基于空氣彈簧主動控制方法的擺式客車研究.pdf

1、采用擺式列車是不改變既有線路條件下提高列車運行速度的重要途徑之一。擺式列車分為被動傾擺和主動傾擺兩種方式，主動傾擺作動器又分很多種類型，包括液壓作動器、機電式作動器和空氣彈簧作動器。液壓作動器和機電式作動器的結(jié)構復雜、維修困難且造價較高;空氣彈簧是最常見的中央懸掛裝置，控制空氣彈簧升降可以達到車體傾擺的目的。空氣彈簧作為作動器的結(jié)構相對簡單，不必對車體和轉(zhuǎn)向架進行改造，具有輕量化優(yōu)勢。由于空氣彈簧結(jié)構限制，車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通過性能，適合運行速度被限制的半徑較小的曲線路段。
　　論文基于多體動力學理論和空氣彈簧理論，利用多體動力學分析軟件SIMPACK和數(shù)值計算軟件MATLAB/SIMULINK分別建立了擺式客車多體動力學模型和空氣彈簧垂向數(shù)學模型。然后根據(jù)控制理論利用MATLAB/SIMULINK建立了主動控制模型并進行SIMAT聯(lián)合仿真建立了擺式客車主動控制模型。
　　運用SIMAT聯(lián)合仿真進行擺式客車仿真

3、，根據(jù)GB5599-1985和95J01-M評定標準對擺式客車進行了動力學性能分析，并在相同條件下對比分析了擺式客車和普通客車的曲線運行性能。分析結(jié)果表明:擺式客車平穩(wěn)性指標和曲線安全性能指標均滿足評定要求，各項指標均隨著車輛運行速度的增大而增大;在相同運行條件下，擺式客車有效降低了未平衡離心加速度，提高了旅客乘坐舒適性;擺式客車和普通客車的脫軌系數(shù)和輪軸橫向力差異不大，擺式客車輪重減載率與普通客車相比有明顯降低。
　　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擺式客車運行性能的影響。分析結(jié)果表明:空氣彈簧充、排氣速率對擺式客車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適當縮小，以降低對空氣彈簧升降結(jié)構性能的要求;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;傾擺失效時車體未平衡離心加速度明顯增大，輪重減載率明顯增大，嚴重影響了