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独立车轮转向国内外研究现状和发展趋势

时间:2017-10-12 10:15来源:毕业论文
从20世纪初我们就开始了对独立车轮的研究,世界上第一个铁道机车车辆采用独立轮对的专利是由瑞士人申请的,美国的一家车辆厂生产了该车辆,但是在试用后多次发生脱轨事故,最后
从20世纪初我们就开始了对独立车轮的研究,世界上第一个铁道机车车辆采用独立轮对的专利是由瑞士人申请的,美国的一家车辆厂生产了该车辆,但是在试用后多次发生脱轨事故,最后被迫停止了使用。直到20世纪80年代,欧洲出现了高速列车以及飞速发展的城市轻轨,人们又开始对独立旋转车轮产生了新的兴趣。各国分别采用了不同的科研方法和结构形式对独立车轮进行研究。14209
英国铁路研究中心对传统轮对和独立旋转车轮在相同的条件下进行了比较试验的研究。当独立轮与钢轨接触变成两点接触时就会形成回转力矩,在两点接触处会产生纵向蠕滑力,该蠕滑力却会使轮轨磨耗增加,从而使轮轨接触条件发生变化尤其是接触角的变化,并影响独立旋转车轮。德国在对独立车轮转向架进行时。弗里德里希教授对独立车轮转向架车辆建立了动力学模型,并对其进行了理论计算与分析[2]。结论显示独立车轮转向架的车体在横向上会产生比较小的加速度,传统轮对转向架相比横向稳定性也较好,轮轨间的磨耗小。美国铁道协会在蛇形运动、曲线通过及其动力的响应方面曾对独立车轮车辆进行了仿真计算。计算中有效锥度取的是0.2,代表磨耗量选择合理,将独立轮的纵向蠕滑系数设置为零。在1980年,一种独立旋转车轮的转向架由日本铁道研究所开发,与普通转向架相比质量减少了一半,且高速运行直线稳定性和曲线通过性能良好,但其对中复原能力不好,实际应用的少。
国内的一些专家学者也研究了独立旋转车轮转向架的性能。孙效杰博士阐述了电气耦合独立车轮转向架的导向性能,归纳对比了独立车轮驱动电机悬挂方式和车轮间的耦合关系,比较深入的研究了多种低地板轻轨车的导向技术[2]。许明春硕士通过建立动力学模型,基于数值仿真方法研究了纵向耦合独立车轮转向架的导向机理[5]。王欢硕士提出了纵向耦合蠕滑导向理论假设,并做了纵向耦合蠕滑导向理论定性分析[6]。池茂儒高工对后轮独立车轮转向架进行了分析并开展了耦合轮对动力学性能研究等[8]。罗世辉教授、李芾教授等就独立车轮转向架动力学特性做了大量的研究[9]。沈钢教授在具有一系悬挂的单轮对和两轴转向架的基础上提出了轮对自导向能力系数和转向架径向调节系数的概念[10]。 源自六[维^论'文]网.加7位QQ3249'114 www.lwfree.cn
根据上面几个国家的实验和研究表明,独立车轮转向架与传统轮对相比有着较好的蛇行运动稳定性和曲线通过能力,而且独立车轮转向架运行时磨耗小、噪声也低。最主要的是要解决好直线上的车轮横向复原、车轮形式的组合和制造工艺方面以及曲线的车轮导向等问题。
发展趋势
与其他发达国家相比,我国在独立车轮转向架方面的技术还有所落后,但是我国的转向架研发能力在逐年提高,在积累国外经验的同时还应开发出适合我国基本国情的独立旋转车轮转向架。随着城市的不断发展与国民素质的提高,为了缓解日益剧增的交通压力,我国将大力发展低地板城市轻轨车辆,并使其发挥巨大的实用价值。
独立车轮转向架可以消除蛇行运动,使车辆解决蛇行临界速度这一问题[13]。传统轮对存在着横向移动和摇头运动,当速度达到一定值时会发生失稳现象,轮对抖动非常激烈。而独立车轮的左右两个车轮相互解耦,从根本上消除了产生蛇行运动的根源[14]。进而独立车轮转向架也避免了磨耗,这些磨耗是由传统轮对通过小半径曲线时因左右轮径差不一而引起的。但是独立转向架在轨道上的导向能力不好,通过曲线时会产生较大的轮对冲角,轮子会对轨道会产生较大的横向挤压力。由于德国、日本、西班牙等国在解决独立转向架的导向问题时都遇到过诸多问题,都各有不足之处。因此独立转向架的问题还有待研究与解决。 独立车轮转向国内外研究现状和发展趋势:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20171012/14682.html
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