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HXN5型内燃机车动力学性能分析
| 论文题名： | HXN5型内燃机车动力学性能分析 |
| 关键词： | 内燃机车;动力学;工艺参数;摩擦系数;驱动装置 |
| 摘要： | 实施以多体系统为核心的机车动力学性能的虚拟测试技术，可以通过动力学仿真促进产品设计优化，加快新产品研制进程，大幅降低研制成本。因此，通过仿真建模，分析研究新研制机车的动力学性能，对优化设计具有重要意义。 HXN5型内燃机车是由中国南车制造的新一代大功率交流传动内燃机车，转向架是在2006年从美国GE公司进口用于青藏铁路的NJ2型内燃机车转向架基础上改进设计而成，为全面评估该车的动力学性能，本文采用SIMPACK动力学分析软件，建立了机车多体动力学模型，主要对机车的稳定性、直线运行平稳性、曲线通过性能、轴重转移等动力学性能指标进行了研究和评价。仿真计算结果表明: 1）理论上机车的非线性临界速度勉强可以满足120km/h设计要求。由于采用导框式轴箱定位方式，驱动及制动工况下，机车的轮对横向振动存在一系横向止挡4 mm内的稳定极限环。 2）机车的平稳性要视实际线路的情况而定。在AAR5和较差线路上，机车以40km/h～140km/h运行，其横向平稳性和加速度指标为优良，轮轴横向力均小于极限值。机车垂向平稳性指标在AAR5线路上以40km/h～120km/h速度运行，垂向加速度在40km/h～140km/h内都是优良。在较差线路上，60km/h速度以下运行的垂向平稳性指标和加速度是优良，1OOkm/h速度下垂向平稳性指标和加速度在合格范围。 3）机车可以安全地通过125m半径曲线。 4）机车通过R300m和R800m曲线的各动力学指标小于极限值。R300m工况的最大轮轴横向力达到88.07kN。5）机车的粘着利用率为94.05％。 本文还分析研究了导框摩擦系数、一系纵向间隙、悬挂参数对机车动力学性能影响情况。分析表明: 1）直线运行时，导框摩擦系数对制动工况的影响显著大于牵引工况;对垂向性能的影响明显大于横向性能;曲线通过时，导框摩擦系数对机车动力学性能影响较大，尤其是垂向动力学性能;建议导框摩擦系数小于0.35。 2）增大一系纵向间隙对机车非线性稳定性不利，对机车曲线通过横向性能有利。 3）为了获得良好的动力学性能，应该保证实际悬挂刚度和阻尼参数值与设计值基本一致。按照目前的悬挂参数设计刚度参数，各阻尼的设计值是合理的。 相关研究结果对评估HXN5型内燃机车的动力学性能，机车的运用和改进产品设计具有参考价值。 |
| 作者： | 谭绍军 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 罗赟;陈笃 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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