高速列车减振器流场与节流阀结构分析

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高速列车速度的提高,引发车体振动加剧,减振问题就更加突出。减振器作为保证列车运行平稳性的关键部件之一,其性能也必须相应提高。为了研究减振器的流场温度、活塞速度和结构参数等因素对其性能的影响,本文将从研究减振器内部流体流动情况和分析结构参数对阻尼特性的影响等方面进行探讨:1.以某型高速列车减振器为参考模型,采用计算流体力学的方法计算减振器在连续循环工作时的示功图,结合实验结果得到节流阀阻尼孔的尺寸。2.在计算得到的仿真模型基础上,计算活塞在两种速度下,油液温度为-20℃、20℃和80℃时的减振器示功图和速度特性曲线,计算结果表明:示功图最大阻尼力随活塞运动速度(运动频率)的增加而增大;油液的温度升高造成减振器阻尼力减小的两个主要因素是阀片易发生变形以及油液动力黏度降低。3.流场计算中根据示功图的走势调节得到阀片的开阀阻尼力、开阀速度和最大开度。分析得到:同一温度下,各工况中开阀阻尼力基本相同;同一温度下开阀速度和最大开度随活塞运动速度的增加而增大,但当阻尼力达到一定值后,阀片时而开启时而关闭以保持阻尼力趋于定值;不同温度下,开阀阻尼力随温度的升高而减小。4.减振器低速运行时示功图的走向由节流阀常通孔的结构参数决定,分析减振器在不同常通孔结构下的阻尼特性,得出:常通孔的节流通道体积相等时,增加其阶梯数目或节流通道数目,常通孔产生的阻尼力变大,节流作用变强。5.减振器中高速运行时示功图阻尼力的大小主要受节流阀片的影响,分析开阀速度对阻尼特性的影响发现:较小的减小开阀速度会引起阻尼力较大的增大。再对阀片组进行了数值计算得到不同数目和不同材料阀片的变形。结果表明:在同等厚度下,阀片数目增加或阀片材料弹性模量减小后,阀片刚度减小,开阀速度会变大,从而导致减振器的阻尼力降低。
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