不同油液流动类型的抗蛇行减振器特性对比研究

为了保证铁道车辆能安全、稳定的运行,在车辆转向架上加装柔性的阻尼装置是通常的做法。在车辆的悬挂系统中,抗蛇行减振器对于车辆的稳定性起到了关键的作用。抗蛇行减振器就其结构而言有3种不同的形式:油液单向流动式、油液双向流动式和电磁阀控制式。通过对不同油液流动类型的抗蛇行减振器结构和工作原理的分析,建立它们的液压数值模型以及与车辆模型结合的联合仿真模型,通过仿真讨论抗蛇行减振器动态特性的区别以及对车辆稳定性的影响。结果表明油液单向流动式减振器拉伸、压缩特性大致相同,而油液双向流动式抗蛇行减振器拉伸、压缩特性对称率相对较低,同时随着相对位移速度的提高,这种不对称的情况愈加严重;在车辆动力学仿真结果中前者的联合仿真模型相对后者也表现出较小的波动,因此在使用油液双向流动式抗蛇行减振器的时候,应该尽量提高拉伸、压缩特性的对称率;同时选择合适的结构参数能有效改善车辆的动力学性能。     

抗蛇行减振器温变特性及其对车辆稳定性影响

为了研究抗蛇行减振器油液温度对其动态特性和车辆稳定性的影响以及抗蛇行减振器服役过程中的温变特性,对我国某高速动车抗蛇行减振器进行了试验和动力学仿真分析。试验结果表明,在油液正常工作温度范围内,减振器吸收的能量、动态阻尼及动态刚度随油液温度的降低而增加;而当油液温度超出抗蛇行减振器油液正常工作范围时,减振器吸收的能量、动态阻尼及动态刚度随油液温度降低而降低。减振器在非正常工作温度范围内服役,2 h内温度和动态特性变化不明显,且减振器没有恢复到正常工作。仿真结果也表明,在油液正常工作温度范围内,蛇行临界速度随油液温度的降低而增大,而当油液温度超出油液正常工作温度范围时,蛇行临界速度随温度降低而降低。     

液压减振器动态数学模型的研究

采用一种全新的数学模型描述液压减振器的阻尼力,建立完整的液压减振器数学模型。模型含有8个参数。这些参数具有明确的物理含义,可以完整描述如第1阻尼系数、泄载点以及第2阻尼因子等减振器外特性曲线。同时,这些参数直接反映减振器液压阀的结构配置和阻尼特性之间的关系。这种液压减振器动态数学模型,可为改进和优化减振器性能提供有效的数字设计工具,适用于车辆系统动力学的深入研究。该模型在专业实验室进行了充分的验证试验。试验数据和模型计算结果非常吻合。     

高速列车抗蛇行减振器温变特性研究

主要从油液温度角度分析了其对抗蛇行减振器本身的动态特性影响以及抗蛇行减振器在低温状态下动态特性变化情况。首先,从试验角度对抗蛇行减振器不同温度下动态特性进行了研究,研究表明,在油液正常工作温度范围内,随着油液温度的降低,减振器吸收的能量越多,动态阻尼和动态刚度也越大,当温度超过了抗蛇行减振器油液正常工作范围,温度越低,减振器吸收的能量、动态刚度、动态阻尼反而会减小。接着,对处于低温(-50℃)非正常工作状态下的抗蛇行减振器的低温特性进行了研究,研究表明低温时,减振器在两小时内无法由非正常工作状态恢复到正常工作状态,油液温度上升不明显,动态刚度、动态阻尼变化也不明显。     

非对称环形通道对磁流变液减振器阻尼特性的影响

将磁流变液减振器的非对称环形阻尼通道分解为有限平行板微通道,按照磁路原理,研究各微通道中的磁感应强度与微通道间隙的理论关系;按照流体力学平板流动模型,建立微通道中磁流变液的准稳态流动微分方程并将其简化,利用双黏本构关系来描述磁流变液的流变学特性;依据非牛顿流体力学,得出微通道中流动磁流变液不滑动边界条件和流动相容条件;通过求解准稳态流动微分方程得出磁流变液在微通道中的流动速度分布;利用有限微通道叠加方法,导出磁流变液减振器阻尼力近似算法。制作具有20%偏心率的磁流变液减振器进行示功测试,实验数据与分析所得阻尼力吻合较好。结果表明,相同励磁条件下环形阻尼通道偏心距使磁流变液减振器阻尼力调节范围减小。     

基于多级径向流动模式的磁流变液减振器设计理论与试验研究

根据实验得出磁流变液流变学参数,建立磁流变液剪切应力的误差函数,利用多参数优化理论和数据拟合方法对Eyring本构模型的参数进行辨识;针对传统环形阻尼通道磁流变液减振器磁场利用率不高、能耗较大的问题,结合轨道车辆抗蛇行减振器的技术要求,提出一种基于多级径向流动模式的磁流变液减振器,根据流体力学建立磁流变液准静态径向流动的控制微分方程,利用艾林(Eyring)本构模型推导出径向速度随通道半径的理论分布和径向压力随通道半径理论分布,得出减振器阻尼力的计算方法。为验证理论分析的合理性,按照轨道车辆抗蛇行减振器的技术条件,设计制作了基于多级径向流动模式的磁流变液减振器,并利用J95-I型油压减振器试验台对磁流变液减振器进行示功特性测试,比较理论阻尼力与实验阻尼力的变化规律,分析产生误差的主要原因。实验表明:实验阻尼力与理论阻尼力能够较好吻合。     

抗蛇行减振器内部油液温度对其动态特性的影响

分析了油液温度升高带来的危害,对我国某高速列车抗蛇行减振器进行高低温试验,针对温升这一现象提出了设计带有温度补偿的新型减振器想法。结果表明:油液温度对抗蛇行减振器动态特性影响很大,低温时影响远大于高温时影响。针对温升这一危害,设计带有温度补偿的新型减振器、基于温度补偿的半主动新型减振器以及馈能式减振器是一种有效解决温升危害的途径。     

抗蛇行减振器特性与高速列车适应性分析

通过试验方法对我国高速列车用抗蛇行减振器特性进行了研究,分析其动态阻尼及动态刚度参数变化情况,在一定的幅值下,抗蛇行减振器动态刚度随着频率值增加而增加,而动态阻尼值随频率增大而减小。同时利用动力学仿真软件SIMPACK对高速列车进行了适应性分析,包括平稳性、车体最大横向加速度以及脱轨系数计算。仿真结果表明:抗蛇行减振器可以兼顾直线稳定性和曲线通过性能,验证了抗蛇行减振器在高速列车实际运用中的优越性和必要性。     

抗蛇行减振器特性与高速列车适应性分析北大核心

通过试验方法对我国高速列车用抗蛇行减振器特性进行了研究,分析其动态阻尼及动态刚度参数变化情况,在一定的幅值下,抗蛇行减振器动态刚度随着频率值增加而增加,而动态阻尼值随频率增大而减小。同时利用动力学仿真软件SIMPACK对高速列车进行了适应性分析,包括平稳性、车体最大横向加速度以及脱轨系数计算。仿真结果表明:抗蛇行减振器可以兼顾直线稳定性和曲线通过性能,验证了抗蛇行减振器在高速列车实际运用中的优越性和必要性。     

铁道车辆液压减振器结构参数对其阻尼特性影响研究

采用参数化建模的方法在Easy5环境下建立铁道车辆横向减振器液压控制模型,应用Adams和Easy5接口技术在Adams环境下建立减振器联合仿真模型。通过试验验证了两种模型的精确性。选取本文研究减振器主要结构参数,利用建立的模型通过数字试验全面分析各结构参数对阻尼特性的影响。研究结果表明:阻尼阀结构参数、活塞单向阀孔径、底阀孔径、活塞杆直径、节点刚度对减振器阻尼特性有较大影响;当超过减振器结构参数取值范围时会使阻尼特性曲线产生畸变现象。其中阻尼孔径、预紧力、通流孔孔径、活塞杆直径对减振器的卸荷特性有较大影响;减振器阻尼力的对称性主要决定于活塞杆的直径。     

液压减振器阻力特性分析

以实例对液压减振器阻力特性进行了分析，提出了实现拉伸和压缩对称特性的措施。     

基于3种典型踏面的高速转向架稳定性研究

在分析高速轮轨匹配特征的基础上,以350 km.h-1速度等级的CRH3动车组作为研究对象,应用线性稳定性分析方法绘制高速轮轨空间的稳定安全裕度3维图。线性稳定性计算表明:等效锥度越大,转向架蛇行振动固有频率越高,因而必须不断增强抗蛇行减振器的串联刚度。非线性稳定性仿真计算表明:抗蛇行减振器需要利用其动态液压刚度的非线性形成宽频带吸能特性,以满足衰减蛇行振动、控制蛇行振幅和权衡准静态曲线通过性能等要求。仿真计算得出的动车转向架横向加速度值与实际测试的加速度值相吻合。根据曲线踏面磨耗情况确定了CRH3动车组选用3个典型车轮踏面(XP55,S1002CN和LMA)可以达到的最高商业运营速度。     

横向减振器布置方式对地铁车辆动力学性能的影响

横向减振器是影响地铁车辆运行安全性和平稳性的关键部件之一。分析研究了横向减振器在转向架上不同的布置方式对地铁车辆动力学性能的影响。研究结果表明,在正常工况下,减振器采用双侧对称或双侧斜对称布置方式的运行平稳性优于单侧布置方式,而横向减振器三种布置方式的运行稳定性和曲线通过性能的差异不大;当横向减振器失效时,单侧布置方式下的蛇行临界速度、运行平稳性和曲线通过安全性均比双侧布置时差,而双侧对称和双侧斜对称两种布置方式的动力学性能比较接近。     

高速列车油压减振器阻尼特性仿真及研究

为进行高速列车油压减振器阻尼特性的仿真研究,依据活塞孔径设计值和阻尼阀设计参数,在液压计算软件Msc.easy5中建立二系横向油压减振器的液压系统模型。通过仿真计算与试验数据对比,验证减振器液压控制模型的实际可用性。抽取液压系统模型中活塞复原阀、流通阀孔径和底座补偿阀弹簧刚度等阀系设计参数,进行分析研究。结果表明:改变活塞常通孔孔径对阻尼性能影响较大,阻尼变化最大均出现在压缩行程,阻尼力上升了1.631kN,最大上升幅度约109%;压缩行程、复原行程产生的力值受活塞流通阀、复原阀系参数影响较大,力值最大变化幅度为0.312kN;补偿阀弹簧刚度增加会导致示功图出现畸形,提出了解决的方法。     

铁道车辆液压减振器的工作原理和数值模型

基于液压减振器的工作原理、内部结构和阀元件的性能,建立了一个新的液压减振器数值模型。该数值模型不仅将阻尼力作为减振器活塞杆的速度与位移的函数,同时还含有用于描述内部结构的基本参量,可以清楚地描述液压减振器的阻尼机制。应用该模型可进行液压减振器的动态性能分析、结构设计、元件选用等。模型计算结果与实验数据有较好的符合性。该数值模型易于实现计算机数值仿真,可以应用于车辆系统动力学性能的研究和减振器的结构参数、动态性能对车辆舒适性和稳定性影响的深入分析。     

串联刚度对液压减振器特性的影响

液压减振器在铁路机车车辆上被看成是一个减振器(阻尼)和端部橡胶元件(刚度)相串联的组合部件,串联刚度对机车车辆动力性能有着较大的影响。文章讨论了串联刚度对减振器特性的影响,还介绍了减振器性能的测试方法和动力学计算中的减振器模型。     

抗蛇行减振器功率及动态特性研究

一方面对抗蛇行减振器的不同安装长度、新出厂的抗蛇行减振器及服役120万km的旧减振器对抗蛇行减振器特性的影响进行了分析。另一方面,研究了抗蛇行减振器低温持续运动对抗蛇行动态特性的变化并与常温下持续动作做了对比。研究结果表明:针对于该类型抗蛇行减振器,其不同的安装长度动态特性随着活塞运动速度的变化比较大,其静态特性的变化不是很明显;服役120万km的抗蛇行减振器其动态特性随活塞运动速度的变化较大,静态特性的变化不是很明显;在-50℃低温持续动作,其动态特性有较大变化,而在常温下持续动作对减振器的特性变化不是很明显。     

抗蛇行减振器动态特性研究

车辆在实际线路运行的过程中,减振器会表现出复杂的动态特性,新减振器与服役过一段时间的减振器表现出的动态特性会有所变化,减振器不同安装长度也会表现出不同的动态特性。主要针对新的抗蛇行减振器与服役一段时间后的减振器以及不同安装长度时的动态特性分别进行了研究。结果表明:减振器在服役一段时间后,动态刚度、动态阻尼均有所下降(小幅值时比较明显),随着幅值的增大,二者之间的变化越来越小;不同安装长度时,随着长度增加,动态刚度、动态阻尼均有所减小,而动态阻尼在低幅以及高幅低频时,随着长度的减小而增大现象比较明显,在高幅高频时,动态阻尼变化不是很明显。     

9600kW大功率交流传动六轴货运电力机车曲线通过性能分析

利用SIMPACK动力学仿真软件对9 600 kW大功率交流传动六轴货运电力机车的曲线通过性能进行全而的动力学计算分析,通过改变一系悬挂刚度、二系悬挂刚度、二系抗蛇行减振器阻尼和二系横向减振器阻尼,分析各结构参数对机车的准静态、动态曲线通过性能的影响,并最终得出各结构参数的最佳取值范围.     

基于Simulink模型的先导式溢流阀动态特性仿真方法

以三节同心溢流阀为例研究先导式溢流阀动态特性的仿真方法,首先以反推(用p求q)法求解溢流阀静态特性方程组,计算出溢流阀工作点结构参数,然后以溢流阀动态特性方程组构建了Simulink模型。通过仿真得到了以流量为阶跃输入信号、以响应压力为输出信号的理论曲线。仿真结果表明溢流阀动态响应特性的决定因素不是阀芯和弹簧构成的二阶环节,而是主阀上、下腔的液容容积和固定阻尼器直径。上腔容积主要决定响应曲线的超调量,下腔容积主要决定响应曲线的时间;在仅减小固定阻尼器直径其它参数不变的情况下,超调量Mp降低和调整时间ts延长。实验结果证明,结构参数模型法仿真曲线和实验结果曲线基本一致,为液压系统性能研究提供了可行方法。