六轴提速机车采用弹性架悬方式的研究

针对我国2C0轴式提速机车转向架横向动力学性能较差的问题,提出新的2种端轴驱动装置弹性架悬方案：中间轴采用驱动装置刚性架悬、两端轴在电机端采用吊杆悬挂的电机端弹性架悬方式;中间轴采用驱动装置刚性架悬、两端轴在电机悬臂端为2点悬挂并通过吊杆悬挂在构架端梁上的悬臂端弹性架悬方式。采用多刚体动力学软件SIMPACK建立2C0轴式刚性和弹性架悬机车的动力学模型,比较电机端弹性架悬方式、悬臂端弹性架悬方式和各轴电机均采用驱动装置刚性架悬的既有架悬方式下的机车动力学性能。分析结果表明：与既有架悬方式相比,采用端轴驱动装置弹性架悬方案可以显著降低机车直线运行的轮轴横向力,改善机车通过大、中半径曲线的横向性能,提高平稳性;在2种端轴驱动装置弹性架悬方案中,电机端弹性架悬方式优于悬臂端弹性架悬方式,前者的非线性直线运行临界速度比后者和既有架悬方式有较大提高。     

驱动系统弹性悬挂方式对机车动力学影响对比研究

针对某B0、C0轴式电力机车利用SIMPACK建立多体动力学模型,对比分析不同驱动系统弹性悬挂方式对机车横向动力学性能的影响,在两种弹性悬挂装置的基础上提出全弹性悬挂结构,并分析其对机车动力学性能的影响。结果表明:驱动系统弹性悬挂可较刚性悬挂显著降低机车的轮轴横向力,非线性临界速度提高50%。摆杆位于电机侧相对于摆杆位于非电机侧,B0机车在200km/h轮轴横向力减少3%,临界速度提高10%。摆杆位于非电机侧的全弹性悬挂结构,相对于摆杆位于电机侧时,降低第3点橡胶节点横向刚度对提高机车动力学性能效果更为明显;驱动系统采用全弹性悬挂方案可显著改善抗蛇行减振器发生故障时机车横向动力学性能。     

改善六轴提速机车横向动力学性能的方案研究

为了改善我国现有驱动装置刚性架悬方式的六轴提速机车横向动力学性能,提出了在端轴电机端采用2个橡胶元件弹性悬挂的改造方案,给出了2种驱动装置止挡间隙方案.采用多刚体动力学软件SIMPACK建立了详细的2C0轴式弹性架悬机车动力学模型,通过比较三轴转向架端轴驱动装置刚性悬挂与2种改造方案的机车动力学性能,说明改造方案可以显著改善机车的直线运行横向性能和大、中半径曲线通过横向性能,增强机车提速后对线路的适应性,降低其对参数的敏感性,同时在结构允许的条件下应当尽可能选取大的驱动装置止挡间隙.     

轴箱轴承轴向自由间隙对机车动力学影响分析

对于速度200 km/h的C0-C0轴式高速机车,轴箱轴承轴向自由间隙对机车高速运行时横向动力学性能的影响较大。本文采用SIMPACK动力学软件,建立了牵引电机架悬的C0-C0轴式高速机车计算模型,就轴箱轴承轴向自由间隙对机车运行稳定性、横向动力学性能和曲线通过性能的影响进行了较为深入的研究。研究表明,合理设置轴箱的端轴和中间轴轴承的轴向自由间隙,可以提高机车稳定性、改善机车直线以及曲线运行品质。较大的中间轴轴向自由间隙和较小的端轴轴向自由间隙对提高机车运行稳定性有利。对于速度200 km/h的C0-C0轴式高速机车,端轴和中间轴的轴向间隙分别取0.5~1 mm和5~8 mm较为合适。     

高速3轴转向架技术方案的研究

通过对200 km/h速度级C0-C0轴式大功率交流传动客运电力机车转向架关键动力学项点的研究,提出电机驱动系统弹性架悬的高速3轴转向架总体结构方案,分析了转向架3个轮对一系弹簧不等刚度的设计和牵引杆车体布置位置对其动力学的影响。详细介绍转向架的结构参数方案,并计算其动力学性能,结果表明该转向架具有优良的动力学性能,能满足200 km/h速度的运用要求。     

采用弹性与刚性架承式驱动装置的机车横向性能比较

从改善我国架承式驱动装置的机车横向动力学性能的目的出发,采用多体动力学软件SIMPACK建立某机车的动力学模型,比较了不同线路等级、运行速度和一系横向刚度下,刚性架承式和弹性架承式机车横向平稳性能,发现采用弹性架承式可以显著降低横向轮轨力,改善机车的横向性能和电机工作条件,减小机车对线路和参数变化的敏感性;同时还比较了不同一系纵向刚度下,刚性架承式和弹性架承式驱动装置的机车稳定性,说明采用弹性架承式驱动装置可以提高机车的稳定性。     

轮对空心轴转向架悬挂机车电机顺置与对置对轴重转移的影响

对电机采用轮对空心轴转向架悬挂的C0-C0轴式机车的轴重转移进行了理论分析及计算。计算结果表明,电机前置、后置对采用轮对空心轴的转向架悬挂机车轴重转移的影响不大,也就是说,对于轴重转移,电机既可顺置,也可对置,其影响不如抱轴式悬挂电动机明显,这与理论分析一致。     

我国200 km/h速度等级高速客运机车转向架平台设计分析

针对我国200 km/h客运的需求,作者建立了适于200 km/h速度等级、轴功率1 600 kW的3轴机车转向架平台设计方案。该转向架可满足我国牵引18-20节客车和200 km/h高速客运需求,并可在机车车体和转向架主体结构均保持不变和装配接口不变的条件下,通过转向架内部的局部调整,适应速度160-230 km/h、轴重21-23 t机车的集成需求。3轴转向架结构方案以机车足够的稳定性、高黏着、低磨耗、低轮轨作用力为设计目标,采用交流驱动单元和驱动单元弹性架悬、低位推挽牵引、轮盘制动、磨耗形踏面和柔性二系悬挂等多项先进成熟技术。计算分析表明,该转向架理论上非线性临界速度可达480 km/h,直线运行和曲线通过性能优良。     

适用于牵引跨线旅客列车的A-1-A转向架可行性分析

针对长大跨线旅客运输对牵引机车的要求,提出了A-1-A轴式搭配独立制动轴驱动制动单元弹性架悬的机车转向架技术方案。通过质量分配分析、牵引计算及动力学分析,验证了该转向架方案在实现17 t以下轴重及低簧下质量的同时,能够满足首尾推挽牵引14节客车,以最高速度250 km/h运行的要求;动力学性能满足既有线与高速客运专线的运用要求,速度210 km/h时的轮轨动作用力水平与CRH2动车250 km/h时相当。     

电机驱动装置悬挂参数对"弹性架悬"机车动力学性能的影响

利用多体动力学软件SIMPACK建立"弹性架悬"机车的半车简化模型和整车模型,分析电机驱动装置悬挂摆杆长度和电机驱动装置横向减振器阻尼对机车蛇行运动临界速度和机车主要横向动力学性能指标的影响,得出电机驱动装置悬挂摆杆长度和电机驱动装置横向减振器阻尼对机车动力学性能的影响规律.     

采用传统转向架与径向转向架的HX_D1C型电力机车动力学性能比较

为了改善我国重载牵引电力机车的轮缘磨耗现象,本文采用多刚体动力学软件SIMPACK分别建立了采用径向转向架和传统转向架的C_0-C_0轴式HX_D1C型电力机车动力学模型,通过比较两者的非线性稳定性、直线运行性能和曲线通过性能,结果说明采用径向转向架的HX_D1C型电力机车可以满足120 km/h速度的运用要求;直线运行性能优良;除了通过曲线时车体横向和垂向加速度外,曲线通过性能优于原车;降低轮缘磨耗显著,在100km/h以下减磨效果明显,各计算工况下轮缘磨耗降低60%以上,车轮磨耗功降低47%以上。     

32t轴重机车转向架设计方案及动力学性能分析

为了设计32t轴重机车3轴转向架,采用多刚体动力学软件SIMPACK建立了6轴机车动力学模型,先比较了单拉杆和双拉杆轴箱定位方式对机车非线性稳定性、直线运行性能和曲线通过性能的影响,研究表明机车单拉杆轴箱定位方案在直线速度60km/h以下和曲线半径小于400m时,比双拉杆轴箱定位方案具有优势;机车双拉杆轴箱定位方案在运行速度高于60km/h,曲线半径大于400m时,优于单拉杆轴箱定位方案。然后比较了单牵引杆和中心销牵引方式对机车轴重转移、直线运行性能和曲线通过性能的影响,结果说明单牵引杆可以实现最佳黏着利用率94.12%,但是采用中心销牵引方式,机车的黏着利用率也达到92%。两种机车牵引方案直线和曲线通过动力学性能差别甚微。     

120km/h交流传动货运电力机车动力学性能仿真分析及评估

运用机车车辆—轨道耦合动力学理论及其动力学仿真软件TTISIM ,仿真计算了 12 0km/h交流传动货运电力机车在弹性轨道结构上的整车动力学性能 ,并根据铁道机车车辆动力学性能评定标准和规范对该机车动力学性能作了全面、综合评估。研究结果表明该机车非线性临界速度较高 ,具有较大的稳定性裕度 ;动态曲线通过时的安全性指标能够满足安全行车要求 ;在直线轨道上运行时车体平稳性指标属于优良等级 ;以 5 0km/h侧向通过 12号固定辙叉道岔时的安全性指标均在合格限值范围之内     

轴箱内置和外置高速转向架的动力学性能对比

根据悬挂系统的结构形式,转向架分为轴箱内置转向架和轴箱外置转向架.相对于轴箱外置转向架,轴箱内置转向架结构紧凑、质量小,有利于降低轮轨磨耗和通过小半径曲线,具有良好的线路适应性.针对时速350 km/h货运动车组,考虑高铁线路和既有线路运行工况,通过动力学仿真软件SIMPACK计算车辆分别采用轴箱内置转向架和轴箱外置转...     

机车黏着极限态驱动装置结构共振研究

机车处于轮轨黏着极限状态运行时,轮轨黏着饱和及负斜率特性使得驱动轮对出现复杂的动力学现象。为了研究机车驱动装置受到轮轨动态激励的响应,首先研究黏着极限状态轮轨的黏滑特点及其引起轮对的动力学问题,然后建立机车的多体动力学模型,仿真驱动装置各结构部件的振动及其振动主频率,得出避免机车驱动装置结构发生共振的参数匹配原则。结果表明:机车处于黏着极限状态运行时,轮轨间黏滑状态会产生驱动轮对的纵向振动和驱动装置的自激振动等典型动态特征;驱动装置自激振动会激发基于结构固有频率的振动,且各结构振动会相互影响。因此,需合理选取牵引电机吊挂关节的刚度,避免基于电机点头振动固有频率及各结构部件固有频率的振动。特别是,若牵引电机转子旋转、轮对扭转振动和轮对纵向振动的固有频率一致,将引起驱动装置结构产生共振。     

HXD1型电力机车转向架设计的探讨

为了提升我国重载牵引机车转向架的设计水平,采用多刚体动力学软件SIMPACK建立了2B0轴式HXDl型大功率交流传动电力机车动力学模型.通过比较二系悬挂纵向和横向布置方式、二系横向减振器布置位置、车体质心垂向距离和转动惯量的机车动力学性能以及牵引点高度对粘着利用率的影响.结果说明HXDI型大功率交流传动电力机车转向架设计采用二系悬挂横向布置的方式,可以减小二系簧最大横向变形量;二系横向减振器布置在端梁处,可以降低轮轴横向力;牵引杆倾斜布置可以获得较高的粘着利用率;降低车体质心高度对机车曲线通过性能略有利;增加车体长度和转动惯量,可以显著改善机车平稳性指标.     

减振器安装刚度对径向转向架机车横向动力学性能的影响

首先通过仿真软件SIMPACK建立了一种2C0径向转向架机车模型,在该模型中,分别考虑了一系抗摇头减振器、二系横向减振器和二系抗蛇行减振器的端部安装刚度对机车横向动力学性能的影响。其中主要分析了上述3种减振器的端部安装刚度对机车横向平稳性、抗蛇行运动稳定性和机车的曲线通过性能的影响,并提出了相应的建议。