基于独立旋转车轮的变轨距转向架研究

世界各国铁路一直保存着多种不同轨距的现状,解决铁道车辆在轨距不同区间的直通运行是国际和地区间联运中亟待解决的问题,采用变轨距转向架技术是一种行之有效的方法。研究变轨距转向架的机理及结构,提出变轨距转向架的技术设计方案。着重对变轨距转向架的结构进行方案设计,并建立相应的动力学模型,利用计算机数值仿真模拟方法对变轨距转向架进行参数优化和动力学计算。对变轨距转向架的动力学性能进行详细的分析。主要研究内容如下。(1)进行变轨距转向架的方案设计研究,从变轨距车轮的型式、移动模式、载荷的承载方式、锁紧机构及变轨…     

独立旋转车轮转向架的应用发展及现状

介绍了独立旋转车轮发展的一个多世纪中,世界各国研制开发的高速列车独立旋转车轮转向架、变轨距独立旋转车轮转向架及低地板轻轨车转向架。着重以牵引电机的布置方式,分析了各类100%低地板轻轨车的独立旋转车轮动力转向架结构。并介绍了独立旋转车轮在我国的发展状况,分析了其应用前景。     

独立旋转车轮动力学性能研究

独立旋转车轮的结构型式与传统轮对相比具有很大的差别，在直线和曲线上的轮轨接触动力学性能也有明显差异。独立旋转车轮理论上不存在纵向蠕滑，具有较高的临界速度和较低的轮轨磨耗，其直线对中性能和曲线导向性能较差。利用计算机仿真，对独立旋转车轮和传统轮对的动力学性能进行了比较分析。     

独立旋转车轮转向架及其导向技术纵览

论述独立旋转车轮技术的发展状况,介绍独立旋转车轮转向架在轻轨车辆和变轨距车辆上的应用,说明这已成为高速机车车辆走行技术的一个重要研究方向.从导向机理角度,分析国内外典型的独立旋转车轮转向架设计方案,并阐述独立旋转车轮转向架的发展前景.     

轨距可变式货车动力学性能分析

根据变轨距货车转向架结构特点建立车辆动力学仿真模型,整车模型包括7个刚体,34个独立自由度和8个非独立自由度。阐述了模型中涉及的非线性环节以及处理方法。计算分析了车辆在不同轨距线路运行时空、重车工况下的直线运行稳定性、运行平稳性和曲线通过性能等各项性能指标。分析结果表明,轨距可变式货车车辆的动力学性能指标满足相关技术标准,轮对绕x轴和z轴的转动惯量和车轮滚动圆横向跨距这3项参数是造成变轨距车辆在准轨位和宽轨位性能差异的主要影响因素。     

独立旋转车轮转向架曲线通过性能研究

独立旋转车轮能够消除轮轨间的纵向蠕滑，理论上不存在蛇行运动，故在直线上可以获得较高的临界,基曲线上可使因纵向蠕滑而产生的轮轨噪音消失。与传统轮对相比，独立旋转车轮缺乏由纵向蠕滑力而产生的导向力矩，故在曲线上无自导向功能，基本上只能靠轮缘导向。曲线通过性能是车辆动力学研究领域中的重要课题之一。车辆由直线进入曲线，特别是通过缓和曲线时，由于受到线路的各种激扰，轮轨间将产生复杂的作用力，对车辆的曲线通过性能产生极大的影响。本文建立独立旋转车轮转向架车辆的动力学计算模型，模拟实际线路，利用数值模拟方法对车辆通过曲线的全过程进行动态仿真计算，得出独立旋转车轮转向架和传统轮对转向架曲线通过的动力学响应值。通过对两种转向架曲线通过时的轮轨横向力，脱轨稳定性及轮轨磨耗等动力学性能进行分析比较，提出了独立旋转车轮转向架曲线通过时所存在的问题。     

变轨距货车转向架结构选型分析

结合我国铁路货车现状，按照变轨距轮对结构特点设计出3种变轨距货车转向架初步方案。从结构和动力学性能两方面对这3种方案进行选型分析，结果表明变轨距货车转向架采用H形整体焊接构架式方案优于另外两种方案。根据方案对转向架各零部件进行设计，确定出了变轨距货车转向架的具体结构形式和技术参数。     

铁路货车变轨距转向架技术方案研究

介绍了国内外变轨距转向架技术现状。从可行性、可维修性、经济性方面对轮对型式、转向架型式、制动方式等关键技术进行了分析研究,确定了变轨距转向架的总体技术方案。     

可变轨距转向架的开发

日本铁路为了实现在标准轨距的新干线和窄轨轨距的既有线之间直通运行，开发了可变轨距电动转向架。这种转向架不但设有可变轨距装置，而且设有转向角联动自动转向装置，以使其在既有线小半径曲线上也有良好的走行性能。为了简化结构，首先开发了车轮与牵引电动机一体化的独立车轮旋转方式转向架(A方式转向架)，其后又研制了采用平行万向轴驱动装置的左右车轮整体旋转式转向架(B方式转向架)。本文分别对这两种转向架的结构特征、变轨距动作等内容作了说明。     

1435/1000 mm变轨距动车组转向架设计

根据1435/1000 mm变轨距转向架总体技术要求和目前动车组现有的技术及车型提出了一种新型变轨距转向架方案,并对动车和拖车转向架的总体结构、构架、轮对组成、一系悬挂、二系悬挂、基础制动装置及变轨距原理进行了介绍和分析,对变轨距转向架的关键部件进行了有限元计算,对整车动力学性能进行了仿真研究。仿真计算结果表明,该变轨距转向架方案现实可行,能够满足相关标准及设计要求。     

400km/h高速动车组变轨距走行系统关键技术研究

为了适应不同的轨距尺寸,以传统动车组轮对结构为基础,进行了400 km/h高速变轨距走行系统关键技术设计,包括车轮和车轴的间隙设计研究、车轮和车轴的横向锁紧机构设计、转矩的传动技术设计、地面装置的设计以及适应高速运行的动力学分析,对各项技术的设计原理及其关键作用进行了详细说明。该设计思路可供国内变轨距转向架的研发提供参考。     

无公用轴独立旋转车轮转向架直线横向动力学研究

无公用轴独立旋转车轮转向架的车辆不仅左右车轮的旋转自由度独立,而且两轮的横移和摇头也解耦。文章通过建立无公用轴独立旋转车轮转向架车辆在直线上的横向动力学客车模型,模拟实际线路,利用新型数值快速积分法进行动态仿真,得出无公用轴独立旋转车轮转向架车辆的动态响应值,并与具有相同悬挂参数的传统客车进行比较。     

大连低地板有轨电车的动力学性能

介绍国内第1列低地板有轨电车的结构，比较了独立车轮与传统轮对的异同，对独立车轮转向架试运行情况进行了分析，通过试验证明其走行部具有较好的稳定性、平稳性和曲线通过等动力学性能，最后结合走行部的关键结构分析了该车的动力学特点及仿真结果。     

磁流变耦合轮对的研究

简述了磁变流耦合轮对的设计方案。建立了磁变流耦合轮对转向架车辆的动力学计算模型。利用数值模拟方法对转向架的动力学性能进行了动态仿真计算。通过对传统固定轮对转向架、独立车轮转向架、磁变流耦合轮对转向架动力学性能的分析比较，认为合理选取转向架前后轮对的耦合度可以有效提高转向架的动力学性能。     

铁道货车变轨距轮对结构方案设计

分析了国外成熟变轨距转向架的结构特点，指出变轨距转向架的关键技术所在。结合我国及周边邻国铁路现状，根据货车转向架的技术参数要求，设计出一种适用于1435mm和1520mm铁路轨距的货车变轨距轮对，并对其轨距变换过程进行了阐述。     

一种变轨距轮对用轴套设计

文章针对变轨转向架运用中对轮轴的功能需求,从结构设计、技术参数及强度计算等方面介绍了一种变轨距轮对用轴套。这种轴套安装在车轮上,用于实现车轮的轴向移动和锁紧,从而实现转向架的变轨距功能。     

变轨距转向架发展及其可行性研究

解决铁道车辆在轨距不同区间的直通运行是国际铁路联运中亟待解决的问题。本文简要介绍了目前克服轨距差异所采取的各种措施及其特点，指出采用变轨距轮对技术是行之有效的方法，并详细介绍了国外现有的变轨距转向架运用与发展现状。在此基础上，提出了一种新型的变轨距转向架方案，并对其动力学特性进行简要的分析研究。     

弹性阻尼耦合轮对动力学特性分析

耦合轮对左右车轮间是通过耦合度可变的耦合器连接的,既不完全固结,也不可相对独立旋转,因此其动力学性能也有别于二者。现建立弹性阻尼耦合轮对(EDCW)车辆的动力学模型,系统地分析了其直线稳定性和曲线通过性能。研究发现,选择适当的耦合度时,全部轮对均为EDCW的车辆系统动力学性能居于传统轮对和独立旋转车轮车辆系统之间。在直线上的临界速度小于独立旋转车轮而大于传统轮对,在曲线上的导向性能劣于传统轮对而优于独立旋转车轮,其直线上临界速度的提高是以曲线上导向能力的下降为前提的。研制一种具有主动控制性能的耦合器,使其在高速时具有小耦合度,在低速和通过曲线时具有大耦合度,可以很好地满足当今铁路发展的需求。     

1435/1000 mm变轨距转向架轮对轴箱设计

变轨距转向架轮对轴箱是变轨距转向架的关键核心部件之一。简述了1 435/1 000 mm变轨距转向架轮对轴箱的特点、设计要求、设计思路及结构,对轮对轴箱结构及轮对的变轨过程进行了重点说明,并对轴箱转臂梁进行了有限元计算。计算表明,轴箱转臂梁在各个载荷工况作用下安全系数均大于1,其静强度满足标准EN 13749的要求。     

1435/1520mm变轨距转向架关键参数优化匹配分析

针对我国准轨线路(轨距1 435mm,轨底坡140,钢轨型号CN60)与俄罗斯宽轨线路(轨距1 520mm,轨底坡120,钢轨型号P65)引起的轮轨接触关系差异,分析其差异对车辆动力学性能的影响,找出关键影响指标,针对主要影响指标,对变轨距转向架进行关键参数优化匹配分析,兼顾轨距变化前后的车辆动力学性能。仿真结果表明,文中提出的变轨距转向架关键参数优化匹配方案,可以使变轨距转向架车辆在轨距变换前后都能获得较好的动力学性能。