本发明专利技术公开了一种二系悬挂空气弹簧系统故障的在线诊断方法和装置，方法包括以下步骤：1)在空气弹簧受到载荷力时采集空气弹簧的形变参数，形变参数包括：弹簧高度、有效承载面积以及内腔容积，根据形变参数建立空气弹簧的压强-刚度模型；2)采集空气弹簧内部气压的多个压强值，并将多个压强值输入压强-刚度模型得到空气弹簧的刚度衰变曲线；3)根据刚度衰变曲线设定空气弹簧的刚度阀值；4)在线获取空气弹簧的第二刚度，将第二刚度与刚度阀值与作比较，若第二刚度大于刚度阀值，则表明空气弹簧出现故障。克服依靠传统的目视检测和经验判断对所述空气弹簧进行故障判断，使得准确率较低的缺点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有轨电车、地铁、轻轨交通、市郊铁路、单轨交通磁悬浮交通等悬挂系 统故障诊断领域，特别涉及一种二系悬挂空气弹簧系统故障的在线诊断方法和装置。
技术介绍
伴随着我国国民经济的快速增长，城市化进程的加快，城市经济的快速发展及城 市人口的剧增，城市居民出行交通需求迅速攀升，虽然各大中型城市扩展了城市道路建设， 但仍面临严重的交通出行压力。而发展城市轨道交通成为解决当前各大城市交通出行难的 最优途径。截止到2014年底，中国开通运营城市轨道交通线路里程已经超过了 2000公里。 各大型城市地铁或轻轨已经运营或将要开通运营的城市就达到近30个，预计到2015年全 国地铁运营总里程将达3000公里，按照每公里平均6辆车计算，投入运营的车辆总数将达 至IJ18000辆。至2020年，我国城市轨道交通累计营业里程达到7395公里，投入运营的车辆 达到约44000辆。轨道交通车辆悬挂系统是车辆走行部的关键部件，二系悬挂空气弹簧位于车体和 转向架之间，起到缓解由轨道不平顺引起的激扰，平衡轴重分配的作用。空气弹簧因其独特 的降振、隔音、优异的横向特性等性能，在很大程度上提高了车辆运行的稳定性和乘客乘坐 的舒适度，被作为车辆二系悬挂系统广泛地应用到高速动车组、城市轨道车辆等领域。空气 弹簧作为车辆转向架重要的组成部分，其在列车运行过程中稳定性和安全性有着不可忽视 的作用。针对于传统的目视检测和经验判断，不能准确、科学地评估空气弹簧的服役寿命提 前强制报废处理，造成相当数量的空气弹簧剩余使用寿命的浪费。 公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应 当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种二系悬挂空气弹簧系统故障的在线诊断方法，从而克 服依靠传统的目视检测和经验判断对所述空气弹簧进行故障诊断，使得诊断准确率较低的 缺点。 为实现上述目的，本专利技术提供了一种二系悬挂空气弹簧系统故障的在线诊断方 法，包括以下步骤：1)在空气弹簧受到载荷力时采集所述空气弹簧的形变参数，所述形变 参数包括：弹簧高度、有效承载面积以及内腔容积，根据所述形变参数建立所述空气弹簧的 压强-刚度模型；2)采集所述空气弹簧内部气压的多个压强值，并将所述多个压强值输入 所述压强-刚度模型得到所述空气弹簧的刚度衰变曲线；3)根据刚度衰变曲线设定空气弹 簧的刚度阀值；4)在线获取所述空气弹簧的第二刚度，将所述第二刚度与所述刚度阀值与 作比较，若所述第二刚度大于所述刚度阀值，则表明所述空气弹簧出现故障。本专利技术的另一目的在于提供一种二系悬挂空气弹簧系统故障的在线诊断装置，从 而克服依靠传统的目视检测和经验判断对所述空气弹簧进行故障诊断，使得诊断准确率较 低的缺点。 为实现上述目的，本专利技术提供了一种二系悬挂空气弹簧系统故障的在线诊断装 置，包括：模型构建模块，用于在空气弹簧受到载荷力时采集所述空气弹簧的形变参数，所 述形变参数包括：弹簧高度、有效承载面积以及内腔容积，根据所述形变参数建立所述空气 弹簧的压强-刚度模型；采集计算模块，用于采集所述空气弹簧内部气压的多个压强值；数 值输入模块，用于将采集的多个所述压强值输入所述压强-刚度模型得到所述空气弹簧的 刚度衰变曲线；设定阀值模块，用于根据所述刚度衰变曲线设定所述空气弹簧的刚度阀值； 在线判断模块，用于在线获取所述空气弹簧的第二刚度，将所述第二刚度与所述刚度阀值 与作比较，若所述第二刚度大于所述刚度阀值，则表明所述空气弹簧出现故障。 与现有技术相比，本专利技术中的二系悬挂空气弹簧系统故障的在线诊断方法和装 置，根据空气弹簧受到载荷力，弹簧高度降低，有效承载面积变大，内腔容积减小，弹簧刚度 增加，建立空气弹簧压强_刚度数学模型，并通过建立于该模型的刚度衰变曲线确定刚度 阀值，利用该刚度阀值有效监测空气弹簧的故障，能够克服传统通过目视监测和经验判断 准确率较低的缺点。 本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】 附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实 施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中： 图1是根据本专利技术的二系悬挂空气弹簧系统故障的在线诊断方法的流程图。 图2是根据本专利技术的空气弹簧的受力图。 图3是根据本专利技术的空气弹簧的原始状态图。 图4是根据本专利技术的空气弹簧的垂直变形结构图。 图5是根据本专利技术的空气弹簧的横向变形结构图。 图6是根据本专利技术的空气弹簧的刚度衰变曲线图。 图7是空气弹簧的结构图。 图8是空气弹簧ABAQUS有限元模型图。 图9是ABAQUS仿真得出的空气弹簧系统压强-垂直刚度特性曲线。 图10是ABAQUS仿真得出的空气弹簧系统压强-横向刚度特性曲线。 图11是根据本专利技术的空气弹簧的压强-垂直刚度变化谱。 图12是根据本专利技术的空气弹簧的压强-横向刚度变化谱。 图13是根据本专利技术的二系悬挂空气弹簧系统故障的在线诊断装置的结构图。【具体实施方式】 下面结合附图，对本专利技术的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本专利技术的保 护范围并不受【具体实施方式】的限制。 如图1所示，根据本专利技术【具体实施方式】的一种二系悬挂空气弹簧系统故障的在线 诊断方法，包括以下步骤： 步骤S100 :在空气弹簧受到载荷力时采集空气弹簧的形变参数，形变参数包括： 弹簧高度、有效承载面积以及内腔容积，根据形变参数建立空气弹簧的压强-刚度模型； 该步骤中，空气弹簧受到载荷力时，对空气弹簧进行受力分析，此时弹簧高度降 低，有效承载面积变大，内腔容积减小，弹簧刚度增加，因此，可以根据上述形变参数建立 空气弹簧的压强-刚度模型，只要获取空气弹簧的压强即可通过模型获取空气弹簧的刚 度，且通过监测空气弹簧的压强-刚度变化来诊断空气弹簧的状态情况，具体地，可分为压 强-横向刚度模型和压强-纵向刚度模型。 步骤S101 :采集空气弹簧内部气压的多个压强值； 在城市轨道车辆设置了实时采集空气弹簧内压的传感装置，采集到的信息为车辆 空气弹簧内部的压强值，其中在采集时，还包括去除采集信号中的噪声信号和其他干扰信 号，其中，刚度包括横向刚度和垂直刚度。 步骤S102:将采集的多个压强值输入压强-刚度模型得到空气弹簧的刚度衰变曲 线； 刚度衰变曲线如图6所示，通过刚度衰变曲线显著显示空气弹簧正常工作刚度 值。 步骤S103:根据刚度衰变曲线设定空气弹簧的刚度阀值； 步骤S104:在线获取空气弹簧的第二刚度，将第二刚度与刚度阀值与作比较，若 第二刚度大于刚度阀值，则表明空气弹簧出现故障。[0当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二系悬挂空气弹簧系统故障的在线诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在空气弹簧受到载荷力时采集所述空气弹簧的形变参数，所述形变参数包括：弹簧高度、有效承载面积以及内腔容积，根据所述形变参数建立所述空气弹簧的压强‑刚度模型；2)采集所述空气弹簧内部气压的多个压强值，并将所述多个压强值输入所述压强‑刚度模型得到所述空气弹簧的刚度衰变曲线；3)根据所述刚度衰变曲线设定所述空气弹簧的刚度阀值；4)在线获取所述空气弹簧的第二刚度，将所述第二刚度与所述刚度阀值与作比较，若所述第二刚度大于所述刚度阀值，则表明所述空气弹簧出现故障。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贺德强，徐刘峰，李笑梅，苗剑，刘旗扬，任崇会，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。