铁道车辆抗震用横向减振器的开发

根据以往的计算可知,提高安装在车体、转向架之间的横向减振器的减振性能、抑制车辆的摆动,能有效防止地震情况下车辆脱轨.日本铁道综合技术研究所在这类研究成果的基础上,提出了被称为抗震用减振器的新型横向减振器的开发方案,并试制了样机.该减振器并不降低车辆正常运行时的性能,只在大规模地震的情况下有效工作,能够提高车辆运行的安全性.而且,日本铁道综合技术研究所采用减振器单机做了性能试验,为确认地震情况下对安全性的提高效果,采用大型振动试验装置,进行了转向架的激振试验;为确认正常运行时的功能,实施了干线上的运行试验;为完善试验方面不能确认的激振条件,运用了数值计算(见图1).     

二系横向止挡刚度特性对高速动车组曲线通过横向舒适性的影响研究

二系横向止挡作为轨道车辆转向架二系悬挂关键零部件,对车辆动力学性能有一定影响,其刚度特性对高速列车曲线通过时的舒适性影响较大。对采用不同刚度特性参数的二系横向止挡的动车组,在线路不同曲线条件下进行试验,通过分析高速动车组平稳性、稳定性和安全性指标的变化规律,研究二系横向止挡刚度特性对高速动车组动力学性能的影响。线路试验结果表明,止挡刚度对车体的横向振动加速度影响较大,而对转向架稳定性及轮轨动态相互作用性能指标的影响甚微。     

利用多模型法的铁道车辆状态诊断

本文介绍利用多模型法中的IMM法检测铁道车辆悬挂系统故障的方法,开发了利用模型更新的IMM法推测车辆悬挂系统故障的算法,应用多车身动力学SIMPACK进行了车体、转向架间横向振动减振器的故障检测模拟,论证了检测精度的大幅提高。     

提高铁道车辆在地震情况下运行安全性的横向减振器的开发

对提高铁道车辆在地震情况下运行安全性的横向减振器的开发过程进行了介绍.数值模拟结果和台架试验结果都表明,装用新开发横向减振器的车辆其运行安全性,比安装传统减振器车辆的抗震性能更好.线路试验进一步确认了新开发横向减振器的性能.     

地震情况下列车的运行安全性分析

利用改进后的车辆动力学仿真程序VDS，研究了车辆及列车在地震情况下的运行安全性，提出了运行安全性评价方法，并探讨了车体间抗蛇行减振器和车端减振器对地震情况下列车运行安全性的影响。     

货车转向架参数匹配对车辆横向稳定性的影响（上）

利用现代计算分析方法（ＭＣＡＭ）和现代测试分析方法（ＭＴＡＭ），分别对贫车转向架与车体的匹配，轮轨接触的匹配及转向架，车体结构参数和悬挂参数的匹配对铁道车辆振动性能的影响，进行了理论分析和试验分析，从这些分析中可知，转向架匹配参数选择的合适与否，极大地影响着车辆的振动性能，为了使铁道车辆取得良好的动态性能，在设计新型和改进现有铁道车辆时，应对转向架的匹配参数进行优化选择，以期获取最佳的车辆匹配参数     

铁道车辆横向主动悬挂的H∞控制

研究铁道车辆横向主动悬挂采用H∞控制方案的振动控制效果。建立考虑车体横移、摇头、侧滚以及转向架横移的铁道车辆横向主动悬挂的控制模型。以该模型为基础,利用MATLAB软件设计铁道车辆横向主动悬挂的H∞控制器。为了验证设计得到的H∞控制器的控制效果,采用ADAMS/Rail多体动力学软件建立整车模型,与MATLAB软件进行联合仿真,比较被动悬挂、Skyhook主动悬挂、H∞主动悬挂3种情况下的仿真结果。结果表明,车辆横向主动悬挂采用H∞控制器后振动控制效果明显,有很强的鲁棒性,可以将车体横向加速度的低频部分减小2倍以上,且不会增加车体横向加速度的高频部分。     

优化车体和转向架间联结要素的特性,提高舒适性

降低车体的弯曲振动地改善铁道车辆乘坐舒适非常重要，弯曲振动与车体和转向架的摇枕纵向拉杆、牵引装置及抗蛇行减振器等联结要素的特性有关。本文介绍了一种新的数学模型，并利用该模型可以对 上联结要素的特性，以及其对乘坐舒适度的影响进行研究。     

铁道车辆车下设备新型减振器设计研究

利用碟形弹簧在一定条件下可以产生负刚度的特性,将碟形弹簧与橡胶弹簧并联,设计出一种可以实现垂向与横向刚度分离的车下设备新型减振器,并运用谐波平衡法对车下设备新型减振器进行传递特性分析。建立包含车体弹性的高速动车组车辆刚柔耦合动力学模型,基于车辆运行平稳性最优原则,计算获得车下设备垂向与横向最优吊挂刚度,并据此设计新型减振器参数。将车下设备采用新型减振器的车辆与车下设备采用传统橡胶减振元件的车辆进行对比分析,结果表明,前者的垂向与横向运行平稳性及车体振动加速度功率谱明显优于后者,所设计的新型减振器能够有效降低车体的弹性振动,改善车辆的运行平稳性。     

防车体垂向振动抗蛇行减振器用位移相关型橡胶节点的研发

研发用于连接转向架构架与车体的位移相关型橡胶节点,抑制因质量微小不平衡轮对旋转所引起的铁道车辆车体的垂向振动,以提高乘坐舒适度。文章对抗蛇行减振器用位移相关型橡胶节点作了介绍。为确认这种新设计橡胶节点的抑振性能,进行了旋转激振试验和运行试验。结果表明,使用这种新研发的位移相关型橡胶节点降低了不平衡轮对旋转所引起的车体垂向振动。     

在曲线区段减少横向止挡接触以提高铁道车辆的横向乘坐舒适度

为了提高车辆的横向乘坐舒适度,对装有位移控制阀的气动作动器进行了试验研究。该阀依赖于车体与转向架之间的相对位移控制作动器产生的作用力。这种控制能使车体保持在对中位置。运行试验结果表明,作动器能有效降低因车体中心销碰撞横向止挡所造成的冲击。缓解因碰撞导致的车辆横向振动加速度的降低。作动器只靠供给压缩空气就能独立工作,因此,不必给作动器安装电子传感器和控制装置。     

高速列车开关式横向半主动悬挂系统的理论与实践

阐述了半主动悬挂系统的原理,介绍了基于天棚控制原理的开关式横向半主动悬挂系统的研制过程。利用车辆系统动力学仿真分析软件UM分析了车辆系统采用半主动悬挂改善车体振动性能的结果,确定了半主动悬挂系统的时滞范围和车辆过曲线时车体离心加速度的滤波频率范围。针对样机进行了简化的台架试验。仿真计算和台架试验结果均表明,采用开关式半主动悬挂系统可以有效地维持和断开减振器所提供的阻尼力,从而提高横向运行平稳性指标。     

轴箱垂向单向阻尼对车辆动力学性能的影响

利用SIMPACK仿真软件建立了某型客车的动力学模型,分析比较了车辆通过三角坑、随机不平顺激扰线路时,垂向单向阻尼减振器和双向阻尼减振器对车辆动力学性能的不同影响。分析结果表明,轴箱垂向单向阻尼能一定程度上降低转向架构架的高频振动,降低轮轨动力作用,车辆运行速度越高,效果越明显;但其对转向架和车体垂向振动加速度峰值、车辆运行平稳性指标影响较小。     

车辆技术的最新发展

介绍了日本铁道综合技术研究所围绕铁道车辆运行安全性及提高车内舒适度而开展节能等几项大型研究课题深入进行研究开发的情况,择要评价了"提高转向架抗蛇行运动稳定性评价精度"及"兼顾降低横向力与运行稳定性的转向架转角导向系统"等的研究概况与成果.     

高速动车组半主动横向减振系统研制

为提升高速动车组在既有客运专线和高速线路之间跨线运行时的车辆运行稳定性和乘客乘坐舒适性，文章基于H∞控制设计研制了一种半主动横向减振系统，该系统主要由控制器、减振器、车体加速度传感器、活塞位移传感器组成。为了验证半主动横向减振系统的性能，将其搭载于某高速动车组进行整车滚振试验，通过施加武广线路谱和胶济线路谱激励，测试车辆在不同速度级下的车体横向振动控制效果。试验结果表明，半主动横向减振系统可以有效衰减车体的横向振动，尤其是0.5～3 Hz的低频振动，幅值可衰减50%以上。     

突变风载作用下高速列车运行安全性分析

大风条件下高速列车通过部分防风设施过渡段时,车体往往会在横向突变风载作用下产生明显的瞬态横向振动和侧滚振动。实车线路试验发现:这种瞬态振动会经由车辆悬挂向下传递,可能引起轮轨力的变化,从而影响到高速列车的运行安全性。针对这一现象,结合实车试验和仿真计算,分析了高速列车在运行过程中遭遇横向突变风载情况下的动力学响应机理,在此基础上研究了运行安全性指标随车速和突变风载大小的变化规律。     

地震时防止脱轨的可断裂保险螺栓限位器

<正>当以较高的频率成分(1.4 Hz以上)为主体的地基振动引起车辆大的晃动时,车体与转向架的横向运动止挡发生猛烈接触(车体与横向运动止挡均承受巨大载荷),此时,由于车轮、钢轨间产生的轮轨横向力,以及转向架的侧滚等影响,有时会使车轮跳动至轨缘高度以上,发生车辆脱轨。横向运动止     

降低车体垂向振动的装置

为大幅度提高铁道车辆垂向振动舒适度，日本铁道综合技术研究所利用轴减振器与空气弹簧（节流控制阀内置型空气弹簧）的阻尼控制，开发出一种新装置，用于降低车体的一阶弯曲模式与刚体模式的振动。试制的装置装备将用于新干线的车辆上，该装置在车辆试验台上进行激振试验，确认其减振效果。根据该实验结果，制作出可供装车并可运行的装置如图1所示，将其装备在新干线车辆上，实施现车运行试验。     

跨座式单轨车二系减振器关键参数研究

跨座式单轨车因其特殊的结构形式,采用在转向架和车体中心销座之间安装有一定角度的液压减振器来同时提供横向和垂向阻尼,因而减振器的安装角度和阻尼大小将同时影响车辆的平稳性。通过仿真计算分析了减振器的安装角度和阻尼这两个关键参数对车辆平稳性的影响,合理选取了具有较佳动力学性能的减振器参数。     

轻轨车辆横向油压减振器研制

作为车辆悬挂系统的重要部件之一,油压减振器不仅可以衰减车体的振动,提高运输舒适性,而且还可以衰减转向架上零部件的振动,以延长零部件及整个转向架的使用寿命.与干线铁路比较,轻轨铁路曲线半径小,车辆启动和制动频繁,因此,要求油压减振器转动灵活,转角范围大,性能稳定,密封可靠.四方车辆研究所根椐轻轨车辆的运用特点,研制出新型横向油压减振器,现介绍如下: