车辆振动形式及原因
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铁道车辆异常振动噪声的原因分析摘要:地铁是城市公民交通出行常用的工具,在运行阶段,不仅要保障安全性、高效性,也需要做好各类异常振动噪声问题的细致化处理,避免潜在安全隐患问题处理,导致地铁车辆异常运行,影响市民的出行安全或带来经济损失。
关键词:地铁;异常震动;噪声问题;应对措施引言:地铁是轨道交通运输工具的基本构成,其主要特征是大运量、安全性、便捷性、舒适性较强,因此受到广大市民的推崇。
地铁在建设发展阶段,是结合地方交通运输实际要求所进行的,因此在城市交通压力处理的过程中,其本身有着特殊影响。
现如今我国各个地区建设地铁,因运行管理不当导致车辆异常运行,或噪声污染问题也是普遍存在的。
因此要做好地铁车辆震动以及噪声控制,笔者结合实践开展细致化分析如下:一、地铁车辆振动以及噪声形成的原因以及危害(一)地铁车辆振动与噪声形成的主要原因1. 车辆振动分析地铁的振动源,会发现它在运行阶段,机车车辆动力系统振动,在车轮以及轨道结构的动态因素影响下,导致轨道振动的问题[1]。
这些振动通过地基又传递给周围的建筑物。
车轮以及钢轨长期服务于地铁运输阶段,彼此的相互作用就会形成损耗问题,如果轮机出现不良的运行问题,那么就会加剧振动现象。
2. 噪声问题地铁运输过程中因为轮轨所导致噪音问题极为普遍,轮轨噪声也可以分为车轮以及轨道振动辐射噪音,车轮与钢轨摩擦、撞击都可能会形成一种尖叫的声音。
分析出现这种声音的主要原因,是车辆与轨道相互作用所引起的振动问题,向外传送声波,所以可以归结为机车本身的动力所引起的噪声。
车辆在运输阶段,需要在各类设备的支持下进行,常见的噪声来源可能是压缩机、电动机、发电机、齿轮箱等设备。
如果列车内装有空调,空调运行也可能会引起噪声问题。
列车在运行阶段,引起气流噪声可大可小,地铁列车在封闭狭长的隧道之内高速运行,会形成强大的气流噪声。
地铁列车在运行阶段车体与空气摩擦列车的运行速度抓紧加快,空气噪声比例就会明显增多,会在运行阶段成倍数增长。
城市轨道车辆异常晃动原因分析及建议发布时间:2022-05-06T07:45:33.465Z 来源:《新型城镇化》2022年8期作者:朱良政李吉彬袁爽[导读] 随着城市轨道车辆运行时间的增加和运行里程的累积,转向架及与车体连接机械部件存在一定程度的性能降低,带来车辆的平稳性下降,常见的表现之一为车辆的低频宽幅晃动。
转向架的一系橡胶弹簧、空气弹簧、抗侧滚扭杆装置性能降低是造成车辆异常晃动的主要影响因素。
通过对这几个主要因素的分析研究,为车辆晃动故障的解决提供理论参考。
中车南京浦镇车辆有限公司江苏省南京市 210031摘要:随着城市轨道车辆运行时间的增加和运行里程的累积,转向架及与车体连接机械部件存在一定程度的性能降低,带来车辆的平稳性下降,常见的表现之一为车辆的低频宽幅晃动。
转向架的一系橡胶弹簧、空气弹簧、抗侧滚扭杆装置性能降低是造成车辆异常晃动的主要影响因素。
通过对这几个主要因素的分析研究,为车辆晃动故障的解决提供理论参考。
关键词:架修、晃动、刚度、平稳性近年来,城市轨道车辆出现多起异常晃动情况,车辆大多临近架修期,如苏州轨道交通1号线增购车辆出现的异常晃动案例,车辆开始上线时间为2016年09月,行驶里程数约49.8万公里。
车辆异常晃动严重时,对车辆运行平稳性和舒适性会造成极大影响,因此,对产生车辆异常晃动的分析研究具有重要意义。
一、异常晃动特征1.1 受线路影响车辆运行在轨道上,会受到轨道线路的影响,同样性能的车辆在平直轨道上运行和在不平顺、高低起伏的轨道上运行,产生的车辆平稳性不同。
车辆异常晃动现象,在平直线路上较为轻微;然而在过弯道、下坡道时表现较为明显。
1.2 低频高振幅此类晃动故障,与高频低幅振动不同,约2~3秒左右的大幅度浮沉振动同时伴有侧滚振动。
比较类似在水上行船的晃动感,频率低,幅度较大,起伏之间会有失重感。
1.3 受运行速度影响车辆运行速度在50~80km/h区间内,会明显感受到晃动幅度增加,线路条件相同情况下,速度越高,晃动越明显。
汽车传动轴振动和异响的原因——宝典1.传动轴不平衡:传动轴在使用过程中可能会因为各种原因而不平衡。
这通常是因为轴的制造过程中存在问题,或者在使用过程中轴上的配重失效了。
不平衡的传动轴会导致车辆在高速行驶时出现振动和异响。
解决这个问题的方法是重新平衡传动轴,或者更换一个新的传动轴。
2.传动轴老化和磨损:长时间的使用会导致传动轴的老化和磨损。
这些问题可能会导致传动轴的松动和偏移,从而引起振动和异响。
解决这个问题的方法是更换一个新的传动轴,或者进行维修和加固。
3.传动轴轴承故障:传动轴上的轴承可能会因为长时间的使用而失效。
当轴承发生故障时,传动轴会出现振动和异响。
解决这个问题的方法是更换一个新的轴承。
4.传动系统的错位:当传动系统的各个部分不正确安装时,会导致传动轴的错位。
这种错位会引起传动轴的振动和异响。
解决这个问题的方法是重新调整和安装传动系统的各个部分。
5.传动轴松动:传动轴在使用过程中可能会因为松动而引起振动和异响。
这通常是由于传动轴的连接螺栓松动或者传动轴的支撑装置松动所导致的。
解决这个问题的方法是进行适当的紧固和固定。
6.其他故障部件:除了传动轴本身,其他与传动系统相关的部件也有可能导致振动和异响。
例如,离合器和传动器等部件的故障也会引起这些问题。
解决这个问题的方法是检查和修理这些部件。
总之,汽车传动轴振动和异响的原因可能有很多种。
对于车主来说,及时的检查和维修非常重要,以避免更严重的损坏和安全隐患。
如果你对自己进行维修没有信心,建议寻求专业的技术支持和帮助。
1车辆振动基本概念2轨道不平顺与车辆振动方程基本概念轨道不平顺由表观的几何不平顺和弹性不平顺组成,车辆低速通过轨道时间测得的准静态不平顺是这两种不平顺的合成。
当车辆在动态下快速通过轨道时,测得的轨道随机不平顺中将包含有动力作用下的弹性变形,称为动力不平顺。
轨道不平顺含有三种性质的基本组成:周期性、随机性、局部或单一性。
四种类型:轨道垂直不平顺(高低):左右轨面高低不平顺的平均值Zv表示了左右轮轨垂直支承点的中心离线路名义中心的高低偏差,它是激起车辆产生垂向振动的主要原因,车体将因它产生浮沉和点头振动,并可使轮轨间产生过大的垂向动作用。
轨道水平不平顺:左右轮轨接触面的高度差所对应行程的夹角相对水平面的变化称为水平不平顺。
引起轨道车辆运行中摇头与滚摆的重要原因。
轨道方向不平顺:左右轮轨垂直接触面的纯滚线在横向的中心线距离设计值的偏移量。
引起轨道车辆运行时摇头与滚摆的重要原因。
轨距不平顺:左右两轨的轨距沿轨道长度方向上的偏差,影响刚轮钢轨的接触几何关系,对轨道车辆动力学性能也有一定的影响。
激起车辆振动的原因:收到外部激扰:轨道不平顺,空气,系统本身、刹车制动系统间的作用、牵引时纵向冲动随机性描述对轨道不平顺呈随机性质的,则需在频域中用功率谱密度表示。
有了不平顺的功率谱密度,就可以在频域中对线性系统轨道车辆在轨道上产生的随机响应进行求解。
轨道沿线路的不平顺基本是一个平稳随机的过程,一般表示为空间谱,他的波幅与波长都是随机变量,通常短波不平顺波幅小而长波不平顺波幅大。
实际运行时平顺中有时有波长相近的几个连续波组合,从而能使车辆在他们激励下产生类似共振的大幅度。
轨道不平顺的空间功率谱密度函数PSD,是描述轨道随机不平顺的重要的频域统计函数,通常会对足够长的线路路面实测或从轨检车检测的大量不平顺数据作统计以形成线路谱。
无论从维护目的评估线路,还是作为激振函数来计算新型车辆在线路上的响应并评价运行平稳性与安全性,建立轨道不平顺功率谱都很有必要。
摩托车车辆共振的解决方案摩托车车辆共振现象是指在特定的条件下,摩托车车辆会出现振动、摆动的现象。
此现象的出现会严重影响摩托车的操控性能,甚至为造成交通事故的重要原因之一。
本文将详细介绍摩托车车辆共振的成因及解决方案。
成因摩托车车辆共振是由于车辆运行在一定的场合下,车辆本身振动的一种自发的现象。
这种现象通常发生在高速行驶、在桥梁上行驶、各种路面缝隙、路面振动等车辆碰撞其它车辆或物体、路面波纹、障碍物的情况,在这些特殊的场合下,车辆会开始产生自我振动,并逐渐增强到一定的程度,形成共振。
摩托车共振的前五种频率分别是:转速共振频率、差速器共振频率、弛缓杆共振频率、悬架共振频率和车身共振频率。
解决方案为了避免和解决共振现象,我们可以采取以下几个方面的方法:检查车辆的质量与性能首先,我们应该检查摩托车的质量,确认摩托车配件的质量符合标准,不会导致共振问题的发生,特别是车轮、转向器、变速器等方面。
另外,在调整摩托车时,我们也应该考虑到车辆的负载与重心位置以及车辆唧筒下面的空气阻力等因素,以保证车辆的操控性能。
调整转速其次,提高摩托车的转速也可以减少共振的发生。
当车辆的转速接近共振频率时,为了防止共振的发生,我们可以通过增加车辆的转速,使车辆的自由度降低,从而减少共振的发生。
处理路面问题针对路面问题,我们可以对路面进行改造,通过路面的铺设和平整等工作,减少存在的道路湍流,以消除路面的共振导致车辆共振的现象。
调整悬挂系统最后,我们也可以调整摩托车的悬挂系统,来减少车辆共振的发生。
调整摩托车悬挂系统可以通过增强悬架的刚性,减小车辆的自由度,从而减少共振。
总结通常,我们遇到摩托车车辆共振的现象时,可以先找出引起共振的问题,并针对对应的问题采取相应的解决方案。
通过恰当的方法,我们可以有效的解决摩托车车辆共振的问题,保证摩托车的操控性和安全性。
CRH5型动车组车体异常抖动原因分析及对策发布时间:2021-11-10T08:33:13.293Z 来源:《中国科技人才》2021年第22期作者:孙雪飞张晓轩[导读] 随着我国交通业的发展,动车组在公共交通中发挥着重要的作用。
集宁机务段内蒙古省乌兰察布市 012000摘要:随着我国交通业的发展,动车组在公共交通中发挥着重要的作用。
在我国动车组运营中,车辆可能会产生一系列机械故障,这些故障不仅造成动车组运行中的安全事故,而且降低了动车组的使用寿命。
特别是动车组车体抖动会导致轴端螺栓松动,极易造成事故。
基于此,本文详细的论述了CRH5型动车组车体异常抖动原因及对策。
关键词:动车组;车体;异常抖动一、车辆状态调查1、车辆振动状况。
某客运专线CRH5动车组车轮镟修后运行15.4万km时,车体出现异常抖动,抖动时车体振动时频特性为6~8Hz的集中频率,横向振动能量大,振动加速度幅值超过0.59,可推断6~8Hz是引起车辆异常抖动的主要振动频率。
2、车轮磨耗状况。
通过调查异常车体抖动的动车组,发现车轮踏面存在较大凹形磨耗。
①镟修后运行20万km的动车组车轮踏面凹形磨耗约1.2mm,全线发生严重车体抖动;②镟修后运行15万km的动车组车轮踏面凹形磨损约0.8mm,部分区段有不同程度的车体抖动;③新镟修动车组车轮踏面接近XP55标准车轮廓面,部分区段发生轻微车体抖动。
调查结果表明,当动车组运行15万~20万km,车轮踏面凹形磨损约1.0mm时,会造成轮轨接触不良,导致动车组车体异常抖动。
二、线路情况调查1、轨道几何尺寸。
对该客运专线抖车区段的轨底坡及轨距进行测试,结果表明,轨底坡测量值在1:47~1:42之间,轨距测量值在1434.7~1435.1mm之间,均在标准规定范围内。
2、钢轨踏面硬度。
结果表明,左股钢轨踏面平均硬度为290.8HB,右股钢轨踏面平均硬度为291.6HB,左右股钢轨踏面硬度值在母材U71MnG硬度值260~300HB范围内,基本无加工硬化。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
地铁车辆异常振动原因及解决措施摘要:针对某地铁车辆动车车厢在正线运行过程中出现的振动异常问题,开展了大量的振动测试与分析,找到了异常振动的来源,排除了车辆共振、设备安装、车轮不圆或擦伤等引起振动的可能;通过振动测试分析,确定了车辆异常振动是由动车车厢安装牵引电机异常振动引起,并提出了解决方案。
关键字:地铁车辆振动测试分析牵引电机地铁已成为城市轨道交通的重要工具,其具有占用地面空间小、运量大、安全环保、准时便捷等优点。
随着各城市轨道交通的大力发展,乘客对地铁乘坐舒适性及安全性的要求越来越高,地铁车辆的异常振动及噪声等问题越来越收到业内关注,且国内外学者也对地铁异常振动做了大量的研究与分析,包括振动的来源、振动路径的传递、振动消除的措施等等。
这些工作对地铁乘坐舒适性及安全性提供了重要的参考意义。
1 问题描述与初步分析1.1 问题描述某地铁车辆在运行一年后,在正线运行过程中发现车辆在65km/h左右时,动车车厢出现异常振动(拖车车厢无此现象),人站在地板上面,尤其是转向架上方区域振感明显,严重影响乘客的乘车舒适性。
根据GB/T5599-2019 《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》,电客车运行平稳性可以按平稳性指标评定(见表1),其中电客车最大振动加速度可用于鉴定车辆振动性能。
表1 平稳性指标等级表评优良合随即对车辆振动车厢进行了正线垂向振动加速度测量,测量结果见表2,根据测量结果可知该车辆动车车厢(MP和M)正线垂向振动加速度均大于2m/s²,平稳性指标评定不合格,拖车(TC)车厢正线垂向振动加速度均小于1m/s²,平稳性指标评定优。
表2 正线振动测试统计表备注:MP:动车(带受电弓);M:动车;TC:拖车(带司机室)1.2初步分析根据上述测量结果可知,振动主要发生在动车转向架上方,着重对动车和拖车转向架的差异性进行排查分析。
动车与拖车的差异主要表现在:动车转向架装有驱动传动装置(牵引电机、齿轮传动装置、联轴节等),拖车转向架没有安装驱动传动装置,初步怀疑车辆异常振动来源于驱动传动装置。
—212—故障维修1振动调查1.1调查方案为了调查振动的来源以及振动的影响范围,在车辆段现场选取1~2列车,并按照以下方法步骤对振动位置的数据进行了采集。
(1)确定振动点位置及范围,在体感有明显振感的车厢地板上画出一个面积约为(2×2)m 的区域,区域内均匀分出9个小单元格。
为方便理解,9个点的位置在记录时以区域周边的物体来进行表示[1[。
(2)车辆升弓上电后,辅助变流器开始工作,待工作30min 稳定后对9个单元格内的中心点进行振动测量。(3)采用排除法,分别对辅助变流器箱内的冷却风机,三相滤波变压器和三相充电变压器断电切除。每个操作完成后再等待10min ,然后再测量地板的振动值。1.2振动分析1.2.1振源此充电变压器在系统电路中的作用主要是将380V AC 转化为78V AC 后输出至充电机模块整流成110VDC ,为车上110VDC 负载及蓄电池提供电源和充电。为进一步分析振源是否为充电变压器以及与其负载工况是否存在一定的关系。现场通过断开一部分负载(如蓄电池充电)的方法来进行测试,同时对振动现象进行了频谱采集。
通过断开蓄电池充电刀闸的方法采集到了频谱图。从频谱图可以看出,断开刀闸前的振动频率在100Hz ,最大振幅为0.422m/s2;断开刀闸后振动频率依然在100Hz ,最大振幅降为0.314m/s2。通过数据对比可以看出充电机输出的110VDC 负载量的大小对充电变压器的振动是有一定影响的。所测的振动频率固定在100Hz ,而这一特征充分证明了振动是来自于变压器。变压器内铁芯的振动主要是由硅钢片的磁致伸缩现象以及涡轮作用下硅钢片之间的互相吸引力引起的[2[。对于工作频率为50Hz 的变压器铁芯而言,除了基频100Hz 分量以外,200Hz 、分量也较明显。2.2.2振动传递在振源确认后,为便于下一步的问题的解决,还需要对振动传播过程中振动值的变化进行调查。沈阳9号线地铁车辆上的辅助变流器箱体采用8处吊脚托挂安装到车体。为了分析耦合放大问题。在现场对2节Tc 车的车厢地板和变流器8处吊脚均做了振动测量。对比可以得出Tc2车的吊脚振动大于Tc1车。Tc2车的吊脚振动值已经接近标准所要求的0.315m·s-2。2振动解决措施2.1隔离位置在现场查看并分析设备的结构安装方式。发现无论变压器内部的安装还是变流器箱体的吊装在车体,采用的均是螺栓直接接触的刚性连接,连接中无任何减振措施。所以振动隔离可以选择在箱体悬挂的吊脚处或充电变压器内部的安装横梁处。为降低风险,综合考虑后选择在变流器箱体内部的横梁处增加隔振装置。2.2振动隔离装置设计2.2.1隔离装置材质选择减振装置一般有金属弹簧减振与橡胶减振两种不同的材质。弹簧减振器的特性适用于低频设计,隔振效果好、荷载范围广、工作环境适应性强,对冲击振动和固体传声的隔离有明显的效果。橡胶减振器相对弹簧减振器有相似的性能,也存在其抗环境与抗高温的变化能力较弱,老化寿命较短的劣势[3[。但橡胶减振器形状可以自由选择,尤其对100Hz 及以上频率减振效果较好,硬度可以通过配方设计加以调整,由于橡胶减振器具有高弹性和黏弹性、冲击刚度和动刚度较大而弹性模量小、形状和硬度可以自由选择调整等优点。鉴于变流器箱体内部安装空间限制,橡胶减振器易于安装的特性被优先选用。2.2.2减振器设计结构减振器在设计中需要具有振动隔离和振动吸收的作用,还要考虑安装强度及橡胶使用的耐久性问题。在借鉴行业内减振垫的设计后,开发设计了一种新型的变压器减振器。减振器主体为天然橡胶。为隔离振动,防止振动通过螺栓传递到固定横梁,减振器设计成上下分开相连的结构。为防止紧固过程中橡胶变形,上下相连的孔内壁上加了一足够强度的限位钢圈,钢圈的高度略低于橡胶垫被压后变形量的厚度。为确保钢圈不移位,限位钢圈在制造中被直接硫化到橡胶垫下半部分。从减振器安装后的效果图可以看出。减振器直接隔离了变压器与横梁之间的刚性连接。橡胶与变压器梁间的完全贴合后,振动可以被橡胶垫进行吸收,内部的限位钢圈的硫化橡胶也对螺栓与横梁间的振动传递路径起到了隔离作用[3[。结语通过对车体地板振动问题展开深入调查,找出了振动的振源及传递路径,在车厢下设备无法改变吊挂结构的情况下采用了增加减振器的方法。新安装的减振器车辆已经安全试运行数月。但由于橡胶材质的客观原因,橡胶减振器的降振有效寿命研究仍需要后期继续跟踪监控。参考文献[1[王思明,张立民.某型地铁车辆设备吊挂刚度与车体模态匹配研究[J].铁道机车车辆,2020,40(04):116-118+130.[2[邱荣华,詹璐,赵扬,王福田.基于车体振动加速度的北京地铁轨道状态管理研究[J].都市快轨交通,2020,33(04):28-31.[3[吴晨恺,程志全.地铁小半径曲线对轨道状态及车体振动影响研究[J].现代城市轨道交通,2020(05):81-85.[4[唐浩.地表和地下交通作用下地基振动响应特性研究[D].浙江大学,2020.摘 要:当前是城市轨道交通快速发展的年代,为提高车辆的动力性能,城市地铁车体轻量化设计成为了地铁车辆设计的重要目标之一,但随着轻量化技术的应用,车身特别是地板的刚度降低,地板下挂载设备也越来越多使得辅助变流器的功率也在不断提升,车厢地板振动受变流器内部振源的影响越来越显著。
道路施工中的路面振动控制技术随着城市化的进程和交通量的不断增加,道路建设和维护得到了广泛关注和重视。
然而,建设和维护道路过程中,路面振动问题一直困扰着道路相关部门和施工者。
路面振动不仅会造成城市噪音污染和城市交通安全隐患,还会给沿线居民和建筑物带来不同程度的损害。
因此,规避和控制路面振动问题已成为道路建设和维护的重要方面之一。
本文将探讨如何在道路施工中应用路面振动控制技术。
一、路面振动产生的原因1.车辆行驶引起的振动:车辆行驶时通过路面与汽车轮胎之间的相互作用,将路面的振动传递到车辆和周围环境中。
2.施工机械引起的振动:在施工过程中,施工机械通过地质材料的切削、打击、振动等作用,向施工场地和周围环境传递振动。
3.地基土层振动:在施工过程中,振动能够被传递到地基土层,从而导致地面振动。
二、路面振动控制技术1.采用隔振技术:路面隔振系统是一项将道路与其周围环境隔离的措施。
通过在路基层和硬路面之间安装隔离材料,可以控制路面振动和降低噪声污染。
2.采用减振技术:采用减振材料覆盖在路面上,在车辆行驶过程中可以吸收和减弱路面振动。
同时,路面减振材料的使用还可以降低路面噪音。
3.采用降噪技术:通过减少车辆行驶速度、采用低噪声轮胎、采用隔离带、屏蔽照明器材等手段,可以减少道路周边环境的噪音污染。
4.采用一次性人字板技术:采用一次性人字板取代传统的沥青路面,可以有效降低施工噪音和振动对周围环境造成的影响。
该技术具有施工简单、占用面积小、建造成本低等优点。
三、路面振动控制技术的应用现状1.国内应用现状:近年来,国内道路施工中的路面振动控制技术越来越受到重视,部分城市已经采用隔振技术和降噪技术,对城市噪音和路面振动问题进行了有效控制。
2.国外应用现状:发达国家已经广泛应用了各种路面振动控制技术。
例如,美国和欧洲国家已经建立了一系列的路面隔离带和噪声屏障;日本在施工道路时采用了降噪材料和隔振材料,成功降低了施工对周围环境的影响。
车辆大修后共振的解决方案车辆大修后共振是指车辆行驶时出现的一种震动状态,通常发生在汽车、城轨、高铁等交通工具的大修或换轮胎后。
车辆共振不仅会对乘坐者带来不适,还会严重影响车辆的寿命和使用安全。
本文将介绍车辆大修后出现共振的原因及相应的解决方案,希望能够帮助有类似困扰的车主们。
原因分析车辆行驶时,车轮对路面的辐条(或纹路)进行震动,由此产生的振动会通过车轮、车架和悬挂系统传递到车身上。
当车身与车轮的振动频率相当时,共振就会发生。
这种现象在车辆大修或换轮胎后尤其容易发生,原因如下:1. 不正确的轮胎平衡安装轮胎时如果没有进行正确的平衡调整,车轮就会出现重量不均的情况。
毛细不平的地面和不正确的轮胎平衡会使车轮与路面的接触面积受到影响,从而导致共振。
2. 车轮轴偏差轮胎的轴偏差也会导致车辆共振。
当车轮的偏差较小时,车辆会出现横向共振;当车轮的偏差较大时,车辆则可能出现纵向共振。
3. 新旧轮胎不匹配安装轮胎时如果新旧轮胎不匹配,也会导致车辆共振。
因为新旧轮胎的橡胶硬度和弹性系数不同,会使车轮与路面的摩擦系数不同,从而导致共振。
4. 悬挂系统失调悬挂系统失调也可能导致车辆共振。
当悬挂系统的缓冲器、减震器等部件出现故障或严重磨损时,会使车辆在行驶中发生晃动,从而导致共振。
解决方案为了解决车辆大修后出现共振的问题,我们可以从以下几个方面入手。
1. 轮胎平衡调整轮胎平衡调整是解决车辆共振问题的最基本措施。
根据车辆生产厂家的要求,对车轮进行平衡调整,可以有效减少车辆共振的发生。
2. 更换新轮胎当车辆在行驶过程中出现共振现象时,可以考虑更换新轮胎。
特别是老化严重、橡胶变硬的轮胎,更需要及时更换,以避免共振的发生。
3. 安装轮胎前进行轮胎质量检查在安装轮胎之前,应对轮胎进行质量检查,包括轮胎刻度、轮胎气压、轮圈是否破损等方面。
这些问题的解决对于减少车辆共振非常有帮助。
4. 检查悬挂系统如果以上措施都没有解决车辆共振的问题,就需要进一步检查悬挂系统。
车辆振动学概论 班级:2013级城市轨道交通 姓名:王承萍 学号:631324190116 一、引言 振动是现代汽车不得不面临的一个重要问题。随着汽车速度和人们对生活要求的不断提高,人们对降低汽车的振动要求越来越高。解决汽车的振动问题,首先从产生、影响振动的众多因素中寻找答案,国内外许多学者在这个方面做了许多工作。目前已知产生并影响汽车振的有发动机及其与车架的连接形式、传动系统、道路表面因素、汽车启动或制动、转弯、风与汽车外型、汽车整体布置方案及其参数等。在此基础上,通过动态优化和引进主动、半主动控制悬架的方法,实现汽车在任意路况下作任何运动时均能大幅度降低车身的振动,达到驾乘人员可以舒适地乘坐并快速抵达野外目的地。了解掌握汽车动态特性及与其结构参数等的关系,是汽车动态优化设计的前提,也是合理采用与科学布置主动、半主动悬架的一个重要保证。
二、振动的概念 在所研究的机械或结构均为弹性体是在外力的作用下不禁产生刚性运动,还会产生由于自身在平衡位置附近的微小弹性往复运动,我们称之为振动。 1.振动的衡量指标 (1)频率——指在每秒钟振动的次数,也可表述为振动的速度。振动频率越高,表示振动的越快。 (2)振幅——指振动的强度。振幅越大,振动越强。 (3)振动波形——就像声波一样,每一种振动都有不同的振动波形。波形取决于振动元件的材料和外界的诱导力。 2.汽车上振动产生的主要原因 (1)发动机运转引起的振动 发动机运转时,曲轴转矩的变化,引起旋转部件的不平衡,产生振动。4缸发动机曲轴每转1圈,就会产生2次转矩变化;6缸的发动机曲轴每转动1圈,会产生3次转矩的变化。这种转矩变化产生于不同的方向,所以不同方向的转矩变化越多就越容易对振动产生抵消和衰减。因此,6缸机的稳定性优于4缸机。特别是采用V型布置的发动机,发动机的稳定性更为出色。 (2)不平衡的旋转件引起的振动 这类振动由于部件的旋转中心产生了偏移产生的。此类振动包括静态和动态,静态的平衡是指发生在一个平面内的,动态的平衡是指发生在不同平面内的。离心力是随着转速的增加而上升的,因此一个微小的不平衡随着转速的增加,会产生很大的不平衡, (3)万向节传动角度引起的振动 传统万向节有不等速传动的特性,并且动力传递角度越大,产生的不平稳传动就越大。车辆在行驶过程中,由于万向节传递角度随着道路状况的变化而变化,从而导致了车辆振动的发生。现代汽车,随着等速万向节的使用,这类振动发生的可能性大大降低,这里就不作详细的阐述。 (4)轮胎不均匀引起的振动 轮毂和轮胎的不均匀和失圆,会直接导致车轮在行驶中径向力和轴向力的不断变化,从而引起车身的振动。所以在诊断这类问题时,不能忽略对轮胎、轮毂失圆和不均匀性的检查。
车辆低频共振解决方案车辆低频共振是指车辆在低速行驶时底盘和车身发生频繁的振动现象,通常发生在30-60km/h的时速范围内。
这种共振现象不仅会影响行驶的舒适性,还会对车辆结构和零部件造成损坏。
因此,解决车辆低频共振问题对于车辆的安全性和使用寿命非常重要。
接下来,本文将讨论车辆低频共振的原因和解决方案。
1. 车辆低频共振的原因车辆低频共振是由多种因素共同作用引起的。
以下是常见的几种原因:1.1 底盘结构和悬挂系统问题车辆底盘结构和悬挂系统的设计和制造质量会直接影响车辆的行驶稳定性和舒适性。
如果这些部件存在问题,车辆就容易发生低频共振。
1.2 轮胎和轮毂的不平衡轮胎和轮毂的不平衡会导致车辆在行驶时发生抖动,从而引起低频共振。
这可能是因为轮胎或轮毂的质量问题,也可能是由于轮胎的磨损不均匀或轮毂的偏心引起的。
1.3 风阻和气动噪声车辆在高速行驶时,空气流动会对车辆产生一定的阻力,从而导致车辆出现低频共振。
此外,车辆在行驶中会产生气动噪声,也会对车辆的共振产生影响。
1.4 驾驶员的操作问题驾驶员在行驶中的操作也会影响车辆的低频共振。
例如,急加速、急刹车、急转弯等操作都会使车辆发生共振现象。
2. 车辆低频共振的解决方案针对车辆低频共振的不同原因,可以采取不同的解决方案。
以下是常见的几种解决方案:2.1 改善底盘结构和悬挂系统如果底盘结构和悬挂系统存在问题,应及时进行维修或更换。
选择优质的零部件可以有效改善车辆的行驶稳定性和舒适性。
此外,为了提高车辆的行驶稳定性,可以调整底盘几何参数和悬挂系统的刚度。
2.2 平衡轮胎和轮毂发现轮胎和轮毂存在不平衡问题时,应及时进行平衡。
平衡轮胎和轮毂可以减少振动和共振现象,提高车辆的行驶舒适性。
此外,定期进行车轮定位和轮胎的翻转等操作也可以减少轮胎的磨损,从而减少车辆的共振现象。
2.3 减小风阻和气动噪声为了减小车辆的风阻和气动噪声,可以在车身上增加一些减阻装置和隔音材料,例如改善车辆的外形设计、安装风挡玻璃隔音层、改善轮胎和底盘的风噪等措施。
整车振动可分为轮胎与车轮振动、起步颤动、排气呼啸声、发动机点火振动、传动系振动等。诊断整车振动得基本步骤就是识别振动原因,查找再现条件,确定消除方法。
一、振动得检查及分类 1、轮胎与车轮得检查 在新生产得车型上,轮胎侧部都模塑有轮胎性能条件(TPC)额定值,如图1所示。TPC得额定值为一组4位数字,靠近轮胎尺寸,前边有字母TPC SPKC。替换轮胎应该具有相同得TPC额定值。 检查轮胎与车轮得一些特征可以发现振动得原因。轮胎不正常磨损(如图示2示)、胎壁凸起、不合理得充气、弯曲得轮圈法兰都可能引起整车振动。轮胎与车轮得径向跳动规格如表1所示。
2、路试检查程序 Y`C%t 路试得目得在于再现振动现象并找出改变与消除振动得条件。更重要得就是,路试可以确定振动就是否与发动机转速与车速有关。为了迅速、准确地完成路试,在车辆上安装上发动机转速表(如扫描工具)与小型电子振动分析仪(EVA)。将EVA传感器放在用户可以感受振动得地方。路试检查包括轮胎与车轮检查、缓慢加速测试、空档滑行减速测试、挂低档测试、空档升速测试、制动器转矩测试、转向机械输入测试与静止起步加速测试(起步颤动)。 MO"W ©中国客车论坛 -- 中国客车论坛 i}$ (1)缓慢加速测试:缓慢加速测试得步骤就是: P= 1)在平整得水平路面上,缓慢加速至公路行驶速度。 f2f9R 2)查找与用户描述相符得故障。 @TI^p 3)在出现振动时,观察车速、发动机转速,如果有可能观察振动频率。 bx}4fr ©中国客车论坛 -- 中国客车论坛 uW@W8R (2)空档滑行测试:空档滑行测试得步骤就是: d+(8 1)在平整得水平路面上,将速度提高到略高于振动出现得速度 uS5RD 2)将车辆挂上空档并滑行,体验振动速段。 ~o$ 3)观察挂空档时就是否有振动。 (a$ 如果挂空档时仍有振动,则振动肯定对车速十分敏感。此时,发动机、变速器挠性板、变矩器作为振源得可能已经排除,可按照症状或振动频率集中维修轮胎与车轮总成或变速器输入轴。 ,k ©中国客车论坛 -- 中国客车论坛 VG/2 (3)挂低档测试:挂低档测试得步骤就是: d> 1)在平整得水平路面上,将速度提高到略高于振动出现得速度。 @S:/$ 2)减速并安全减低一档。 hF62 3)提高发动机转速到减速前时得转速。 如果在相同得发动机转速下振动再次出现,则发动机、变速器挠性板、变矩器便就是最可能得振源。每次减一档并在空档重复本测试,对确认测试结果。 y、 ©中国客车论坛 -- 中国客车论坛 ) (4)空档高速测试:本测试就是为识别与发动机车速相关得振动而设计得。当用户投诉车辆在怠速情况下发生振动时,可行进行该项测试,或者在挂低档测试后进行该项测试。如果用户抱怨得振动仅与车速有关,本测试不一定适用。测试时缓慢提高发动机转速,同时观察就是否存在符合用户抱怨得扰动。观察出现振动时得发动机转速与频率。 l]T} ©中国客车论坛 -- 中国客车论坛 Klt" (5)制动器转矩测试:本测试就是为识别空档高速测试不能确定得,而与发动机有关得振动而设计得。该项测试还可以对那些对发动机负载或转矩敏感得振动进行确认。如果振动与车速有关,本测试不一定适用。制动器转矩测试步骤如下: jB 1)拉紧驻车制动器。 - 2)阻挡前车轮。 e 3)紧踏制动踏板。 $B~ 4)将车辆挂上前进档。 0~*8 5)慢慢地增加发动机转速,同时查找与用户投诉相符得故障情况。 :h#" 6)观察振动出现时发动机得转速与频率。 c?03a1 7)如有必要,可将车辆挂上倒档并重复第5与第6步。 #b(s ©中国客车论坛 -- 中国客车论坛 Q=`# (6)转向机械输入测试:本测试旨在确定车轮轴承与悬架部件产生多大得振动,特别就是与多大得振动,特别就是与轰鸣、磨擦声与吼鸣声等嗓声有关得振动。 z{ 1)使车辆在出现振动得速度下行驶,驱车拐大弯,开始向一个方向拐,然后再向两个方向拐。 YH 2)如果振动更加严重或振动消除,应检查车轮轴承、轮毂与轮胎轮距。 z[ ! ©中国客车论坛 -- 中国客车论坛 Lt (7)静止起步加速(起步颤动)测试:本测试得目得在于再现起步颤动得振动。在某些情况下,动力系得安装座或排气管接触车架也产生振动。 5# 1)将车停住并保持挂档,使脚离开制动踏板。 :,Gw 2)加速至48-64Km/h,同时观察振动就是否与用户介绍得情况一致。 ^pW 导致起步颤动得原因包括:不正确得翘头高度;驱动轴等速万向节磨损或损坏;发动机/变速器安装座有故障;若某一传动件拆卸后振动消失,那么故障可能就在该部件上;如果振动未消失,那么故障可能就在该部件上;如果振动未消失,则装回该传动件。拆卸其她传动件。拆卸其她传动件,重复路试程序,如果仍有振动,利用精确得振动簧片转速表或EVA信息测试轮胎与车轮总成或相关得部件。必须注意得就是,振动频率读数必须精确。 )*5- ©中国客车论坛 -- 中国客车论坛 z&bF 3、振动分类 Yhd 经过振动后,就要进一步识别经过再现得异常振动频率。通常采用EVA(电子振动分析仪)测量频率,没有EVA时,可观察或感受振动。振动分为可感受得振动与产生噪声得振动。 Wo&I $hPi (1)可以感受得振动 可以感受得振动有抖动、颠簸、喘振与振颤。 0、 1)抖动就是一种低振振动(一般为5-20Hz)。抖动有时在转向盘、座椅或控制台上在感觉。好像来自一个失圆或不平衡得轮胎上得感觉。 V 在很多情况下,抖动就是因为轮胎、车轮、制动盘(对车辆速度敏感)、转向机构向横拉杆端、悬架球节、发动机(对发动机转速敏感)等部件损坏或磨损所致。 WwVqa 2)颠簸就是一种比抖动频率略高得振动,通常为20-50Hz。颠簸得感觉就像手中握着一把细锯时得感觉一样。 >、 3)喘振得频率略高,通常为50-100Hz。喘振得感觉就像电动剃须刀得感觉一样。通过转向盘双手可感觉,通过地板双脚可以感觉,或通过座椅也可以感觉。检查排气系统、A/C压缩机、发动机等部件,以查找可能得故障原因。 1S0va( 4)振颤就是能够感觉到得频率最高得振动。振颤有时会产生手脚发麻得感觉。用户会说振动使她们得手脚发木。 Zwt; ©中国客车论坛 -- 中国客车论坛 y? (2)产生噪声得振动 产生噪声得振动有隆隆声、呼啸声或嗡嗡声、啸声、尖啸声。 y];d 1)隆隆声就是一种20-60Hz得内部低频噪声,类似保龄球滚动、闷雷或低音鼓声。隆隆声可能会伴有可以感觉得颠簸。 !&s>o~ 2)呼啸声或嗡嗡声就是一种声调不变得60-120Hz低频噪声,比隆隆声略高。类似在汽水瓶嘴吹风得声音。呼啸声与嗡嗡声可能可感觉得喘振,需要检查动力系支架、排气系统。 3Qd}b2 3)啸声就是一种频率为120-300Hz得中频噪声。这种声音就像风在号叫一样。 q) 4)尖啸声就是一种长音节高音噪声,频率范围在300-500Hz之间。尖啸声通常与啮合得齿轮或齿轮噪声有关。类似蚊虫发出得声音、涡轮发动机发出得声音或吸尘发出得声音等。 j ©中国客车论坛 -- 中国客车论坛 8`*4F, 4、将频率与部件得转速进行匹配 Cbu;T, 进行了以上得诊断后,需要对振动进行分析,因为汽车得振动往往与部件得速度有关,用发动机转速法或车速计算这些部件得速度。用路试中记录得发动机转速诊断对发动机转速敏感得振动。 eu] 如果振动对车速敏感,就需要确定轮胎得转速。只要在等速下操纵车辆,轮胎便等速旋转。这一速度按转数或每秒转数测量。然后将读数与振动频率进行比较,频率也就是以每秒钟内得循环次数测定得。采用如下程序确定转速: szg 1)确定出现振动得速度。 982+ 2)确定8Km/h(5mile/h)增量数(使用千米单位时,将速度除以8;以英里为单位时,将速度除以5)。 S? 3)确定车辆轮胎尺寸。 7wB 4)从对应表中,找出针对该轮胎尺寸8Km/h得赫兹数值(P215/70R15轮胎得赫兹数为1、07)。 %tN\< 5)用赫兹数值乘以8Km/h增量数,所得到得结果就是(以赫兹表示得)在出现振动时轮胎得转速。如果得数与振动频率一致,则轮胎与车轮总成中出现得就是一阶振动。 )ip 轮胎/车轮振动有时可能就是市阶振动。计算可能出现得高阶振动时,将会出现振动时得轮胎转速乘以阶数。如果其中任一转速与振动频率一致,则轮胎/车轮总成之一出现该阶振动。轮胎/车轮与传动轴转动与转速得匹配如图3所示。 :v=U、w 转向机构与悬架总成振动就是测试对车速敏感得第一级低频振动。 !>}
一城轨车辆转向架运行性能(1)城轨车辆振动形式及原因1城轨车辆振动形式具有弹性悬挂装置的城市轨道车辆是一个多自由度的振动系统,车辆在运行中产生复杂的振动现象,这种复杂的振动是由若干的基本形式组合的结果。
若将车体视为支撑在弹簧上的刚体,此缸体就称为簧上质量,这通常指车体。
弹簧以下质量称为簧下质量。
这通常指的是轮对轴向装置的质量。
,研究车辆振动时可以通过车体重心o点引3 个互相垂直的坐标x、y、z,此时车体运动有6个独立的运动形式,即沿x、y、z轴三个方向直线运动,车体在空间位置及以θ、Φ、ψ表示绕x、y、z轴的三个回转运动,车体在空间的位置由6个坐标来确定所以车体是一个6个自由度的运动系统。
浮沉振动—即车体沿z轴方向所做的铅垂振动,在某一瞬间,车体各点在铅垂位移相等。
车体平行于原有的平衡位置。
横摆振动—即车体沿y轴方向所做的横向振动,在某一瞬间,车体各点在横向位移相等。
车体平行于原有的平衡位置。
伸缩振动—即车体沿x轴方向所做的纵向振动,在某一瞬间,车体各点在纵向位移相等。
车体平行于原有的平衡位置。
摇头振动—即车体绕z轴作幅角为±ψ的回转运动。
点头振动—即车体绕y轴作幅角为±Φ的回转运动。
侧滚振动—即车体绕x轴作幅角为±θ的回转运动。
2城轨车辆振动原因2.1车辆运行时产生的振动形式对其走行不和其他的重要零部件的强度、运行平稳性和稳定性有着重要的和决定性的影响。
要研究车辆在运行中的振动特性,就需要对引起车辆振动的原因即激振源进行分析,车辆轮对沿钢轨运行时呈现的复杂运动,这种偏离直线的轮对运动就是引起车辆振动的主要激振源。
由于轮轨之间相互作用力大小、轮对运动和车辆振动特性都有直接的关系,因此,首先要了解轨道构造特性。
铁路的构造基本特性铁路由钢轨、轨枕、连接零件、道床及道岔等组成。
轨道的作用是引导列车运行,同时直接承受由车轮传来的机车车辆的重量并把它传递给路基或桥隧建筑物。
铁路轨道可以分为直线轨道和曲线轨道,又可分为木枕轨道和混泥土轨道,并且有普通轨道和无缝轨道之分,不同的轨道有其不同的构造特点,以适应列车正常运行要求,城市轨道中均采用混凝土轨枕及无缝轨道。
钢轨的横断面为工字型,它由轨头、轨腰和轨底三部分组成,为改善轮轨之间的接触条件、减小滚动阻力即提高钢轨抗压陷合耐磨能力,轨头部分大而厚,轨面平滑,并具有和轮箍断面相适应的轮廓,由于车轮踏面具有,斜度,因此钢轨不应垂直铺设而应使轨底由一向倾斜的坡度,城市轨道轨底铺设斜率使1:40轨底坡可用楔形垫板来使之形成,或在混凝土轨枕上,将轨底坡直接坐在承轨台上。
钢轨通过中间连接零件—垫板及道钉与轨枕连接,以固定其位置,防止两者在纵横向相对运动。
轨枕承受来自钢轨的各项压力,并将其传布于道床,同时有效的保持轨道的规距,方向和位置。
每公里配置的轨枕的根数,随线路等级水平,纵横断面的条件差异,一般线路每公里铺设轨枕的根数是:混凝土轨枕分1760、1680、1600三档,在线路的加强段例如在半径的曲线上,按每公里标准数可适当增加。
道床是轨枕的基础,其作用是传布轨枕载荷到面积较大的路基面上,阻止轨枕移动及排除地表水。
有轨枕传递给到床的静动载荷相当大,因此,道床将产生永久变形,同时在不同的轨枕下面,其永久变形程度也不同,从而在钢轨、轨枕河道床之间形成间隙,由于在各个轨枕处的间隙时不等的,因而在轨道的不同作用点同一轮重时其下沉量是不同的,这就形成了轨道的弹性不均。
2.2二、城市轨道车辆振动的原因车辆运行时产生的振动对其走行部分和其他重要零部件的强度、运行平稳性和稳定性有着重要的和决定性的影响,要研究车辆在运行中的振动特性,就需要对引起车辆激振动原因(即激振源)进行分析。
车辆轮对沿钢轨运行时呈现出复杂的运动,这种偏离了直线的轮对运动就是引起车辆振动的主要激振源。
由于轮轨间相互作用力的大小、轮对运动和车辆振动特性都与轨道特性直接有关,因此,首先需要了解轨道的构造特性。
(一)铁路轨道构造的基本特性铁路轨道由钢轨、轨枕、联结零件、道床及道岔等组成。
轨道的作用是引导列车运行,同时直接承受由车轮传来的机车车辆的重量并把它传递给路基或桥隧建筑物。
铁路轨道的一般横断面如图5一3所示。
铁路轨道可以分为直线轨道和曲线轨道,又可分为木枕轨道和混凝土轨道,并且有普通轨道和无缝轨道之分。
不同轨道有其不同的构造特点,以适应列车正常运行的要求。
左城市轨道中均采用混泥土轨枕及无缝轨道。
钢轨的横断面为工字形。
它由轨头、轨腰和轨底三部分组成。
为改善轮轨的接触条件、减小滚动阻力及提高钢轨抗压陷和耐磨能力,轨头部分大而厚,轨面平滑,并具有和轮箍断面相适应的轮廓。
由于车轮踏面具有斜度,因此钢轨不应垂直铺设,而应使轨底有一向内倾斜的坡度。
城市轨道线路轨底坡斜率为1:40。
轨底坡可用楔形垫板来使之形成,或在混凝土轨枕上,将轨底两者在纵横向作相对移动。
轨枕承受来自钢轨的各向压力,并将其传布于道床,同时有效地保持轨道的轨距、方向和位置。
每公里线路配置的轨枕根数,随线路等级及平、纵断面条件而异,一般线路上每公里铺设的轨枕根数是:混凝土轨枕分1 760,1 680,1600三档。
在线路的加强地段例如在半径较小的曲线上,按每公里的标准数可适当增加。
为保证道床捣固方便,每公里铺设的轨枕不得超过限度。
道床是轨枕的基础,其作用是传布轨枕载荷到面积较大的路基面上,阻止轨枕移动及排除地表水。
由轨枕传给道床的静、动载荷相当大,因此道床将产生永久变形。
同时在不同的轨枕下面,其永久变形的程度也不同,从而在钢轨、轨枕和道床之间形成了间隙。
由于在各个轨枕处的间隙是不等的,因而在轨道的不同点作用同一轮重时其下沉量是不同的,这就形成了轨道的弹性不均。
2.3引起车辆垂直振动激振源引起车辆在垂直方向振动的原因有很多,按激振源的性质可分个别突出性的、周期性的、随机性的三类。
个别突然性的激振源:线路建筑长度方向的物理性质不固定会产生,局部病害,如线路在冬季是冻涨的、道床质量不均匀和路基松紧程度不一产生的凹陷等,车轮通过曲线的这些个别偶然性的病害时会产生突然起伏。
车轮通过道岔时的运行情况,在辙叉部分,为避免车轮撞击辙叉心,叉心尖端顶面低于轨翼顶面从翼轨弯折处至叉心尖端有一段轨线中断的空隙,称为道岔的有害空间,当车轮经过辙叉部分时,由于车轮踏面具有一定的斜度二使其以不同的半径和轨面接触,是车轮先下沉而在上升起,轨心轨迹垂直方向的这种突然变化如图5-4 车轮经过上述线路局部短促不平时将激起车辆自由振动,虽然这种线路不平是个别出现的,但遇到大的不平度时会激起车辆大振幅垂直和横向自由振动,影响列车的平稳运行,此外由于列车突然的启动和制动也会引起车辆的纵向和横向垂直自由运动。
周期性的激振源:钢轨接头处的下沉车轮踏面的擦伤,轮重不均衡和轮轴偏心,车中装有发动机,这都属于周期性激振源在有缝钢轨上,接头部分时薄弱环节,由于钢轨接头部分的抗弯刚度不够,致使轮对经过接头区域,不仅弹性下沉量大,而且当车轮从一根钢轨端部滚之另一钢轨端部,车轮瞬间转动中心产生突变,从a点变至b点,此时,车轮前进的速度从v a变至v b速度方向的改变产生了垂直速度的分量△v这是由于受到接头处冲量s作用结果有s=m△v△v=△v aθ,θ角的大小与轨端的永久变形量?弹性变形量,轨面磨耗量等因素有关,这些量越大,冲量s也越大,车轮质量m就越大,s就越大。
冲量传至,车辆弹簧上部分激起其振动,轨端在冲量的作用下增加其永久变形,冲量对车辆振动系统和轮轨间的相互作用都是不利的,减小轮重可减小s,此即采用弹性车轮和轻型轮对的原因。
随机性振动源:无列车通过轨顶面的不平,称为轨道的几何不顺,表示列车通过时轨顶面的不平,称为轨道的动力不顺,造成轨道的几何不平顺的主要原因,是由于钢轨顶面的不均匀磨耗及道床和路基的永久变形,造成轨道动力不平顺的主要原因是钢轨基础沿长度方向的弹性不均匀,线路每一段的实际垂直刚度具有不同的数值,它和轨枕状态特别是近垫板处得状态、钢轨和垫板的扣紧程度、垫板和归真的扣紧程度、道床密度及轨枕底部有无暗坑等因素有关。
所有这些因素的出现及其组合都是随机性的,对于有缝钢轨,虽然钢轨接头部分的动力不平顺具有周期性,但非接头部分动力不平顺性则是随机性的,由于钢轨街头的存在,使得轮轨间地作用力增大,加剧钢轨和连接零件的磨耗和损伤,影响车辆平稳运行,为了消除钢轨接头,就出现了将普通钢轨连续焊接起来的无缝轨道,而无缝轨道的动力不平顺则完全是随机性的,它没有确定的形状和规律,无缝轨道上的动力不平顺明显小于有缝轨道。
轨道动力不平顺具有波状特征,其波长值在1m左右到数十米之间变化,其波幅值也可在几毫米到十几毫米甚至更大数值之间变化,其变化范围很广,通常长波的复制大,短波的幅值小,由于轨道动力不平顺,是随机性的,它不可能用一个确定的函数来表示也不能用简单的用表达简谐振动的幅值和频率来描述,而只能用表征随机过程统计特性术语来描述。
轨道动力不平顺时激起车辆垂直振动主要原因。
引起车辆横向振动的激振原因:引起车辆横向振动的激振源也可分为个别突出的、周期性的、随机性的三类,下面着重介绍其主要作用的周期性激振源。
车辆沿着直线轨道运行时,车体和转向架在横向水平面内的运行轨迹,也不是直线,而是某一段波状曲线,它们一边横摆运动,一面又做摇头运动,车辆的这种运动即为横向运动,这是由于车轮踏面具有一定的斜度和轮轨间存在复杂的动力作用而引起的。
轮对沿着钢轨顶面的运动可分为两种情况来研究,第一种情况是车轮沿着钢轨顶面做纯滚动而无滑动:第二种情况是车轮滚动时还伴随着路面与轨顶面间的滑动,这种称之为蠕滑现象,蠕滑是一个复杂的动力过程,由于车轮踏面具有斜率,轮缘与钢轨侧面之间有间隙,因此,压装与同一车轴上的左右两个车轮就会以不同的滚动直径与轨面接触和滚动,由于滚动两轮行程而使轮对轴线偏移,这样又改变车轮的滚动直径,是车轮偏向另一侧,于是,轮对在前进的同时还做周期性的左右运动,轮轴中心运动轨迹成为一条周期为L W的波形曲线,图5-6,这这就称为蛇形运动。
除了轮对蛇形运动引起车辆横向周期性振动之外。
轨道的水平不平顺和方向不平顺。
也会引起车辆横向振动。
由于轨道左右轮轨接触点的高度差形成的轨面不平顺称之为水平不平顺。
轨道在在轨顶横向平面内的左右波状不平称之为方向不平顺。
轨道的水平不平顺会引起车辆左右晃动即滚动振动,轨道的方向不平顺会引起车辆的摇摆振动,轨道这两种不平顺的幅值和波长及出现也都是随机的。