Dependence of Air Spring Parameters on Throttle Resistance
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Dependence of Air Spring Parameters on Throttle Resistance
Зависимость свойств пневматической рессоры от пневматического сопротивления дросселя Залежність властивостей пневматичної ресори від пневматичного опору дроселя |
|
| Creator |
Reidemeister, Alexey G.
Kivisheva, A. V. Рейдемейстер, Алексей Геннадьевич Кивишева, А. В. Рейдемейстер, Олексій Геннадійович Ківішева, А. В. |
|
| Subject |
spring suspension
air spring viscosity coefficient stiffness coefficient рессорное подвешивание пневматическая рессора коэффициент вязкости коэффициент жесткости ресорне підвішування пневматична ресора коефіцієнт в’язкості коефіцієнт жорсткості КВАГ |
|
| Description |
Reidemeister, O. H. Dependence of Air Spring Parameters on Throttle Resistance / O. H. Reidemeister, A. V. Kivisheva // Наука та прогрес транспорту. — 2016. — № 2 (62). — P. 157—164. — doi 10.15802/stp2016/67339
EN: Purpose. In this paper it is necessary to conduct: 1) research and analyse the influence of throttle element pneumatic resistance on elastic and damping parameters of air spring; 2) to obtain the dependence of air spring parameters on throttle element pneumatic resistance value. Methodology. The work presents the elaborated model of the air spring as a dynamic system with three phase coordinates (cylinder pressure, auxiliary reservoir pressure, cylinder air mass). Stiffness and viscosity coefficients were determined on the basis of system response to harmonic kinematic disturbance. The data for the analysis are obtained by changing the capacity of the connecting element and the law of pressure variation between the reservoir and the cylinder. The viscosity coefficient is regarded as the viscosity ratio of the hydraulic damper, which for one oscillation cycle consumes the same energy as the air spring. The process of air condition change inside the cylinder (reservoir) is considered to be adiabatic; the mass air flow through the connecting element depends on the pressure difference. Findings. We obtained the curves for spring viscosity and stiffness coefficients dependence on the throttle resistance at three different laws, linking airflow through the cylinder with the pressure difference in cylinder and reservoir. At both maximum and minimum limiting resistance values the spring viscosity tends to zero, reaching its peak in the mean resistance values. Stiffness increases monotonically with increasing resistance, tends to the limit corresponding to the absence of an auxiliary reservoir (at high resistance) and the increase in cylinder volume by the reservoir volume (at low resistance). Originality. The designed scheme allows determining the optimal parameters of elastic and damping properties of the pneumatic system as function of the throttle element air resistance. Practical value. The ability to predict the parameters of elastic and damping properties of the pneumatic system as function of the throttle element air resistance will improve the running performance of carriages, the comfort of passenger transportation and reduce the wear of the rolling stock and the track caused by interaction of carriage and rails. RU: Цель. В научной работе необходимо провести: 1) изучение и анализ влияния пневматического сопротивления дроссельного элемента на упругие и демпфирующие свойства пневматической рессоры; 2) получение зависимости свойств пневматической рессоры от величины пневматического сопротивления дроссельного элемента. Методика. Разработана модель пневматической рессоры как динамической системы с тремя фазовыми координатами (давление в баллоне и дополнительном резервуаре, масса воздуха в баллоне). Коэффициенты жесткости и вязкости определены по отклику системы на гармоническое кинематическое возмущение. Данные для анализа получены путем изменения пропускной способности соединительного элемента и закона изменения давлений между резервуаром и баллоном. Коэффициент вязкости рассматривается как коэффициент вязкости гидравлического гасителя, который за один цикл колебаний поглощает ту же энергию, что и пневматическая рессора. Процесс изменения состояния воздуха внутри баллона (резервуара) считается адиабатическим, массовый расход воздуха через соединительный элемент зависит от разности давлений. Результаты. Получены графические зависимости коэффициентов жесткости и вязкости рессоры от сопротивления дросселя при трех разных законах, связывающих расход воздуха через баллон с разностью давлений в баллоне и резервуаре. При предельных (как больших, так и меньших) значениях сопротивления вязкость рессоры стремится к нулю, достигая максимума в среднем диапазоне величин сопротивления. Жесткость монотонно возрастает при увеличении сопротивления, стремясь к пределам, соответствующим отсутствию дополнительного резервуара (при большом сопротивлении) и увеличению объема баллона на объем резервуара (при малом сопротивлении). Научная новизна. Разработанная схема позволяет выявить оптимальные параметры упругих и демпфирующих свойств пневматической системы в зависимости от пневматического сопротивления дроссельного элемента. Практическая значимость. Возможность прогнозирования параметров упругих и демпфирующих свойств пневматической системы в зависимости от пневматического сопротивления дроссельного элемента позволит улучшить ходовые характеристики вагонов, повысить комфортабельность перевозки пассажиров, а также снизить износ подвижного состава и рельсовой колеи вследствие взаимодействия экипаж-путь. UK: Мета. В науковій роботі необхідно провести: 1) вивчення та аналіз впливу пневматичного опору дросельного елемента на пружні та демпфуючі властивості пневматичної ресори; 2) отримання залежності властивостей пневматичної ресори від величини пневматичного опору дросельного елемента. Методика. Розроблено модель пневматичної ресори як динамічної системи з трьома фазовими координатами (тиск у балоні і додатковому резервуарі, маса повітря в балоні). Коефіцієнти жорсткості та в’язкості визначені по відгуку системи на гармонійні кінематичні обурення. Дані для аналізу отримані шляхом зміни пропускної здатності з’єднувального елемента та закону зміни тисків між резервуаром і балоном. Коефіцієнт в’язкості розглядається як коефіцієнт в’язкості гідравлічного гасителя, який за один цикл коливань поглинає ту ж енергію, що і пневматична ресора. Процес зміни стану повітря всередині балона (резервуара) вважається адіабатичним, масова витрата повітря через сполучний елемент залежить від різниці тисків. Результати. Отримано графічні залежності коефіцієнтів жорсткості та в’язкості ресори від опору дроселя при трьох різних законах, що зв’язують витрати повітря через балон із різницею тисків у балоні та резервуарі. При граничних (як великих, так і менших) значеннях опору в’язкість ресори прагне до нуля, досягаючи максимуму в середньому діапазоні величин опору. Жорсткість монотонно зростає при збільшенні опору, прагнучи до меж, відповідним відсутності додаткового резервуару (при великому опорі) і збільшення обсягу балона на обсяг резервуара (при малому опорі). Наукова новизна. Розроблена схема дозволяє виявити оптимальні параметри пружних та демпфуючих властивостей пневматичної системи, залежно від пневматичного опору дросельного елемента. Практична значимість. Можливість прогнозування параметрів пружних та демпфуючих властивостей пневматичної системи, залежно від пневматичного опору дросельного елемента, дозволить поліпшити ходові характеристики вагонів, підвищити комфортабельність перевезення пасажирів, а також знизити знос рухомого складу та рейкової колії внаслідок взаємодії екіпаж-шлях. |
|
| Date |
2016-07-01T11:04:12Z
2016-07-01T11:04:12Z 2016 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
doi 10.15802/stp2016/67339
http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/4809 http://stp.diit.edu.ua/article/view/67339/66718 http://stp.diit.edu.ua/article/view/67339/66719 |
|
| Language |
en
|
|
| Publisher |
Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна
|
|