RU77655U1 - VERTICAL DAMAGE SYSTEM OF THE BODY OF A RAILWAY PASSENGER CAR - Google Patents
VERTICAL DAMAGE SYSTEM OF THE BODY OF A RAILWAY PASSENGER CAR Download PDFInfo
- Publication number
- RU77655U1 RU77655U1 RU2008129355/22U RU2008129355U RU77655U1 RU 77655 U1 RU77655 U1 RU 77655U1 RU 2008129355/22 U RU2008129355/22 U RU 2008129355/22U RU 2008129355 U RU2008129355 U RU 2008129355U RU 77655 U1 RU77655 U1 RU 77655U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- car
- damper
- throttle
- control unit
- vibrations
- Prior art date
Links
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к машиностроению, к устройствам гашения колебаний, в частности на железнодорожном транспорте, преимущественно в средствах демпфирования колебаний пассажирских вагонов. Предложена система демпфирования колебаний кузова железнодорожного пассажирского вагона, которая обеспечивает повышение качества виброзащиты и улучшение комфортных условий для пассажиров за счет улучшения динамических характеристик колебаний кузова вагона в вертикальной плоскости в зависимости от скорости движения вагона и частот колебаний кузова при всех режимах его эксплуатации. Согласно полезной модели, система демпфирования колебаний кузова железнодорожного пассажирского вагона содержит установленные под кузовом вертикально гидравлические демпферы, каждый из которых выполнен в виде поршневого насоса с напорной и безнапорной полостями для рабочей жидкости, сообщающимися друг с другом через дроссель, и снабжен штоком дросселя с обеспечением возможности регулировки коэффициента сопротивления за счет перекрытия дроссельного отверстия, а также датчиками частоты колебаний кузова вагона, установленными на кузове в зоне расположения каждого демпфера, датчиком скорости вагона, блоком управления, источником электропитания. Шток дросселя каждого демпфера снабжен приводом, выполненным в виде электромагнита, сердечник которого связан со штоком дросселя. Выходы датчиков частоты колебаний кузова вагона, датчика скорости вагона, источника электропитания соединены с входами блока управления, катушка электромагнита каждого из демпферов присоединена к соответствующему выходу блока управления, причем ал�The utility model relates to mechanical engineering, to vibration damping devices, in particular in railway transport, mainly in means of damping vibrations of passenger cars. A system is proposed for damping the vibrations of the body of a railway passenger carriage, which improves the quality of vibration protection and improves the comfortable conditions for passengers by improving the dynamic characteristics of the vibrations of the carriage body in the vertical plane, depending on the speed of the car and the body vibration frequencies in all modes of operation. According to a utility model, the system for damping vibrations of a railway passenger carriage body comprises vertically mounted hydraulic dampers under the body, each of which is made in the form of a piston pump with pressure and gravity cavities for the working fluid communicating with each other through the throttle, and is equipped with a throttle rod to enable adjustment of the drag coefficient due to the overlapping of the throttle aperture, as well as the vibration frequency sensors of the car body installed on ove in each zone damper arrangement, the carriage speed sensor, a control unit power supply. The throttle rod of each damper is equipped with a drive made in the form of an electromagnet, the core of which is connected to the throttle rod. The outputs of the vibration frequency sensors of the car body, the car speed sensor, power supply are connected to the inputs of the control unit, the electromagnet coil of each of the dampers is connected to the corresponding output of the control unit, and
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к машиностроению, к устройствам гашения колебаний, в частности на железнодорожном транспорте, преимущественно в средствах демпфирования колебаний пассажирских вагонов.The utility model relates to mechanical engineering, to vibration damping devices, in particular in railway transport, mainly in means of damping vibrations of passenger cars.
Уровень техникиState of the art
Известны гидравлические гасители колебаний (см. авт.св. СССР №362958, кл. В61F 5/10, 1972 г. - [1]; авт.св. СССР №1006819, кл. F16F 5/00, 1983 г. - [2]; авт.св.1044859 - [3]; авт.св. СССР №1325225, кл. F16F 5/00, 1987 г. - [4]; гаситель колебаний пассажирских вагонов КВЗ-ЛИИЖТ - [5]; гаситель колебаний пассажирских вагонов - [6] 4065.33.000 РЭ, ТВЗ, 2003 г., содержащий корпус, цилиндр, шток с поршнем, штоковую и поршневую крышки, клапаны, установленные в поршне и поршневой крышке, и дроссельный канал, который соединяет надпоршневую полость цилиндра с резервуаром с рабочей жидкостью, образованным между корпусом и цилиндром.Hydraulic vibration dampers are known (see ed. St. USSR No. 362958, class B61F 5/10, 1972 - [1]; autographed St. USSR No. 1006819, class F16F 5/00, 1983 - [ 2]; auth. St. 1044859 - [3]; aut. St. USSR No. 1325225, class F16F 5/00, 1987 - [4]; vibration damper of passenger cars KVZ-LIIZHT - [5]; vibration damper passenger cars - [6] 4065.33.000 RE, TVZ, 2003, comprising a body, a cylinder, a rod with a piston, a rod and piston caps, valves installed in the piston and a piston cap, and a throttle channel that connects the cylinder above the piston cavity with a reservoir with a working fluid formed between mustache and cylinder.
Основными недостатками таких амортизаторов являются нестабильность характеристик и ограниченные возможности их регулирования.The main disadvantages of such shock absorbers are the instability of the characteristics and the limited possibilities for their regulation.
Известна также система демпфирования колебаний кузова железнодорожного пассажирского вагона (Соколов М.М., Варава В.Н., Левит Г.М. Гасители колебаний подвижного состава. М. «Транспорт», 1985 г., стр.17, рис.2.1 - [7]), содержащая установленные под кузовом Also known is a damping system for oscillations in the body of a railway passenger carriage (Sokolov M.M., Varava V.N., Levit G.M. [7]) containing installed under the body
гидравлические демпферы, каждый из которых выполнен в виде поршневого насоса с напорной и безнапорной полостями для рабочей жидкости, сообщающимися друг с другом через дроссель с определенным сечением проходного отверстия. При колебаниях кузова во время движения вагона по неровностям железнодорожного пути в каждом гидродемпфере происходит продавливание рабочей жидкости через узкое проходное сечение дросселя. При этом механическая энергия колебаний вагона превращается в тепло, уменьшая интенсивность этих колебаний. При постоянном коэффициенте сопротивления гидродемпферов (постоянном сечении проходного отверстия дросселя) проходное сечение дросселя, а следовательно и коэффициент сопротивления выбираются так, чтобы уменьшить амплитуды колебаний кузова, обеспечить хорошее демпфирование колебаний кузова в зоне основного резонанса, то есть при низких скоростях движения вагона и низких частотах колебаний кузова. В таких гидродемпферах при высоких частотах колебаний кузова, возникающих при высоких скоростях движения вагона, рабочая жидкость не успевает перетекать через дроссель. Демпферы при этом уподобляются жестким твердым телам и увеличивают динамический коэффициент передачи воздействия неровностей пути на кузов. Это является существенным недостатком известной системы демпфирования [7] и доказывает целесообразность использования системы, демпферы которой имеют регулируемое значение коэффициента сопротивления.hydraulic dampers, each of which is made in the form of a piston pump with pressure and pressureless cavities for the working fluid, communicating with each other through a throttle with a certain cross-section of the passage opening. When the body vibrates during the movement of the car along the irregularities of the railway track in each hydraulic damper, the working fluid is forced through a narrow passage of the throttle. In this case, the mechanical energy of the car’s vibrations turns into heat, reducing the intensity of these vibrations. With a constant drag coefficient of the hydraulic dampers (a constant cross section of the throttle bore), the throttle bore, and therefore the drag coefficient, are chosen so as to reduce the amplitude of the body’s vibrations, to ensure good damping of the body’s vibrations in the main resonance zone, i.e., at low car speeds and low frequencies body vibrations. In such hydraulic dampers, at high frequencies of body vibrations that occur at high carriage speeds, the working fluid does not have time to flow through the throttle. At the same time, dampers are likened to rigid solids and increase the dynamic coefficient of transmission of the impact of irregularities of the path on the body. This is a significant drawback of the known damping system [7] and proves the advisability of using a system whose dampers have an adjustable value of the drag coefficient.
Системы демпфирования колебаний пассажирских вагонов, в частности, с гидравлическими демпферами, предназначены для гашения энергии колебаний вагонов, особенно в резонансных режимах, когда от воздействия неровностей пути на движущийся вагон появляется тенденция к нарастанию амплитуд колебаний вагона, что увеличивает нагрузку на вагон и железнодорожный путь, ухудшает Damping systems for vibrations of passenger cars, in particular, with hydraulic dampers, are designed to damp the energy of vibrations of cars, especially in resonance modes, when a tendency to increase the amplitudes of vibrations of a car appears due to irregularities of the path on a moving car, which increases the load on the car and the railway worsens
условия комфорта пассажиров. Для обеспечения устойчивых процессов колебаний вагона при любых сочетаниях возмущающих сил, действующих на него при движении с различными скоростями, целесообразно обеспечить, чтобы основной параметр гидродемпферов, а именно их коэффициент сопротивления, изменялся в соответствии со скоростью движения и частотами колебаний кузова.passenger comfort conditions. To ensure stable processes of the car’s vibrations with any combination of disturbing forces acting on it when moving at different speeds, it is advisable to ensure that the main parameter of the hydraulic dampers, namely their drag coefficient, changes in accordance with the speed of movement and the body vibration frequencies.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению по технической сущности, назначению и достигаемому результату является система демпфирования вертикальных колебаний кузова пассажирского вагона, содержащая гидродемпферы с регулировкой параметра их сопротивления (Демпфер подвески транспортного средства. Патент РФ №2235233, F16F, 5/00, 9/18, 9/34, 9/36, 2004 г. - [8]).Closest to the proposed technical solution in terms of its technical nature, purpose and achieved result is a system for damping vertical vibrations of a passenger car body containing hydraulic dampers with adjustment of their resistance parameter (Vehicle Suspension Damper. RF Patent No. 2235233, F16F, 5/00, 9/18 9/34, 9/36, 2004 - [8]).
Эта система содержит установленные под кузовом вертикально гидравлические демпферы, каждый из которых выполнен в виде поршневого насоса с напорной и безнапорной полостями для рабочей жидкости, сообщающимися друг с другом через дроссель, снабженный штоком перекрытия дроссельного отверстия, связанным с приводом перемещения штока и возможностью за счет этого регулировать коэффициент сопротивления демпфера. Шток дросселя в известной системе демпфирования выполнен с кольцевой проточкой, перемещающейся при осевом движении штока в зоне проходного сечения дросселя, за счет чего обеспечивается изменение степени перекрытия проходного сечения дросселя и коэффициента сопротивления демпфера. Другой конец штока снабжен резьбой и закреплен в резьбовом отверстии корпуса гидродемпфера с выходом головки винта штока наружу корпуса демпфера. Привод осевых перемещений штока обеспечивается вращением головки штока. Достоинством данной системы This system contains vertically mounted hydraulic dampers under the body, each of which is made in the form of a piston pump with a pressure and non-pressure cavities for the working fluid communicating with each other through a throttle equipped with a throttle aperture stem connected to the rod displacement drive and the possibility of this adjust the coefficient of resistance of the damper. The throttle rod in the known damping system is made with an annular groove moving during axial movement of the rod in the area of the throttle bore, thereby changing the degree of overlap of the throttle bore and the resistance coefficient of the damper. The other end of the rod is threaded and fixed in the threaded hole of the hydraulic damper body with the outlet of the screw head of the rod to the outside of the damper body. The axial displacement of the rod is provided by rotation of the rod head. The advantage of this system
демпфирования [5] является возможность регулировки коэффициентов сопротивления, например, после их изготовления, а так же в эксплуатации, путем осуществления предварительных настроек в соответствии с условиями предполагаемого режима эксплуатации и качества железнодорожного полотна. Недостатком этой системы является невозможность регулирования коэффициентов сопротивления демпферов во время движения вагонов.damping [5] is the ability to adjust the resistance coefficients, for example, after their manufacture, as well as in operation, by making preliminary settings in accordance with the conditions of the intended mode of operation and the quality of the railway track. The disadvantage of this system is the inability to control the drag coefficients of dampers during the movement of cars.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
В основу полезной модели поставлена задача создания системы демпфирования колебаний кузова железнодорожного пассажирского вагона, которая обеспечивает повышение качества виброзащиты и улучшение комфортных условий для пассажиров за счет улучшения динамических характеристик колебаний кузова вагона в вертикальной плоскости при всех режимах его эксплуатации.The utility model is based on the task of creating a system for damping vibrations of a railway passenger car body, which provides improved quality of vibration protection and an improvement in comfortable conditions for passengers by improving the dynamic characteristics of vibrations of a car body in a vertical plane under all modes of operation.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известной системе демпфирования колебаний кузова железнодорожного пассажирского вагона, содержащей установленные под кузовом вертикально гидравлические демпферы, каждый из которых выполнен в виде поршневого насоса с напорной и безнапорной полостями для рабочей жидкости, сообщающимися друг с другом через дроссель, и снабжен штоком дросселя с обеспечением возможности регулировки коэффициента сопротивления за счет перекрытия дроссельного отверстия, согласно полезной модели введены датчики частоты колебаний кузова вагона, установленные на кузове в зоне расположения каждого демпфера, датчик скорости вагона, блок управления, источник электропитания, шток дросселя каждого демпфера снабжен приводом, выполненным в виде электромагнита, сердечник которого связан со штоком дросселя, выходы датчиков The solution to this problem is achieved by the fact that in the known system for damping oscillations of the body of a railway passenger carriage containing vertically mounted hydraulic dampers under the body, each of which is made in the form of a piston pump with pressure and pressureless cavities for the working fluid communicating with each other through the throttle, and equipped with a throttle rod with the ability to adjust the resistance coefficient due to the overlapping of the throttle hole, according to a utility model The sensors of the oscillation frequency of the car body mounted on a body of the damper in each location area, the car speed sensor, a control unit, a power supply, a throttle shaft of each damper is provided with a drive made in the form of an electromagnet, the core of which is connected to the throttle rod, sensor outputs
частоты колебаний кузова вагона, датчика скорости вагона, источника электропитания соединены с входами блока управления, катушка электромагнита каждого из демпферов присоединена к соответствующему выходу блока управления, причем блок управления выполнен с обеспечением автоматической подачи необходимой величины требуемого электрического сигнала на электромагниты каждого демпфера для реализации коэффициента сопротивления в соответствии с запрограммированной зависимостью мгновенного значения коэффициента сопротивления каждого демпфера от частот колебаний кузова и скорости движения вагона, обеспечивающей минимизацию вертикальных ускорений кузова.the oscillation frequencies of the car body, the car speed sensor, the power source are connected to the inputs of the control unit, the electromagnet coil of each damper is connected to the corresponding output of the control unit, and the control unit is designed to automatically supply the required value of the required electrical signal to the electromagnets of each damper to realize the resistance coefficient in accordance with the programmed dependence of the instantaneous value of the coefficient of resistance of each d the ampere from the vibration frequencies of the body and the speed of the car, which minimizes the vertical acceleration of the body.
Предусмотрено также, что в блоке управления реализован алгоритм его срабатывания в соответствии с запрограммированной зависимостью мгновенного значения коэффициента сопротивления каждого демпфера, имеющей вид:It is also provided that the control unit implements an algorithm for its operation in accordance with the programmed dependence of the instantaneous value of the resistance coefficient of each damper, having the form:
где Where
к - порядковый номер гидравлического демпфера вагона;k - serial number of the hydraulic damper of the car;
βк - мгновенное значение коэффициента сопротивления к-того демпфера в зависимости от частоты колебаний и скорости вагона (кНс/м);β to - the instantaneous value of the coefficient of resistance of the k-th damper depending on the frequency of oscillations and the speed of the car (kNs / m);
p - коэффициент, учитывающий скорость вагонаp - coefficient taking into account the speed of the car
ƒк - частота колебаний кузова вагона в зоне установки к-того демпфера (ГI ƒ to - the oscillation frequency of the car body in the installation zone of the damper (G I
V - скорость движения вагона вдоль пути (км/ч).V is the speed of the car along the path (km / h).
Введение указанных признаков позволяет создать систему демпфирования с автоматическим изменением параметров гидродемпферов пассажирского вагона, обеспечивающую снижение интенсивности колебаний кузова не только в основной резонансной зоне (при низких скоростях движения вагона и низких частотах колебаний кузова), но и в зарезонансных зонах, возникающих при высоких скоростях движения вагона и высоких частотах колебаний кузова. За счет этого улучшаются динамические характеристики вагона в целом, улучшается плавность хода вагона, то есть обеспечивается повышение качества виброзащиты и улучшение комфортных условий для пассажиров.The introduction of these signs allows you to create a damping system with automatic change of the hydraulic damper parameters of a passenger car, which ensures a decrease in the intensity of body vibrations not only in the main resonance zone (at low speeds of the car and low frequencies of body vibrations), but also in the resonance zones that occur at high speeds wagon and high body vibration frequencies. Due to this, the dynamic characteristics of the car as a whole are improved, the car's ride is improved, that is, the quality of vibration protection and the improvement of comfortable conditions for passengers are improved.
Сравнительный анализ с прототипом и другими техническими решениями показал, что заявляемое в полезной модели техническое решение обладает признаками, не совпадающими с известными, а значит соответствует критерию «новизна».A comparative analysis with the prototype and other technical solutions showed that the technical solution claimed in the utility model has features that do not coincide with the known ones, which means that it meets the “novelty” criterion.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом - фиг.1, на которой схематично представлен вариант реализации системы демпфирования вертикальных колебаний кузова железнодорожного пассажирского вагона (рассматривается система демпфирования с четырьмя демпферами).The essence of the proposed utility model is illustrated in the drawing - Fig. 1, which schematically shows an embodiment of a damping system for vertical vibrations of a railway passenger car body (a damping system with four dampers is considered).
Позициями на фиг.1 обозначены:The positions in figure 1 are indicated:
1 - гидравлический демпфер,1 - hydraulic damper,
1.1 - корпус демпфера,1.1 - damper housing,
1.2 - шток-поршень демпфера,1.2 - rod-piston damper,
1.3 - напорная полость демпфера,1.3 - pressure cavity of the damper,
1.4 - безнапорная полость демпфера,1.4 - pressureless cavity of the damper,
1.5, 1.6 - обратные клапаны демпфера,1.5, 1.6 - damper check valves,
1.7 - дроссельное отверстие (дроссель) демпфера,1.7 - throttle hole (throttle) of the damper,
1.8 - шток дросселя1.8 - throttle rod
1.9 - электромагнит (ЭМ) привода штока дросселя1.9 - electromagnet (EM) of the throttle rod drive
1.10 - индукционная катушка электромагнита,1.10 - induction coil of an electromagnet,
1.11 - возвратная пружина электромагнита,1.11 - return spring of the electromagnet,
2 - датчик частоты (ДЧ) колебаний кузова вагона,2 - frequency sensor (PM) oscillations of the car body,
3 - датчик скорости (ДС) движения вагона,3 - speed sensor (DS) the movement of the car,
4 - источник питания (ИП),4 - power source (IP),
5 - блок управления (БУ).5 - control unit (CU).
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Осуществление предлагаемой системы демпфирования вертикальных колебаний кузова вагона рассматривается на примере ее реализации с четырьмя гидродемпферами, представленном на фиг.1. Предлагаемая система демпфирования содержит установленные под кузовом вертикально гидравлические демпферы 1, каждый из которых имеет размещенный в корпусе 1.1 демпфера шток-поршень 1.2. Корпус 1.1 выполнен с двумя полостями для рабочей жидкости: напорной полостью 1.3 и безнапорной полостью 1.4. Демпфер оборудован двумя обратными клапанами, один из которых 1.5 установлен в поршне, другой 1.6 - в корпусе демпфера. Напорная полость 1.3 сообщается с безнапорной полостью 1.4 через дроссельное отверстие (дроссель) 1.7, которое перекрывается штоком дросселя 1.8. Шток дросселя 1.8 в зоне дроссельного отверстия 1.7 выполнен с кольцевой канавкой и при осевых перемещениях штока изменяет проходное сечение дросселя, а следовательно и коэффициент сопротивления демпфера. Привод осевых перемещений штока 1.8 осуществляется электромагнитом 1.9 с катушкой 1.10 и сердечником, связанным со штоком 1.8 дросселя. В The implementation of the proposed damping system of vertical vibrations of the car body is considered on the example of its implementation with four hydraulic dampers, shown in figure 1. The proposed damping system contains vertically mounted hydraulic dampers 1 under the body, each of which has a rod-piston 1.2 located in the damper body 1.1. The housing 1.1 is made with two cavities for the working fluid: pressure cavity 1.3 and gravity cavity 1.4. The damper is equipped with two check valves, one of which 1.5 is installed in the piston, the other 1.6 - in the damper body. Pressure cavity 1.3 communicates with pressureless cavity 1.4 through a throttle aperture (throttle) 1.7, which is blocked by the stem of the throttle 1.8. The throttle rod 1.8 in the area of the throttle hole 1.7 is made with an annular groove and, with axial movements of the rod, changes the throttle bore and, therefore, the coefficient of resistance of the damper. The axial displacement of the rod 1.8 is carried out by an electromagnet 1.9 with a coil 1.10 and a core connected to the rod 1.8 of the inductor. AT
данной конструкции сердечник электромагнита и шток дросселя 1.8 выполнены за одно целое (шток - сердечник перекрытия дроссельного отверстия демпфера). Указанный шток - сердечник 1.8 подпружинен относительно корпуса электромагнита возвратной пружиной 1.11.of this design, the core of the electromagnet and the stem of the throttle 1.8 are made in one piece (the rod is the core of the overlap of the throttle hole of the damper). The specified rod - core 1.8 is spring loaded relative to the body of the electromagnet return spring 1.11.
Предлагаемая система демпфирования колебаний оснащена датчиками 2 частоты колебаний вагона, установленными в кузове вагона в зоне расположения каждого гидродемпфера, датчиком скорости 3 движения вагона вдоль пути, источником 4 электропитания и блоком управления 5. Каждый из датчиков 2, 3 и источник электропитания 4 присоединены к соответствующим входным клеммам блока управления 5, выходные клеммы которого электрически связаны с катушками электромагнитов 1.9 каждого демпфера.The proposed vibration damping system is equipped with sensors 2 of the car’s oscillation frequency installed in the car body in the area of each hydraulic damper, a speed sensor 3 of the car along the track, power supply 4 and control unit 5. Each of the sensors 2, 3 and power supply 4 are connected to the corresponding the input terminals of the control unit 5, the output terminals of which are electrically connected to the coils of the electromagnets 1.9 of each damper.
Блок управления 5 предназначен для выработки электрических сигналов управления электромагнитом каждого демпфера и автоматической передачи их на электромагниты 1.9 соответствующих демпферов. В блоке управления 5 реализован алгоритм выработки таких сигналов, в соответствии с запрограммированной (и заложенной изначально в блоке управления) зависимостью коэффициента сопротивления демпфера от скорости движения вагона (по датчику скорости) и частоты колебаний кузова (по датчикам частоты), обеспечивающей минимизацию вертикальных ускорений кузова в данный момент времени.The control unit 5 is designed to generate electrical control signals by the electromagnet of each damper and automatically transfer them to the electromagnets 1.9 of the corresponding dampers. The control unit 5 implements an algorithm for generating such signals in accordance with the programmed (and laid down initially in the control unit) dependence of the drag coefficient of the damper on the speed of the car (according to the speed sensor) and the body vibration frequency (according to the frequency sensors), which minimizes the vertical acceleration of the body at a given time.
Запрограммированная зависимость мгновенного значения коэффициента сопротивления каждого демпфера, в общем случае - при наличии в системе демпфирования n гидродемпферов, имеет вид:The programmed dependence of the instantaneous value of the resistance coefficient of each damper, in the general case, if there are n hydraulic dampers in the damping system, has the form:
где Where
к - порядковый номер гидравлического демпфера вагона;k - serial number of the hydraulic damper of the car;
βк - мгновенное значение коэффициента сопротивления к-того демпфера в зависимости от частоты колебаний и скорости вагона (кНс/м);β to - the instantaneous value of the coefficient of resistance of the k-th damper depending on the frequency of oscillations and the speed of the car (kNs / m);
p - коэффициент, учитывающий скорость вагонаp - coefficient taking into account the speed of the car
ƒк - частота колебаний кузова вагона в зоне установки к-того демпфе] (Гц);ƒ to - the oscillation frequency of the car body in the installation zone of the damping] (Hz);
V - скорость движения вагона вдоль пути (км/ч).V is the speed of the car along the path (km / h).
Указанная зависимость получена в результате обобщающего многовариантного анализа колебаний кузова вагона при компьютерном моделировании динамики пассажирских вагонов, с учетом широкого частотного спектра реальных возмущающих воздействий железнодорожного пути на вагон, а так же в результате ходовых испытаний пассажирских вагонов.The indicated dependence was obtained as a result of a generalized multivariate analysis of wagon body vibrations during computer simulation of the dynamics of passenger cars, taking into account the wide frequency spectrum of the real disturbing effects of the railway track on the car, as well as as a result of sea trials of passenger cars.
Предлагаемая система демпфирования вертикальных колебаний кузова пассажирского вагона работает следующим образом.The proposed system for damping vertical vibrations of a passenger car body works as follows.
Возникающие при движении вагона по неровностям железнодорожного пути колебания кузова вагона вызывают в каждом гидравлическом демпфере 1 перемещение штока-поршня 1.2 относительно корпуса 1.1. При циклическом движении штока-поршня 1.2 вверх-вниз и соответствующем функционировании обратных клапанов 1.5 и 1.6, гидродемпферы работают как поршневые насосы, перекачивая рабочую жидкость из безнапорной полости 1.4 в The vibrations of the car body that occur when the car moves along the irregularities of the railway track cause the movement of the piston rod 1.2 in relation to the housing 1.1 in each hydraulic damper 1. With the cyclic movement of the piston rod 1.2 up and down and the corresponding functioning of check valves 1.5 and 1.6, hydraulic dampers work like piston pumps, pumping the working fluid from the pressureless cavity 1.4 to
напорную полость 1.3, и через дроссельное отверстие 1.7 выдавливают жидкость в безнапорную полость 1.4. При этом установленные над каждым демпфером в зоне расположения каждого демпфера датчики 2 частот колебаний кузова вагона (ДЧ-1, ДЧ-2, ДЧ-3, ДЧ-4) подают сигналы на соответствующие входы блока управления 5. На вход блока 5 подается также напряжение от источника питания 4 и сигналы от датчика 3 скорости движения вагона. При низких скоростях движения (от 0 до 140 км/ч) и низких частотах колебаний кузова в зонах установки датчиков 2 (до 2 Гц) в соответствии с системой уравнений (1) блок управления 5 через выходные контакты подает сигналы (например в виде соответствующих напряжений или токов) на электромагнитные катушки 1.10, соответствующие такому положению сердечника-штока 1.8, находящегося под воздействием втягивающей силы магнитного поля этой катушки и пружины 1.11, при котором он перекрывает проходное сечение дроссельного отверстия 1.7, обеспечивая коэффициент сопротивления демпфера, равный его максимальному значению β=45 кНс/м, оптимальному для гашения колебании в зоне основного резонанса.the pressure cavity 1.3, and through the throttle hole 1.7 squeeze the liquid into the pressureless cavity 1.4. At the same time, sensors 2 of vibration frequencies of the car body (DCH-1, DCH-2, DCH-3, DCH-4) installed above each damper in the area of each damper's location supply signals to the corresponding inputs of control unit 5. Voltage is also applied to the input of block 5 from the power source 4 and signals from the sensor 3 speed of the car. At low speeds (from 0 to 140 km / h) and low body vibration frequencies in the sensor installation zones 2 (up to 2 Hz), in accordance with the system of equations (1), the control unit 5 sends signals through the output contacts (for example, in the form of corresponding voltages or currents) to electromagnetic coils 1.10, corresponding to such a position of the core-rod 1.8, which is under the influence of the retracting force of the magnetic field of this coil and spring 1.11, in which it overlaps the passage section of the orifice 1.7, providing a coefficient of rotivleniya damper equal to its maximum value β = 45 KNU / m, the optimum for damping oscillation in the fundamental resonance zone.
С увеличением скорости движения вагона (более 140 км/ч) или увеличении частоты колебаний (более 2 Гц) блок управления работает по другим функциональным зависимостям системы уравнений (1), а именно:With an increase in the speed of the car (more than 140 km / h) or an increase in the oscillation frequency (more than 2 Hz), the control unit works according to other functional dependencies of the system of equations (1), namely:
где Where
В этом режиме (при увеличении скорости до 220 км/ч и частоты колебаний до 4 Гц) коэффициенты сопротивления демпферов плавно уменьшаются, и при частотах колебаний более 4 Гц обеспечивается постоянное минимальное его значение, равное 10 кНс/м. При этом In this mode (with increasing speed up to 220 km / h and vibration frequency up to 4 Hz), the resistance coefficients of dampers smoothly decrease, and at vibration frequencies more than 4 Hz its constant minimum value equal to 10 kNs / m is provided. Wherein
устраняется указанный ранее существенный недостаток систем демпфирования колебаний вагонов с демпферами, имеющими постоянные значения коэффициентов сопротивления, настроенными на гашение основного резонанса колебаний (при низкой скорости вагона и низких частот колебаний кузова). В известной системе, как это отмечалось ранее, при высоких скоростях движения вагонах и высоких частотах колебаний кузова, рабочая жидкость демпферов не успевает перетекать через узкий дроссель и демпферы уподобляются жестким твердым телам, увеличивая динамический коэффициент передачи воздействия неровностей пути на кузов. В предлагаемой системе демпфирования этот недостаток устраняется за счет того, что коэффициенты сопротивления автоматически подстраиваются под скоростной режим движения и частоты колебаний кузова, уменьшая при этом вертикальные ускорения кузова динамическое воздействие пути на вагон, что обеспечивает повышение плавности хода и долговечность вагона.the previously mentioned significant drawback of vibration damping systems for cars with dampers having constant values of drag coefficients tuned to damp the main vibration resonance (at a low car speed and low body vibration frequencies) is eliminated. In the known system, as noted earlier, at high speeds of movement of cars and high frequencies of oscillations of the body, the working fluid of the dampers does not have time to flow through a narrow throttle and dampers are likened to rigid solids, increasing the dynamic coefficient of transmission of irregularities of the path to the body. In the proposed damping system, this drawback is eliminated due to the fact that drag coefficients automatically adjust to the high-speed mode of movement and the body vibration frequency, while reducing the vertical acceleration of the body, the dynamic effect of the path on the car, which ensures an increase in ride smoothness and durability of the car.
Благодаря введенным существенным отличительным признакам полезной модели в предлагаемой системе демпферы имеют независимые друг от друга цепи управления. Они реагируют на общую для них скорость движения вагона и разную для каждого демпфера частоту колебаний кузова. Поэтому система реагирует не только на повышение скорости движения вагона и частот колебаний кузова или на их снижение, но и на различные комбинации этих параметров, например, на повышение частот колебаний в зоне низких скоростей движения вагона или на снижение частот в зоне высоких скоростей движения. Таким образом система в целом гасит резонансные явления не только в зоне основного резонанса (на низкой частоте), но и в зарезонансных зонах, возникающих при высоких скоростях движения вагона и высоких частотах колебаний кузова, которые могут возникать во всем эксплуатационном диапазоне изменения скорости вагонов, а Due to the essential distinguishing features of the utility model introduced in the proposed system, the dampers have independent control circuits. They respond to a common car speed and a different body vibration frequency for each damper. Therefore, the system responds not only to an increase in the speed of the car and the frequency of oscillations of the body or to their reduction, but also to various combinations of these parameters, for example, to increase the frequencies of oscillations in the zone of low speeds of the car or to reduce the frequencies in the zone of high speeds. Thus, the system as a whole damps resonance phenomena not only in the main resonance zone (at a low frequency), but also in the resonance zones that occur at high car speeds and high body vibration frequencies that can occur in the entire operational range of car speed changes, and
так же на железнодорожных путях с разным качеством железнодорожного полотна.also on railway tracks with different quality of the railway track.
Эффективность предлагаемой системы демпфирования подтверждается результатами компьютерного моделирования динамики вагонов при различных режимах движения и ходовыми испытаниями пассажирских вагонов.The effectiveness of the proposed damping system is confirmed by the results of computer simulation of the dynamics of cars under various driving conditions and sea trials of passenger cars.
Как видно из примера осуществления, предложенное техническое решение может быть осуществлено с помощью доступных средств и методов и позволяет получить новый технический результат. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованиям «Промышленная применимость».As can be seen from the example implementation, the proposed technical solution can be implemented using available tools and methods and allows you to get a new technical result. Therefore, the claimed utility model meets the requirements of "Industrial Applicability".
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Предложенная система демпфирования изготовлена и испытана. Результаты испытаний показали, что она улучшает плавность хода пассажирских вагонов на 7-10%. В настоящее время ведется подготовка производства для изготовления партии опытных вагонов.The proposed damping system is manufactured and tested. The test results showed that it improves the smoothness of passenger cars by 7-10%. Currently, preparations are underway for the production of a batch of experimental cars.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР №362958, кл. В61F 5/10, 1972 г.1. USSR author's certificate No. 362958, cl. B61F 5/10, 1972
2. Авторское свидетельство СССР №1006819, кл. F16F 5/00, 1983 г.2. USSR copyright certificate No. 1006819, cl. F16F 5/00, 1983
3. Авторское свидетельство СССР №10448593. USSR Copyright Certificate No. 1044859
4. Авторское свидетельство СССР №1325225, кл. F16F 5/00, 1987 г.4. Copyright certificate of the USSR No. 1322525, cl. F16F 5/00, 1987
5. Гаситель колебаний пассажирских вагонов 4065.33.000 РЭ, КВЗ-ЛИИЖТ5. The vibration damper of passenger cars 4065.33.000 RE, KVZ-LIIZHT
6. Гаситель колебаний пассажирских вагонов 4065.33.000 РЭ, ТВЗ, 20036. The vibration damper of passenger cars 4065.33.000 RE, TVZ, 2003
7. Соколов М.М., Варава В.Н., Левит Г.М. Гасители колебаний подвижного состава. М. «Транспорт», 1985 г., стр.17, рис.2.1.7. Sokolov M.M., Varava V.N., Levit G.M. Vibration dampers of rolling stock. M. "Transport", 1985, p. 17, Fig. 2.1.
8. Демпфер подвески транспортного средства. Патент РФ №2235233, F16F 5/00, 9/18, 9/34, 9/36, 2004 г. Прототип8. Damper of a suspension bracket of the vehicle. RF patent No. 2235233, F16F 5/00, 9/18, 9/34, 9/36, 2004. Prototype
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008129355/22U RU77655U1 (en) | 2008-07-18 | 2008-07-18 | VERTICAL DAMAGE SYSTEM OF THE BODY OF A RAILWAY PASSENGER CAR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008129355/22U RU77655U1 (en) | 2008-07-18 | 2008-07-18 | VERTICAL DAMAGE SYSTEM OF THE BODY OF A RAILWAY PASSENGER CAR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU77655U1 true RU77655U1 (en) | 2008-10-27 |
Family
ID=48230950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008129355/22U RU77655U1 (en) | 2008-07-18 | 2008-07-18 | VERTICAL DAMAGE SYSTEM OF THE BODY OF A RAILWAY PASSENGER CAR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU77655U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742401C2 (en) * | 2016-02-09 | 2021-02-05 | Альстом Транспорт Текнолоджис | Active suspension adjustment method in railway car and device for its implementation |
| CN113427962A (en) * | 2021-07-07 | 2021-09-24 | 常熟理工学院 | Control method for vehicle suspension system with energy recovery device |
-
2008
- 2008-07-18 RU RU2008129355/22U patent/RU77655U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742401C2 (en) * | 2016-02-09 | 2021-02-05 | Альстом Транспорт Текнолоджис | Active suspension adjustment method in railway car and device for its implementation |
| CN113427962A (en) * | 2021-07-07 | 2021-09-24 | 常熟理工学院 | Control method for vehicle suspension system with energy recovery device |
| CN113427962B (en) * | 2021-07-07 | 2024-02-23 | 常熟理工学院 | Vehicle suspension system control method with energy recovery device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102644693B (en) | Adjustment method for dynamic stiffness of rubber joint with liquid damping, and rubber joint | |
| RU2386063C1 (en) | Damping system of vertical vibrations of railway passenger car body | |
| CN206904139U (en) | A kind of MR damper with multiple road conditions vibration control | |
| CN107606041B (en) | Hybrid damper formed by combining magneto-rheological damper and electric vortex damper | |
| CN105003589A (en) | Magnetorheological damper with built-in magnetorheological valve for damping performance control | |
| CN202144849U (en) | MR vibration damper | |
| CN103192673A (en) | Semi-active suspension energy-regenerative device of hybrid vehicle | |
| CN104963986A (en) | Magneto-rheological damper with mixed flow type fluid flowing channel | |
| CN114871839B (en) | Magnetorheological fluid shear type damping vibration attenuation boring bar and control method thereof | |
| CN107054395A (en) | A kind of active control type actuator and bogie | |
| KR101897071B1 (en) | Wheel suspension system capable of energy regeneration and suspension control | |
| CN205118106U (en) | Magneto rheological damper with serial -type flow channel | |
| RU77655U1 (en) | VERTICAL DAMAGE SYSTEM OF THE BODY OF A RAILWAY PASSENGER CAR | |
| CN107269757A (en) | A kind of MR fluid shock absorber of Direct Action Type rigidity controllable | |
| CN102364154B (en) | Passive damping adjustable magneto-rheological fluid shock absorber | |
| CN105221634B (en) | Damper piston structure based on adaptive damping choke valve | |
| CN108131413B (en) | Magnetic control collision buffer | |
| CN205260716U (en) | Magneto rheological damper with two -stage damping force output control | |
| CN114165557B (en) | Active-semi-active composite vibration reduction system with negative stiffness characteristic | |
| CN110953291A (en) | Active suspension control system of railway vehicle and magnetic vacuum active shock absorber thereof | |
| CN114838082B (en) | Multistage variable damping variable stiffness shock absorber based on magnetorheological material | |
| CN100392282C (en) | Damping force adjustable vibration damper | |
| CN2851714Y (en) | Damping force adjustable vibration damper | |
| CN113898693B (en) | Vibration damping actuator | |
| CN110107640B (en) | Shock absorber device and control method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100719 |