автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Эффективная система демфирования пневморессор скоростного подвижного состава

РГБ ОД

МПС РФ

° ''И о"с К О В С К$Р ГОСУДАРСТВЕННОЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

на правах рукописи МЕЛИХОВ Александр Николаевич

УДК 629.4.027.34:629.423.2.015

ЭФФЕКТИВНАЯ СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ ПНЕВИОРЕССОР СКОРОСТНОГО подвитого СОСТАВА

05.22.07 - Подзиной состав гелозннх дорог и тяга поездов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -

1394

Работа выполнена во Всероссийском заочном институте

ннввнеров велезнодороиного транспорта.

Научный руководитель: доктор технических наук.

профессор Беляев Л,И.

Официальные оппоноити: доктор технических наук, профессор Хусидов В.Д. кандидат технических наук, стариий научный сотрудник Черкаиин Ю.К.

Ведущее предприятие: акционерное отчество "Ыетровагонмаи",

Запита состоится " ^ " 1994 г. в час.

на заседании специализированного совета Д 114,05.05 при Московском Государственном университете путей сообщения («ИНТе) по адресу: 101475, ГСП, г. Москва, А-55, ул. Образцов, 15. аид.

С диссертацией «окно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " ^" 1994 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу совета института.

Учений секретарь специализированного совета, д.т.н., профессор

В.Н.Филиппов

ОБЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ "

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТ!). В числе ваиних проблем реконструкции аелезнодорояного транспорта, видное место припаяла-яит задаче существенного повыиения скорости движения всех видов подвитого состава. Проектирование вагонов и локомотивов, предназначенных для двинения со скоростями свыяв 200 км/ч связано с решением комплекса научно-технических проблем, среди которых большое значение имеет правильный выбор параметров упруго-дисснпативного подвешивания с целью обеспечения наилучших ходовых качеств.

Для высокоскоростного подвижного состава в настоящее время во Франции, Японии, Италии, СИЛ, Германии и Англии иироко применяется пневматическое подвешивание обрессорек-ннх касс. В России накоплен положительный опыт эксплуатации скоростного электропоезда ЗР200 на участке Санкт-Петербург - Москва.

АО "Метровагонмаи" совместно с ВНИИВои и Окским НПО "Прогресс" созданы и испнтываятся два опытных вагона метрополитена-серии 01-721 с пневмолодвемиванием.

Центрально-конструкторским бюро "Рубин" с участием научно-исследовательского института "Гранит" проектируется электропоезд для новой скоростной магистрали Санкт-Петербург - Москва с конструкционной скорость» до 350 км/ч.

Появление на сети зелезных дорог нового подвижного состава, имеющего сложную' экипажную часть с пневмоподэеыи-ваниен требует серьезного исследования упруго-диссипативных свойств, поиска новых решений по повыиенив их демпфирующих способностей, возмохности увеличения статического прогиба пневнорессор и других характеристик.

Как показывает опыт проектирований вагонов и локомотивов. для обеспечения высоких динамических качеств в вертикальной плоскости необходимо иметь величину суммарного статического прогиба подвеаивания в им не менее 1,2 от конструкционной скорости в км/ч. Кроме того система доляна обладать кал! жесткостью и хорошим демпфированием. Все эти качества в совокупности невозможно достигнуть при применении "традиционной" системы подвешивания (пневкобалон, соединенный с дополнительным резервуаром трубопроводом, внутри

«

которого установлен дроссель постоянного диаметра).

Пневматическое демпфирование пневмоподвеиивания с по-моцьв дросселя постоянного сечения ликвидирует его основное преимущество - возможность получения значительного эквивалентного статического прогиба,

В результате, с одной стороны, имеет место увеличение весткостичцентрального подвешивания, а с другой - неудовлетворительное демпфирование резонансных колебаний, величина коэффициента демпфирования ограничивается значением 0,2.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Предложить способы улучие-ния упруго-диссииативних характеристик пневматического рессорного подвешивания. Для достижения этой цели были поставлено и решени следующие задачи:

- разработана математическая модель функционирования пневморессорц с регулируемым проходным сечением дроссельного канала ыихду объемом резинокордной оболочки и дополнительным резервуаром и проведены теоретические исследования упруго-диссипативной способности пневмоподвеиивания;

- проведены сравнительные функциональные испытания на стенде пневморессори с дросселем постоянного сечения и с

механизмом регулирования проходного сечения дросселя;

- по результатам стендовых испытаний идентифицирована динамическая модель пневморессоры, а такяе уточнен коэффициент демпфирования при установиваихся и переходных режимах колебаний обрессоренной иасси;

- исследована эффективность применения пневмоподвеии-вания с механизмом регулирования проходного сечения дросселя на математической модели моторного вагона электропоезда ЭР200.

МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ. В работе использовались современные методы газовой динамики для исследования физических процессов в пневморессоре, численные методы решения задач на ЗВИ, экспериментальные методы оценки параметров пневмо-подвеяивания на физической модели пневморессоры с применением методов теории вероятности и математической статистики при обработке результатов измерений, а так»о методы теории случайных функций при исследовании вертикальной динамики вагона электропоезда с пневмоподваииванием,

НАУЧНАЯ НОВИЗНА:

- разработана математическая модель функционирования пневморессоры с регулируемым проходным сечением дроссельного канала:

- расчетным путем определен процесс регулирования проходного сечения дросселя, обеспечивающий получение безразмерной величины коэффициента демпфирования не ниве значения

0,4; " ■

- определено рациональное соотношение мекду объеном резннокордной оболочки и дополнительным резервуаром с точки зрения получения наилучшего демпфирования:

- ка базе теоретических исследований создан механизм активного регулирования сечения дросселя;

- впервые испытана на стенде пневморессора с механизмом активного регулирования проходного сечения дросселя, обеспечивавшая коэффициент демпфирования в резонансной зоне 0,4 со эна"ительным снижением жесткости динамической системы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Создана конструкция пневматической рессоры с механизмом активного регулирования проходного сечения дросселя для центрального.подвешивания скоростного подвижного состава, в т.ч. для вагонов метрополитена и локомотивов.

Разработанное для персональных ЗВУ программы расчета динамических характеристик пневморессоры с механизмом регулирования проходного сечения дроселя иогут быть использованы при прйектировании нового подвижного состава.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Разработанные методики и программы расчета на ЭВМ применялись ВНИТИ при создании гшевмоподве-ии.чания для ном« вагонов метрополитена.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 80-летив присвоения КИИТу статуса института путей сообщения (г.Москва, 1993 ). на заседании кафедры "Тепловозы и тепловозное хозяйство" ВЗИИТа.

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам выполненных исследований и материалам диссертации опубликовано 3 научных статьи.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заклвчепия, перечня использованной литературы и при-

ложвний. Работа содвраит 64 страниц» мааинописного текста, 4S иллюстраций, 118 библиографических наименований, 7 при-локений на 2? листах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ '

Во введении обоснована важность и актуальность теми диссертационной работы.

В первой главе приведен краткий обзор конструкций, теоретических и экспериментальных работ з области применения пневматического рессорного подвеаивания.

На железнодорожном подвижном составе распространение получили упругие элементы с гибкими резннокордныки оболочками балонного (оболочки вращения, овальные, удлиненные) и диафрагменного типов, которые устанавливаются в основном в центральной ступени подвешивания обрессоренных масс.

Сравнивая применяемые способы гашения колебаний кузо- • вов вагонов на пневморессорах с помочью гидравлического и пневматического демпфирования, предпочтение отдается последнему. Достоинства такого способа состоят в следующем:

- упрощается конструкция подвеаивания;

- обеспечивается высокая стабильность характеристики демпфирования при изменении температуры:

- увеличивается долговечность и сокращается периодичность обслуживания за счет отсутствия изнашиваемых деталей.

Созданию теоретических основ, разработке и внедрении отечественных конструкций пневматических рессор посвящены исследования P.A.Акопяна, Г.П.Бурчака, Б.Л.Бух!на, В.И.Ва-рава, В.А.Галантна, Б.С.Завта. В.А.Закорецкого, В.А.Камае-ва, В.Г.Кирпичникова, А.В.Кузнецова, С.М.Куценко, А.А.Лапи-

на, И.А.Лобачова, А.П.Львова, М.П.Пахомова, Я.Юевзнера, Й.Н.Савоськина. С.С.Савушкина, В.В.Филиппова и других ученых.

На основе приведенного анализа современного состояния методов и средств повыиения диссипативной способности пнее-моподвевивания обрессорешшх масс вагонов и локомотивов сформулированы цель и задачи теоретического и экспериментального исследования.

Во второй главе проведены теоретические исследования диссипативной способности пневмоподвеаивания и выведейо уравнение математической модели, пневморессори для расчета ее характеристик:

м=

(5п[е0-А зш (шЪ)])п '

(1)

['Де Рп ~ цсилие, развиваемое пневморессорой;

5„ - эквивалентная площадь пневморессоры;

ро - зарядное давление воздуха;

0о - удельный объем воздуха;

п - показатель политропы;

(¡4 - масса воздуха в пневморессоре;

6„ - расчетная высота пневморессоры;

А - амплитуда колебаний;

ш - частота колебаний;

Ь - время;

О - расход воздуха через дроссель.

а а)

2 к

ИКк-П

2к

М' 2к

о1г,(2)

<*

U QCt) при P4(t) i p it)

S1^nf(Q):=l-Q(t,nP„P4(t,>P,(t,; здесь jk - коэффициент истечеиия воздуха через дроссель:

р( и р, - соответственно давление воздуха на входе н на выходе из дросселя; к - показатель адиабаты; R - газовая постоянная; Т - температура воздуха;

SA - проходное сечение дроссельного канала.

Для улучшения характеристик пневматической рессоры было предложено регулировать проходное сеченио дросселя от ■S^min 5д.тах под воздействием деформации пневморессоры и скорости воздушного потока через дроссель. Регулирование можно осуществить с помощью золотника 18 (рис.1), рабочая зона которого выполнена в виде цилиндра в средней части с примыкавшими к нему усеченными конусами, направленными в обратные от него стороны. Такая Форма подвижного золотника позволила увеличить проходное сечение дросселя в экстремальных точках деформации резинокордной пневмооболочки.

Зависимость сечения дросселя кожно выбрать так, чтобы уменьшить до минимума упругую состовляющую пневморессоры. При установлении геометрических параметров подвижного золотника механизма принимались во внимание характеристики пневморессоры при наиболее вероятных амплитудах колебаний обрессоренных масс в области низких частот.

На основании выполненных теоретических исследований получены значения и выражения для периода колебаний массы на пневморессоре, описывавшие изменение диаметра дроссель-

и 1] И А/ к] \± 11. \*0

Рис.1. Пневморессора с механизмом активного регулирования проходного сечения дросселя

ипг.

кого отверстия и соответственно геометрические параметры золотника, которые приведены о табл.1.

Таблица 1

Зависимость проходного сечения дросселя 5Д от частоты колебаний со и времени Ь

Интервал времени 1, с Проходное сечение дросселя , и1

от до ■

0 0,0255 ЗГ/Ш 2,5-10"''

0.0255 ЗГ/Ш 0,3816 ЗГ/ш 2,2321 '10~\М + 2,3214-10"*

0,3816 ЗГ/ш 0,6366 ЗГли 5,0-10"*

0, 6366 ЗГ/Ш 1 ,0255 ЗГ/ш 1,0.10"''

1,0255 ЗГ/ш 1.3816 ЗГ/ш 1,10б0-10~вШ Ь - 3,4737 -Ю"5

1,3316 ЗГ/ш 1,6366 ЗГ/ш 1,3-10~3

Форма поверхности золотника, описанная выражениями, является телом вращения, которое представляет собой цилиндр в средней его части с двумя усеченными конусами, примыкающими к .цилиндру.

По разработанной методике выполнены расчет» процесса колебаний обрессоренной массы со следующими параметрами пневморессоры: внутренний объем 0,028 и*, объем дополнительного резервуара 0,080 м*. Частота и амплитуда колебаний при этом задавались 0 рад/с и 0,02 и соответственно.

Для определения величины коэффициента демпфирования, рассчитывались гармонические зависимости изменения усилия на пневморессоре Рп (Ь) и относительного перемещения (про-

гиба) Zn (t) от времени работ« пневиорессоры. После этого определялся угол сдвига Фаз иекду гармониками Zn(t) и F„ (t). Усилие Fn (t) мохно представить в виде двух состав-лякщих. одна из которых упругая сила Fy (t) будет совпадать с относительным перемещением Z„ (t), а вторая - диссипатив-ная сила F- (t) будет иметь сдвиг по отноиеннп к Zn (t) na 90°, Амплитудные значения этих сил определялись из соотно-иений:

AFy = fiFn cost;

AFa = AFn sln^P. (*3)

Коэффициент жесткости "К" и диссипативныЛ коэффициент "С" вычислялись по формулам:

К = flFy/flZ0;

С = AFa/AZ0(o, (4)

где flZ0 - амплитудное значение зависимости Zn (t).

И в »заключении величина безразмерного коэффициента демпфирования определялась по известной зависимости

С

г^Ш1 (5)

где в - ойрессоренная масса.

Кроме того произведены расчеты зависимости коэффициента демпфирования от частоты колебаний при постоянном объеме резинокордной пневмооболочки и зависимости коэффициента демпфирования от объема пневмооболочки при постоянной частоте колебаний, которые показывают, что с у^еньнениеи объема пневмооболочки коэффициент демпфирования увеличивается.

В третьей главе приведены результаты стендовых испытаний пневморессоры в режиме затухающих и установившихся колебаний обрессоренной массы.

Экспериментальные исследования проводились на оборудовании ВНИТИ. При этом использовался стенд Ст208, позволяющий: •

- измерить статические и полные динамические характеристики пневматической рессоры в вертикальной и горизонтальной плоскостях;

- определить передаточную функции пневморессоры в диапазоне изменения амплитуд (й = 5,0 - 15,0 мм) и частот кинематического возбуждения (Н = 0,5 - 10,0 Гц).

На рис.1 показан поперечный разрез исследованной пневматической рессоры для центрального подвешивания кузова вагона (локомотива). Она содержит ниянюю плиту 1, к которой с помощью фланца 2 и болтов 3 прияат нарцжний бортик резино-кордной оболочки 4. Верхний бортик оболочки и крышка 5 со сквозным отверстием в центре, прижаты кольцом 6 с помощью болтов 7 к верхней крышке 8, на которую опираются пять ре-зиноиеталлических элементов 9, воспринимающих нагрузку от кузова вагона. Во внутренней полости резинокордной оболочки помещен упруго-деформируемый элемент т сообразной формы 10. Для подвода сжатого воздуха в полость пневморессоры, крышка 8 имеет трубопровод, на который навинчивается гайка 11. Внутри трубопровода находится втулка 12 с выемками по окружности для уплотнения сверху и снизу прокладками 13, втулка 14 и втулка 15 с отверстиями для прохода воздуха и с отверстием в центре, в котором помещен направляющий стержень 16, имеющий с одной стороны сферическую головку, и прихатый с помощью эластичной пружины 17 к нишей плите пневморессоры, а с другой стороны снабженный перемещающимся вдоль него между упорами двухконуснии золотником 18, распо-

ложенным с зазором внутри дросселя 19.

Сяатый воздух во внутренний полость пневморессоры поступает из магистрали через регулирующий клапан по трубопроводу через отверстие в дросселе 13, верхнюю крывку 8 и крышку 5.

Работает пневморессора следующим образом, В виброзащитной системе вагонов (локомотивов) никняя плита 1 устанавливается обычно на раме тележки, а кузов (обрессоренная масса) опирается на резинометаллические элементы 9. При прохождении неровностей хелезнодорокного пути . возникают вертикальные и горизонтальные колебания кузова на пневыо-рессорах. При перемещении кузова, например вниз, верхняя крышка 8 будет сблихаться с нижней плитой 1 за счет деформации резинокордной оболочки 4. В результате этого появитсй разность давлений между объемом- внутри пневморессоры и объемом в дополнительном резервуаре, причем в последнем давление будет меньше. Под действием перепада . давлений схатый воздух устремится из полости пневморессоры по дроссельному каналу 19 и далее по трубопроводу в дополнительный резервуар, а двухконусний золотник 18, на направляющем стержне 16 будет регулировать поток воздуха. При этом двухконусний золотник 18 в самом начале сближения крынки 8 с плитой 1 п,. ,вморессоры будет переброшен потоком воздуха вверх до упора, благодаря чему в начальный момент проходное сечение дроссельного канала будет минимальным, что приведет к интенсивному росту давления в пневморессоре. Однако при дальнейшем уменьшении объема пневморессори, утолщенный в центре двухконусный золотник 18 будет перемещаться своим наибольшим сечением в расширяющемся конусе дросселя 19, увеличивая

при этом его проходное сечение. Сжатый в пневморессоре воздух устремится в дополнительный резервуар и при уменьшении объема! пневморессоры до минимального, давление в ней и в дополнительном резервуаре внравняется вследствии широкого канала в дросселе.

За счет торообразного упруго-деформируемого элемента 10, расположенного внутри пневмооболочки, в дополнительный резервуар вытесняется большая часть сжатого воздуха.

При обратном движении, кузова, верхняя крышка 8 будет удаляться от нижней плиты 1, увеличивая тек самым объем пневморессоры. Давление в ней будет уменьшаться и легкий двухконусный золотник 18 будет переброшен вниз до упора потоком воздуха, идущим из дополнительного резервуара в пнев-морессору, благодаря чему в начальный момент проходное сечение дроссельного канала будет минимальным, что приведет к интенсивному росту разряжения в пневморессоре. Однако, при дальнейиеи увеличении объема золотник 18 будет перемещаться в расширяющемся конусе дросселя 19, увеличивая при этом его проходное сечение. Из-за разности давлений воздух устремится из дополнительного резервуара по трубороводу в пневмо-•рессору и при максимальном объеме последней, давление в дополнительном резервуаре и в пневморессоре выравняется, благодаря широкому каналу в дросселе.

При испытании пневморессоры в режиме затухающих колебаний иммитировалось одиночное воздействие, равноценное сбрасывании обрессоренной массы с клиньев.

На основании данных осциллограмм установлено, что колебания массы на пневморессоре с механизмом активного регулирования проходного сечения дросселя при затухающих коле-

баниях практически полностью прекращаются всего за один период, в то время как касса на пневкорессоре, соединенной с дополнительный резервуаром трубопроводом, имеющим дроссель постоянного сечения диаметром 19 мм. продолжает колебаться несколько периодов. Определенные по затухающим колебаниям коэффициенты демпфирования соответственно равны 0,42 и 0,17.

. При проведении испытаний разработанной пневморессоры в режиме установившихся колебаний на осциллографией ленте Фиксировались следующие параметры:

1) абсолютное возбуждающее колебание нижнего стола;

2) абсолютное выходное колебание верхнего стола;

3) относительное выходное колебание верхнего стола по отношению к нижнему, т.е. деформация (прогиб) пневморессо-ры;

4) усилие, развиваемое пневморессорой.

В результате обработки осциллограммы построены амплитудно-частотные характеристики (рис.2). Полученные кривые характеризуют динамику нелинейной колебательной системы на пневморессоре с механизмом регулирования проходного сечения дросселя.

По амплитудно-частотным характеристикам расчитана зависимость величины коэффициента демпфирования от частоты колебаний, по которой видно, что максимум диссипативной энергоемкости приходится на зону собственных (резонансных) частот колебаний ( ш = 6,8 - 7,0 рад/с, = 0,4).

8 четвертой главе проведены теоретические исследования эффективности разработанной пневморессоры в системе рессорного подвешивания электропоезда ЭР200. При этом рассматри-

системы на пневморессоре с механизмом регулирования сечения дросселя: I - абсолютное перемещение; 2 - относительное перемещение (деформация) пневмо-рессоры; 3 - динамическое усилие; 4 - коэффициент демпфирования

вались колебательные процессы динамической системы во временной и частотной.областях.

Проводились сравнительные- исследования экипажа с серийным пневматическим рессорным подвешиванием и подвешиванием, имеющим разработанные усовершенствованные пневморес-соры.

При составлении расчетной кинематической схемы вагона и при математическом описании системы принимались следующие допущения:

1) конструкция кузова вагона и расположение пассажиров в нем симметричны относительно главных центральных осей инерции;

2) неровности на обеих нитках рельсового пути принимались одинаковыми;

3) рана телекки, корпус .редуктора, колесные лары, якоря тяговых двигателей, а также зубчатые колеса рассматривались как кедеформируемые тела;

4) влияние электромагнитных процессов в тяговом двига-' теле на механические колебания привода не учитывалось:

5) рассматривалось движение на прямом участке пути при постоянном крутящем моменте тягового двигателя.

При описании выбранной расчетной схемы были приняты следующие обобщенные координаты: , - вертикальные пе-' ремещения кузова вагона и рам тележек соответственно; "?8 , - %1 ~ поворота соответственно кузова вагона, рам телекек и якорей тяговых двигателей,

где } - номер тележки;

I - номер колесной пары.

Система, состоящая из десяти дифференциальных уравне-

ний второго порядка, описывающих колебания динамической системы преставлека на рис.3 в виде матрицы с постоянными коэффициентами Н(Ь) = П^Згохго- + 1 - 1\., где I = 1. 2, 3,..., 10.

г сь) = и (Ь)-г аь+ ? сь>, (б)

где I (Ь ) = , 1г. ....

В числителе матрицы коэффициенты для серийного варианта пневмоподвеиивания, в знаменателе - для опытного, с разработанной конструкцией пневморессоры.

В качестве возмущающего воздействия со стороны пути была выбрана гармоническая функция с частотой, совпадающей с собственной частотой колебаний каждой системы, а их амплитуды были приняты с учетом спектральной плотности неровностей пути. Расчет перемещения и ускорения кузова вагона производился методом численного интегрирования по методу Рунге-Кутты первого порядка.

При исследовании колебаний кузова вагона в частотной области спектральная плотность возбуждающих функций при колебаниях подпрыгивания и галопировав.л определялась з области низких частот С ш = 3 - 83 рад/с).

Поведение системы в частотной области описывалось с помощью передаточных Функций, связывающих реакции системы с ее возбуядениеи. При этом вагон разбивался на три элемента, два из которых телеккн а третий - кузов.

Для определения передаточной Функции колебаний загона 'скачала находилась зависимость абсолютного перемещения ра« тележек от возмущения со стороны пути, и далее ускорение кузова загона от перемощения рая тележек при колебаниях подпрыгивания и галопирования.

r

Y

M ГМ ГЦ

Ю <П

a)

r—

CV C\J

1 + 1

•n r

X

•Ы •N •m

ел tú ut

<-Г> 1 cr> cr> 1

+

S l-H-J N N N Ы n" » N N tvT N M кГ rtj M ы NJ N hl N M

X

о о о о о о о о о о - о o o OJ о" о о о о о to C\J I

2 о о о о о о a о - о о <z> o <NÍ ci- о о 1 о о <"\J 1 о

о о о о о о о - о о о o Í\J o a о о о ГО см 1 о о

С: о о о о о о - о о о о o CM o" о о о ьП оа о о о

to о о о о о - о о о a о o o СО о 1 о ю 1 о о C\j <г 1 OJ <

in о о о о - о о о о о о o o" о ю » о OJ чг t о о

s о о о - о о о о о a С=>|Ю 111 o ?|т о to сГ о о СП to СП

ю о о - о о о о о о О nijíO1 OJ «J-l vT о CD 0 1 о сг> С7) ю СП о о

C\» a - о о о о о о о О o OJ tNJ to <\¡ ю CD ю 0"> C\J to о 1 a о о о о о

r - о о о о о о о сэ О — ¡o ■л h>-* i 1 1 o о о о о о о

a о о о о о о о о о о o o o г». <г о ш о о о V

СГ) о о о о о о о о о о o o o Г-- -г о из о о ? о

OD о о о о о о о о о о o o Г--•»Г о to о о to т о о

r- о о о о о о о о о о o o о '.О о s о о

ю о о о о о о о о о о o o o г— о о о о s <г>

tO о о о о о о о о о о o o ¡c о о t\J о со lo сг> о о

о- о о о о о о о о о о «э|и-> i Ю o ÏÏ о ю т о о Й

К) о о о о о о о о о о oo jio lO о ю о т о о

см о о о о о о о о о о o Й 1 "IS §1? о о о о о СЗ

- о 1 |0|0 о о о 1 о о о о tolo cnjfO o rO со <41 о «о <"\í С) о о с? сэ о -

¡^¡■ÑjbTj-N [n^N -hj [N [

« - 1 Sí Î2 zz 1 с »rsf-s Щ s

■N ■M 1 -N •N •N}N ■N fN rM Nl'N

O

s (X

ы

+

Полученные расчетные значения передаточных функций подпрыгивания и галопирования кузова вагона наносились на графики спектральных плотностей возмщащих Функций, после чего определялась спектральная плотность ускорения кузова и находилось максимальное суммарное ускорение кузова.

Исследования показали снижение значений ускорения кузова при применении в центральной (кузовной) ступени пнев-моподвеиивания разработанных пневматических рессор до 40 'А. в сравнении с серийным вариантом пневыоподвеиивания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработаны методика исследования и математическая модель функционирования пневморессоры с активным регулированием проходного сечения дроссельного канала.

2. Предложен рациональный принцип регулирования проходного сечения дроссельного канала, обеспечивающий получение безразмерной величины коэффициента демпфирования не ниже значения 0,4.

3. На базе теоретических исследований разработана конструкция усовершенствованной пневматической рессоры и определены ее основные параметры.

. 4. Стендовые испытания разработанной пневморессоры позволили идентифицировать ее математическую мод эль, при этом получена удовлетворительная сходимость теоретических и экспериментальных результатов, погрешность расчета во всех случаях не превыиала ? У..

5. Положительным свойством демпфирования является полосовая избирательность, при которой максимум диссипативной энергоемкости приходится на зону собственных (резонансных)

частот колебаний.

6. Для получения высоких диссипатнвных характеристик пневморессоры необходимо обеспечить соотношение объемов ре-зинокордной оболочки и дополнительного резервуара в диапазоне 0.2 - 0.3.

7. Активная система регулирования проходного сечения дросселя значительно сникает жесткость пневмороссоры (при суммарном объеме системы 0,10 м3 на 30 X). которая свойственна системе демпфирования с постоянным дроссельным каналом.

8. Исследования вертикальной динамики на математической модели моторного вагона электропоезда ЗР200 с десятью степенями свободы при серийном и опытном пневмоподвеиивамни показали, что при применении пневиорессоры с активным регулированием проходного сечения дросселя виброускорения кузова снинаются на 40 '/..

9. По результатам работы составлена заявка на предполагаемое изобретение "Пневморессора железнодорожного экипажа", на которую в настоящее время получено положительное решение госэкспертизы.

10. Новая система пневмоподвеыивания рекомендуется для применения на высокоскоростном подвижном составе и вагонах метрополитена.

Основные положений диссертации опубликованы в слодую-цих работах:

1. Беляев А.И,, Разкнкин Н.Е., Мелихов А.11. Пневмопод-вешивание с активной системой демпфирования. Деп. ь ЦНИИТЭИ МПС, указатель ВИНИТИ "Депонированные научные работы", М., 1993. Н б ( 260 ), с.51