日本研究提高既有线曲线通过速度的倾斜转向架

日本铁道综合研究所开发用于提高列车通过既有线曲线速度的新技术，如车体倾斜技术和操舵转向架技术。列车提速时由于受到制动距离的制约，通过曲线时减小速度的改变量，可以提高运行速度，同时改善舒适度、抑制轨道不平顺及轮轨磨耗对轨道和车辆的影响。在摆式车体与转向架间左右两侧安装空气弹簧，可使车体倾斜，由于限制了空气弹簧的压缩，车体最大倾斜角为2°。     

摆式客车曲线通过动力学研究

采用摆式客车，可使列车以较高的速度通过曲线且不降低旅客的乘坐舒适度，这是既有线路提速，增加铁路客运能力，提高铁路与其它交通工具竞争能力的一种有效方法，摆式客车曲线通过速度的增加必须引起车辆过曲线时的轮轨横向力，整车摩耗功指数的增大，径向转向架是解决这一问题的有效途径，本文建立了装有自导向转向架的摆式客车系统的动力学计算模型，并对摆式客车的曲线通过性能进行了研究。     

车体与转向架连接要素的合理化——改善乘坐舒适度

在讨论包括车体弯曲振动在内的上下振动对乘坐舒适度影响问题时，不仅要考虑通过空气弹簧产生的车体上下振动，还必须考虑通过摇枕、单联接杆、心盘座等介于车体与转向架之间连接要素产生的车体振动。另外，为改善乘坐舒适度，力求使车体与转向架系统各特性值的合理化是至关重要的。     

悬挂式单轨列车曲线通过性能分析

曲线通过性能分析是转向架设计的基础之一。使用多体系统动力学软件建立悬挂式单轨列车-轨道系统60自由度动力学模型,模型考虑轮胎-轨道接触非线性,空气弹簧和抗横摆减震器弹簧非线性。模拟悬挂式单轨列车通过曲线轨道时导向轮与轨道间法向接触力的动态变化过程,研究了空气弹簧水平刚度和轨距变化对转向架曲线通过性能的影响。结果表明:悬挂式单轨列车转向架具有不同于传统轨道车辆的曲线通过形态;空气弹簧水平刚度对转向架的曲线通过形态和导向轮法向接触力有显著的影响,水平刚度为0.01 MN/m时,相较于水平刚度0.1 MN/m,最大导向轮轨法向接触力可减小63.2%;轨距变化对转向架的曲线通过性能影响不明显,减小空气弹簧水平刚度可改善转向架的曲线通过性能。     

三模块Tram-train列车相对水平转角研究

文章首先介绍了一种三模块Tram-train列车,然后建立了该车型130个自由度的三维动力学模型,进一步对圆曲线、S曲线运行时的转向架/车体、车体/车体间的相对转角进行了分析.另外,对影响车辆相对转角的一些关键参数进行了研究,包括圆曲线中车辆的不同运行速度、中间车定距、缓和曲线长度,以及S曲线中不同曲线半径、夹直线长度...     

地铁小半径曲线对轨道状态及车体振动影响研究

地铁小半径曲线与车体振动、舒适度及轨道状态关系密切,文章通过对广州地铁各曲线进行长期试验研究,分析小半径曲线与轨道状态、车体振动、行车舒适度的关系以及演变规律。研究结果表明,车辆通过小半径曲线时,行车速度越大,车体横向加速度越大,乘客舒适度越差;曲线半径越小,乘客舒适度越差;通过小半径曲线与其他曲线、直线的轨道质量指数(TQI)对比发现,曲线的半径越小,TQI越大,轨道状态、轮轨接触关系越差。最后提出通过小曲线的速度建议。     

铁道车辆转向架空气悬挂控制技术

介绍了当前铁道车辆转向架的有源悬挂空气弹簧车体倾斜技术和控制技术的开发现状.     

摆式转向架的特征

采用摆式转向架车辆,可以提高曲线通过速度,同时保证舒适度.简述摆式转向架的优点,存在问题及相应改进措施.     

空气弹簧式车体倾斜系统的开发

介绍了日本北海道铁路公司与川崎重工业公司共同开发的空气弹簧车体倾斜系统的结构原理及试验结果。该系统采用车载陀螺仪和加速度低度来检测曲线，使外轨侧空气弹簧膨胀，从而使车体向曲线内侧倾斜。在确保乘坐舒适性的条件下，可实现以基本速度+25km/h的速度通过半径600m以上的曲线。该系统被认为是适宜于今后高速机车车辆应用的低成本、高性能车体倾斜控制系统。     

轴箱内置式转向架高速线路适应性评估

基于轴箱内置式转向架实测参数及边界条件,建立动车组拖车动力学仿真模型。研究新车轮型面、大锥度车轮型面与60D、60N及其正负偏差钢轨型面匹配并高速通过实测线路时,车辆运行稳定性及平稳性;研究轴箱内置式转向架高速通过不同曲线线路,以及正、侧向通过18#道岔时的车辆运行安全性,并评估轴箱内置式转向架对高速线路适应性。结果表明：轴箱内置式转向架动车组以300～450 km/h运行速度通过直线线路时,脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、构架横向加速度等稳定性指标,随运行速度提升呈增大趋势,但均未超出相应标准限值,车辆平稳性指标属于优级;当动车组以不同运行速度通过不同半径曲线时,稳定性指标未超出相应标准限值,车辆平稳性指标属于优级,且轮对冲角很小;动车组以450 km/h运行速度正向通过18#道岔、以90 km/h运行速度侧向通过18#道岔时,稳定性指标未超出相应标准限值;动车组通过实测三级轨道水平不平顺时,稳定性指标未超出相应标准限值,车辆的垂、横向平稳性指标属于优级。因此,轴箱内置式转向架动车组在400 km/h运行速度范围内,能够适应京沪高铁线路运行。     

日本开发新调节器减缈轮轿横向压力

列车提速会增加车辆通过曲线时对钢轨的横向压力,继而增加车辆脱轨、车轮磨耗和轨道破坏的风险。为此,日本铁道综研在20世纪80年代试制DT953高速电动车导向转向架的基础上,研发了一种减小横压的装置,即用外力操作轮轴的强制导向系统。     

列车混合摆式系统控制的方法

为进一步提高铁路车辆在既有窄轨上的运行速度，JR北海道公司采用摆动梁与空气弹簧倾角互相协凋的方式，研发了一种新的混合摆式系统，该系统可降低轮重的损耗，且不会因倾角比传统摆动梁的倾角大而引起车体横向位移。JR北海道公司与日本川崎重工联合研发了采用空气弹簧高度控制方式实现的车体倾摆控制方法，并将其应用于新的混合摆式系统中。该方法是，当列车在曲线上运行时，采用一系统升高外轨侧空气弹簧的高度，使车体向顶部倾摆。     

摆式车辆和车体倾斜车辆

机车车辆的车体倾摆控制对于提高曲线通过速度,改善乘车舒适度至关重要。着重介绍了日本摆式车辆的开发历史,描述了车体倾摆控制装置的特点以及可控式倾摆、导轨式倾摆、空气弹簧式倾摆的原理。简要介绍了其他国家的摆式车辆。     

西门子公司试验新型高速摆式列车

西门子公司在其维尔登拉特试验中心已开始试验首批20型VT 605摆式内燃动车组,该车组速度为200 km/h,由德国铁路(DB)制造,2000年秋开始交货.该4辆编组列车是电动ICE-T摆式高速列车的1种内燃形式,其铝合金车体的倾斜角度可达8°,车体安装在称为舒适型的转向架上,该转向架由西门子公司开发.在转向架上集中安装了电机倾摆系统、主动横向悬挂和牵引电机.     

空气弹簧式车体倾摆系统的研制

介绍了利用空气弹簧控制系统使车体倾摆，以提高通过曲线时的速度和舒适性，该控制系统具有高性价比。     

引入“等效曲线半径”概念进行机车车辆几何曲线通过计算

文章采用一种新的计算方法,将"等效曲线半径"概念引入机车车辆曲线通过计算中,将转向架固定轴距引起的车体偏移等效到曲线半径中,这样既可以在计算中考虑转向架引起的车体相对于轨道的偏移,提高计算的准确性,又可以使原本复杂的计算简化。     

韩国开发新型摆式列车

韩国铁道技术研究院投资4500万美元开发180km／h的新型摆式车体列车，这种称为TTX的列车通过弯道的速度比常规列车快30％，准备2007年投入试验。新型列车采用液压倾摆连接的转向架、曲线传感器和信号混合的倾摆控制，转向机构不设减震器，受电弓采用轻型化设计。TTX列车轴重15t，6节车辆编组中有4辆动车。牵引电机输出功率250kW，采用VVVF逆变控制。车体由复合材料、不锈钢和和低碳钢合成。     

摆式列车可控径向转向架建模及动力学仿真

建立了摆式车辆系统动力学模型，采用数值仿真方法研究了摆式列车曲线通过时径向转向架的动力学性能。仿真结果表明，摆式列车以高于常规列车30％的速度通过曲线时，采用迫导向径向转向架能有效降低轮轨磨耗和改善动力学性能，主动控制径向转向架能达到与迫导向径向转向架相近的效果，两者的曲线通过性能均比无导向和自导向径向转向架好，且具有较高的非线性临界速度。可控径向转向架能方便地调整径向增益，且在作动器卸荷后具有与自导向径向转向架一样的性能。     

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。     

基于舒适度的悬挂式单轨平面曲线参数研究

悬挂式单轨车辆在曲线运动中自主倾斜。舒适度是影响悬挂式单轨线路平面参数的主要因素,研究基于舒适度的平曲线参数合理取值具有重要意义。分析悬挂式单轨车辆力学特性,选取横向倾斜角、未被平衡横向加速度作为圆曲线段舒适度指标,选取横向加速度时变率、横向倾斜角速度、未被平衡横向加速度时变率作为缓和曲线段舒适度指标。构建舒适度指标与平曲线参数间的关系模型。基于不同舒适度要求、速度、最大倾斜角计算确定线路平面最小曲线半径、缓和曲线长度。当最大倾斜角6°、最大未被平衡横向加速度0.5 m/s~2、速度80 km/h时,平面曲线最小半径应不小于325 m。当半径较小时,缓和曲线长度主要取决于横向倾斜角速度、未被平衡横向加速度时变率。