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

　　機(jī)車新技術(shù)論文篇一

　　機(jī)車用空氣彈簧專利技術(shù)綜述

　　[摘 要]本文從機(jī)車用空氣彈簧技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)趨勢(shì)、專利申請(qǐng)國(guó)及國(guó)內(nèi)申請(qǐng)分布進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并重點(diǎn)對(duì)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(jìn)行分析，利用專利技術(shù)綜述幫助專利發(fā)明實(shí)質(zhì)審查員快速準(zhǔn)確地把握技術(shù)要點(diǎn)，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(hào)：U260.331 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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?gòu)椥栽?。其具有的非線性特性，可以保證車輛在正常行駛時(shí)的平順性，而在急轉(zhuǎn)彎、加速和制動(dòng)等行駛工況，空氣彈簧在大幅度拉伸和壓縮時(shí)，其剛度逐漸增加，從而能限制車身的運(yùn)動(dòng)，提高操縱穩(wěn)定性，現(xiàn)在社會(huì)越來(lái)越多的人們對(duì)舒適度的要求越來(lái)越高，因此對(duì)涉及空氣彈簧技術(shù)的專利申請(qǐng)進(jìn)行研究分析具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

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

　　一、機(jī)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(duì)空氣彈簧技術(shù)的檢索主要依賴于分類號(hào)，但雖然該技術(shù)有專門對(duì)應(yīng)的分類號(hào)：

　　但由于空氣彈簧技術(shù)出現(xiàn)較早，在外文庫(kù)中對(duì)應(yīng)分類號(hào)下含有大量的文獻(xiàn)(103)，且其應(yīng)用領(lǐng)域很廣，所以各分類體系也會(huì)參照方法、裝置或用途中的某個(gè)特征與某個(gè)分類號(hào)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(jī)車領(lǐng)域中只使用氣體的空氣彈簧，對(duì)該技術(shù)的檢索以關(guān)鍵詞與分類號(hào)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(kù)檢索：首先采用明確的分類號(hào)，以及專門術(shù)語(yǔ)空氣彈簧進(jìn)行檢索獲得91篇;然后進(jìn)行擴(kuò)展檢索獲得相關(guān)申請(qǐng)190篇;最后以申請(qǐng)人和發(fā)明人為入口對(duì)重要的申請(qǐng)人和發(fā)明人進(jìn)行補(bǔ)充檢索，最終在中國(guó)專利文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)中得到樣本223篇申請(qǐng)。

　　外文庫(kù)檢索：利用上述分類號(hào)與關(guān)鍵詞結(jié)合檢索，獲得絕大部分相關(guān)申請(qǐng);為避免樣本的遺漏，進(jìn)一步分類號(hào)和關(guān)鍵詞擴(kuò)展檢索得到對(duì)應(yīng)文件;并通過對(duì)早期的重要發(fā)明人進(jìn)行檢索，并將上述檢索結(jié)果進(jìn)行初步篩選最終在sipoabs數(shù)據(jù)庫(kù)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(qǐng)延遲公開的特點(diǎn)，有少量2013年的申請(qǐng)和大量2014年的申請(qǐng)目前還沒有公開。由于目前空氣彈簧的分類號(hào)涉及廣泛，不乏有部分相關(guān)專利文獻(xiàn)分到其他領(lǐng)域中。因此對(duì)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(zhǎng)，所以可以認(rèn)為對(duì)于2000年的申請(qǐng)，實(shí)際數(shù)據(jù)要遠(yuǎn)高于檢索得到的數(shù)據(jù)。

　　1.2 機(jī)車用空氣彈簧技術(shù)專利文獻(xiàn)數(shù)量分析

　　1.2.1 按照公開年份進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)分析

　　從圖2中專利數(shù)量的歷史趨勢(shì)可以看出，該技術(shù)早在1847年就已經(jīng)提出，但對(duì)它的研究長(zhǎng)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(qiáng)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(hào)分析

　　根據(jù)對(duì)分析樣本的統(tǒng)計(jì)，樣本以在外文數(shù)據(jù)庫(kù)中的IC分類號(hào)為主，EC，CPC，F(xiàn)I/FT為輔。分析樣本中涉及的大類共21個(gè)，小類34個(gè)，涉及分類號(hào)共199個(gè)，在此僅對(duì)專利數(shù)量超過50件的大類以及其中具體的分類號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

　　1.2.3 國(guó)別分析

　　為了發(fā)現(xiàn)各國(guó)在空氣彈簧領(lǐng)域的實(shí)力對(duì)比，分別對(duì)專利的公開號(hào)、優(yōu)先權(quán)號(hào)和申請(qǐng)人進(jìn)行國(guó)別統(tǒng)計(jì)，之所以這么處理是由數(shù)據(jù)庫(kù)提供的著錄信息的特點(diǎn)決定的。專利公開號(hào)的國(guó)別所體現(xiàn)是對(duì)一項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行專利申請(qǐng)的國(guó)家，優(yōu)先權(quán)號(hào)的國(guó)別體現(xiàn)的是對(duì)一項(xiàng)技術(shù)首次進(jìn)行專利申請(qǐng)的國(guó)家，申請(qǐng)人的國(guó)別體現(xiàn)的是對(duì)一項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行專利申請(qǐng)活動(dòng)的主體來(lái)自哪個(gè)國(guó)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(guó)際化趨勢(shì)在該技術(shù)的專利申請(qǐng)活動(dòng)中表現(xiàn)得非常明顯，不同國(guó)家的申請(qǐng)人針對(duì)目標(biāo)國(guó)家共同進(jìn)行科研和專利申請(qǐng)已經(jīng)相當(dāng)普遍。

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

　　二、中國(guó)在機(jī)車用空氣彈簧領(lǐng)域的專利活動(dòng)分析

　　2.1 年份分析

　　中國(guó)涉及空氣彈簧領(lǐng)域的專利申請(qǐng)是在1996才出現(xiàn)的，整體上在中國(guó)專利數(shù)據(jù)庫(kù)得到的空氣彈簧技術(shù)的專利申請(qǐng)有185篇。

　　2.2 數(shù)量分析

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

　　從專利申請(qǐng)的內(nèi)容上來(lái)看，中國(guó)的專利申請(qǐng)有三個(gè)特點(diǎn)：一是申請(qǐng)人比較集中，前三位申請(qǐng)人申請(qǐng)專利量占58%;二是國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人種進(jìn)行專利申請(qǐng)的主體以科研人員和高校為主。從總體上來(lái)看，我國(guó)的空氣彈簧在設(shè)計(jì)和制造上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有相當(dāng)大的差距。

　　2.3 內(nèi)容分析

　　通過對(duì)中國(guó)專利申請(qǐng)分類號(hào)的大類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)來(lái)看，空氣彈簧除應(yīng)用在車輛上， 還應(yīng)用在各類機(jī)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(yàn)平臺(tái)的振動(dòng)控制上。為了具體分析下面將對(duì)目前國(guó)內(nèi)專利的研究進(jìn)展程度進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)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(dòng)剛度，提高車輛的平順性和舒適性;

　　2、控制方面：其專利申請(qǐng)的特點(diǎn)主要是通過對(duì)空氣彈簧的控制系統(tǒng)進(jìn)一步的改進(jìn)，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(qǐng)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(diǎn)技術(shù)或科技前沿，在此一并做簡(jiǎn)單介紹?？諝鈴椈傻膲勖饕Q于氣囊的壽命， 因此高強(qiáng)度高耐磨性的空氣彈簧氣囊材料的研制在今后一段時(shí)間內(nèi)有著廣闊的前景，如針對(duì)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(duì)高度和剛性進(jìn)行調(diào)節(jié)，以延長(zhǎng)使用壽命。

　　其它的專利申請(qǐng)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(jī)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(shí)，空氣彈簧主氣室和附加氣室之間就會(huì)產(chǎn)生壓力差， 空氣就會(huì)經(jīng)節(jié)流孔或管路在兩者之間流動(dòng)， 于是就會(huì)產(chǎn)生阻尼， 從而吸收一部分振動(dòng)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(jìn)步發(fā)生了兩次變革，經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：機(jī)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(jī)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(dòng)地對(duì)空氣彈簧進(jìn)行充氣和排氣， 實(shí)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(jī)械控制系統(tǒng)前進(jìn)了一大步，是一個(gè)質(zhì)的飛躍， 它是利用電子控制器(ECU)采集各類傳感器傳來(lái)的信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析后將控制信號(hào)發(fā)送給執(zhí)行器(主要是各種電磁閥)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(lái)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(dòng)控制理論發(fā)展起來(lái)的，它主要是對(duì)ECU的軟件部分進(jìn)行了改進(jìn)，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(shí)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(jìn)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(xiàn)

　　[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(yàn)研究”，孫為群等，《設(shè)計(jì)?研究》，第2期，1999年2月28號(hào).

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