《高速动车组空气弹簧垂向动态特性研究》.pdf

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1、第51卷第10期机械工程学报Vl01．51NO．102015年5月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGMav2O15DoI：lO．3901／JME．2015．10．129____I一口同速动车组空气弹簧垂向动态特性研究木戚壮李芾黄运华周张义虞大联2(1．西南交通大学机械工程学院成都610031；2．南车青岛四方机车车辆股份有限公司国家工程实验室青岛266111)摘要：建立空气弹簧的气动流体力学模型，并推导空气弹簧垂向特性与其回滞曲线几何特征的关系式。基于该气动模型，通过静态及动态仿真

2、试验，着重研究橡胶气囊体积、附加空气室体积及节流孔直径三个结构参数与空气弹簧垂向静态刚度、动态刚度及阻尼特性的关系。在此基础上，使用包含该空气弹簧气动模型的高速动车组整车动力学模型，进一步研究空气弹簧结构参数对车辆垂向平稳性的影响规律。计算结果表明，增大橡胶气囊体积可有效改善车辆垂向平稳性；附加空气室体积达到一定值时，进一步增大对提高车辆垂向平稳性作用不大，应保证附加空气室容积至少为35L；随着节流孔直径的增大，车辆垂向平稳性指标首先快速减小然后缓慢增大，说明节流孔直径存在一较优取值范围，约为15~25mm

3、，使车辆垂向平稳性达到最佳。关键词：高速动车组；空气弹簧；结构参数；垂向平稳性中图分类号：U270StudyontheVerticalDynamicCharacteristicsofAirSpringUsedinHigh—speedEMUQIZhuangLIFuHUANGYunhuaZHOUZhangyiYUDalian(1．SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031；2．NationalEngineerin

4、gLaboratoryforHighSpeedTrain，CSRQingdaoSifangCo．，Ltd．，Qingdao266111)Abstract：nlepneumatichydromechanicsmodelofairspringisconstructedandtherelationfunctionsofairspring’Sverticalcharacteristicsanditshysteresiscurvesarederived．Basedonthepneumaticmodel，therela

5、tionsoftheairspringstructuralparameters，whichincludethebellowvolume，theauxiliarytankvolumeandtheorificediameter,andthestaticanddynamicstifnessandthedampingcharacteristicsarerevealedbythestaticanddynamicsimulationtests．Onthisbasis，theairspringmodelisimpleme

6、ntedinthehigh-speedelectricmultipleunits(EMU)dynamicsmodelandaparametricstudyontheverticalcomfortisconducted．Thestudyresultsshowthat，theincrementofthebellowvolumecanimprovetheverticalcomfort；whentheauxiliarytankvolumeislargeenou曲，itsinfluenceontheverticalc

7、omfortbecomeslittle，SOthevolumeoftheauxiliarytankshouldbeatleast35L；withtheincreaseoftheorificediameter,thevehicleverticalcomfortindexfirstrapidlydecreasesandthenincreasesslowly,whichmeansthatthereexistsapreferablerange，about15—25m，forthevalueoforificediam

8、eter,whichmakestheverticalcomfortbecomebest．Keywords：high—speedelectricmultipleunits(EMU)；airspring；structuralparameters；verticalcomfort于采用空气弹簧作为二系悬挂系统的高速动车组车0前言辆，空气弹簧的垂向特性对车辆的运行平稳性影响较大。由于空气弹簧的垂向特性与其结构参数有着随着高