Optimalizace parametrů pojezdu lokomotivy

Ing. Tomáš Michálek

Doctoral thesis

Optimization of Parameters of Locomotive Running Gear

Abstract:

Cílem této disertační práce je optimalizace parametrů pojezdu lokomotivy určené pro nákladní dopravu. S využitím simulačních výpočtů jízdy vozidla je provedena citlivostní analýza vlivu základních tuhostních a rozměrových parametrů pojezdu na vodicí vlastnosti lokomotivy v obloucích malých poloměrů a na její kritickou rychlost. Dále je pozornost věnována návrhu charakteristik sekundárního vypružení, v němž jsou stávající flexi-coil pružiny doplněny pryžokovovým naklápěcími podložkami. Vlastnosti těchto prvků vypružení jsou experimentálně ověřeny. Na základě rozboru vlastností nového vypružení jsou navrženy charakteristiky systému aktivních prvků pro minimalizaci příčných silových účinků vozidla na kolej. Je vytvořen výpočtový model lokomotivy vybavené novým sekundárním vypružením a systémem aktivních prvků. S modelem jsou prováděny simulační výpočty s cílem ověřit jízdní a vodicí vlastnosti zamýšlené nákladní lokomotivy, včetně realizace citlivostní analýzy vlivu charakteristik tlumičů vrtivých pohybů na stabilitu jízdy. Zvláštní pozornost je věnována problematice validace simulačních modelů a jejich výsledků.

Abstract:

The aim of this dissertation thesis is an optimization of parameters of running gear of a cargo locomotive. By means of computer simulations, a sensitivity analysis of influence of basic stiffness and dimensional parameters of the running gear on dynamic behaviour of the locomotive (i.e. on guiding behaviour in small radius curves and on critical speed) is performed. In the next, an attention is paid to design of secondary suspension characteristics for a case of addition of tilting rubber-metal pads to the existing flexi-coil springs. Properties of these suspension elements are verified experimentally. On the basis of analysis of properties of the new secondary suspension, characteristics of active elements for minimization of lateral force interaction vehicle/track are proposed. A new computational model of a locomotive equipped with the new secondary suspension and the system of active elements is created. This model is used for a verification of dynamic behaviour of the new cargo locomotive, including a sensitivity analysis of influence of characteristics of yaw dampers on the stability. A special attention is also paid to the model validation.

Keywords

pojezd lokomotivy, simulační výpočty jízdy vozidla, citlivostní analýza, kvazistatická vodicí síla, kritická rychlost, sekundární vypružení, příčná tuhost flexi-coil pružiny, aktivní prvky pro natáčení podvozků, charakteristika tlumiče vrtivých pohybů podvozků, validace výpočtového modelu

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 4. 2015

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 23. 6. 2015

University of Pardubice

Faculty of Transport Engineering

Doctoral programme / field:
Technique and Technology in Transport and Communications / Transport Means and Infrastructure: Transport Means