准高速转向架参数配置及经济性分析

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准高铁车辆的研制要强调其高技术性,准高速列车运用既要解决日系车辆的轮轨磨耗遗留问题,同时也要兼顾欧系车辆在低锥度下出现的晃车问题。准高铁运用要兼顾3种不同线路——无砟高架、客运专线和既有线路,其研发平台要将现有的160km/h.250km/h的技术平台合二为一,满足高铁车辆运用多样化的需求。本文采用抗蛇行宽频带吸能原始创新机制,制订准高速优配方案,旨在即克服轮轨磨耗敏感性影响,又能降低最小等效锥度。抗蛇行宽频带吸能机制是解决准高速车辆技术难题简单可靠的技术手段。以ICE3作为基准转向架,基于其抗蛇行冗余设计,依据MAXWELL模型理论,搭建抗蛇行宽频带吸能机制理论模型,实现其并联组合特性,即在频带吸能基础上兼容日系车辆大阻尼抑制蛇行机制,来拓宽吸能频带的带宽。准高速轮配方案定为0.057-0.43,通过降低电机横摆刚度,利用宽频吸能克服较低锥度轮轨接触下欧系车辆稳定性能较差的技术缺陷,达到了日系车辆的运行性能水平。在准高速动态评估中,车体横向加速度,构架横向加速度和车轴横向力均满足相关要求标准,尤其是拖车在最大等效锥度下的非线性临界速度在400km/h以上,动车非线性临界速度也接近400km/h,在进入稳定磨耗后,临界速度下降趋势明显得到抑制,且安全评估下的速度空间还打破了常规轨道车辆速度极限的限制。但是,在性能评估中新车速度在230km/h左右时存在低锥度晃车现象,主要体现在车体横向加速度上,虽然其值在统计规律下满足相关标准要求,但其最大值略有超界。本文最后给出2种解决方案:①提高最小等效锥度;②降低纵向定位刚度。由此可见,抗蛇行宽频带吸能机制克服了160km/h与250km/h线路适应性问题,即线路不可混用。解决了常规轨道车辆的2个不稳定问题,即低锥度下车体不稳定问题与磨耗后转向架不稳定问题。优配方案下的准高速车辆有如下2大特点:①动车与拖车的非线性临界速度在新车下下降明显,进入稳定磨耗后,随着激扰频率增大,相位滞后增加,减振器高刚度发挥作用,抑制住了下降趋势,非线性临界速度几乎不再下降,在400km/h上下。②在最小锥度时,车体横向加速度在(RMS)2.2统计规律下符合UIC标准,但最大值略有超出,此现象在踏面磨耗后会消失,因此进一步确定最小等效锥度是准高速方案的下一步工作。
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