差速器耦合轮对车辆曲线通过性能.pdf

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1、第53卷第10期机械工程学报Vol.53No.102017年5月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGMay2017DOI：10.3901/JME.2017.10.094*差速器耦合轮对车辆曲线通过性能张济民寇杰周和超周俊华(同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804)摘要：提出在独立旋转车轮横向加装机械差速器实现独立车轮横向机械差速控制。在对差速器耦合轮对车辆系统动力学及对称式差速器力矩分配原理进行理论分析的基础上，建立差速器耦合轮对车辆和刚性轮对车辆模型，通过对比试验所测三向加速度数据与仿真结果，验证了模型的正确性。对两种车辆进行动力学仿真，研究两种车辆

2、通过多种半径曲线时的安全性及轮轨磨耗性能，重点研究通过小半径曲线时的安全性及轮轨磨耗性能。研究结果表明差速器耦合轮对车辆过曲线时不仅有较小的磨耗，曲线通过安全性能也比刚性轮对车辆更优。差速器耦合轮对轨道车辆在小半径曲线线路上运行时，有较好的曲线通过性能，这种特性有利于适应城市地面轨道交通曲线半径小的特点。关键词：轨道车辆；差速器；安全性；轮轨磨耗中图分类号：U273CurvingPerformanceoftheDifferential-coupledWheelsetVehicleZHANGJiminKOUJieZHOUHechaoZHOUJunhua(InstitutionofRail

3、Transit,TongjiUniversity,Shanghai201804)Abstract：Addingmechanicaldifferentialtoindependentlyrotatingwheelsachieveslateralmechanicaldifferentialcontroltoitisputforward.Atthebaseoftheoreticalanalysistothedifferential-coupledwheelsetvehiclesystemdynamicsandmomentdistributionofsymmetricdifferential,

4、buildthedifferential-coupledwheelsetvehiclemodelandrigid-wheelvehiclemodel.Accordingtocontrastofthethree-directionexperimentaccelerationdataandsimulationresult,thecorrectnessofthevehiclemodelisverified.Thesecurityandwearworkofthesetwokindsofvehiclewhentheypasscurvesisstudiedbydynamicsimulation,e

5、speciallyresearchthesecurityofnegotiatingsmallcurve.Theresultshowsthatthedifferential-coupledwheelsetvehiclenotonlyhaslowwearwork,butalsohasbettercurvepassingsecuritythanrigid-wheelvehicle.Thedifferential-coupledwheelsetvehiclehasgoodcurvepassingperformanceswhilerunningonsmallradiuscurvelines.Th

6、iskindofcharacterisadaptabletotheurbanrailwaylineswhichhassmallradiuscurve.Keywords：railwayvehicle；differentialmechanism；security；wearwork经济性将得到显著的提升，并且有效消除了高速蛇10前言行失稳的风险。由此可见，无论是在城市轨道交通领域还是在高速铁路领域，独立旋转车轮都具有巨[2]在城市轨道交通中，为了适应城市交通的特大的发展潜力。点，独立旋转车轮由于能有效降低车辆的地板高度由于独立旋转车轮左右轮对解耦，理论上不存而成为一种主要的形式，无需高站台设

7、计，并能消在传统刚性轮对的纵向蠕滑力及其产生的回转力[1]除传统刚性轮对转向架的蛇行失稳现象；在铁路矩，因此在消除了传统刚性轮对蛇行失稳现象的同高速客运方面，采用独立旋转车轮降低车辆的地板时，传统轮对原有的自动复位和曲线导向功能在独[3]高度则为发展双层高速列车创造了有利条件，使得立车轮也上不复存在。这使得独立车轮轮对在直同样的速度和同样的列车断面下，双层高速列车的线轨道上由于对中性能下降而产生轮缘接触，在曲线上基本只能靠轮缘导向，从而导致轮缘