動(dòng)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(dòng)車為例對象，介紹了一種通過CAD模擬動(dòng)車組車輛在困難工況的運(yùn)動(dòng)位置來分析了車端連接裝置曲線通過能力的方法。動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)車組車輛曲線通過能力分析中一個(gè)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(dòng)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(dòng)車組車輛、減緩列車的縱向沖動(dòng)（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(dòng)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(dòng)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(dòng)，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(dòng)車組為例，對動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)車組車輛運(yùn)行線路的水平曲線，坡道則反映了動(dòng)車組車輛運(yùn)行的豎直曲線，這兩個(gè)參數(shù)影響動(dòng)車組的空間位置，是動(dòng)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(dòng)車組車輛在設(shè)計(jì)過程中會確定車輛的各個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)是動(dòng)車組車輛的基本數(shù)據(jù)，即車輛參數(shù)。其中，對動(dòng)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(dòng)中心之間的最短距離。

2.3 轉(zhuǎn)向架參數(shù)

轉(zhuǎn)向架是動(dòng)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(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的幾何數(shù)據(jù)，對動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)車組為例，運(yùn)用CAD仿真模擬分析的方法對動(dòng)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)

馬來西亞動(dòng)車組是南車株洲電力機(jī)車有限公司自主研制的城際動(dòng)車組，采用4動(dòng)2拖的編組方式，司機(jī)室端設(shè)有全自動(dòng)車鉤，車輛之間的車端連接裝置為分體式自支撐貫通道和半永久車鉤。

3.2 車輛運(yùn)動(dòng)位置分析

動(dòng)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(dòng)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(dòng)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。

3.2.2 豎直曲線上車輛運(yùn)動(dòng)位置分析。垂向分析需考慮豎曲線和轉(zhuǎn)向架彈簧的破損，輸入?yún)?shù)：1.25%坡道、轉(zhuǎn)向架一系簧止檔間隙34mm、轉(zhuǎn)向架二系簧破損影響：58.95mm。利用CAD模擬計(jì)算，考慮前一節(jié)車在坡道上，后一節(jié)車剛要進(jìn)入坡道，前一節(jié)車轉(zhuǎn)向架完好，后一節(jié)車轉(zhuǎn)向架彈簧破損。以上只列舉了幾種特殊的工況，在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，還需要考慮多種工況，如曲線入口和出口、S曲線及車輛側(cè)滾等。

3.2.3 車鉤曲線通過能力分析。車鉤的曲線通過能力需要根據(jù)車輛運(yùn)動(dòng)位置圖進(jìn)行分析，車鉤要滿足車輛的各種運(yùn)動(dòng)工況。通過模擬車輛的運(yùn)動(dòng)工況，檢查車鉤的水平和垂直擺角，要求車鉤模擬擺角不能超過最大擺角。馬來西亞動(dòng)車組車鉤最大水平擺角為±17°，最大豎直擺角為±4°。

（1）水平曲線上車鉤擺角分析：根據(jù)車輛在R80m和R160m曲線上的運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行分析，考慮到車輛通過水平曲線時(shí)，兩連掛的車鉤轉(zhuǎn)動(dòng)中心保持不變，車鉤長度會根據(jù)工況發(fā)生變化，考慮比較惡劣的工況：車鉤壓縮。車鉤壓縮量與其受力相關(guān)，可根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)取值，也可依據(jù)車鉤緩沖器受力與行程圖表取值，車鉤受力則可由牽引力與車輛自身重力估算。（2）豎直曲線上車鉤擺角分析：車輛通過豎直曲線時(shí)，分析方法與水平曲線的分析方法相似，根據(jù)車輛的運(yùn)動(dòng)位置并考慮到車鉤壓縮進(jìn)行分析。豎直曲線上車鉤擺角如圖6所示。

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(dòng)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(dòng)工況，通過模擬貫通道的運(yùn)動(dòng)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。

（1）水平曲線上貫通道通過能力分析：車輛通過水平曲線時(shí)，貫通道折棚左右兩側(cè)會分別產(chǎn)生拉伸和壓縮。馬來西亞動(dòng)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(shí)，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(dòng)時(shí)是否會干涉或拉脫，渡板抬升和下降時(shí)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(dòng)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(dòng)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。

（責(zé)任編輯：周加轉(zhuǎn)）endprint

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(dòng)車為例對象，介紹了一種通過CAD模擬動(dòng)車組車輛在困難工況的運(yùn)動(dòng)位置來分析了車端連接裝置曲線通過能力的方法。動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)車組車輛曲線通過能力分析中一個(gè)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(dòng)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(dòng)車組車輛、減緩列車的縱向沖動(dòng)（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(dòng)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(dòng)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(dòng)，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(dòng)車組為例，對動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)車組車輛運(yùn)行線路的水平曲線，坡道則反映了動(dòng)車組車輛運(yùn)行的豎直曲線，這兩個(gè)參數(shù)影響動(dòng)車組的空間位置，是動(dòng)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(dòng)車組車輛在設(shè)計(jì)過程中會確定車輛的各個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)是動(dòng)車組車輛的基本數(shù)據(jù)，即車輛參數(shù)。其中，對動(dòng)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(dòng)中心之間的最短距離。

2.3 轉(zhuǎn)向架參數(shù)

轉(zhuǎn)向架是動(dòng)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(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的幾何數(shù)據(jù)，對動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)車組為例，運(yùn)用CAD仿真模擬分析的方法對動(dòng)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)

馬來西亞動(dòng)車組是南車株洲電力機(jī)車有限公司自主研制的城際動(dòng)車組，采用4動(dòng)2拖的編組方式，司機(jī)室端設(shè)有全自動(dòng)車鉤，車輛之間的車端連接裝置為分體式自支撐貫通道和半永久車鉤。

3.2 車輛運(yùn)動(dòng)位置分析

動(dòng)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(dòng)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(dòng)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。

3.2.2 豎直曲線上車輛運(yùn)動(dòng)位置分析。垂向分析需考慮豎曲線和轉(zhuǎn)向架彈簧的破損，輸入?yún)?shù)：1.25%坡道、轉(zhuǎn)向架一系簧止檔間隙34mm、轉(zhuǎn)向架二系簧破損影響：58.95mm。利用CAD模擬計(jì)算，考慮前一節(jié)車在坡道上，后一節(jié)車剛要進(jìn)入坡道，前一節(jié)車轉(zhuǎn)向架完好，后一節(jié)車轉(zhuǎn)向架彈簧破損。以上只列舉了幾種特殊的工況，在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，還需要考慮多種工況，如曲線入口和出口、S曲線及車輛側(cè)滾等。

3.2.3 車鉤曲線通過能力分析。車鉤的曲線通過能力需要根據(jù)車輛運(yùn)動(dòng)位置圖進(jìn)行分析，車鉤要滿足車輛的各種運(yùn)動(dòng)工況。通過模擬車輛的運(yùn)動(dòng)工況，檢查車鉤的水平和垂直擺角，要求車鉤模擬擺角不能超過最大擺角。馬來西亞動(dòng)車組車鉤最大水平擺角為±17°，最大豎直擺角為±4°。

（1）水平曲線上車鉤擺角分析：根據(jù)車輛在R80m和R160m曲線上的運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行分析，考慮到車輛通過水平曲線時(shí)，兩連掛的車鉤轉(zhuǎn)動(dòng)中心保持不變，車鉤長度會根據(jù)工況發(fā)生變化，考慮比較惡劣的工況：車鉤壓縮。車鉤壓縮量與其受力相關(guān)，可根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)取值，也可依據(jù)車鉤緩沖器受力與行程圖表取值，車鉤受力則可由牽引力與車輛自身重力估算。（2）豎直曲線上車鉤擺角分析：車輛通過豎直曲線時(shí)，分析方法與水平曲線的分析方法相似，根據(jù)車輛的運(yùn)動(dòng)位置并考慮到車鉤壓縮進(jìn)行分析。豎直曲線上車鉤擺角如圖6所示。

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(dòng)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(dòng)工況，通過模擬貫通道的運(yùn)動(dòng)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。

（1）水平曲線上貫通道通過能力分析：車輛通過水平曲線時(shí)，貫通道折棚左右兩側(cè)會分別產(chǎn)生拉伸和壓縮。馬來西亞動(dòng)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(shí)，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(dòng)時(shí)是否會干涉或拉脫，渡板抬升和下降時(shí)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(dòng)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(dòng)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。

（責(zé)任編輯：周加轉(zhuǎn)）endprint

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(dòng)車為例對象，介紹了一種通過CAD模擬動(dòng)車組車輛在困難工況的運(yùn)動(dòng)位置來分析了車端連接裝置曲線通過能力的方法。動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)車組車輛曲線通過能力分析中一個(gè)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(dòng)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(dòng)車組車輛、減緩列車的縱向沖動(dòng)（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(dòng)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(dòng)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(dòng)，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(dòng)車組為例，對動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)車組車輛運(yùn)行線路的水平曲線，坡道則反映了動(dòng)車組車輛運(yùn)行的豎直曲線，這兩個(gè)參數(shù)影響動(dòng)車組的空間位置，是動(dòng)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(dòng)車組車輛在設(shè)計(jì)過程中會確定車輛的各個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)是動(dòng)車組車輛的基本數(shù)據(jù)，即車輛參數(shù)。其中，對動(dòng)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(dòng)中心之間的最短距離。

2.3 轉(zhuǎn)向架參數(shù)

轉(zhuǎn)向架是動(dòng)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(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的幾何數(shù)據(jù)，對動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)車組為例，運(yùn)用CAD仿真模擬分析的方法對動(dòng)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)

馬來西亞動(dòng)車組是南車株洲電力機(jī)車有限公司自主研制的城際動(dòng)車組，采用4動(dòng)2拖的編組方式，司機(jī)室端設(shè)有全自動(dòng)車鉤，車輛之間的車端連接裝置為分體式自支撐貫通道和半永久車鉤。

3.2 車輛運(yùn)動(dòng)位置分析

動(dòng)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(dòng)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(dòng)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。

3.2.2 豎直曲線上車輛運(yùn)動(dòng)位置分析。垂向分析需考慮豎曲線和轉(zhuǎn)向架彈簧的破損，輸入?yún)?shù)：1.25%坡道、轉(zhuǎn)向架一系簧止檔間隙34mm、轉(zhuǎn)向架二系簧破損影響：58.95mm。利用CAD模擬計(jì)算，考慮前一節(jié)車在坡道上，后一節(jié)車剛要進(jìn)入坡道，前一節(jié)車轉(zhuǎn)向架完好，后一節(jié)車轉(zhuǎn)向架彈簧破損。以上只列舉了幾種特殊的工況，在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，還需要考慮多種工況，如曲線入口和出口、S曲線及車輛側(cè)滾等。

3.2.3 車鉤曲線通過能力分析。車鉤的曲線通過能力需要根據(jù)車輛運(yùn)動(dòng)位置圖進(jìn)行分析，車鉤要滿足車輛的各種運(yùn)動(dòng)工況。通過模擬車輛的運(yùn)動(dòng)工況，檢查車鉤的水平和垂直擺角，要求車鉤模擬擺角不能超過最大擺角。馬來西亞動(dòng)車組車鉤最大水平擺角為±17°，最大豎直擺角為±4°。

（1）水平曲線上車鉤擺角分析：根據(jù)車輛在R80m和R160m曲線上的運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行分析，考慮到車輛通過水平曲線時(shí)，兩連掛的車鉤轉(zhuǎn)動(dòng)中心保持不變，車鉤長度會根據(jù)工況發(fā)生變化，考慮比較惡劣的工況：車鉤壓縮。車鉤壓縮量與其受力相關(guān)，可根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)取值，也可依據(jù)車鉤緩沖器受力與行程圖表取值，車鉤受力則可由牽引力與車輛自身重力估算。（2）豎直曲線上車鉤擺角分析：車輛通過豎直曲線時(shí)，分析方法與水平曲線的分析方法相似，根據(jù)車輛的運(yùn)動(dòng)位置并考慮到車鉤壓縮進(jìn)行分析。豎直曲線上車鉤擺角如圖6所示。

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(dòng)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(dòng)工況，通過模擬貫通道的運(yùn)動(dòng)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。

（1）水平曲線上貫通道通過能力分析：車輛通過水平曲線時(shí)，貫通道折棚左右兩側(cè)會分別產(chǎn)生拉伸和壓縮。馬來西亞動(dòng)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(shí)，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(dòng)時(shí)是否會干涉或拉脫，渡板抬升和下降時(shí)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(dòng)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(dòng)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。

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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。

（責(zé)任編輯：周加轉(zhuǎn)）endprint