横向减振器对机车平稳性能的影响

刘建新; 王开云; 封全保; 赵怀耘

横向减振器对机车平稳性能的影响

1.
西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都 610031
2.
北京交通大学机电学院，北京 100044
3.
大同电力机车有限责任公司，山西大同 037038

基金项目:

国家自然科学基金项目 50475111

高等学校博士学科点专项科研基金项目 20030613011

详细信息

作者简介:
刘建新(1965-)，男，新疆伊犁人，西南交通大学教授，工学博士，从事机车车辆结构强度及动力学研究

中图分类号: U260.11
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出版历程
- 收稿日期: 2006-01-20
- 刊出日期: 2006-09-25

Influence of lateral damper on locomotive riding quality

1.
Traction Power State Key Laboratory, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, sichuan, China
2.
School of Mechanical Electmnic and Control EngineeriIlg, Beijing Jiaotong University, Beiillg 100044, Chim
3.
Datong Electric Locomotive Co. Ltd., Datong 037038, Shanxi, China

More Information

Author Bio:
Liu Jian-xin(1965-), male, PhD, professor, 86-28-87600290, jxliu@home.switu.edu.cn

摘要

摘要: 基于机车车辆-轨道耦合动力学理论, 运用TTISIM (Train/Track Interaction Simulation) 仿真软件, 以横向减振器为研究对象, 以机车运行平稳性指标为依据, 系统分析了机车横向减振器的阻尼参数、工作状态、卸荷速度和悬挂位置等参数对于机车平稳性能的影响。仿真计算与分析结果表明: 选取适当横向减振器的结构阻尼参数, 对提高机车的平稳性有利; 采取适当的减振器卸荷速度可以达到提高乘车舒适性的目的; 横向减振器是否正常工作对机车的运行品质有较大影响, 必须严格确保所有减振器的正常工作; 横向减振器的悬挂位置, 对于车体的运行平稳性几乎没有影响。
- 车辆工程 /
- 横向减振器 /
- 平稳性指标 /
- 阻尼参数 /
- 工作状态 /
- 卸荷速度 /
- 悬挂位置
Abstract: Based on vehicle-track coupling dynamics, with simulation software TTISIM, the effects of the parameters, working condition, unloading velocity and position of lateral damper on the running performance of speed-raised locomotive were systematically investigated.Analysis result shows that it can improve locomotive riding performance to choose proper damping parameters and unloading velocity, the working condition of lateral damper has great effect on locomotive riding quality, so it must be ensured that all of dampers are in normal working states when locomotive runs on railway, its running performance is not sensitive to damper position.
- vehicle engineering /
- lateral damper /
- sperling index /
- damping parameters /
- working condition /
- unloading velocity /
- damper position

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图 1 横向平稳性指标的阻尼效应

Figure 1. Sperling index versus lateral damping

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图 2 横向振动加速度的阻尼效应

Figure 2. Lateral acceleration versus lateral damping

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图 3 横向平稳性指标的阻尼效应

Figure 3. Sperling index versus lateral damping

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图 4 脱轨系数的阻尼效应

Figure 4. Derailment versus lateral damping

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图 5 轮重减载率的阻尼效应

Figure 5. Reduction rate of wheel versus lateral damping

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图 6 振动加速度频谱

Figure 6. Vibration aceleration spectrums

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图 7 平稳性指标与卸荷速度的关系

Figure 7. Sperling index versus unloading velocity

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图 8 横向减振器平面布置

Figure 8. Positions of lateral dampers

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表 1 平稳性指标

Table 1. Sperling indices

位置	阻尼/ (kN·s·m^-1)
位置	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
后司机室	3.31	3.23	3.18	3.15	3.15	3.16	3.19	3.23	3.26	3.30	3.33
前司机室	3.10	2.98	2.92	2.90	2.92	2.96	3.01	3.07	3.14	3.18	3.25

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表 2 平稳性指标

Table 2. Sperling indices

位置	工作状态
位置	均正常	后转向架左侧1个失效	后转向架2个失效	后转向架2个与前右侧1个失效	前转向架左侧1个失效	前转向架2个失效	前转向架2个与后右侧1个失效	全失效
后司机室	3.15	3.24	3.44	3.37	3.10	3.10	3.13	3.31
前司机室	2.92	2.88	2.91	2.93	2.97	3.16	3.10	3.10

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表 3 指标计算结果

Table 3. Computation result of indices

工作状态	指标
工作状态	车体横向加速度/ (m·s^-2)	前司机室横向平稳性指标	脱轨系数	轮轴横向力/kN
4个均正常	2.1	2.99	0.65	63.72
2个失效(均为左侧)	2.4	3.06	0.86	74.01
4个均失效	2.5	3.25	0.86	76.75

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表 4 平稳性指标

Table 4. Sperling indices

位置	卸荷速度/ (m·s^-1)
位置	0.01	0.05	0.10	0.15	0.20	0.30	0.40	0.50
后司机室	3.26	3.17	3.15	3.17	3.20	3.21	3.21	3.21
前司机室	3.03	2.90	2.92	2.93	2.95	2.96	2.96	2.96

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表 5 平稳性指标

Table 5. Sperling indices

位置	L/m
位置	0	0.5	1.0	1.5	2.0
后司机室	3.15	3.15	3.14	3.13	3.12
前司机室	2.92	2.92	2.92	2.92	2.92

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参考文献(5)

[1]	翟婉明. 车辆-轨道耦合动力学[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2002.
[2]	王开云, 丁国富, 翟婉明. 机车车辆-轨道空间耦合动力学性能仿真系统[J]. 系统仿真学报, 2004, 16 (6): 2 737-2 740. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTFZ200412030.htm Wang Kai-yun, Ding Guo-fu, Zhai Wan-ming. Simulation system of vehicle-track spatial coupling dynamics[J]. Journal of System Simulation, 2004, 16 (6): 2 737-2 740. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTFZ200412030.htm
[3]	王开云, 翟婉明, 刘建新, 等. 山区铁路小半径曲线强化轨道动力性能[J]. 交通运输工程学报, 2005, 5 (4): 15-19. http://transport.chd.edu.cn/article/id/200504004 Wang Kai-yun, Zhai Wan-ming, Liu Jian-xin, et al. Dynamic performances of small-radius curved track for mountain strengthened railway[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2005, 5 (4): 15-19. (in Chinese) http://transport.chd.edu.cn/article/id/200504004
[4]	TB/T2360-93, 铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准[S].
[5]	GB 5599-85, 铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范[S].