CR300AF动车组垂向平稳性预警故障分析及对策

CR300AF动车组运行过程中相同位置多次报出垂向平稳性预警,严重影响行车安全,易造成停车事故。为明确动车组垂向平稳性预警故障报出原因。在检修过程中系统检查故障车辆转向架、车轮部件工作状态,通过分析车辆故障时刻无线传输数据,明确故障报出时平稳性系统各部件数据正常。从动车组平稳性检测原理,故障报出逻辑及信号处理流程出发,并对信号采样处理过程做了详细梳理,最终分析故障发生原因为平稳性检测装置在数字信号运算抽样前预处理滤波存在缺陷,对高于51.2Hz的频率分量无法准确识别,导致主机平稳性指标计算值偏大。研究优化了抽样算法取值方式,消除频率混叠问题,提升了频段识别范围,大幅降低了垂向平稳性故障误报的风险。

货车装载工况对车辆通过小半径曲线时的垂向平稳性影响

将货物、车体和摇枕作为1个系统,基于弹簧悬挂装置垂向受力的变化,提出货车垂向平稳性评价指标。运用建立的货车在曲线上运行时的垂向平稳性模型,以C64k敞车为例,研究4种典型装载工况下重车重心高、货物重心横向和纵向偏移量与货车通过小半径曲线时垂向平稳性的关系。研究表明:用作用在每个弹簧悬挂装置的垂向载荷变化判定货车运行的垂向平稳性,可更直观描述货车装载工况对车辆垂向平稳性的影响;对货车的垂向平稳性影响以货物重心的纵向偏移量最大,而重车重心高度的影响最小;计算结果为确定合理的重车重心高度以及货物重心横、纵向偏移量的限制值提供了科学依据。

基于车体垂向平稳性的轨道高低不平顺标准差优化分级研究

针对我国规范中高低标准差管理现状,研究了不同高速综合检测列车车辆运行速度条件下的车体垂向平稳性与轨道高低不平顺标准差之间的关系,采用非线性最小二乘算法拟合了二者的关系曲线,根据车体垂向平稳性分级标准优化了轨道高低不平顺标准差的分级标准,共分4级,包括优秀、良好、合格、不合格。通过全路检测数据统计分析、简支梁桥梁体徐变分析等,验证了优化后的分级高低不平顺标准差管理值更符合现场实际,能够更好地指导现场维修作业。

基于天棚阻尼的某特种车辆垂向平稳性优化

为改善车辆垂向平稳性,基于开关型天棚阻尼控制策略,利用MATLAB/Simulink搭建了一系垂向减振器半主动控制模型进行车辆动力学仿真分析,并对比了被动控制与半主动控制作用下车辆综合动力学性能。结果显示:开关型天棚阻尼控制下的某特种车辆,车体垂向平稳性指标提升了12%,非线性临界速度降低了13%,稳定性安全裕量足够,轮重减载率在安全限值内,为开关型天棚阻尼控制策略在工程中应用提供了理论基础。

2B_0架悬式动力车运行平稳性和蛇行稳定性

对动力车进行了详细的动力学计算和分析.分析结果表明:动力车的簧间质量对横向平稳性影响较大,设置合理的二系横向止挡间隙十分重要,二系横向减振器阻尼对平稳性的影响与二系横向刚度有关.抗蛇行减振器应与二系横向减振器合理匹配,才能获得较好的横向稳定性.

高速动车组空气弹簧垂向动态特性研究

建立空气弹簧的气动流体力学模型,并推导空气弹簧垂向特性与其回滞曲线几何特征的关系式。基于该气动模型,通过静态及动态仿真试验,着重研究橡胶气囊体积、附加空气室体积及节流孔直径三个结构参数与空气弹簧垂向静态刚度、动态刚度及阻尼特性的关系。在此基础上,使用包含该空气弹簧气动模型的高速动车组整车动力学模型,进一步研究空气弹簧结构参数对车辆垂向平稳性的影响规律。计算结果表明,增大橡胶气囊体积可有效改善车辆垂向平稳性;附加空气室体积达到一定值时,进一步增大对提高车辆垂向平稳性作用不大,应保证附加空气室容积至少为35 L;随着节流孔直径的增大,车辆垂向平稳性指标首先快速减小然后缓慢增大,说明节流孔直径存在一较优取值范围,约为15~25 mm,使车辆垂向平稳性达到最佳。

基于空气弹簧非线性模型的车辆振动特性研究

为研究不同模型和不同空气弹簧物理参数下车辆振动特性,基于热力模型和ADAMS空气弹簧非线性模型建立空气弹簧悬挂系统控制模型,并利用多体动力学仿真软件SIMPACK与MATLAB/SIMULINK联合仿真平台建立包括空气弹簧系统的整车多体动力学模型。研究结果表明:热力模型较ADAMS模型更能准确模拟空气弹簧非线性动态特性;车辆低速运行时节流孔直径越小越有利于改善车辆垂向运行平稳性;车辆高速运行时节流孔直径太大或者太小都不利于改善车辆垂向运行平稳性;附加空气室体积越大越有利于改善车辆垂向平稳性,但是增大到一定程度继续增大对车辆垂向平稳性改善不是很明显。

轮对径向质心偏离对纵向振动的影响

当轮对质心存在径向偏离时,会引发周期性粘着系数的变化,与剧烈的自激扭转振动,从而直接导致轮对产生纵向振动。轮对纵向振动与轮轨黏—滑振动相互耦合,破坏了机车稳定动力学性能。通过某新型机车的建模和数值仿真,计算和分析在不同的质心偏离和速度下,构架、轮对的纵向振动频率与车体垂向共振频率。并计算轮对粘着系数变化规律,分析机车垂向平稳性恶化的机理。结果表明当轮对存在径向偏心时,轮轨蠕滑力饱和产生动力学耦合,引起轮对的扭转振动和纵向振动,由此将通过构架与牵引装置的传递而恶化机车垂向平稳性。

动车组空气弹簧节流孔直径优化研究

为研究铁道车辆二系垂向阻尼装置由减振器变为节流孔带来的改变,基于某高速动车组动力学试验和该动车组所用空气弹簧动态特性试验,建立其动力学模型。从车体垂向平稳性、振动加速度角度分析节流孔直径选型。结果表明:空气弹簧节流孔不仅能影响垂向阻尼,同时也影响垂向刚度;分析垂向平稳性时可以考虑选择0.7 Hz激振频率下空气弹簧刚度和阻尼特性等效其非线性特性;变减振器为节流孔后,节流孔能有效减小垂向振动加速度均方根值;在列车运行速度高于150 km/h时,建议减振器阻尼范围为10 Ns/mm至20 Ns/mm,节流孔直径范围为12 mm至16mm;比较两种阻尼装置,建议选择节流孔提供阻尼。