橫向減振器布置方式對車輛振動及平穩性的影響

陸文教 莊厚騰 韓雨馨 陸其波

廣州地鐵集團有限公司 廣東廣州 530330

減振器做為吸收振動能量的關鍵部件廣泛運用于鐵道車輛，其安裝方式和性能參數對列車運行品質具有重要的影響作用。選擇合適的減振器型號及性能參數是車輛設計、選型階段需要重點考慮的關鍵問題之一，同時減振器的布置方式也應引起研究關注。

文獻[1-3]主要從仿真角度分析了橫向減振器對機車、動車組和地鐵車輛運行平穩性的影響，缺乏對橫向減振器布置方式的試驗分析。本文從試驗角度分析了單側與雙側橫向減振器對地鐵車輛橫向振動及橫向平穩性的影響。

1 車輛信息

廣州地鐵五號線增購車為直線電機轉向架車輛，我國具有該車型的完全自主知識產權。該車輛的一系采用外置軸箱和圓錐形橡膠彈簧定位方式，二系采用空簧彈簧和橫向減振器進行支撐、衰減振動能量，同時在轉向架中心位置的兩邊設置橡膠止擋，防止轉向架相對車體產生過大的橫向相對運動，確保列車安全運行。

2 減振器布置方式

五號線增購車新車在每個轉向架對稱安裝兩個橫向減振器，投入運營初期發現在高速、直道或大彎道上存在晃動較明顯的現象。為此，廣州地鐵聯合車輛主機廠開展了相關調查，對列車安裝單側和雙側橫向減振器進行了平穩性測試。采用單側減振器為保留圖1圈起的減振器，另一個轉向架則保留對側減振器。

圖1 單側減振器布置示意圖

3 試驗條件

分別對安裝單側和雙側橫向減振器的五號線增購車進行平穩性測試，參照GB/T 5599-1985《鐵道機車車輛動力學性能評定及試驗鑒定規范》[4]中的要求進行車體加速度傳感器安裝及數據采集、處理。試驗時列車為空載、ATO模式正常運營，除橫向減振器為單側、雙側兩種工況區別外，其他條件均一致。

表1 車輛主要參數

4 試驗結果

在五號線正線進行了試驗測試，選取了一個典型采集的車體加速度數據進行分析。同一區段的振動加速度頻譜分析見圖2，車輛橫向平穩性指標見圖3。由圖2、圖3知：兩種減振器布置方式對車體橫向振動主頻影響較小，振動主頻均出現在2Hz附近，但單側減振器對轉向架低頻振動的衰減作用更優，2Hz附近的振幅約為雙側的一半，且布置單側減振器的車體振幅在4Hz、10Hz和20Hz附近明顯較雙側的小，這些正是采用單側減振器的車輛橫向平穩性優于雙側的主要原因，單側減振器的橫向平穩性指標較雙側下降0.25-0.40，說明采用單側橫向減振器可明顯改善車輛橫向振動及平穩性指標。

5 結語

圖2 頻譜分析

圖3 橫向平穩性指標

本文通過試驗驗證了五號線增購車單側或雙側橫向減振器對的橫向振動主頻 影響較小，振動主頻為2Hz附近，而單側減振器更有效阻隔轉向架低頻振動傳遞至車體，可明顯改善車輛橫向振動和橫向平穩性，橫向平穩性指標值下降0.25-0.40。基于此，五號線增購車已全部改為單側橫向減振器，列車運行狀態良好，可明顯提高乘客乘坐舒適度。