CN109649428A - 一种可变阻尼抗蛇行减振器控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种可变阻尼抗蛇行减振器控制系统，通过速度信号判断模块、电磁阀开闭信号判断模块、构架振动信号判断模块、车体振动信号判断模块、电磁阀供电驱动模块相互作用关系，实时判断动车组运行品质，并对可变阻尼抗蛇行减振器的阻尼参数进行实时调控，使得配备此控制系统的动车组能够适应不同线路条件、不同车轮磨耗时期轮轨匹配等效锥度的变化，改善车辆动力学性能，延长车轮镟修周期，消减不必要的线路打磨工作，控制方法简单可靠。

Description

一种可变阻尼抗蛇行减振器控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于轨道车辆抗蛇形减振器控制技术领域，尤其是涉及一种可变阻尼的抗蛇形减振器控制系统。

背景技术

高速动车组动力学性能与车辆转向架轮轨匹配及悬挂参数密切相关。尤其当动车组高速运行时，车辆动力学性能对车轮踏面廓形、一系定位节点刚度和抗蛇行减振器阻尼参数的变化十分敏感。具体表现为，当车轮为未磨耗的新轮时，车轮与理论钢轨廓形匹配后的等效锥度较低；当车轮磨耗至接近镟修周期时，轮轨匹配后的等效锥度将不断加大。通常，一系定位节点刚度和抗蛇行减振器阻尼的参数都能够适应车轮不同磨耗时期轮轨等效锥度的变化，然而，由于实际运用线路的钢轨廓形与理论廓形存在一定差异，因此个别线路区段上，新轮时的轮轨实际匹配等效锥度会较理论状态下更低，使得新轮状态的车辆产生晃动问题，降低车辆运行平稳性；车轮磨耗后的轮轨实际匹配等效锥度会较理论状态下更高，使得车辆在接近镟修周期时产生转向架二次蛇行问题，降低车辆运行稳定性。鉴于此，往往需要对异常路段钢轨进行大批量打磨工作，或者对车轮提前进行镟修处理、缩短车轮镟修周期，才能保证动车组的运行品质，并由此产生大量额外的线路、车辆维护工作，同时也造成经济上的浪费。

目前，该领域试图采用可变阻尼抗蛇行减振器的控制逻辑来解决车辆稳定性问题，但实际使用过程中，可变阻尼抗蛇行减振器通常单独工作，对车辆运行时的稳定性、平稳性无反应，仅能对如平直线路区段、小曲线线路区段或者低速、高速之类单一的特定条件做出反应，不能实时匹配车辆动力学性能。因此，现有的单一可变阻尼抗蛇行减振器主要应用于时速120公里到160公里城际快轨或市郊线路的动车组，用于降低车辆通过小曲线时车轮的磨耗，或用于匹配车辆不同速度运行时对抗蛇行减振器阻尼的不同需求。对高速动车组而言，目前尚无可变阻尼抗蛇行减振控制系统的运用实例。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于高速动车组的可变阻尼抗蛇行减振器控制系统，利用这套控制系统对抗蛇行减振器阻尼参数进行实时调控，使得配备此控制系统的动车组能够适应不同线路条件、不同车轮磨耗时期轮轨匹配等效锥度的变化，改善车辆动力学性能，延长车轮镟修周期，消减不必要的线路打磨工作。

为实现上述发明目的，本发明提供一种可变阻尼抗蛇行减振器控制系统，其特征在于包括：

车辆运行速度信号判断模块，用于实时监测车辆运行速度，根据预设逻辑，输出逻辑信号；

电磁阀开闭信号判断模块，用于实时监测可变阻尼抗蛇行减振器电磁阀的开、闭状态，根据预设逻辑，输出逻辑信号；

构架振动信号判断模块，用于实时监测构架振动信号，根据预设逻辑，输出逻辑信号；

车体振动信号判断模块，用于实时监测车体振动信号，根据预设逻辑，输出逻辑信号；

电磁阀供电驱动模块，用于实时监测上述4个判断模块输出的逻辑信号，根据预设逻辑，驱动可变阻尼抗蛇行减振器电磁阀得电或失电，电磁阀得电时开启，可变阻尼抗蛇行减振器阻尼降低，电磁阀失电时关闭，可变阻尼抗蛇行减振器阻尼增加。

本发明的另一个目的是提供一种可变阻尼抗蛇行减振器控制方法，其特征在于包括下列步骤：

（1）当车辆运行速度小于120km/h时，可变阻尼抗蛇行减振器控制系统首先使可变阻尼抗蛇行减振器的电磁阀得电，减振器阻尼降低；

（2）当车辆运行速度大于120km/h时，如果2min内电磁阀开、闭超过6次，电磁阀供电驱动模块将使可变阻尼抗蛇行减振器的电磁阀失电，并保持10min；

（3）当车辆运行速度大于120km/h、电磁阀开闭信号不大于（2）中指标时，如果构架横向振动信号连续6次大于0.5g，电磁阀供电驱动模块将使可变阻尼抗蛇行减振器的电磁阀失电；

（4）当车辆运行速度大于120km/h、电磁阀开闭信号不大于（2）中指标、构架横向振动信号不大于（3）中指标时，如果来自车体振动信号的车体平稳性指标连续5次大于2.2，电磁阀供电驱动模块将使可变阻尼抗蛇行减振器的电磁阀得电；如果车体平稳性指标无问题，电磁阀供电驱动模块将保持可变阻尼抗蛇行减振器电磁阀的失电状态。

本发明相对于现有技术具有的优点和进步：

本发明利用动车组配置双抗蛇行减振器互为冗余的特点，将其中一根抗蛇行减振器替换为可变阻尼参数的减振器，由可变阻尼抗蛇行减振器控制系统根据车载振动及车辆运行速度信号，实时判断动车组运行品质，并对可变阻尼抗蛇行减振器的阻尼参数进行实时调控，使得配备此控制系统的动车组能够适应不同线路条件、不同车轮磨耗时期轮轨匹配等效锥度的变化，改善车辆动力学性能，延长车轮镟修周期，消减不必要的线路打磨工作。

附图说明

图1为本发明组成关系框图；

图2是本发明控制方法流程图。

具体实施方式

参照图1，本发明提供一种可变阻尼抗蛇行减振器控制系统，其特征在于包括：

车辆运行速度信号判断模块，用于实时监测车辆运行速度，根据预设逻辑，输出逻辑信号；

电磁阀开闭信号判断模块，用于实时监测可变阻尼抗蛇行减振器电磁阀的开、闭状态，根据预设逻辑，输出逻辑信号；

构架振动信号判断模块，用于实时监测构架振动信号，根据预设逻辑，输出逻辑信号；

车体振动信号判断模块，用于实时监测车体振动信号，根据预设逻辑，输出逻辑信号；

电磁阀供电驱动模块，用于实时监测上述4个判断模块输出的逻辑信号，根据预设逻辑，驱动可变阻尼抗蛇行减振器电磁阀得电或失电，电磁阀得电时开启，可变阻尼抗蛇行减振器阻尼降低，电磁阀失电时关闭，可变阻尼抗蛇行减振器阻尼增加。

参照图2，一种可变阻尼抗蛇行减振器控制方法，其特征在于包括下列步骤：

（1）当车辆运行速度小于120km/h时，以优先改善车辆低速小曲线通过能力、降低轮缘磨耗为原则，可变阻尼抗蛇行减振器控制系统首先使可变阻尼抗蛇行减振器的电磁阀得电，减振器阻尼降低；

（2）当车辆运行速度大于120km/h时，以优先保证车辆高速运行时的稳定性为原则（提供大阻尼），如果2min内电磁阀开、闭超过6次，则认为电磁阀开、闭动作频率高，为避免因可变阻尼抗蛇行减振器阻尼参数频繁变化导致的车辆不稳定，电磁阀供电驱动模块将使可变阻尼抗蛇行减振器的电磁阀失电，并保持10min；

（3）当车辆运行速度大于120km/h、电磁阀开闭信号不大于（2）中指标时，如果构架横向振动信号连续6次大于0.5g，电磁阀供电驱动模块将使可变阻尼抗蛇行减振器的电磁阀失电，增加减振器阻尼，提高转向架抗蛇行运行能力，降低构架横向振动，提高车辆运行稳定性指标；

（4）当车辆运行速度大于120km/h、电磁阀开闭信号不大于（2）中指标、构架横向振动信号不大于（3）中指标时，如果来自车体振动信号的车体平稳性指标连续5次大于2.2，电磁阀供电驱动模块将使可变阻尼抗蛇行减振器的电磁阀得电，降低减振器阻尼，消除车体低频晃动问题，提高车辆运行平稳性指标；如果车体平稳性指标无问题，电磁阀供电驱动模块将保持可变阻尼抗蛇行减振器电磁阀的失电状态，优先保证车辆高速运行的稳定性。

本发明可在动车组的每节车厢上单独设置，且各车厢系统之间相对独立。

通过上述动态控制的闭环逻辑，可有效降低构架异常横向振动、车体低频振动等问题的影响，提高车辆高速运行稳定性，延长车轮镟修周期，消减不必要的线路打磨工作。

Claims (2)

1.一种可变阻尼抗蛇行减振器控制系统，其特征在于包括：

车辆运行速度信号判断模块，用于实时监测车辆运行速度，根据预设逻辑，输出逻辑信号；

电磁阀开闭信号判断模块，用于实时监测可变阻尼抗蛇行减振器电磁阀的开、闭状态，根据预设逻辑，输出逻辑信号；

构架振动信号判断模块，用于实时监测构架振动信号，根据预设逻辑，输出逻辑信号；

车体振动信号判断模块，用于实时监测车体振动信号，根据预设逻辑，输出逻辑信号；

电磁阀供电驱动模块，用于实时监测上述4个判断模块输出的逻辑信号，根据预设逻辑，驱动可变阻尼抗蛇行减振器电磁阀得电或失电，电磁阀得电时开启，可变阻尼抗蛇行减振器阻尼降低，电磁阀失电时关闭，可变阻尼抗蛇行减振器阻尼增加。

2.一种可变阻尼抗蛇行减振器控制方法，其特征在于包括下列步骤：

（1）当车辆运行速度小于120km/h时，可变阻尼抗蛇行减振器控制系统首先使可变阻尼抗蛇行减振器的电磁阀得电，减振器阻尼降低；

（2）当车辆运行速度大于120km/h时，如果2min内电磁阀开、闭超过6次，电磁阀供电驱动模块将使可变阻尼抗蛇行减振器的电磁阀失电，并保持10min；

（3）当车辆运行速度大于120km/h、电磁阀开闭信号不大于（2）中指标时，如果构架横向振动信号连续6次大于0.5g，电磁阀供电驱动模块将使可变阻尼抗蛇行减振器的电磁阀失电；

（4）当车辆运行速度大于120km/h、电磁阀开闭信号不大于（2）中指标、构架横向振动信号不大于（3）中指标时，如果来自车体振动信号的车体平稳性指标连续5次大于2.2，电磁阀供电驱动模块将使可变阻尼抗蛇行减振器的电磁阀得电；如果车体平稳性指标无问题，电磁阀供电驱动模块将保持可变阻尼抗蛇行减振器电磁阀的失电状态。