Descripción y modelamiento de la suspensión secundaria neumática de un vehículo ferroviario

Abstract

En el presente trabajo se realiza un análisis de la suspensión secundaria neumática empleada en vehículos ferroviarios con el objetivo de desarrollar un modelo capaz de simular su comportamiento dinámico y sus efectos en el confort de la cabina. El documento inicia con una breve reseña histórica sobre la evolución de la suspensión en vehículos ferroviarios, desde la aparición de la locomotora con suspensión a vapor en el siglo XIX hasta el esquema actual donde la suspensión se divide en primaria y secundaria. Seguidamente se realiza una comparación entre los dos tipos de suspensiones secundarias empleadas en la actualidad que son la metálica y neumática. A continuación, se brinda una descripción detallada sobre el sistema neumático empleado en este tipo de suspensión, el cual se centra, principalmente, en el resorte neumático. La siguiente parte del documento inicia con una breve introducción a los resortes neumáticos y los parámetros que determinan su constante de elasticidad y coeficiente de amortiguamiento. A continuación, se menciona y compara los diversos modelos de resortes neumáticos. Luego de ello se desarrollan las ecuaciones que son empleadas en el modelo en Matlab-Simulink las cuales son derivada des del modelo Gensys. Seguidamente se desarrolla un modelo vertical de un vehículo ferroviario en Matlab- Simulink capaz de trabajar con suspensión metálica y con el modelo de suspensión neumática desarrollado. Finalmente, en el último capítulo, se emplea el modelo desarrollado en capítulos anteriores para obtener una primera validación según la información obtenida en la bibliografía; asimismo, se realiza una comparación entre los resultados obtenidos empleando la suspensión secundaria metálica y neumática. En el presente trabajo, no se desarrolla el sistema de control del sistema de suspensión neumática.