機車新技術(shù)論文

　　機車是牽引或推送鐵路車輛運行，而本身不裝載營業(yè)載荷的自推進車輛，俗稱火車頭。下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的機車新技術(shù)論文，希望你能從中得到感悟!

　　機車新技術(shù)論文篇一

　　機車用空氣彈簧專利技術(shù)綜述

　　[摘 要]本文從機車用空氣彈簧技術(shù)領(lǐng)域的專利申請趨勢、專利申請國及國內(nèi)申請分布進行了統(tǒng)計，并重點對帶附加氣室空氣彈簧技術(shù)方向和技術(shù)手段的發(fā)展脈絡(luò)進行分析，利用專利技術(shù)綜述幫助專利發(fā)明實質(zhì)審查員快速準(zhǔn)確地把握技術(shù)要點，以提高檢索和審查效率。

　　[關(guān)鍵詞]空氣彈簧 腔 技術(shù)綜述

　　中圖分類號：U260.331 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X(2015)06-0101-02

　　前言

　　空氣彈簧是一種由有簾線的橡膠囊和充入其內(nèi)腔的壓縮空氣所組成的非金屬彈性元件。其具有的非線性特性，可以保證車輛在正常行駛時的平順性，而在急轉(zhuǎn)彎、加速和制動等行駛工況，空氣彈簧在大幅度拉伸和壓縮時，其剛度逐漸增加，從而能限制車身的運動，提高操縱穩(wěn)定性，現(xiàn)在社會越來越多的人們對舒適度的要求越來越高，因此對涉及空氣彈簧技術(shù)的專利申請進行研究分析具有積極的現(xiàn)實意義。

　　本文主要從機車用空氣彈簧的特性和控制方式兩方面進行技術(shù)分解，具體見圖1。

　　一、機車用空氣彈簧專利技術(shù)狀況分析

　　1.1 分析樣本的構(gòu)成

　　1.1.1 檢索策略

　　對空氣彈簧技術(shù)的檢索主要依賴于分類號，但雖然該技術(shù)有專門對應(yīng)的分類號：

　　但由于空氣彈簧技術(shù)出現(xiàn)較早，在外文庫中對應(yīng)分類號下含有大量的文獻(103)，且其應(yīng)用領(lǐng)域很廣，所以各分類體系也會參照方法、裝置或用途中的某個特征與某個分類號的相通之處，而將該技術(shù)歸于其它技術(shù)中。因此，本文將該技術(shù)限定在機車領(lǐng)域中只使用氣體的空氣彈簧，對該技術(shù)的檢索以關(guān)鍵詞與分類號結(jié)合。最后的檢索完成日期為2014年4月底。

　　1.1.2 檢索過程

　　中文庫檢索：首先采用明確的分類號，以及專門術(shù)語空氣彈簧進行檢索獲得91篇;然后進行擴展檢索獲得相關(guān)申請190篇;最后以申請人和發(fā)明人為入口對重要的申請人和發(fā)明人進行補充檢索，最終在中國專利文獻檢索系統(tǒng)中得到樣本223篇申請。

　　外文庫檢索：利用上述分類號與關(guān)鍵詞結(jié)合檢索，獲得絕大部分相關(guān)申請;為避免樣本的遺漏，進一步分類號和關(guān)鍵詞擴展檢索得到對應(yīng)文件;并通過對早期的重要發(fā)明人進行檢索，并將上述檢索結(jié)果進行初步篩選最終在sipoabs數(shù)據(jù)庫中得到分析樣本497篇。

　　1.1.3 分析樣本的不完全性

　　由于專利申請延遲公開的特點，有少量2013年的申請和大量2014年的申請目前還沒有公開。由于目前空氣彈簧的分類號涉及廣泛，不乏有部分相關(guān)專利文獻分到其他領(lǐng)域中。因此對該專利技術(shù)的分析樣本存在漏檢，由于空氣彈簧技術(shù)的發(fā)展在近年變化很大，尤其該技術(shù)的專利在2000年以后一直高速增長，所以可以認(rèn)為對于2000年的申請，實際數(shù)據(jù)要遠(yuǎn)高于檢索得到的數(shù)據(jù)。

　　1.2 機車用空氣彈簧技術(shù)專利文獻數(shù)量分析

　　1.2.1 按照公開年份進行的統(tǒng)計分析

　　從圖2中專利數(shù)量的歷史趨勢可以看出，該技術(shù)早在1847年就已經(jīng)提出，但對它的研究長期處于停滯狀態(tài)，直到上世紀(jì)50年代才引起人們的注意，才使空氣彈簧得到了真正的應(yīng)用。但經(jīng)過幾年的摸索后，又陷于停頓，直到上世紀(jì)80年代才再次引起人們的強烈關(guān)注。圖2中的專利文件數(shù)量的變化與期刊論文中的論述是一致的，這也從側(cè)面反映了該技術(shù)在有些方面已走向成熟，具有較高的商業(yè)化前景。

　　1.2.2 分類號分析

　　根據(jù)對分析樣本的統(tǒng)計，樣本以在外文數(shù)據(jù)庫中的IC分類號為主，EC，CPC，F(xiàn)I/FT為輔。分析樣本中涉及的大類共21個，小類34個，涉及分類號共199個，在此僅對專利數(shù)量超過50件的大類以及其中具體的分類號進行統(tǒng)計。

　　1.2.3 國別分析

　　為了發(fā)現(xiàn)各國在空氣彈簧領(lǐng)域的實力對比，分別對專利的公開號、優(yōu)先權(quán)號和申請人進行國別統(tǒng)計，之所以這么處理是由數(shù)據(jù)庫提供的著錄信息的特點決定的。專利公開號的國別所體現(xiàn)是對一項技術(shù)進行專利申請的國家，優(yōu)先權(quán)號的國別體現(xiàn)的是對一項技術(shù)首次進行專利申請的國家，申請人的國別體現(xiàn)的是對一項技術(shù)進行專利申請活動的主體來自哪個國家?？諝鈴椈杉夹g(shù)是一種處于高速發(fā)展階段的減振技術(shù)，國際化趨勢在該技術(shù)的專利申請活動中表現(xiàn)得非常明顯，不同國家的申請人針對目標(biāo)國家共同進行科研和專利申請已經(jīng)相當(dāng)普遍。

　　在sipoabs數(shù)據(jù)庫中利用公開號進行的國別統(tǒng)計，可以看出該技術(shù)主要集中在德國(DE/21%)和美國(US/20%);除此之外，在本領(lǐng)域持有專利數(shù)量比較多的國家還有日本(JP/12%)、英國(GB/8%)、法國(FR/5%)、澳大利亞(AU/4%)中國(CN/3%)和加拿大(CA/3%)。

　　二、中國在機車用空氣彈簧領(lǐng)域的專利活動分析

　　2.1 年份分析

　　中國涉及空氣彈簧領(lǐng)域的專利申請是在1996才出現(xiàn)的，整體上在中國專利數(shù)據(jù)庫得到的空氣彈簧技術(shù)的專利申請有185篇。

　　2.2 數(shù)量分析

　　在185篇公開的專利申請中，前三位申請人為我國申請人提出的，本國申請人占到中國申請的70%以上，這說明中國已經(jīng)開始在空氣彈簧領(lǐng)域引起重視。

　　從專利申請的內(nèi)容上來看，中國的專利申請有三個特點：一是申請人比較集中，前三位申請人申請專利量占58%;二是國內(nèi)申請人種進行專利申請的主體以科研人員和高校為主。從總體上來看，我國的空氣彈簧在設(shè)計和制造上與發(fā)達國家相比還有相當(dāng)大的差距。

　　2.3 內(nèi)容分析

　　通過對中國專利申請分類號的大類進行統(tǒng)計來看，空氣彈簧除應(yīng)用在車輛上， 還應(yīng)用在各類機車的座椅減振，航空航天中精密儀器、儀表的減振，精密和超精密加工設(shè)備的隔振系統(tǒng)、超精密試驗平臺的振動控制上。為了具體分析下面將對目前國內(nèi)專利的研究進展程度進行簡單評述。 　　1、結(jié)構(gòu)方面：主要集中在通過改變氣室的容積控制剛度特性，節(jié)流孔控制阻尼特性等，從而有效地降低彈簧的動剛度，提高車輛的平順性和舒適性;

　　2、控制方面：其專利申請的特點主要是通過對空氣彈簧的控制系統(tǒng)進一步的改進，以提高空氣彈簧應(yīng)用系統(tǒng)的性能及安全性。

　　3、其他：一些科研單位和高校雖然目前的專利申請量還比較小，但近年的發(fā)展速度很快，專利的具體內(nèi)容也是追隨當(dāng)前的熱點技術(shù)或科技前沿，在此一并做簡單介紹?？諝鈴椈傻膲勖饕Q于氣囊的壽命， 因此高強度高耐磨性的空氣彈簧氣囊材料的研制在今后一段時間內(nèi)有著廣闊的前景，如針對空氣彈簧的材料/工藝提高空氣彈簧的使用壽命;將磁流變應(yīng)用在了彈性體橡膠空氣彈簧，打破了傳統(tǒng)的空氣作為氣源的常規(guī);從空氣彈簧的高度控制閥與限位裝置出發(fā)，對高度和剛性進行調(diào)節(jié)，以延長使用壽命。

　　其它的專利申請內(nèi)容還涉及剛度、頻率、阻尼特性，制造工藝、控制系統(tǒng)等方面的研究，限于篇幅此處不再一一羅列。

　　三、機車用空氣彈簧技術(shù)發(fā)展線路

　　3.1 主副氣室體積比技術(shù)發(fā)展路線

　　當(dāng)空氣彈簧發(fā)生變形時，空氣彈簧主氣室和附加氣室之間就會產(chǎn)生壓力差， 空氣就會經(jīng)節(jié)流孔或管路在兩者之間流動， 于是就會產(chǎn)生阻尼， 從而吸收一部分振動能量， 起到減振的作用。

　　3.2 非線性技術(shù)發(fā)展路線

　　空氣彈簧的接觸非線性問題則是由上下蓋板與膠囊相接觸引起的，它們的接觸問題屬于剛體柔體的非線性接觸問題。

　　3.3 控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展路線

　　空氣彈簧的控制系統(tǒng)隨著其它相關(guān)科技的進步發(fā)生了兩次變革，經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：機械控制，電子控制和智能控制，其發(fā)展路線如圖5。

　　在20世紀(jì)中期，采用的是機械控制系統(tǒng)，它的控制元器件主要是高度控制閥， 利用其自動地對空氣彈簧進行充氣和排氣， 實現(xiàn)空氣彈簧高度的控制(如US2977134A);而在20世紀(jì)末到本世紀(jì)，采用的電子控制系統(tǒng)較機械控制系統(tǒng)前進了一大步，是一個質(zhì)的飛躍， 它是利用電子控制器(ECU)采集各類傳感器傳來的信號，對信號進行分析后將控制信號發(fā)送給執(zhí)行器(主要是各種電磁閥)，從而實現(xiàn)對空氣彈簧的控制(如JP7-238969A);在本世紀(jì)初開始，逐漸發(fā)展起來的智能控制系統(tǒng)是在電子控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上借助當(dāng)今自動控制理論發(fā)展起來的，它主要是對ECU的軟件部分進行了改進，不但可以控制空氣彈簧的高度和剛度，而且可以利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制技術(shù)可以實現(xiàn)空氣彈簧非線性特性的控制(如RU2378131C2)。

　　3.4 氣囊材料技術(shù)發(fā)展路線

　　影響空氣彈簧使用壽命的主要是氣囊的壽命，雖然隨著科技的進步，氣囊材料的改變，氣囊的使用壽命得到了大幅提高。

　　參考文獻

　　[1] Malin Presthus. Derivation of Air Spring Model Parameters for Train Simulation [J].Master of Science Programme， 2002.

　　[2] “汽車空氣彈簧的理論分析與試驗研究”，孫為群等，《設(shè)計?研究》，第2期，1999年2月28號.

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