基于空氣彈簧主動(dòng)控制方法的擺式客車(chē)研究.pdf

1、采用擺式列車(chē)是不改變既有線(xiàn)路條件下提高列車(chē)運(yùn)行速度的重要途徑之一。擺式列車(chē)分為被動(dòng)傾擺和主動(dòng)傾擺兩種方式，主動(dòng)傾擺作動(dòng)器又分很多種類(lèi)型，包括液壓作動(dòng)器、機(jī)電式作動(dòng)器和空氣彈簧作動(dòng)器。液壓作動(dòng)器和機(jī)電式作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修困難且造價(jià)較高;空氣彈簧是最常見(jiàn)的中央懸掛裝置，控制空氣彈簧升降可以達(dá)到車(chē)體傾擺的目的。空氣彈簧作為作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，不必對(duì)車(chē)體和轉(zhuǎn)向架進(jìn)行改造，具有輕量化優(yōu)勢(shì)。由于空氣彈簧結(jié)構(gòu)限制，車(chē)體傾擺角一般只能到2°，但是

2、同樣能提速10％并且具有較好的曲線(xiàn)通過(guò)性能，適合運(yùn)行速度被限制的半徑較小的曲線(xiàn)路段。
　　論文基于多體動(dòng)力學(xué)理論和空氣彈簧理論，利用多體動(dòng)力學(xué)分析軟件SIMPACK和數(shù)值計(jì)算軟件MATLAB/SIMULINK分別建立了擺式客車(chē)多體動(dòng)力學(xué)模型和空氣彈簧垂向數(shù)學(xué)模型。然后根據(jù)控制理論利用MATLAB/SIMULINK建立了主動(dòng)控制模型并進(jìn)行SIMAT聯(lián)合仿真建立了擺式客車(chē)主動(dòng)控制模型。
　　運(yùn)用SIMAT聯(lián)合仿真進(jìn)行擺式客車(chē)仿真

3、，根據(jù)GB5599-1985和95J01-M評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)擺式客車(chē)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)性能分析，并在相同條件下對(duì)比分析了擺式客車(chē)和普通客車(chē)的曲線(xiàn)運(yùn)行性能。分析結(jié)果表明:擺式客車(chē)平穩(wěn)性指標(biāo)和曲線(xiàn)安全性能指標(biāo)均滿(mǎn)足評(píng)定要求，各項(xiàng)指標(biāo)均隨著車(chē)輛運(yùn)行速度的增大而增大;在相同運(yùn)行條件下，擺式客車(chē)有效降低了未平衡離心加速度，提高了旅客乘坐舒適性;擺式客車(chē)和普通客車(chē)的脫軌系數(shù)和輪軸橫向力差異不大，擺式客車(chē)輪重減載率與普通客車(chē)相比有明顯降低。
　　分別研究了

4、空氣彈簧充排氣速率、空氣彈簧橫向跨距、抗側(cè)滾扭桿抗側(cè)滾角剛度和傾擺失效對(duì)擺式客車(chē)運(yùn)行性能的影響。分析結(jié)果表明:空氣彈簧充、排氣速率對(duì)擺式客車(chē)的未平衡離心加速度、傾擺角速度和傾擺角加速度影響較大，直接決定了旅客乘坐舒適性;空氣彈簧橫向跨距應(yīng)適當(dāng)縮小，以降低對(duì)空氣彈簧升降結(jié)構(gòu)性能的要求;為保證空氣彈簧的工作安全性，抗側(cè)滾扭桿抗側(cè)滾角剛度不得大于0.6MN·m·rad-1;傾擺失效時(shí)車(chē)體未平衡離心加速度明顯增大，輪重減載率明顯增大，嚴(yán)重影響了