高速客车转向架悬挂参数分析
CRH380B型动车组非动力转向架构架有限元分析
CRH380B型动车组非动力转向架构架有限元分析作者：李云鹏王斌来源：《甘肃科技纵横》2020年第11期摘要：隨着我国经济的快速发展，客货运输量一直在攀升，为满足需求，列车速度也一直在提升。
2007年4月铁路第六次大提速，开始投入使用自有品牌CRH系列高速列车，标志着我国铁路正式进入高速铁路时代，并探索了中国高速铁路的技术。
经过十多年发展，我国动车组技术已经达到世界领先水平，动车组技术涉及学科相当广泛，而转向架又是动车组技术的关键，所以高速动车组转向架构架是目前动车组技术研究的重要方向。
本论述主要以我国已在线运行的CRH380B型动车组非动力转向架构架为研究对象，对其转向架构架完成三维实体建模，根据国际铁路联盟UIC515—4和UIC510—5对其进行有限元分析，对所得数据进行分析，结构进行优化。
关键词：转向架构架;静强度;有限元中图分类号：U270.33 文献标志码：A1研究背景随着我国经济的快速发展，为满足客运、货物运输需求，从1997年开始至2007年，我国铁路经历了六次大提速。
2007年4月我国铁路第六次提速后，开始投入使用自有品牌CRH系列高速列车，标志着我国铁路正式进入高速铁路时代，并探索了中国高速铁路的技术。
2004年1月国务院常务会议讨论通过《中长期铁路网规划》，“十二五”期间大力推动了我国的铁路建设，现已基本投入使用。
其“四纵四横”客用专线和三个城际客用系统也奠定了我国高速铁路的发展，推动我国正式进入高铁时代，并为我国成为铁路强国打下基础。
CRH系列动车组是衔接我国普通铁路领域的快速列车，前期是由我国企业和多家国外企业通过技术合作生产的，后期CRH380系列和中国标准动车组等，均是由我国通过吸收、消化国外先进技术和自主创新新技术，由中国中车集团自主生产。
2015年6月在俄国第二大城市圣彼得堡，我国中铁二院工程集团顺利签订俄罗斯首条高铁规划设计合同，并正式签署了合同，成为我国高铁开拓国际市场的第一单。
CRH3动车组转向架技术
Velaro E是在ICE3基础之上上，由西门子公司为西班牙铁路研制 的高速动车组。西门子公司在Velaro E技术基础上进行了优化， 以适合中国铁路的运输要求，并将改动降低到最小，进行了优化 设计，形成现在的CRH3型动车组转向架。
唐车公司 长客股份 长客股份
CRH3C、CRH380B、CRH380BL、CRH380CL、 CRH3A
CRH5A、CRH5000
原形车SF500动车转向架
原形车SF500拖车转向架
2 CRH3型动车组转向架配置及种类
CRH3动车转向架
项目 名称
1 整体动车轮对 2 一系悬挂装置 3 轴箱定位装置 4 横向终点止动装置 5 二系悬挂装置 6 横向悬挂装置 7 抗蛇行减振器 8 空气弹簧连杆
动车
转向架
拖车
TBU 130X240X160
1009（枕梁上边缘）
传动方式 传动比 电机额定功率[kw] 机械制动 转向架质量[kg]
(包括枕梁及其零部件)
轴装式平行轴传动
2.793
轮装盘形制动
560 轴装式盘形制动
≤10,000
≤7,500
CRH3C、CRH380B、CRH380BL、CRH380CL、CRH3A转向架参数对比 设计速度： 基本结构： 轴 重： 轴承型式： 电机悬挂： 齿轮箱传动比：
9 抗侧滚扭杆组成
数量 项目 名称
数量
2 10 动力转向架构架
1
1 11 轮盘制动组成
火车转向架CRH2参数
火车转向架CRH2参数火车转向架是火车车辆的重要部件之一，它起到承载车体、实现车辆转向以及保证行车平稳的作用。
而CRH2型号则是中国铁路总公司自主研发的高速铁路列车车型，广泛应用于中国的高速铁路网中。
下面将详细介绍CRH2型号火车转向架的参数。
1.转向架类型：CRH2型高速列车采用的是钳形转向架，也称为单轴转向架。
钳形转向架由车轮、轴箱、车轴、弹簧悬挂、主销、副销等组成。
2.主轮参数：CRH2型车辆的钳形转向架上设有主轮。
主轮的边径为850 mm，轮缘高度为35 mm，轮缘厚度为40 mm，轮边宽度为55 mm。
3.主销参数：CRH2型车辆的钳形转向架上设有主销。
主销是连接车轴与车架之间的零件，通过主销的连接，车轴可以在车架内旋转。
主销的长度约为85 mm，直径约为32 mm，由高强度合金钢制造。
4.轴箱参数：CRH2型车辆的钳形转向架上设有轴箱。
轴箱是安装在转向架上，并固定车轴的重要部件，它起到支撑车轴、保护车轴以及减振降噪的作用。
轴箱由钢板焊接而成，底部设有弹性悬挂装置。
轴箱的总长约为2400 mm，宽度约为800 mm，高度约为550 mm。
5.弹簧悬挂参数：CRH2型车辆的钳形转向架上设有弹簧悬挂。
弹簧悬挂是支撑轮对重量、减缓车体振动的关键部件。
CRH2型车辆的弹簧悬挂采用了硬质悬挂装置，弹簧硬度和刚度较高。
冲击吸收器用于减震，通过外形调节弹簧的硬度以满足列车运行时的需求。
6.副销参数：CRH2型车辆的钳形转向架上设有副销。
副销是连接转向架和车体之间的部件，它可使转向架相对于车体可在一定范围内摆动。
副销的长度约为60 mm，直径约为20 mm，由高强度合金钢制造。
7.制动装置：CRH2型车辆的钳形转向架上设有制动装置。
制动装置主要分为气制动和电制动两种方式，以实现对车辆的制动控制。
气制动系统包括制动鞋、气缸、管路等。
电制动系统由电阻、电机、牵引及制动控制系统等组成。
总结：CRH2型号火车转向架是钳形转向架，包括主轮、主销、轴箱、弹簧悬挂和副销等关键部件。
25T型客车(AM96型转向架)简介
AM96型转向架简介国产25T型客车中的AM96型转向架是由加拿大“庞巴迪”公司在法国的ANF （法）子公司提供的，装用于BSP 25T客车，其中，青藏车构架由南车浦镇制造。
AM96型转向架采用U形构架无摇枕结构。
目前我国25T型客车所用的AM96型转向架撤出车轴上的中间制动盘，完全适应200km/h运行要求。
1.主要技术参数AM96转向架，可以安装磁轨制动机，但用于中国铁路客车均没有安装。
主要参数如下：最高速度 200km/h轨距 1435mm转向架固定轴距 2560mm轴重不大于16.5t轮径（新/到限） 915/835mm侧梁中心线横向距离 2000mm轴箱弹簧中心横向跨距 2000mm空气弹簧中心线向跨距 2000mm轴承型号进口SKF双列圆锥字密封型减振器一系垂向、垂向压缩及拉伸阻力（N） 1120±168二系垂向、垂向压缩及拉伸阻力（N） 1100±165二系横向、横向压缩及拉伸阻力（N） 245×（1±15%）抗蛇形运动、压缩机拉伸阻力（N） 1310×（1±20%）制动型式皮碗活塞式单元制动2.结构特点AM96转向架由构架、轮对轴箱装置、中央悬挂装置、盘形制动单元装置等组成。
（1）构架AM96型转向架采用U型焊接构架，由侧梁、横梁组成；侧梁为矩形断面，左右两侧侧梁与圆形断面钢管焊接为一体，形成H形框架结构，两侧侧梁外侧斜对称装有抗蛇形运动减振器座，两侧侧梁内测有抗侧滚扭杆座，构架下部对称地焊接轴箱定位转臂弹性节点座。
构架两侧纵横轴线相交处为二系空气弹簧安装，中部每根横梁对称地焊接三套盘形制动单元吊座，两根横梁之间通过螺栓安装有中部构架，在此构架上装有中心销，横向止挡和纵向止挡。
（2）轮对轴承装置AM96型转向架采用的轴承为双列圆锥自密封式轴承，型号为SKF432795-104。
轴承为冷压装配，安装时不需要加注润滑脂。
润滑脂型号SHELL ALVANIA 2760B。
25T型客车(AM96型转向架)简介
AM96型转向架简介国产25T型客车中的AM96型转向架是由加拿大“庞巴迪”公司在法国的ANF （法）子公司提供的，装用于BSP 25T客车，其中，青藏车构架由南车浦镇制造。
AM96型转向架采用U形构架无摇枕结构。
目前我国25T型客车所用的AM96型转向架撤出车轴上的中间制动盘，完全适应200km/h运行要求。
1.主要技术参数AM96转向架，可以安装磁轨制动机，但用于中国铁路客车均没有安装。
主要参数如下：最高速度 200km/h轨距 1435mm转向架固定轴距 2560mm轴重不大于16.5t轮径（新/到限） 915/835mm侧梁中心线横向距离 2000mm轴箱弹簧中心横向跨距 2000mm空气弹簧中心线向跨距 2000mm轴承型号进口SKF双列圆锥字密封型减振器一系垂向、垂向压缩及拉伸阻力（N） 1120±168二系垂向、垂向压缩及拉伸阻力（N） 1100±165二系横向、横向压缩及拉伸阻力（N） 245×（1±15%）抗蛇形运动、压缩机拉伸阻力（N） 1310×（1±20%）制动型式皮碗活塞式单元制动2.结构特点AM96转向架由构架、轮对轴箱装置、中央悬挂装置、盘形制动单元装置等组成。
（1）构架AM96型转向架采用U型焊接构架，由侧梁、横梁组成；侧梁为矩形断面，左右两侧侧梁与圆形断面钢管焊接为一体，形成H形框架结构，两侧侧梁外侧斜对称装有抗蛇形运动减振器座，两侧侧梁内测有抗侧滚扭杆座，构架下部对称地焊接轴箱定位转臂弹性节点座。
构架两侧纵横轴线相交处为二系空气弹簧安装，中部每根横梁对称地焊接三套盘形制动单元吊座，两根横梁之间通过螺栓安装有中部构架，在此构架上装有中心销，横向止挡和纵向止挡。
（2）轮对轴承装置AM96型转向架采用的轴承为双列圆锥自密封式轴承，型号为SKF432795-104。
轴承为冷压装配，安装时不需要加注润滑脂。
润滑脂型号SHELL ALVANIA 2760B。
转向架故障分析及改进方法
摘要随着我国高速铁路的发展,高速列车的安全稳定运行成为人们关注的热点。
转向架是连接车体和轨道的唯一通道,转向架关键部件的性能蜕变和故障状态直接导致车体和转向架振动形式改变,同时也严重威胁到列车的运行安全。
列车车体和转向架的振动信号中蕴含了丰富的信息,有效地运用这些信息进行转向架关键部件的故障诊断、部件性能蜕化估计和故障预警,对保障列车安全稳定运行具有重要的理论意义和工程应用价值。
然而,列车的振动信号是典型的复杂度高、耦合性和不确定性强的非线性信号,传统的单一特征提取方法难以达到有效识别故障的目的,亟需探寻新的特征提取和特征融合方法,以更有效地实现转向架故障诊断与性态估计。
鉴于此,论文在系统分析信息测度理论主要指标物理意义的基础上,提出了信息测度理论中信息熵和复杂性测度算法与时频分析方法相结合的特征提取和分析框架,针对高速列车转向架故障信号特征提取、关键部件性能蜕化估计、多特征融合与降维等问题,开展了以下研究工作：1)论文研究了5种小波信息熵在表征机械振动信号方面的含义和小波信息熵测度在高速列车转向架故障识别中的适用性,并将其应用于高速列车转向架故障振动信号的特征提取。
将多种小波信息熵构成高维特征向量用于转向架关键部件的故障状态识别。
2)将信息测度与聚合经验模态分解方法相结合,研究了一系列经验模态信息熵和经验模态复杂度,提出了基于经验模态信息测度的高速列车转向架故障特征提取方法。
该方法首先对高速列车转向架故障仿真信号进行聚合经验模态分解,对分解后的各个固有模态函数进行筛选,最后分别提取信息测度指标作为故障信号的特征。
通过对转向架故障类型的正确识别,验证了经验模态分解下的信息测度在高速列车故障信号特征提取中的可行性与有效性。
3)为了解决列车实际运行时出现的部件服役性态逐渐蜕变过程中的状态估计问题,论文提出了一种基于关联信息测度的特征提取方法。
分析了部件性能蜕变的各个阶段振动信号与正常状态下振动信号之间的关联关系,对该关联关系进行量化分析,以表征部件参数的蜕变程度,据此提出了利用互相关样本熵和相对聚合经验模态能量熵来描述转向架的性能蜕化的特征。
高速铁道车辆悬挂系统参数化建模、优化与仿真分析
不 同编组 特点 下 车 辆 动 力学 性 能 进 行 了大量 的仿 真 分析 ． Ｈ ｅ和 Ｍｃ ｐ ｈ ｅ ｅ等人 ¨ １ 。 。 利用 Ａ Ｇ Ｅ Ｍ 多 体 动 力学 软件 建立 了铁 道 车辆 模 型 ， 与 １ ７个 自由度 线 性 铁 道 车 辆 模 型 的 仿 真 结 果 进 行 了 对 比． Ｄ ｅ ｌ ｏ ｒ ｅ ｎ ｚ ｏ ｌ ｌ 。 。 利用 Ｎ Ｕ Ｃ Ａ Ｒ Ｓ动 力学 软件 建 立 了一 种
Ｔ Ｔ Ｉ Ｓ Ｉ Ｍ， 仿真 计算 了 １ ４ ０ ｋ ｍ ／ ｈ轨 道 车 在 弹 性 轨 道 结构 上 的 整 车 动 力 学 性 能． 刘 永 强 利 用 Ａ Ｄ Ａ ＭＳ ／ Ｒ ａ ｉ ｌ 软件建 立 了 ６动 ２拖 的 ３ ０ ０ ｋ ｍ ／ ｈ速
度级 高速 动车 组模 型 ， 对 不 同速度 、 不 同线 路状 况 、
第 １ １ 卷第 ３ 期 ２ ０ １ ３年 ９月
１ ６ ７ ２ － ６ ５ ５ ３ ／ ２ ０ １ ３ ／ １ １ （ ３ ） ／ ２ ５ ７ — ７
动 力 学 与 控 制 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡ Ｌ Ｏ Ｆ ＤＹＮＡＭＩ Ｃ Ｓ ＡＮ Ｄ ＣＯ ＮＴ ＲＯＬ
Ｖ０ １ ． １ １ Ｎｏ． ３ Ｓ ｅ ｐ ２ ０１ ３
尤 其重 要 ¨Ｉ ４ Ｊ ． 因此 ， 采 用 传 统 的单 目标 优 化 手 段 很难 同时兼 顾 ３种 动 力 学性 能 ． 针对这一难点 ， 本 章拟 采 用 近年 来 发 展 起 来 的 多 目标 优 化技 术 对 悬 挂 系统进 行 优化 ， 使 系统 能 同时 保证 铁 道 车辆 的 运
动力 学性 能 ． 从 目前 的 研 究成 果 来 看 ， 铁 道 车 辆 的 横 向稳定 性 和 曲线通 过性 能 是相 互矛 盾 的 ， 那 么 如
209型客车转向架大总结
目录第1章 209型客车转向架总体概述............................ - 1 -1.1209T型转向架. (1)1.2209T型转向架结构特点 (2)1.3209T型转向架的优缺点 (13)第2章 209P型转向架..................................... - 16 -2.1209P型转向架主要技术参数 (16)2.2结构特点 (17)第3章 209HS型客车转向架................................ - 27 -3.1209HS型客车转向架结构原理.. (28)3.2空气系统 (34)3.3209HS型客车转向架主要技术参数 (36)结束语............................................... - 38 -参考文献................................................. - 39 -第1章 209型客车转向架总体概述转向架是车辆的重要部件,车辆采用转向架是为了增加车辆的载重、长度、容积、提高列车运行速度。
由于车辆的用途不同，运行条件、制造和检修能力的差异，转向架种类、结构各异。
但其共同点组成部分是相同的。
转向架一般有构架装置、摇枕弹簧悬挂装置、轮对轴箱装置、基础制动装置等部分组成。
主要转向架的承载方式可分为心盘承载、心盘部分承载和非心盘承载三种。
1.1 209T型转向架209T型转向架最大的特点是采用了纵向牵引拉杆装置，用以代替传统纵向摇枕档。
209T型转向架具有良好的横向振动性能，采用这种转向架的车辆，横向平稳性指标一般在2.25左右。
但由于一系和二系弹簧（即轴箱弹簧和摇枕弹簧）采用的都是圆柱螺旋弹簧，受到空重车车钩高度允许变化范围的限制，弹簧的静挠度不可能设计得很大（也就是弹簧不可能设计得很软）。
对于载重量比较大的车辆，例如允许超员较多的硬座车及装载较多的行李车等，弹簧只能设计得软硬这就使车辆的垂直平稳性指标比横向大，一般在2.5以上。
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第 28卷
悬挂参数对车辆动力学性能的影响规律, 对高速转向架的设计是非常有帮助的.
1 稳定性和曲线通过性能的折衷考虑
通常来说, 一系纵横向定位刚度与二系回转阻力矩对车辆的稳定性和曲线通过性能的影响最大 , 而 它们对稳定性和曲线通过性能的影响趋势基本是完全相反的 , 所以在选择这样的悬挂参数时通常要根 据实际应用情况进行一些侧重性的选取. 1 . 1 一系纵向和横向定位刚度对稳定性和曲线通过性能的影响 一般来说, 适当增大一系纵向和横向定位刚度可以提高车辆系统的临界速度 , 但定位刚度并非越大 越好, 当一系定位刚度增大到一定程度后 , 临界速度增加越来越缓慢, 甚至还会下降, 从图 1 就可看出这 种趋势 . 从图 2可以看出, 一系纵向定位刚度对曲线通过性能的影响较大 , 而一系横向定位刚度的影响 相对较小.
图 1 一系纵向和横向定位刚度对临界速度的影响
图 2 一系纵向和 横向定位刚度对磨耗指数的影响
由于高速列车运行的曲线半径一般都比较大, 曲线通过性能不会太差; 而高速列车运行的速度较高, 稳定性是需要解决的主要矛盾, 所以转向架悬挂参数的选择主要应考虑车辆的稳定性. 综合一系纵横向定 位刚度对车辆动力学的影响规律, 如要保证高速转向架 300 km / h 的运行速度, 一系纵向定位刚度 Kpx 取 值在 12~ 15MN /m 的范围内, 而一系横向定位刚度 K py 取值在 6~ 8MN /m 的范围内比较合适 . 1 . 2 抗蛇行减振器对稳定性和曲线通过性能的影响 抗蛇行减振器主要通过其卸荷力 dF 和卸荷速度 dV 来影响车辆的动力学性能 . 一般来说 , 增大抗 蛇行减振器的卸荷力 dF 而减小卸荷速度 dV 能提高车辆系统的临界速度 , 而卸荷力 dF 对临界速度的 影响更大, 但大到一定程度后, 临界速度的增加就不明显了 , 从图 3 就可看出这种趋势 . 从图 4 可以看 出 , 增大抗蛇行减振器的卸荷力 F 而减小卸荷速度 dV 对曲线通过性能会有一定的恶化作用, 尤其是抗 蛇行减振器的卸荷力 dF 不应取得过大.
池茂儒, 张卫华, 曾
摘
京, 戴焕云, 邬平波
( 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室 , 四川 成都 610031) * 要 : 为了全面考察转向架悬挂参数对 高速客车行车安全性和乘坐舒适性的影响规律 , 为高速 客车转
向架悬挂参数的合理选取提供理论依据 , 首先从时域内分析了一、 二系悬挂参数对高速 客车动力 学性能 的影响 , 然后从频域内分析了二 系悬挂参数对车体振动模 态的影 响 . 仿 真计算 与分析 结果表 明 : 合 理设 置一系纵向和横向定位刚度和二系抗蛇行减振器结构 阻尼参数 即可基 本实现 转向架 较高的 临界速度 ; 减小二系横向刚度而适当增大二系横向阻尼可提高高 速客车的 横向平 稳性 ; 为了改 善高速 客车的 垂向 平稳性 , 一、 二系垂向减振器阻尼都不宜选取过大 . 关键词 : 高速客车 ; 转向架 ; 悬挂参数 ; 动力学性能 ; 模态 中图分类号 : U 270 . 1 文献标识码 : A
图 5 二系横向刚度对横向平稳性的影响
图 6 二系横向阻尼对 横向平稳性的影响
2 . 2 一、 二系垂向阻尼对车辆垂向平稳性的影响 设置一、 二系垂向阻尼是为了改善车辆垂向平稳性, 但并不是垂向阻尼越大越好, 从图 7 可以看出, 一系垂向阻尼选取在 15~ 20 kN s /m 比较合适, 垂向阻尼取得过大, 对车辆的垂向平稳性还有恶化作 用 . 其原因在于: 根据减振理论 , 增大阻尼对低频振动的抑制作用较好 , 但对高频振动的隔离反而不利. 轨道激扰传给一系悬挂的高频振动成分较多, 所以一系垂向阻尼不宜取得过大. 二系垂向阻尼的选取与一系垂向阻尼的选取有一些不同 , 对于中低速转向架来说 , 轨道激扰引起的 振动传到二系悬挂的高频成分已经不多, 所以二系垂向阻尼可以适当取大一点对改善车辆的垂向平稳 性是有利的 ; 但对于高速转向架来说 , 轨道激扰引起的振动传到二系悬挂的高频成分仍然较多 , 所以二 系垂向阻尼不宜取得过大 , 从图 8 可以看出这种趋势. 综合高速转向架的特点以及一二系垂向阻尼对车辆动力学性能的影响规律来看 , 一系垂向阻尼可 取 15~ 20 kN s/m, 二系垂向阻尼应选取在 20~ 40 kN s/m 范围内比较合适 .
2 悬挂参数对车辆平稳性的影响
一般来说, 车辆横向平稳性主要取决于二系横向刚度和二系横向减振器阻尼 , 在车辆系统没有失稳 时 , 车辆横向平稳性与一系悬挂参数的关系不是太大, 所以主要依靠合理选取二系横向刚度和二系横向 减振器阻尼来改善车辆的横向平稳性 . 车辆垂向平稳性主要取决于二系垂向刚度和二系垂向阻尼, 同时 一系垂向刚度和一系垂向阻尼也对车辆垂向平稳性有一定影响, 但由于转向架的一、 二系垂向刚度通常 要根据车辆的载重及结构空间要求来确定 , 所以一、 二系垂向刚度通常是不容随意选取的, 这样就主要 依靠合理选取一、 二系垂向阻尼来改善车辆的垂向平稳性了 . 2 . 1 二系横向刚度和横向减振器阻尼对车辆横向平稳性的影响 一般来说, 减小二系悬挂横向刚度 K sy 而增大二系横向减振器阻尼 C sy 能改善车辆的横向平稳性, 从图 5 和图 6 可以看出这种趋势 . 二系横向刚度 K sy 一般要受二系悬挂装置的限制 , 现在的空簧可以把 横向刚度做到 0 . 2MN /m 以下; 为了改善车辆的乘坐舒适性, 可以把二系横向减振器阻尼 C sy 取得大一 点 , 但也不是越大越好 , 二系横向减振器阻尼 C sy 增大到一定程度后, 对改善车辆的横向平稳性的效果 越来越弱, 甚至还有一定的恶化作用 , 从图 6可以看出这种趋势. 综合起来看 , 高速转向架的二系悬挂横向刚度 K sy 一般选取在 0 . 2MN /m 以下比较好 ; 对于二系横 向减振器阻尼 C sy 的选取, 如果每转向架安装 2 个横向减振器的话 , 每个横向减振器阻尼的取值应在 40 ~ 60 kN s/m 比较合适.
第 28 卷 第 3 期 2007 年 9 月
大 连 交 通 大 学 学 报 JOURNA L O F DAL IAN JI AOTONG UN I V ERS I TY
V o.l 28 N o. 3 Sep. 2007
文章编号 : 1673 9590( 2007) 03 0013 07
高速客车转向架悬挂参数分析
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第 28卷
图 7 一系垂向阻尼对垂向平稳性的影响
图 8 二系垂向阻尼对 垂向平稳性的影响
3 二系悬挂参数对车体振动模态的影响
车体、 构架、 轮对以及它们之间的悬挂装置组成了一个质量 - 弹簧 - 阻尼振动系统 , 各刚体尤其是 车体的悬挂振动模态对车辆的乘坐舒适性是息息相关的 : 车体的自振频率越小, 对高频振动的隔振效果 越好, 而振动模态阻尼比越大, 对低频振动的衰减作用越大 . 所以, 为了改善车辆的乘坐舒适性 , 应尽量 降低车体的悬挂自振频率而适当提高其模态阻尼比 . 车体的悬挂振动模态有六种, 即车体伸缩、 横摆、 浮沉、 侧滚、 点头和摇头 . 但由于车体的横摆与侧滚 始终是耦合在一起: 车体的横摆与侧滚同相振动时形成下心滚摆 , 反相振动时形成上心滚摆 ; 此外车 体伸缩对车辆动力学性能影响不大. 所以通常只研究车体的五种常见振动模态: 车体下心滚摆、 上心滚 摆、 摇头、 浮沉和点头 . 前三种模态对车辆横向性能影响较大 , 后两种对车辆垂向性能影响较大. 一般来说, 二系悬挂参数对车体的悬挂振动模态影响最大 车体悬挂振动模态的影响 . 3 . 1 二系横向刚度对车体振动模态的影响 从图 9 可以看出, 二系横向刚度 K sy 对车体的浮沉和点头振动模态基本无影响 , 它主要影响车体的 下心滚摆、 上心滚摆和摇头振动模态 : 二系横向刚度 K sy 越小 , 车体的下心滚摆、 上心滚摆和摇头的振动 频率越小, 模态阻尼比越大 , 这对改善车辆的横向平稳性是有利的 . 这从另一个角度也证实了高速转向 架的二系横向刚度应尽量选取小一些 .
Study of Susp en sion Param eter of h igh Sp eed Passenger Car Bogies CH IM ao ru, ZHANG W e i hua , ZENG jing, DA IH uan yun , W U P ing bo
( Sta te K ey Labo ra tory o f T raction P o w er , Sou thwest Jiaotong U n iversity , Chengdu 610031 , Ch ina)
图 3 纵向减振器参数对临界速度的影响
图 4 纵向减振器参数 对磨耗指数的影响
第 3期
池茂儒等 : 高速客 车转向架悬挂参数分析
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综合高速转向架的特点以及抗蛇行减振器对车辆动力学性能的影响规律来说, 高速转向架抗蛇行 减振器卸荷力 dF 取值在 10~ 15 kN 范围内而卸荷速度 dV 取在 0. 01~ 0 . 04 m / s即可满足需要.
[ 5 8]
, 车辆的行车安全性和乘坐舒适性跟转向架
悬挂参数的取值是否合理密切相关, 因此 , 对高速转向架的悬挂参数展开系统全面的研究, 掌握转向架
收稿日期 : 2007 03 10 基金项目 : 国家自然科学杰出青年基金 ( 50525518); 高等 学校科技创 新工程重 大项目培养 基金 ( 705044); 国家自 然科学创新研究群体科学基金 ( 50521503) 作者简介 : 池茂儒 ( 1973- ), 男 , 副研究员 , 博士 .
A bstract : In order to stu dy the in f lu ence of suspension param eter on runn ing security and pas senger cosiness of h ig h speed passenger car and prov id e theoretical basis for the cho ice o f sus pension param eters about h ig h speed passenger car bog ies, the in fluence of pri m ary and sec ondary suspension param eters on dyna m ic perfo r m ance o f h ig h speed passenger car is analyzed in ti m e dom ain , and the influ ence of secondary suspensio n para m eters on v ib ra tio n m ode of car body is analyzed in frequency dom ain. Analysis result show s that the reasonable sett ing of pri m ary long itu dina l and lateral stiffness and dam p ing values of yaw da m pers can in crease the crit ical ve loc ity of bog ies, the decrease o f secondary lateral stiffness and the proper increase of sec ondary lateral dam pin g value can i m prove the latera l com fort o f h ig h speed passenger car , and the pri m ary and secondary vert ical damp in g va lu es should not be set too h ig h in order to i m prove the vertica l com fort o f h ig h speed passenger car . K ey words : h ig h speed passenger car ; bog ie ; suspension param eter ; dynam ic perfor m ance ; m ode 当列车运行速度提高到 200 k m / h以上时 , 其动态运行环境发生了质的变化, 对行车安全性和乘坐 [ 1 4] 舒适性提出了更加苛刻的要求 , 使车辆系统面临着许多新的动力学研究课题 , 本文重点研究转向架 悬挂参数对高速客车动力学性能的影响. 很多研究表明