悬挂式单轨列车研制及试验

文章以中车资阳机车有限公司参与建设的2条试验线为背景,介绍了悬挂式单轨列车研制过程中的设计原则、总体参数取值依据、总体实施方案以及转向架、电气控制系统、制动系统、救援设备等关键子系统的实施方案。同时,解析了列车运行平稳性、运行姿态、运行噪声等关键性能的试验测试数据,描述了试验过程中出现的具体问题和状态表现,分析了相关问题发生的原因,介绍了逐步优化改进、确定相关设备最佳结构和最优参数的过程。相关经验可为后续类似产品的设计开发提供参考。     

锂电池在悬挂式单轨列车辅助供电系统的应用

文章通过对蓄电池性能的对比分析,指出锂电池在悬挂式单轨列车辅助供电系统中具有明显的应用优势,并详细阐述其不同工况下的供电原理及供电电路设计.实际应用证明,采用锂电池作为备用电源的方案能够满足悬挂式单轨列车在各种工况下的辅助供电需求.     

悬挂式单轨列车再生制动能馈装置研究

悬挂式单轨作为一种新型的交通型式,已在我国多座城市建成示范线并正在进行商业推广。本文的研究旨在通过对几种再生制动能量吸收装置的比选分析,将传统的再生制动能量吸收理念引入到悬挂式单轨交通领域。结合目前正在设计实施的崇礼旅游基础设施空中列车项目,根据设定的前置条件,分析计算列车制动电流和功率,选择能馈装置容量,并就各种运行工况分析能馈装置的能量吸收能力,得出能馈型装置适用于悬挂式单轨再生制动能量的吸收,基本满足列车电制动要求的结论。     

悬挂式单轨列车曲线通过性能分析

曲线通过性能分析是转向架设计的基础之一。使用多体系统动力学软件建立悬挂式单轨列车-轨道系统60自由度动力学模型,模型考虑轮胎-轨道接触非线性,空气弹簧和抗横摆减震器弹簧非线性。模拟悬挂式单轨列车通过曲线轨道时导向轮与轨道间法向接触力的动态变化过程,研究了空气弹簧水平刚度和轨距变化对转向架曲线通过性能的影响。结果表明:悬挂式单轨列车转向架具有不同于传统轨道车辆的曲线通过形态;空气弹簧水平刚度对转向架的曲线通过形态和导向轮法向接触力有显著的影响,水平刚度为0.01 MN/m时,相较于水平刚度0.1 MN/m,最大导向轮轨法向接触力可减小63.2%;轨距变化对转向架的曲线通过性能影响不明显,减小空气弹簧水平刚度可改善转向架的曲线通过性能。     

跨座式单轨车二系减振器关键参数研究

跨座式单轨车因其特殊的结构形式,采用在转向架和车体中心销座之间安装有一定角度的液压减振器来同时提供横向和垂向阻尼,因而减振器的安装角度和阻尼大小将同时影响车辆的平稳性。通过仿真计算分析了减振器的安装角度和阻尼这两个关键参数对车辆平稳性的影响,合理选取了具有较佳动力学性能的减振器参数。     

悬挂式单轨车辆导向力矩优化研究

从车辆设计及系统动力学参数优化的角度出发探索优化悬挂式单轨车辆导向性能的方法。首先对悬挂式单轨车辆结构进行分析,在此基础之上建立悬挂式单轨车辆拓扑构型关系和基于多体动力学的动力学仿真模型;然后对悬挂式单轨车辆系统动力学参数进行灵敏度分析,筛选出对悬挂式单轨车辆导向力矩影响显著的参数;最后以影响显著的系统动力学参数作为优化设计变量,以车辆曲线通过性能和平稳性作为优化约束条件,采用NSGA-Ⅱ遗传算法作为优化算法,运用多体动力学软件(ADAMS)与多目标优化软件(modeFRONTIER)联合对悬挂式单轨车辆导向力矩进行优化分析,并对优化结果的有效性和可行性进行验证。优化结果表明:在满足给定约束条件下,当空气弹簧垂向刚度、空气弹簧横向刚度、走行轮垂向刚度、走行轮侧偏刚度、导向轮径向刚度达到最优解时,悬挂式单轨车辆的导向力矩降低了26.57%～38.57%,悬挂式单轨车辆的导向性能得到了有效提高。     

基于ADAMS的悬挂式单轨车辆曲线通过性能分析

在分析日本千叶悬挂式单轨车辆的总体和转向架结构基础之上,通过对其各个零部件结构和连接关系的简化处理,利用ADAMS分析软件建立车辆仿真模型。以导向轮径向力最大值作为车辆曲线通过性能的评价指标,分别在不同车辆速度、不同走行轮侧偏刚度条件下,研究导向轮径向力的动态变化规律及其对车辆曲线通过性能的影响。结果表明,在确保车辆具有良好曲线通过性能的前提下,导向轮径向力分别随着车辆速度、走行轮侧偏刚度的增加而增大。     

悬挂式单轨交通信号系统方案研究

悬挂式单轨交通是城市轨道交通的重要组成形式,得到了各城市轨道交通建设方的高度关注,建设前景看好。针对悬挂式单轨交通的工程建设特点,制定合理可行的信号系统方案非常必要。结合当前控制技术、计算机技术和通信技术,对传统信号系统设计的重要方案组成部分:联锁、闭塞、车-地通信等提出合理的工程化实施方案。     

基于乘客舒适度的悬挂式单轨平面圆曲线参数研究

由于车辆结构的差别,悬挂式单轨平面圆曲线参数与传统轮轨相差较大。为研究合理的圆曲线参数取值,本文运用行驶动力学理论,从乘客舒适度角度,对最小平面曲线半径和最小圆曲线长度等参数进行了计算研究,提出了相应的取值建议。当车辆最大偏转角不大于6. 843°,最大未被平衡离心加速度不大于0. 8 m/s~2,车速为80km/h时,最小平面曲线半径应不小于250 m。由于悬挂式单轨车辆的悬挂结构和参数与传统轮轨车辆存在较大区别,其最小圆曲线长度应不小于2V,是传统轮轨铁路的4倍。后续可在此研究成果基础上,利用车线耦合动力学理论,对乘坐舒适性、车线动力响应、车辆性能与线路参数之间的匹配关系等进行进一步研究,并综合考虑建设成本、运营维修等因素,合理确定各项参数。     

跟踪微分器在磁浮列车悬浮间隙处理中的应用

为了实现磁浮列车稳定悬浮控制,提出采用跟踪微分器结合联合滤波的悬浮间隙处理方法,以消除悬浮传感器过轨道接缝时的信号畸变,改善随机噪声对控制精度带来的不利影响.跟踪微分器可以反映实际带噪声信号的广义导数,其利用三路间隙信号广义导数特征对信号进一步滤波,算法计算量小,易于实现.阐述了跟踪微分器的原理及特征并进行了性能仿真分...     

高速列车二系横向阻尼连续可调式半主动悬挂系统的研究

基于天棚阻尼控制原理的阻尼连续可调式半主动悬挂系统由4套阻尼连续可调式半主动减振器、2个两轴加速度传感度和1套检测、控制及故障诊断系统等组成。利用车辆系统动力学仿真分析软件UM,建立某型高速列车的虚拟样机模型(包括二系横向被动状态和二系横向阻尼连续可调式半主动悬挂状态),分析高速列车二系横向采用阻尼连续可调式半主动悬挂对改善车体横向振动性能的效果,从而确定天棚阻尼系数取150kN·s·m-1比较合适。为了开展阻尼连续可调式半主动悬挂系统样机的台架性能试验,采用软件UM建立了样机的简化试验台架仿真模型。5个试验工况下的台架性能试验结果表明:与被动悬挂相比,半主动悬挂下的车体加速度均方根值改善了19.8%～37.8%,车辆运行平稳性指标改善了8.1%～15.0%,说明高速列车二系横向采用阻尼连续可调式半主动悬挂系统可以实时切断加速车体横向振动的阻尼力和实时提供衰减车体横向振动所需要的阻尼力,从而提高高速列车的横向运行平稳性。     

2B0动力车踏面外形对悬挂参数选配的影响

利用多刚体动力学软件SIMPACK,对锥形或磨耗形踏面的某2B0动力车进行了随机不平顺非线性时域响应分析,结果表明:该动力车仅按锥形踏面配置的抗蛇行减振器不利于踏面磨耗后的稳定性;新轮直接采用磨耗外形的动力车容易实现更高的稳定性。该动力车的横向平稳性对踏面外形比较敏感,垂向平稳性不敏感;对于不同踏面外形,二系横向减振器和一系、二系垂向减振器的卸荷特性对动力车平稳性影响的规律相似。合适的二系横向止挡间隙是保证良好动态曲线通过性能的一个重要因素。     

列车动力学模型的研究

研究了列车动力学计算模型的建立方法 ,给出了列车系统状态矩阵的构成及其计算方法 ,采用SIMULINK仿真工具 ,建立了多车编组的垂向和横向列车模型。分别对列车的垂向和横向列车动力学进行了实例计算 ,说明了在高速动车组中采用列车计算模型分析各车辆间悬挂作用的必要性和有效性。     

高速磁浮列车悬浮导向传感器故障定位系统研究

为解决上海磁浮示范运营线悬浮导向传感器故障检测和维修时间长、成本高的问题,对高速磁浮列车悬浮导向传感器的信号处理板和线圈柔性电路板进行了分析,利用信号发生设备产生输入信号至被测电路板,由信号采集设备通过串口通信传输到上位机系统与给定信号进行比较,根据比较结果,结合查故障字典来判断故障区域,从而实现悬浮导向传感器离线故障的定位。该方法能够对传感器板卡进行快速定位,提高了维修效率。研究结果对高速磁浮列车的维护工作具有一定的参考作用。     

高速列车车间悬挂对运行平稳性影响的研究

以列车为研究对象,采用面向对象的建模技术,建立了带车端悬挂系统的5辆车编组、3辆车编组以及单车的垂向及横向非线性动力学模型,对高速列车的运行平稳性进行研究。对单车和3辆车编组的列车模型的频域分析表明车辆间加入车端悬挂系统增加了车辆间的耦合,能有效地提高列车高速运行时的平稳性。运用5辆车编组的列车动力学模型,采用时域仿真的方法,对车端悬挂参数进行了研究。研究表明车端的横向及垂向刚度和阻尼分别对列车的垂向和横向运行平稳性影响较大,车端的纵向能同时起到抑制车辆点头和摇头振动的作用,但需要设置较大的数值。     

磁悬浮列车悬浮电磁铁电磁场三维有限元分析

首先以中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁电磁场分析为例,介绍有限元分析软件ANSYS进行三维静磁场分析的基本过程,然后介绍ANSYS在国防科学技术大学的磁悬浮列车(CMS-3型)悬浮电磁铁静磁场三维分析中的应用,为今后该悬浮电磁铁的改进设计提供分析数据和理论依据。     

基于虚拟样机的磁悬浮列车悬浮系统建模及仿真

为避免建立微分方程描述磁悬浮列车动力学问题的困难,利用ADAMS和Matlab软件建立了CMS-03型磁悬浮列车的虚拟样机模型,介绍了悬浮系统的建模方法和理由。所建的列车虚拟样机模型能顺利通过按照长沙试验线建立的轨道曲线,悬浮电流的变化也与试验测量结果一致,说明悬浮系统的建模方法是合理的。该模型为改进控制算法、验证列车动力学分析结果提供了一个良好的仿真平台。     

中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁线圈电感计算

采用传统磁路方法和有限元数值计算方法,对中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁线圈电感进行了研究,得到悬浮电磁铁电感随着悬浮气隙、电磁铁线圈电流和电磁铁滚动角度变化而动态变化,在悬浮供电电源和悬浮斩波器的设计中应重点考虑.     

磁悬浮列车用混合悬浮电磁铁温度场建模与仿真

建立了中低速磁悬浮列车用混合悬浮电磁铁的Maxwell二维温度场仿真分析模型,对其温度场特性进行了分析,并与传统纯电励磁结构的怂浮电磁铁进行了比较.针对工程实际样车用混合悬浮电磁铁分析指出,电磁铁最高温度位于励磁线圈中心处,铁心轭部温度与励磁线圈温度基本相同采用混合悬浮电磁铁结构不仅大大降低了悬浮损耗,减少了列车运行能...