驅(qū)動裝置彈性懸掛提高機(jī)車動力學(xué)性能機(jī)理分析.pdf

1、我國自主研制開發(fā)的準(zhǔn)高速機(jī)車，在運行速度提高到200km／h后，橫向動力學(xué)性能普遍變差。國外實踐表明，采用驅(qū)動裝置彈性懸掛可以滿足200km／h速度等級機(jī)車的動力學(xué)要求。驅(qū)動裝置彈性懸掛可以提高機(jī)車動力學(xué)性能，研究它的機(jī)理對我國機(jī)車的理論分析和設(shè)計制造具有重要的理論和現(xiàn)實意義。 利用多體動力學(xué)軟件SlMPACK建立了驅(qū)動裝置彈性架懸式、剛性架懸式、中間軸驅(qū)動裝置剛性架懸式、軸懸式、半體懸式和體懸式機(jī)車的整車動力學(xué)仿真模型。

2、 彈性架懸式機(jī)車的蛇行運動穩(wěn)定性較剛性架懸式機(jī)車有了較大提高，機(jī)車車體、構(gòu)架、驅(qū)動裝置和輪對的橫移、搖頭振動較剛性架懸式機(jī)車都有了較大改變，同時，兩種架懸方式機(jī)車對不同線路激勵的適應(yīng)性和對懸掛參數(shù)變化的敏感性也均不同。本文對比分析了驅(qū)動裝置架懸方式對機(jī)車穩(wěn)定性、平穩(wěn)性和曲線通過性能，以及對不同線路激勵適應(yīng)性和對懸掛參數(shù)變化敏感性的影響，較全面的掌握了彈性架懸式機(jī)車的動力學(xué)特性。 在驅(qū)動裝置采用彈性懸掛方式時，必須保證一定的空間

3、，使得驅(qū)動裝置能夠自由橫向運動，而中間輪對具有較大的自由橫動量，中間軸的空間不足以滿足驅(qū)動裝置橫向運動的需要，因此，提出了端軸驅(qū)動裝置彈性懸掛，中間軸驅(qū)動裝置剛性懸掛的方案，限制中間軸驅(qū)動裝置的橫向位移，降低設(shè)計和制造的困難。由于中間軸驅(qū)動裝置的質(zhì)心和懸掛點距構(gòu)架質(zhì)心的距離較端軸驅(qū)動裝置近，中間軸驅(qū)動裝置的搖頭振動振幅較端軸驅(qū)動裝置明顯降低，因此中間軸驅(qū)動裝置的減振效果較端軸驅(qū)動裝置差，將其剛性架懸對機(jī)車整體動力學(xué)性能影響不大。通過對比

4、計算彈性架懸式、中間軸驅(qū)動裝置剛性架懸式和剛性架懸式機(jī)車的動力學(xué)性能，表明中間軸驅(qū)動裝置剛性架懸式機(jī)車與彈性架懸式機(jī)車的動力學(xué)性能較為接近，中f剛軸驅(qū)動裝置采用剛性架懸是可行的。 彈性架懸式機(jī)車通過兩根吊桿，有效地將驅(qū)動裝置與構(gòu)架的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量分開，計算表明，機(jī)車的主要橫向動力學(xué)性能隨著電機(jī)吊桿長度的增加而提高，在電機(jī)吊桿長度達(dá)到0．2m后，機(jī)車的主要橫向動力學(xué)性能隨著電機(jī)吊桿長度的增加而緩慢降低，引入電機(jī)減振器雖然增加了驅(qū)動

5、裝置與構(gòu)架間的橫向耦合，卻提高了機(jī)車的動力學(xué)性能，因此，不能簡單以驅(qū)動裝置與構(gòu)架質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量解耦來說明驅(qū)動裝置彈性懸掛提高機(jī)車動力學(xué)性能的機(jī)理。本文提出，驅(qū)動裝置提高機(jī)車動力學(xué)性能的機(jī)理是多方面的，除驅(qū)動裝置與構(gòu)架橫向解耦外，驅(qū)動裝置在一定程度上還起到了動力減振器的作用，從而衰減了機(jī)車主要部件的橫向和搖頭振動，提高了機(jī)車的橫向動力學(xué)性能。但是，驅(qū)動裝置不是典型的動力減振器，它不能采用設(shè)計典型動力減振器時的最優(yōu)參數(shù)，因為它作為機(jī)車的主要