缓冲器是重载列车钩缓装置的重要组成部分,起到减轻列车纵向冲动的作用,重载列车缓冲器有摩擦式和胶泥式等类型,均具有大承载、强非线性的特点,其中MT-2型摩擦式缓冲器在我国应用最为普遍。对于摩擦式缓冲器,常用的建模方法有查表法和基于实际结构的斜楔弹簧模型法,不同的建模方法很大程度上影响着纵向动力学仿真的准确性。本文以重载列车MT-2摩擦缓冲器为研究对象,首先介绍了摩擦式缓冲器的组成结构,并结合MT-2型缓冲器工作原理分析了其力学特性。其次介绍了重载列车的纵向动力学建模方法,完整的重载列车纵向动力学建模涉及机车牵引或制动力、列车运行阻力、列车空气制动及缓冲器几个重要系统的建模方法,重点介绍了目前摩擦式缓冲器所采用的两种主要建模方式,即查表法和斜楔弹簧模型法,根据车辆冲击实验数据建立了两种常用的缓冲器数学模型,并通过调车冲击实验、缓冲器落锤实验、台架实验仿真,对两种建模方法进行了验证,对比分析了两种仿真结果的差异。利用西南交通大学牵引动力国家重点实验编制的TDEAS列车纵向动力学软件,建立了‘1+1’编组2万t组合式重载列车模型,针对列车平直道制动工况,将查表法模型和斜楔弹簧模型计算结果与试验数据进行对比。以某重载铁路的一段为线路数据进行线路运行仿真,对比分析了不同模型仿真的车钩力、纵向加速度。最后利用雨流计数方法,比较了缓冲器模型对车钩疲劳损伤计算的影响。得到以下仿真结论:1.在缓冲器工作过程中,主要由摩擦部件和弹簧部件吸收列车冲击的能量。缓冲器的从板纵向作用力加载、卸载的工作过程分为四个阶段,分别由两个加载阶段和两个卸载阶段组成,主要与位移、摩擦面倾角、摩擦系数等参数有关,四个工作阶段下的力-位移曲线是线性连续的,但从一个工作阶段到另一个工作阶段存在间断性。2.查表法模型一般根据缓冲器相关实验结果的拟合分别得到加载特性曲线和卸载特性曲线,两条曲线可以同时考虑间隙元素、初压力及刚性接触。斜楔弹簧模型对缓冲器实际工作原理进行简化,较好的体现了阻抗力依赖于缓冲器行程及车辆间相对速度的特点,间隙元素、初压力及刚性接触的特性则由非线性的弹簧力表示。针对加载特性曲线和卸载特性曲线的非连续性,两种模型都采用了合理的过渡方法。3.对于查表法模型,在各种实验工况下,不管缓冲器行程变化速率如何,仿真得到的缓冲器特性曲线均沿固定的轨迹,而斜楔弹簧模型的仿真结果依赖于缓冲器行程变化速率,体现了缓冲器的动态特性,符合摩擦系数受速度影响的规律。研究表明各工况斜楔弹簧模型的仿真结果与实验结果更加吻合,模型具有更好的适应性,运用范围更广。4.两种模型都能较好的模拟列车平直道制动工况,而使用斜楔弹簧模型计算纵向动力学性能更为准确。不同模型计算的车钩力曲线变化趋势基本一致,但纵向冲动的振幅和频率有一定区别。重载线路运行仿真中车辆间纵向相对速度远小于调车冲击实验和落锤实验的冲击初速度,此时缓冲器的性能更接近于其静态特性,斜楔弹簧模型仿真的加速度最大值大于查表法模型,而查表法模型计算的每位车钩疲劳损伤结果都较高,列车车钩疲劳损伤总和较大,使用查表法模型计算钩缓装置疲劳损伤更加安全。