轨道车辆振动阻尼测试用顶升跌落装置方案设计

轨道车辆振动阻尼测试用 顶升跌落装置方案设计

李颖 1 杨国军 2 孙明超 1

1 中国中车集团 唐山机车车辆有限公司 技术研究中心，河北 唐山 063035 2 中国中车集团 唐山机车车辆有限公司 运修技术 中心，河北 唐山 063035

摘 要：本文基于轨道车辆振动阻尼测试试验需求，提出一种顶升跌落装置设计方案，并对改装置的结构原理进行详细说明，同时结合实际使用情况提出优化建议，该装置能充分满足轨道车辆振动阻尼测试的试验需求.

关键词：轨道车辆；振动阻尼测试；试验装置

文献标识码：B

1.引言

轨道车辆是一个多刚体多自由度的系统，车辆的振动特性会影响列车的乘坐舒适性和行车安全性^[1]。轨道车辆振动阻尼测试是一种在实验室的静态环境下进行的轨道车辆振动特性试验，这种试验可规避测试线路条件对车辆振动特性的影响，是对车辆自身特性的检验。顶升跌落装置是轨道车辆振动阻尼测试的重要试验设备，直接影响试验效果。

2.轨道车辆振动阻尼测试试验原理简介

轨道车辆振动阻尼测试就是利用试验装置为被试车辆提供一个激励，使车辆模拟沉浮、点头或侧滚等振动工况，整车进入自由振荡状态后，分别检测一系、二系垂向和横向的振动衰减曲线，根据曲线计算车辆系统的阻尼系数和阻尼比^[1]。

现有技术中，轨道车辆振动状态的模拟通常采用楔块法^[2]：即根据车辆系统不同振动工况（沉浮工况、点头工况、侧滚工况等），用适当高度的楔形块将对应的轮子垫起，然后推动车辆，使车辆从垫块上突然落下，整车则发生自由振动，如图1所示。

图1沉浮工况

该方法虽然能很好的模拟车辆的振动状态，但是车辆的质量很大，轮对从垫块上突然落下，容易砸伤车轮踏面。有鉴于此，本文提供一种用于轨道车辆振动阻尼测试的顶升跌落装置，以解决楔块法在测试时容易砸伤轮对踏面的技术问题。

3.顶升跌落装置方案设计

3.1顶升跌落装置结构和原理

该顶升跌落装置组成见图2，包括：基座、导向架、十字顶升组件、液压泵、锁定/释放机构；基座是整个装置的安装基础；导向架形成有用于容纳十字顶升组件的通孔；液压泵设置在十字顶升组件的下方，且能够伸长以推动十字顶升组件在导向架通孔内向上移动，使得上方的被试车辆车体被十字顶升组件抬升到预设高度，见图3；锁定/释放机构用于在车体抬升到预设高度后锁定十字顶升组件，并在液压泵缩回以后，释放十字顶升组件。

（跌落状态） （顶升状态）

1基座 2导向架 3十字顶升组件 4液压泵 5锁定/释放机构 6电磁铁 7弹射组件

图2 顶升跌落装置

3.2顶升跌落装置使用方法

该顶升跌落装置能提供抬车力并且能瞬间释放该力，试验时，按照上述车辆不同的振动工况下垫楔块的位置，利用多个顶升跌落装置在对应的车体抬车位处将车体顶升适当高度，然后控制这几个顶升跌落装置同时瞬间释放顶车力，车体失去支撑后在重力作用下下落，该力激起车辆的自由振动。这种方法既能保护轮对避免砸伤，同时在试验过程中车辆不会发生纵向移动，方便传感器的安装，试验操作更加简便、安全。

4.顶升跌落装置方案细节优化

在上述顶升跌落装置的方案基础上，结合实际使用需求，对以下细节体术优化，以更好的适应试验操作需求。

4.1十字顶升组件优化

如图2所示在十字顶升组件顶端设置螺纹结构，以便顶升跌落装置更好的适应不同高度要求的被试车辆。

4.2锁定/释放机构优化

如图2所示在锁定/释放机构中设置电磁铁和弹射组件，当顶升跌落装置抬升车体到预设高度后，电磁铁可以确保锁定/释放机构更加稳定的保持顶升状态；当准备释放顶车力时，电磁铁断电，弹射组件可以帮助锁定/释放机构更加迅速的释放，以便车辆更好的进入自由振荡状态，确保试验效果。

5结论

本文提供了一种用于轨道车辆振动阻尼测试的顶升跌落装置方案，该装置结构简单，加工成本低，操作简单，既解决了楔块法模拟轨道车辆振动状态时容易砸伤轮对踏面的技术问题，同时还能实现平稳顶升和瞬间跌落，充分满足轨道车辆振动阻尼测试的试验要求。

参考文献

1[] 严隽耄.车辆工程[M]. 第3版，北京：中国铁道出版社，2009.

2[] TB /T 2360-1993铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准.

作者简介

李颖，女，工学硕士，研究方向：轨道车辆试验技术。