動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力分析

張坤　孟令鋒

摘要：文章探討了車端連接裝置曲線通過能力的影響因素，并以馬來西亞動車為例對象，介紹了一種通過CAD模擬動車組車輛在困難工況的運(yùn)動位置來分析了車端連接裝置曲線通過能力的方法。動車組車輛運(yùn)行狀況表明CAD模擬分析方法結(jié)果比較準(zhǔn)確，具有較好的實(shí)際指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：車端連接裝置；CAD模擬；運(yùn)動位置；曲線通過

中圖分類號：U270 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0103-04

1 概述

動車組車輛在制造完畢后，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，需要進(jìn)行包括曲線通過試驗(yàn)在內(nèi)的一系列型式試驗(yàn)。為確保車輛曲線通過能力試驗(yàn)成功完成，必須對其曲線通過能力進(jìn)行分析校核。

動車組車輛曲線通過能力分析中一個比較重要的方面是車端連接裝置的過曲線能力分析。車端連接裝置是動車組車輛最基本的也是最重要的部件組合之一，其作用包括連接動車組車輛、減緩列車的縱向沖動（或沖擊力）等。車端連接裝置主要包括：車鉤緩沖裝置和貫通道裝置，通過它們使列車中車輛相互連接，實(shí)現(xiàn)相鄰車輛之間的縱向力傳遞和通道連接。

動車組在行駛過程中，必然會經(jīng)過線路條件比較復(fù)雜的曲線、坡道等線路段，因此動車組兩節(jié)車輛之間相對位置將發(fā)生變換，從而導(dǎo)致車端連接裝置幾何狀態(tài)的改變，如車鉤的拉伸、壓縮和擺動，貫通道的拉伸、壓縮等。而車鉤的拉伸壓縮量、擺角以及貫通道的拉伸壓縮量都是有限的，因此必須對車端連接裝置的曲線通過能力進(jìn)行分析校核。本文將以馬來西亞動車組為例，對動車組車輛車端連接曲線通過能力的分析方法進(jìn)行探討。

2 車端連接裝置過曲線分析考慮因素

影響動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力的因素有：線路參數(shù)、車輛參數(shù)和轉(zhuǎn)向架參數(shù)。

2.1 線路參數(shù)

動車組在固定的鐵路軌道上運(yùn)行，這些鐵路軌道即為鐵路線路，它包含了動車組車輛運(yùn)行的所有軌道條件。線路參數(shù)指的是參數(shù)化的軌道條件，包括軌距、彎道、坡道、道岔、信號、站臺、橋梁、隧道、電分相、停車標(biāo)等一系列的鐵路線路數(shù)據(jù)。其中，對動車組車輛曲線通過能力有影響的參數(shù)主要為彎道和坡道。彎道代表動車組車輛運(yùn)行線路的水平曲線，坡道則反映了動車組車輛運(yùn)行的豎直曲線，這兩個參數(shù)影響動車組的空間位置，是動車組車輛曲線通過能力分析的基本輸入條件。

2.2 車輛參數(shù)

動車組車輛在設(shè)計(jì)過程中會確定車輛的各個參數(shù)，這些參數(shù)是動車組車輛的基本數(shù)據(jù)，即車輛參數(shù)。其中，對動車組過曲線能力影響較大的是連掛車輛的結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括車輛的幾何尺寸和車輛編組的幾何數(shù)據(jù)。具體指車輛長度和寬度、車端距和車鉤中心距。車輛長度和寬度影響車端連接裝置的幾何尺寸和空間位置，車端距決定了貫通道的總長度，車鉤中心距即兩連掛車鉤轉(zhuǎn)動中心之間的最短距離。

2.3 轉(zhuǎn)向架參數(shù)

轉(zhuǎn)向架是動車組的行走部件，對車輛包括車端連接的幾何位置有著重要的影響。轉(zhuǎn)向參數(shù)指的是動車組轉(zhuǎn)向架的幾何數(shù)據(jù)，對動車組車輛曲線通過能力有影響的參數(shù)主要包括：轉(zhuǎn)向架中心距、轉(zhuǎn)向架一系和二系橫向位移、鋼軌內(nèi)側(cè)與輪緣外側(cè)全間隙、車輪新輪直徑和全磨耗直徑。這些參數(shù)與線路參數(shù)相結(jié)合，通過影響動車組車輛的空間位置進(jìn)而影響車端連接的曲線通過能力。

3 車端連接裝置過曲線分析

目前，動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力的分析方法有多種，如計(jì)算分析法、仿真模擬分析法等。本文以馬來西亞動車組為例，運(yùn)用CAD仿真模擬分析的方法對動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力進(jìn)行分析和校核。

3.1 輸入?yún)?shù)

3.2 車輛運(yùn)動位置分析

動車組車輛車端連接曲線通過能力分析首先要對車輛的運(yùn)動位置進(jìn)行模擬分析，考慮車輛的各種困難工況。馬來西亞動車組項(xiàng)目側(cè)線和站場困難曲線為80mm，正線最小曲線半徑為160m，最大坡道（豎曲線）為1.25%?，F(xiàn)分別對車輛通過以上曲線工況進(jìn)行分析。

3.2.4 貫通道曲線通過能力分析。貫通道曲線通過能力同樣需要根據(jù)車輛的運(yùn)動位置圖進(jìn)行分析，貫通道部件要適應(yīng)車輛的各種運(yùn)動工況，通過模擬貫通道的運(yùn)動工況，檢查貫通道各部件不應(yīng)存在干涉、拉脫等現(xiàn)象，貫通道應(yīng)自如地滿足各種工況的要求。

馬來西亞動車組貫通道不帶有內(nèi)飾結(jié)構(gòu)，因此這里并沒有對此進(jìn)行分析。對于帶有內(nèi)飾結(jié)構(gòu)的貫通道，則需要考慮到內(nèi)飾結(jié)構(gòu)在車輛通過曲線時，是否會發(fā)生干涉、產(chǎn)生縫隙等情況，如側(cè)護(hù)板、頂板移動時是否會干涉或拉脫，渡板抬升和下降時是否會干涉或產(chǎn)生縫隙。分析方法與折棚類似，根據(jù)車輛在困難工況的運(yùn)動位置進(jìn)行模擬分析。

4 結(jié)語

由于模擬計(jì)算與實(shí)際工況存在一定誤差，所以，車端連接裝置在裝車后仍然需要進(jìn)行各種工況的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。馬來西亞動車組車端連接裝置順利通過了曲線通過能力測試實(shí)驗(yàn)，車輛上線運(yùn)營后，車端連接裝置通過了各種復(fù)雜線路及運(yùn)營工況考核和驗(yàn)證。由此可以看出，本文采用的CAD模擬分析方法結(jié)果比較準(zhǔn)確，具有較好的實(shí)際指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾青中，韓增盛.城市軌道交通車輛（第二版）

[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2009.

[2] 單巍，李瑞淳.連掛車輛通過曲線的設(shè)計(jì)、校核計(jì)算[J].

[3] 黃皖初.車輛幾何曲線通過的理論分析[J].鐵道車輛.

[4] 城市軌道交通車輛貫通道技術(shù)條件（CJ/T353-2010）[S].

[5] M.A.Oзepob，等.連掛車輛通過曲線區(qū)段的校核.[J].鐵道譯叢.

作者簡介：張坤（1985—），男，湖北漢川人，供職于南車株洲電力機(jī)車有限公司技術(shù)中心，研究生。

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