铁道车辆新型液气缓冲器建模与仿真分析.pdf

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1、2014年6月机床与液压Jun．2014第42卷第11期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．42No．11DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．11．046铁道车辆新型液气缓冲器建模与仿真分析李伟刚，张锁怀，吴一凡(1．陕西科技大学机电工程学院，陕西西安710021；2．上海应用技术学院机械S-程学院，上海201418)摘要：对铁道车辆液气缓冲器结构进行了分析，设计了一种新型液气缓冲器，并建立了详细的动力学模型；利用数值模拟方法计算了液气缓冲器在不同压

2、缩速率下的静态特性曲线和不同冲击速度下的动态特性曲线。仿真结果表明：新型液气缓冲器在冲击速度为5m／s时，最大阻抗力为1836．3kN，缓冲容量为221．89kJ，新型液气缓冲器可以提高调车冲击速度，降低列车运行中的纵向冲击和振动，满足列车提速的需要。关键词：铁道车辆；液气缓冲器；动力学模型；特性曲线；动态仿真中图分类号：U270．34文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)1l一163—4ModelingandSimulationAnalysistoaNewKindofHydro-

3、pneumaticBuferforRailwayVehicleLIWeigang，ZHANGSuohuai，WUYifan(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，ShaanxiUniversityofScienceandTechnology，Xi’anShaanxi710021，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiInstituteofTechnology，Shanghai201418，C

4、hina)Abstract：Thehydro—pneumaticbufferst111ctureofrailwayvehiclewasanalyzed．anewtypeofhydro—pneumaticbufferwasde—signed，andthedetaileddynamicsmodewasestablished．Thestaticcharacteristiccurveofhydro—pneumaticbufferunderdifferentcom—pressionrateanddynami

5、ccharacteristiccurveunderdifferentimpactspeedthroughusingthenumericalsimulationmethodwerecalcu—lated．Thesimulationresultsshowthatthebiggestimpedanceforceis1836．3kNandbuffercapacityreached221．89kJwhenimpactvelocityofthenewhydro—pneumaticbufferis5m／s．Ne

6、whydro—pneumaticbuffercanimprovetheimpactspeedofmanipulatingvehi—cle，reducethelongitudinalimpactandvibrationinthetrainrunningandsatisfytheneedsofspeedliftingofthetrains．Keywords：Railwayvehicle；Hydro—pneumaticbuffer；Dynamicsmodel；Characteristiccurve；Dy

7、namicsimulation目前，我国列车运行速度日益提高，高速运行的不够成熟，目前仅在从法国阿尔斯通公司引进的列车一旦发生事故，就会带来严重的人员伤亡和财产CRH5动车组上装配了液气缓冲器。损失。缓冲器作为列车的第一级吸能装置，它可以用1新型液气缓冲器的基本结构及工作原理来传递牵引力、缓和和削减由于列车在启动、制动以目前，铁道车辆上应用的液气缓冲器主要有德国及调车时车辆之间相互碰撞而引起的冲击和振动，从的OLED液气缓冲器和CRHS动车组上应用的液气缓而可以减轻车辆对货物的破坏性、提高列车运行

8、的平冲器。这两种缓冲器均采用阻尼棒和节流阻尼环结稳性和安全性。构，这样一旦液气缓冲器的阻尼棒和阻尼环对中性不液气缓冲器利用压缩油液使其流过阻尼孔来实现好，就可能导致缓冲器不能达到预期效果，甚至失对列车冲击能量的缓冲、吸收和衰减，并且利用惰性效。节流阻尼孔和阻尼环缝是新型液气缓冲器的主气体作为复位元件实现复位功能。液气缓冲器具有要结构参数，也是影响液气缓冲器特性曲线的主要因缓冲容量大、性能稳定、便于调整等优点，并且利用素。理想的液气缓冲器阻抗力、位移曲线如图1所惰性气体代替原来的钢弹