横向半主动减振器可行性试验

横向半主动减振器可行性试验

及工业性试验研究

丁问司

采用半主动减振方式是现阶段改善高速列车动力学性能的最好方式。SIEMENS、SACHS、KYB等公司都积极进行研究和开发，并已有相应的产品推出。有关信息资料表明，不同公司产品的工作原理及适用对象有着很大的区别。

KYB与日本铁道总研一道开发的、准备推向中国市场的半主动减振器产品已在日本新干线上广泛运用，技术上已相对成熟。但由于中国铁路技术发展方向、车况、路况及铁路运行的周边环境与日本的情况有极大的不同，其产品对我国列车性能的影响需要通过一系列的严格试验来验证。

本着严谨、负责的科学态度，株洲电力机车厂在诸多单位的配合下对日本提供的横向半主动减振器在本厂机车上运用的效果分别进行了可行性试验研究和工业性试验研究。

一、可行性试验

2001年11月在广州广深线上利用高速列车“蓝箭”对日本提供的半主动减振系统进行了可行性试验研究。

试验单位：株洲电力机车厂、株洲联诚集团减振器厂、铁道科学研究院、广州中车公司、日本铁道总研、日本KYB公司

试验时间：2001年11月18日～2001年11月20日

试验对象：“蓝箭”8号车、日本横向半主动减振器（新干线列车原装产品）

表：试验记录

t214(广州东－茶

半主动减振器控制状态470平均速度179km/h

山)

半主动减振器控制状态470平均速度204km/h

k215(茶山－广州

东)

车体

前端

车体

后端

车体

侧滚

车体

摇头

车体前端功率谱车体后端功率谱

t204与t208水平加速度均方根值及功率谱对比（蓝虚－204；绿实－208）：

车体

前端

车体

后端

车体

侧滚

车体

摇头

车体前端功率谱车体后端功率谱

t204与t212水平加速度均方根值及功率谱对比（蓝虚－204；绿实－212）：

车体

前端

车体

后端

车体

侧滚

车体

摇头

车体前端功率谱

车体后端功率谱

t204与t214水

平加速度均方

根值及功率谱

对比（蓝虚－

204；绿实－

214）：

车体

前端

车体

后端

车体

侧滚

车体

摇头

车体前端功率谱车体后端功率谱

车体运行平稳性指标比较：

由以上图表可知，机车横向振动的控制采用半主动控制方式较采用被动控制控制方式，动力学性能有很好的改善，特别是对司机室（前端）。车体的平稳性指标由合格或良好等级提高到优秀等级。

二、工业性试验

2002年9月5日～8日在西南交通大学国家牵引动力重点实验室对“中华之星”高速列车进行了动力学性能实验，其中包括对日本提供的半主动横向减振器的工业性试验。“中华之星”电动车组的头车及尾车均装有日本针对此车设计的横向半主动减振系统。

试验单位：株洲电力机车厂、西南交通大学牵引动力国家重点实验室、日本铁道总研、日本KYB公司

试验时间：2002年9月5日～2002年9月8日

试验对象：DDJ

-001A、日本横向半主动减振器、SACHS被动减振器

2

26~32%,平均减少%,最大加速度Amax降低6~11%。

附注：机车横向动力学性能评定标准（择自：TB/T2360-93）

横向运行平稳性

评定机车横向运行平稳性的主要指标是车体水平横向振动加速度的最大值Amax 以及司机室振动加权加速度有效值Aw 。 1、Amax=A+3σa

其中：A ——试验加速度样本中所有峰值绝对值的统计平均值，m/s 2 σa ——试验加速度样本中所有峰值绝对值的均方差，m/s 2。 2、⎰

⎰+=

•=T

t t

w w dt t a T

df f B f G A )(1)()(22

80

12

其中：G(f)——试验加速度样本的平均功率谱密度，m 2/s 4/Hz ； B(f)——频率加权函数； f ——频率，Hz ；

a w (t) ——加权加速度时间信号，m/s 2； T ——样本周期，s 。

长期应用于铁道机车的“平稳性指标W ”与Aw 间的换算关系（对水平振动）：

3.002.1w A W = （Aw 的单位为cm/s 2

）

计算Amax 时，测量的加速度信号需通过截至频率为40Hz 的低通虑波器；计算Aw 时，

测量的加速度信号需通过截至频率为100Hz 的低通虑波器，但计算频率范围取1~80Hz 。