значении усилия Ff, меньшем, чем предварительно установленное нормальное нижнее предельное значение, блок 44d управления уменьшает скорость вращения насоса 12. Другими словами, блок 44d управления вынуждает двигатель 15 поворачивать насос 12 на скорости вращения с малым усилием, которая установлена заранее на более низкой скорости вращения, чем нормальная скорость вращения. Блок 44d управления управляет и передним и задним приводами Af, Ar и, таким образом, выполняет аналогичные вычисления задаваемого посредством команды значения усилия Fr для заднего привода Ar с целью переключения скорости вращения насоса 12 между двумя состояниями, то есть между нормальной скоростью вращения и скоростью вращения с низким усилием.
[0078] Нормальная скорость вращения установлена как для создания давления, необходимого приводам Af, Ar для выработки необходимого максимального усилия, так и для достижения скорости отклика, необходимой для выработки усилия для блока 44d управления с целью управления первым клапаном открытия/закрытия, вторым клапаном открытия/закрытия и регулируемым предохранительным клапаном 22.
[0079] Конкретнее, блок 44d управления проводит, соответственно, сравнение задаваемого посредством команды значения усилия Ff для привода Af передней стороны и задаваемого посредством команды значения Fr усилия для привода Ar задней стороны с вышеупомянутым нормальным нижним предельным значением. Блок 44d управления затем определяет, вынуждать ли насос 12 выполнять вращение с нормальной скорость вращения или со скоростью вращения с низким усилием, и затем вынуждает насос 12 выполнить вращение.
[0080] Нормальное нижнее предельное значение установлено равным минимальной величине усилия, которое может быть выведено приводами Af, Ar в соответствии с потерей давления (основной потерей давления), имеющей место при принуждении насоса 12 выполнять вращение с нормальной скоростью вращения, так что имеет место минимизация давления открытия регулируемого предохранительного клапана 22, и происходит выпуск рабочей жидкости на масляной основе из насоса 12 с прохождением через описанную выше гидравлическую схему и перемещением в резервуар 7. Другими словами, нормальное нижнее предельное значение равно нижнему предельному значению усилия, которое может быть выработано приводами Af, Ar при вращении насоса 12 с нормальной скоростью вращения. В случае различия нижних предельных значений усилия, которое может быть выработано, соответственно, приводами Af, Ar, нормальное нижнее предельное значение привода Af передней стороны и нормальное нижнее предельное значение привода Ar задней стороны могут быть установлены различными.
[0081] Как описано выше, при задаваемых посредством команды значениях Ff, Fr усилия, меньших нормального нижнего предельного значения, блок 44d управления вынуждает двигатель 15 переключить скорость вращения насоса 12 на режим скорости вращения с низким усилием. Однако, при изменении задаваемого посредством команды значения усилия колебательным образом относительно нормального нижнего предельного значения скорость вращения насоса 12 претерпевает частые увеличения и уменьшения. Таким образом, блок 44d управления уменьшает скорость вращения насоса 12 до скорости вращения с низким усилием при непрерывном сохранении задаваемых посредством команды значений усилия Ff, Fr ниже нормального нижнего предельного значения в течение заранее определенного времени Td.
[0082] Кроме того, при увеличении задаваемых посредством команд значений усилия Ff, Fr вплоть до или выше нормального нижнего предельного значения после уменьшения скорости вращения насоса 12, двигатель 15 вынуждают возвратить значение скорости вращения насоса 12 до нормальной скорости вращения. Однако в этом случае аналогичным образом происходит частое увеличение и уменьшение скорости вращения насоса 12 при изменении колебательным образом задаваемого посредством команды значения усилия относительно нормального нижнего предельного значения. Таким образом, блок 44d управления возвращает скорость вращения насоса 12 до нормальной скорости вращения при непрерывном сохранении задаваемых посредством команды значений усилия Ff, Fr на уровне или выше нормального нижнего предельного значения в течение заранее определенного времени Tu.
[0083] Определение того, выдержаны или нет задаваемые посредством команды значения усилия Ff, Fr ниже нормального нижнего предельного значения в течение по меньшей мере заранее определенного времени Td, может быть выполнено посредством использования контрольного периода блока 44 управления. В предположении, например, что заранее определенное время Td установлено равным N секунд и блок 44 управления вычисляет задаваемые посредством команд значения усилия Ff, Fr каждые m секунд (где N>m), условие, посредством которого задаваемые посредством команд значения усилия Ff, Fr, остаются меньше нормального нижнего предельного значения непрерывно в течение по меньшей мере заранее определенного времени Td, удовлетворено, когда количество последовательных интервалов времени, в течение которых задаваемые посредством команд значения усилия Ff, Fr падают ниже нормального нижнего предельного значения, достигает или превышает (N÷m) количество последовательных интервалов времени. В результате определение того, удовлетворено ли это условие или нет, может быть сделано посредством подсчета количества последовательных интервалов времени, в течение которых задаваемые посредством команд значения усилия Ff, Fr падают ниже нормального нижнего предельного значения.
[0084] Таким образом, определение того, выдержаны или нет задаваемые посредством команды значения усилия Ff, Fr ниже нормального нижнего предельного значения в течение по меньшей мере заранее определенного времени Td, может быть выполнено посредством использования контрольного периода. Определение того, выдержаны или нет задаваемые посредством команды значения усилия Ff, Fr на уровне или выше нормального нижнего предельного значения в течение по меньшей мере заранее определенного времени Tu, может быть выполнено аналогичным образом.
[0085] В качестве альтернативы вышеупомянутое определение может быть выполнено посредством фактического измерения заранее определенных времен Td, Tu. Точнее, заранее определенные времена Td, Tu установлены внутри диапазона, не препятствующего подавлению вибрации в кузове В железнодорожного вагона в соответствии со временем отклика на переключение режима скорости вращения двигателя 15. Задаваемым посредством команд значения усилий Ff, Fr, меньшие нормального нижнего предельного значения, поданы на выход при условии чрезвычайной малости вибрации кузова В или при отсутствии раскачивания кузова В. В это время, в зависимости от типа железнодорожного вагона, подверженного амортизации, частота колебаний кузова В приблизительно равна 0,5 Гц. В этом случае, в зависимости от времени отклика двигателя 15, заранее определенные времена Td, Tu могут быть установлены приблизительно равными одной секунде, например, соответствующими половине периода.
[0086] Заранее определенные времена Td, Tu могут также быть установлены различными по отношению друг к другу. В ситуации возврата скорости вращения насоса 12 к нормальной скорости вращения из состояния со скоростью вращения с низким усилием большая вибрация может быть приложена к кузову В и поэтому приводы Af, Ar следует вынуждать вырабатывать большое усилие с быстрым откликом. Поэтому, заранее определенное время Td, использованное при уменьшении скорости вращения, может быть установлено более продолжительным, чем заранее определенное время Tu, использованное при возврате скорости вращения к нормальной скорости вращения.
[0087] Кроме того, в этом варианте реализации исключено быстрое изменение значения скорости вращения насоса 12 посредством изменения скорости вращения в течение некоторого времени как при уменьшении скорости вращения от нормальной скорости вращения до скорости вращения с низким усилием, так и при возврате скорости вращения к нормальной скорости вращения от скорости вращения с низким усилием. Другими словами, происходит постепенное изменение скорости вращения насоса 12 посредством плавного регулирования.
[0088] При использовании амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона согласно этому варианту реализации изобретения, выполненному так, как описано выше, при равенстве задаваемых посредством команд значений усилий Ff, Fr нормальному нижнему предельному значению или при превышении этого значения, насос 12 выполняет вращение при нормальной скорости вращения таким образом, что приводы Af, Ar могут быть вынуждены вырабатывать достаточное усилие для подавления вибрации с благоприятной чувствительностью. Наоборот, если задаваемые посредством команд значения усилия Ff, Fr меньше нормального нижнего предельного значения, скорость вращения насоса 12 уменьшают до скорости вращения с низким усилием, которая меньше нормальной скорости вращения. В соответствии с этим, расход выпускного потока насоса 12 уменьшен таким образом, что потеря давления приводами Af, Ar в гидравлической схеме уменьшена, и в результате может быть выработано усилие, меньшее нормального нижнего предельного значения.
[0089] Таким образом, для амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона согласно этому варианту реализации изобретения, даже при задаваемых посредством команд значениях усилия Ff, Fr, меньших нормального нижнего предельного значения во время регулировки с наличием обратной связи усилия, вырабатываемого приводами Af, Ar, отклонение между задаваемыми посредством команд значениями усилия Ff, Fr и фактическими значениями усилия на выхода не увеличено. В соответствии с этим не происходит рысканье, в ходе которого усилие приводов Af, Ar имеет прямоугольный и колебательный характер. В результате кузов В железнодорожного вагона не вынужден вибрировать и не происходит ухудшения условий вибрации. Кроме того, ввиду отсутствия рысканья не происходит частого переключения первого клапана 9 открытия/закрытия и второго клапана 11 открытия/закрытия и, таким образом, не имеют место проблемы уменьшения продолжительности срока службы этих клапанов и соответствующего уменьшения экономической эффективности. Таким образом, амортизирующее устройство 1 железнодорожного вагона согласно настоящему изобретению экономически эффективно и не приводит к ухудшению комфорта пассажиров в кузове.
[0090] Кроме того, скорость вращения насоса 12 уменьшена при непрерывном сохранении задаваемых посредством команд значений усилий Ff, Fr меньшими нормального нижнего предельного значения в течение по меньшей мере заранее определенного времени Td. Таким образом, при использовании амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона скорость вращения насоса 12 можно уменьшить до более низкой частоты, и в результате и скорость вращения насоса 12 и вырабатываемые приводами Af, Ar усилия могут быть стабилизированы.
[0091] Аналогичным образом скорость вращения насоса 12 возвращена к нормальной скорости вращения от скорости вращения с низким усилием при увеличении задаваемых посредством команд значений усилий Ff, Fr до уровня или выше нормального нижнего предельного значения и оставлена такой непрерывно в течение по меньшей мере заранее определенного времени Tu. Таким образом, при использовании амортизирующего устройства 1 железнодорожного вагона скорость вращения насоса 12 может быть возвращена к более низкой частоте и в результате и скорость вращения насоса 12 и усилия, вырабатываемые приводами Af, Ar, могут быть стабилизированы.
[0092] Кроме того, в амортизирующем устройстве 1 железнодорожного вагона происходит переключение скорости вращения насоса 12 между двумя значениями скорости вращения, а именно, между нормальной скоростью вращения и скоростью вращения с низким усилием. Таким образом, например, посредством установки цифрового управляющего выхода в блоке 44d управления скорость вращения насоса 12 может быть указана в виде двух значений при необходимости уменьшения скорости вращения. При таком подходе шум может быть подавлен эффективнее, чем в случае постепенного уменьшения скорости вращения посредством управления, выполняемого соразмерно с задаваемыми посредством команд значениями усилий Ff, Fr и т.п., что приводит к увеличению срока эксплуатации уплотнений и подшипников насоса 12 и двигателя 15. В результате может быть построена надежная и дешевая система
[0093] При установке скорости вращения насоса 12 на два значения могут быть получены описанные выше результаты. Однако, настоящее изобретение этим не ограничено и при падении задаваемых посредством команд значений усилий Ff, Fr ниже нормального нижнего предельного значения, скорость вращения насоса 12 можно понизить ниже уровня нормальной скорости вращения посредством непостоянного изменения в соответствии с задаваемыми посредством команд значениями усилий Ff, Fr.
[0094] Кроме того, при уменьшении скорости вращения насоса 12 или возвращении к предыдущему значению происходит постепенное изменение скорости вращения. Таким образом, не имеет место ситуация с быстрым изменением скорости вращения насоса 12, приводящая к быстрому изменению усилия, вырабатываемого приводами Af, Ar, и в результате комфорт пассажиров в транспортном средстве В не ухудшен.
[0095] В описанном выше варианте реализации настоящего изобретения несколько приводов Af, Ar управляются единственным управляющим устройством С, но настоящее изобретение не ограничено этим, и управляющее устройство С может, конечно, быть обеспечено для каждого привода Af, Ar таким образом, что происходит управление приводов Af, Ar соответствующими управляющими устройствами С.
[0096] Хотя настоящее изобретение было описано выше со ссылками на некоторые варианты реализации, изобретение не ограничено описанными выше вариантами реализации. Специалисты в данной области техники могут внести изменения и модификации в описанные выше варианты реализации, не выходя за пределы объема формулы изобретения.
[0097] Содержание заявки Tokugan 2011-136161 с датой регистрации от 20 июня 2011 г. в Японии включено в настоящую заявку посредством ссылки.
[0098] Пункты формулы настоящего изобретения, в которых заявлены права на исключительную собственность или привилегия, определены ниже.