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垂向振动控制系统的实用化

更新时间：2009-03-28

1 概述

日本九州铁路客运公司正积极致力于观光(旅游)列车引进。在连接市中心和景点的地方交通线上运行的观光列车，要求具备特殊的附加价值，其中重要一项是“舒适的乘车体验”。在观光列车所运行的地方交通线上，由于没有实现长钢轨化，所以因钢轨接头产生的摇动明显。如果提高轨道养护整备状态，可以改善乘坐舒适度。但是，从运量及列车密度方面考虑，实际上很难做到。因此，九州铁路客运公司与铁道综合技术研究所共同致力于降低车辆振动装置的开发，其中垂向振动控制系统的研究已取得实用化成果，下面对该项研究成果予以介绍。

2 垂向振动控制系统概况

所谓垂向振动控制系统是由可变阻尼垂向振动减振器、加速度传感器、控制装置构成的。结构上，利用车体地板下4处部位设置的垂向加速度传感器检测车体的垂向振动，用控制装置接收该传感器的输出数据。由控制装置计算出降低垂向振动所需要的衰减力(阻尼力)，即电流值，向可变阻尼垂向振动减振器发出指令，获得相应的衰减力，降低振动。

3 实用化的研究

垂向振动控制系统有用于螺旋弹簧转向架和用于空气弹簧转向架2种型式，下文阐述用于空气弹簧转向架的减振系统的实用化。首先，为了解线路区间的轨道状态，用传统的减振器实施了振动测试。基于该测试结果，在铁道综合技术研究所的车辆试验台上装备了实际使用的转向架，实施了振动仿真试验。通过该仿真试验，也实施了垂向、横向、侧滚等振动的验证。然后，将实际安装该系统的车辆，投入线路区间运行，按照有控制与无控制的状态，进行了舒适度改善效果的验证。设定最佳的控制规则。另外，也确认到即便在发生故障的情况下，该减振系统也可获得相当于无源减振器的减振(衰减)力，如图1、图2所示。

  

图1 空气弹簧转向架用垂向振动减振器

  

图2 振动控制系统的整体结构

4 引进效果与推广应用

垂向振动控制系统在2013年10月开始投入运行的豪华卧铺列车“7星in九州号”列车上得到应用，为高品位(高等级)列车持续提供相称的舒适度。另外，在装备螺旋弹簧转向架的观光列车“指宿百宝箱号”列车，以及“疾风号”列车上引进了垂向减振控制系统，对于提高观光列车的舒适度发挥了很大作用。

3.2 定量评价 坎布拉国家地质公园的景观资源总体空间分布表现为：西部、南部是茂密的原始森林景观，南部森林线下的草原上分布着6个纯藏族自然村；北部、东北部是国家重点水电工程李家峡水库；中部是丹霞地貌分布区，且分布有藏传佛教寺院等宗教文化景观。据此，将坎布拉地质公园划分为丹霞地貌景观区、原始森林景观区、李家峡水库景观区。

地铁车辆客室车门发生啸叫问题的原因较复杂，因此，在处理车门啸叫问题时，应全面分析、对症下药。本文可为处理啸叫问题提供参考，从而减少正线车辆发生车门啸叫故障率，以及提高乘客乘坐舒适性。

5 结语

试验结果表明，本系统可使通过钢轨接头时的1～2 Hz的车体垂向振动加速度降低到传统车辆的50%左右，作为舒适度评价指标的LT值减少了3～7 dB左右。可以用最小限度的成本得到最大限度的舒适度改善效果。今后还要考虑为继续追求最佳的舒适度而努力。□

 
松永智
《轨道交通装备与技术》 2018年第02期
《轨道交通装备与技术》2018年第02期文献

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