机械工程学报

作者：石怀龙, 曾京

单位：西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 成都 610031

关键词：动力学,主动横向悬挂,蛇行稳定性,运行平稳性；

基金：国家自然科学基金(52272406，U2034210)、轨道交通运载系统全国重点实验室自主课题(2024RVL-T13)和四川省科技技术计划(2024YFHZ0032)资助项目。

针对高速列车在轮轨低锥度状态下发生的一次蛇行即晃车问题，提出二系横向主动悬挂控制方法，改善车辆的蛇行运动稳定性和运行平稳性。建立车辆主动悬挂系统动力学模型，输入实测的轮轨廓形和抗蛇行减振器参数，采用线路试验结果验证模型。设计主动悬挂布置方案，提出天棚阻尼、刚度和惯容器等全主动控制策略，并验证典型半主动控制策略对晃车的抑制效果，讨论增益系数、卸荷力和控制时滞等影响。试验和仿真结果表明：轮轨低锥度下发生晃车的原因主要是蛇行模态与车体摇头模态和上心滚摆模态发生耦合，车体横向加速度超过0.10g，主频为1.4 Hz左右，横向平稳性指标超过3.0；天棚阻尼全主动控制能够有效抑制晃车，各项动力学指标都显著降低，车速越高所需要的阻尼系数越大，建议取30 kN·s/m以上；相比于整车安装4根作动器情况，当仅半数作动器工作时需要提高阻尼系数和卸荷力至两倍才能抑制晃车；天棚刚度控制能够抑制晃车，改变了车体固有模态频率和阻尼比进而改变共振条件，车速越高所需要的刚度系数越大，建议取1.0 MN/m以上；天棚惯容器控制仅能将横向平稳性指标控制在2.75左右，不能完全抑制晃车；车速越高所允许的临界时滞越小，针对晃车工况时滞应小于100 ms。主动横向悬挂能够综合提高车辆动力学性能，对提升高速列车的广域适应性具有重要意义。

来源：2024年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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