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

1、我國(guó)自主研制開(kāi)發(fā)的準(zhǔn)高速機(jī)車，在運(yùn)行速度提高到200km／h后，橫向動(dòng)力學(xué)性能普遍變差。國(guó)外實(shí)踐表明，采用驅(qū)動(dòng)裝置彈性懸掛可以滿足200km／h速度等級(jí)機(jī)車的動(dòng)力學(xué)要求。驅(qū)動(dòng)裝置彈性懸掛可以提高機(jī)車動(dòng)力學(xué)性能，研究它的機(jī)理對(duì)我國(guó)機(jī)車的理論分析和設(shè)計(jì)制造具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 利用多體動(dòng)力學(xué)軟件SlMPACK建立了驅(qū)動(dòng)裝置彈性架懸式、剛性架懸式、中間軸驅(qū)動(dòng)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(dòng)力學(xué)仿真模型。

2、 彈性架懸式機(jī)車的蛇行運(yùn)動(dòng)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(dòng)裝置和輪對(duì)的橫移、搖頭振動(dòng)較剛性架懸式機(jī)車都有了較大改變，同時(shí)，兩種架懸方式機(jī)車對(duì)不同線路激勵(lì)的適應(yīng)性和對(duì)懸掛參數(shù)變化的敏感性也均不同。本文對(duì)比分析了驅(qū)動(dòng)裝置架懸方式對(duì)機(jī)車穩(wěn)定性、平穩(wěn)性和曲線通過(guò)性能，以及對(duì)不同線路激勵(lì)適應(yīng)性和對(duì)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(dòng)力學(xué)特性。 在驅(qū)動(dòng)裝置采用彈性懸掛方式時(shí)，必須保證一定的空間

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

4、計(jì)算彈性架懸式、中間軸驅(qū)動(dòng)裝置剛性架懸式和剛性架懸式機(jī)車的動(dòng)力學(xué)性能，表明中間軸驅(qū)動(dòng)裝置剛性架懸式機(jī)車與彈性架懸式機(jī)車的動(dòng)力學(xué)性能較為接近，中f剛軸驅(qū)動(dòng)裝置采用剛性架懸是可行的。 彈性架懸式機(jī)車通過(guò)兩根吊桿，有效地將驅(qū)動(dòng)裝置與構(gòu)架的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分開(kāi)，計(jì)算表明，機(jī)車的主要橫向動(dòng)力學(xué)性能隨著電機(jī)吊桿長(zhǎng)度的增加而提高，在電機(jī)吊桿長(zhǎng)度達(dá)到0．2m后，機(jī)車的主要橫向動(dòng)力學(xué)性能隨著電機(jī)吊桿長(zhǎng)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(dòng)

5、裝置與構(gòu)架間的橫向耦合，卻提高了機(jī)車的動(dòng)力學(xué)性能，因此，不能簡(jiǎn)單以驅(qū)動(dòng)裝置與構(gòu)架質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量解耦來(lái)說(shuō)明驅(qū)動(dòng)裝置彈性懸掛提高機(jī)車動(dòng)力學(xué)性能的機(jī)理。本文提出，驅(qū)動(dòng)裝置提高機(jī)車動(dòng)力學(xué)性能的機(jī)理是多方面的，除驅(qū)動(dòng)裝置與構(gòu)架橫向解耦外，驅(qū)動(dòng)裝置在一定程度上還起到了動(dòng)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(dòng)，提高了機(jī)車的橫向動(dòng)力學(xué)性能。但是，驅(qū)動(dòng)裝置不是典型的動(dòng)力減振器，它不能采用設(shè)計(jì)典型動(dòng)力減振器時(shí)的最優(yōu)參數(shù)，因?yàn)樗鳛闄C(jī)車的主要