基于超高顺坡的某工程车曲线通过性能及其悬挂参数优化

摘要

直线型超高顺坡造价低、占地少、应用广泛，但使轨道不平顺加剧，影响车辆的曲线通过性能。因此，以某工程车为例，分析其分别在直线型、一波正弦型和半波正弦型超高顺坡条件下的曲线通过性能及轮轨垂向力的变化规律，推出一、二系弹簧垂向力变化量与超高顺坡率之间的关系。此外，基于最优拉丁超立方，设计得出不同超高顺坡时工程车各悬挂参数对其曲线通过性能的贡献程度，并选取贡献度大的悬挂参数进行多目标优化。结果表明，3种超高顺坡类型中，直线型超高顺坡的轮重减载率在速度低于50 km/h时最小，在速度高于50 km/h时最大，其轮轨垂向力波动明显，一波正弦型和半波正弦型超高顺坡时轮轨垂向力波动较小，呈抛物线形变化。工程车一、二系弹簧垂向力变化量与对应超高顺坡率近似呈线性关系。优化后工程车脱轨系数基本不变，轮重减载率优化了28%～36%,远小于第2限度。相较于一波正弦型和半波正弦型，直线型超高顺坡时工程车轮重减载率受二系簧垂向刚度的影响较大，需降至5.08 MN/m。

关键词

工程车 / 超高顺坡 / 曲线通过性能 / 悬挂参数 / 多目标优化