初始轮径差对高速列车动力学性能的影响研究.pdfVIP

第35卷第2期 铁道机车车辆 V01．35No．2 2015年4月 RAILWAYLOCOMOTIVE＆CAR Apr． 2015 文章编号：1008—7842(2015)02一0014一05 初始轮径差对高速列车动力学性能的影响研究。 李润华，宋永增，徐海滨 (北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京100044) 摘 要利用多体动力学软件SIMPACK，针对某高速列车转向架中存在的初始轮径差进行动力学仿真，并依据其 仿真结果研究初始轮径差的限度制定标准。结果表明：初始轮径差在一0．5～+0．5mm的范围内，对列车运行稳 定性与轮轨磨耗影响较大，对曲线通过安全性影响较小，对列车运行平稳性几乎没有影响。仿真结果对动车组目 前规定的初始轮径差限度的进一步完善具有指导意义。 关键词高速列车；初始轮径差；限度；动力学性能 中图分类号：U270．1+1文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1008—7842．2015．02．04 理想状态下车辆的各轮对左右车轮具有相同的直 因此，有必要探讨更为科学合理的初始轮径差限度，在 径，但在实际生产过程中，由于受到生产工艺和机械加 保证轮对组装质量的前提下，提高轮对组装的生产率及 工精度的影响，导致轮对左右车轮直径不一致而产生初 车轮的利用率。 Radius 始轮径差(RollingDifference，简称RRD)。如2初始轮径差对平衡位置的影响 果轮对存在初始轮径差，那么轮对在滚动过程中就会偏 列车在实际运行中，轮轨间的相互作用使轮对在钢 离轨道中心线，不但容易出现轮对偏磨，导致轮轨磨耗 轨上滚动过程中产生横向偏移和轮对冲角而达到平衡 加剧，而且使轮轨接触几何关系发生改变，对车辆系统 位置。若由于某种原因导致转向架轮对存在轮径差，那 运行的稳定性也会产生影响。因此，必须严格控制初始 么直径较大的车轮线速度比直径较小的车轮线速度大， 轮径差容许限度。 导致两个车轮与钢轨间分别产生相反的纵向蠕滑力。 目前，国内虽有众多学者在轮径差对车辆运行性能 纵向蠕滑力产生的偏转力矩迫使轮对产生摇头运动，轮 的影响方面进行过研究[1_10]，但对轮径差容许限度问题对的摇头运动和横向运动会通过一系悬挂系统产生悬 的研究却很少。本文将着重分析车辆转向架初始轮径 挂力。一系悬挂力又将通过构架影响另一轮对的运动， 差对列车运行动力学性能的影响，根据主要评定指标的 而另一轮对在滚动过程中也伴随各种力的变化，使轮对 变化幅度与范围，探讨轮对初始轮径差合理的匹配关系 在滚动过程中偏离原有位置而达到一个新的平衡位置， 及所研究范围内的安全裕度，为轮对组装和检修限度的 如图1所示。此时产生一个额外的轮对横移量和轮对 制订提供理论参考。 冲角，轮轨间形成非理想接触几何关系，这将直接影响 1轮径差的限度标准 车辆运行的安全性与稳定性。 按照我国目前的检修规章要求，轮径差限度可以分 为两类，一类是在运用过程中，车轮由于擦伤或磨耗而 导致同一转向架中轮径不一致的轮径差限度。如果同 轴轮径差≥0．5～1mm、同转向架轮径差≥2～4mm及 同一车辆轮径差≥3～10mm时，就需要将未伤损的车 轮也进行旋修，以达到检修规章要求的轮径匹配关系。 图1 轮对平衡后的位置 另一类是在新轮对组装过程中，同一轮对两车轮直径选 配时的容许限度。目前，我国动车组轮对组装技术条件 3初始轮径差对车辆动力学性能的影响 中规定同轴轮径差≤o．3mm。同轴轮径差规定的限度 3．1 车辆动力学仿真模型的建立 越严格，对提高转向架组装质量越有利，但对踏面旋修 以某种型号的动车组拖车为例，忽略