轨道车辆抗侧滚扭杆系统刚度的影响因素
2012-08-03王亚平刘文松郭春杰聂清明程海涛
铁道机车车辆 2012年2期
王亚平,刘文松,郭春杰,聂清明,程海涛,葛 琪
(株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲412007)
随着车辆运行速度的提高,为了避免车辆通过道岔和曲线时出现倾覆,并提高车辆通过曲线时乘客的舒适度,抗侧滚扭杆装置在车辆中得到越来越广泛的应用。在国内的轨道交通领域,抗侧滚扭杆装置主要应用于25T型车辆、城市轨道交通车辆以及CRH动车组车辆。
抗侧滚扭杆装置的系统刚度是其最重要的性能参数,通过与空气弹簧系统及其他转向架弹性部件相关参数的配合可使得车辆达到最佳的安全、舒适效果。扭杆系统主要由扭杆组件、连杆组件和扭杆支撑座组件3部分组成,其中抗侧滚扭杆组件是其核心部件,由扭杆轴和扭转臂组成(弯扭杆中扭杆轴和扭转臂一体),其大致结构见图1。

图1 扭杆系统简图
文中符号及定义见表1。
1 扭杆的系统刚度
扭杆的系统刚度是衡量车体在侧滚时,扭杆系统能提供侧滚阻力的大小,扭杆的系统刚度越小,则在同样的车体变形的情况下提供的侧滚阻力越小,其具体的定义为车体的阻力矩与车体侧滚角的变化率。
如图2所示为车体侧滚时扭杆系统的位置变化,其中α为车体的侧滚角度,β为扭转臂上下摆动的角度,γ则为扭杆轴的扭转角度,当扭杆的阻力在连杆处为±F时,则其阻力矩Tz的计算如式(1)。

表1 符号及定义

而扭杆的系统刚度M则为,


图2 车体侧滚时扭杆位置的变化
扭杆在平衡位置时,左右垂向连杆和扭转臂在竖直方向上齐平;……
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