地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移分析

陳仁才

摘 要：伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，也相應(yīng)的促進(jìn)了我國(guó)地鐵行業(yè)的發(fā)展，本文主要針對(duì)于地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移進(jìn)行了具體的分析和研究，希望通過本文的探討，能夠?yàn)橄嚓P(guān)方面的研究提供理論性的參考。

關(guān)鍵詞：地鐵 車輛 軸重轉(zhuǎn)移

中圖分類號(hào)：U264.+47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（a）-0108-02

在對(duì)地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移分析的過程中，需要對(duì)地鐵轉(zhuǎn)向架的組成及其作用了解，并且對(duì)地鐵車輛的運(yùn)行供電方式進(jìn)行研究，才能夠?qū)Φ罔F車輛軸重轉(zhuǎn)移研究的具體和細(xì)致，下面進(jìn)行具體的探討。

1 地鐵轉(zhuǎn)向架的組成及其作用

1.1 地鐵轉(zhuǎn)向架的組成

地鐵在我國(guó)很多城市用以投入使用，為人們的生活、工作帶來更方便的交通，而且交通速度之快為人們節(jié)省更多的路途時(shí)間。地鐵轉(zhuǎn)向架是地鐵的重要組成部分，轉(zhuǎn)向架主要由集中結(jié)構(gòu)組成：構(gòu)架（如圖1中序號(hào)1所示）、系懸掛裝置（2）、二系懸掛裝置（3）、牽引裝置（4）、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置（5）、齒輪減速箱（6）、聯(lián)軸節(jié)（7）、牽引電動(dòng)機(jī)（8）等。

1.2 地鐵轉(zhuǎn)向架的作用

轉(zhuǎn)向架對(duì)車輛行駛中不平順的線路有著緩和對(duì)車輛沖擊的作用，為車輛運(yùn)行提供更好的安全性以及平穩(wěn)性；利用車輛下面的輪軌之間的黏貼作用，對(duì)車輛牽引力和制動(dòng)力起到傳遞的作用；將車體與輪軌之間的載荷進(jìn)行傳遞，實(shí)現(xiàn)將車輛軸重的載荷平均分配，主要起到支撐車體的作用[1]?？傮w來說，是實(shí)現(xiàn)車輛軸重轉(zhuǎn)移的效果，對(duì)車輛在直線上有著較好的穩(wěn)定性以及在曲線有著較好的通過能力，對(duì)車輛運(yùn)行的安全、穩(wěn)定有著重大的作用。

2 地鐵車輛運(yùn)行供電方式以及牽引電動(dòng)機(jī)的作用力

2.1 地鐵車輛運(yùn)行的供電方式

牽引電動(dòng)機(jī)是地鐵車輛的主要組成結(jié)構(gòu)，也是牽動(dòng)地鐵車輛運(yùn)行的主要部件，通過通電工作來帶動(dòng)地鐵車輛的運(yùn)行，在地鐵車輛運(yùn)行中的供電方式主要分為兩種[2]。三軌供電方式，顧名思義是采用第三條軌道對(duì)車輛進(jìn)行供電，正常地鐵車輛運(yùn)行只需兩條軌道線路的支撐，而第三條軌道線路可以應(yīng)用在兩輛軌道線路之外或之間的位置，通過車輛的受電靴來傳輸電能實(shí)現(xiàn)為車輛供電的作用；觸網(wǎng)供電方式，有很多城市的公交車采用的是受電弓受電的方式來實(shí)現(xiàn)為車輛供電，地鐵觸網(wǎng)供電方式也類似這種供電方式，同樣也是通過受電弓接觸布置的輸電網(wǎng)來完成地鐵車輛的供電，不同的是地鐵車輛供電的電壓要小很多。

2.2 地鐵車輛運(yùn)行牽引電動(dòng)機(jī)的作用力

根據(jù)對(duì)地鐵車輛運(yùn)行的情況，大致可將牽引電動(dòng)機(jī)的作用力分為兩種形式。輪對(duì)前置時(shí)，N1作用在輪對(duì)，并且，在N1的作用力下輪對(duì)產(chǎn)生一個(gè)與N1相等的反向力矩N1作用在牽引機(jī)的齒輪箱上，同時(shí)，作用在小輪上的力矩為N2，且N2與N1作用力的方向是相同的，如設(shè)齒輪箱的減速比為r的話，那么N2=N1/r=N1/r，可得作用在齒輪箱上的總力矩N為：

N=N1+N2=（1+r）N2（如圖2所示）

地鐵車輛運(yùn)行中，輪對(duì)需要兩個(gè)支撐點(diǎn)也就是圖1中的Y1和Y2，輪對(duì)前置時(shí)產(chǎn)生的Y1是架上的作用力，是通過懸吊桿時(shí)施加給架構(gòu)的架上作用力，而Y2是輪軸上的作用力，是為輪軸減輕荷載的作用力。

另外一種是輪對(duì)后置時(shí)的形式，作用在齒輪箱上的作用力與輪對(duì)前置形式的作用力相同，計(jì)算方式為：

N=N1+N2=（1+r）N2

而且作用力的方向與大小都相同，唯獨(dú)不同的是兩個(gè)支撐點(diǎn)的作用力與輪對(duì)前置時(shí)兩個(gè)支撐點(diǎn)的作用力相反，Y1是通過懸吊桿時(shí)施加在架構(gòu)的一個(gè)上頂?shù)淖饔昧Γ鳼2則是增加車軸荷載的作用力[3]。

3 地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移的計(jì)算方式

根據(jù)地鐵運(yùn)行情況的不同，軸重轉(zhuǎn)移的計(jì)算主要分為牽引機(jī)直接作用在列車的車軸上而產(chǎn)生的軸重變化、兩轉(zhuǎn)向架間軸重轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)向架內(nèi)部軸重轉(zhuǎn)移等三種軸重轉(zhuǎn)移的形式。前者的運(yùn)轉(zhuǎn)方式以及作用力在本文第二部分大致闡明，總的來說就是Y1使得車軸實(shí)現(xiàn)荷載的減輕和增加[4]。

3.1 兩轉(zhuǎn)向架間的軸重轉(zhuǎn)移

在地鐵車輛運(yùn)行的過程中，如果牽引力和阻力的高度不同，就會(huì)采用這種方式實(shí)現(xiàn)軸重轉(zhuǎn)移。該軸重轉(zhuǎn)移的基本原理是實(shí)現(xiàn)前面的轉(zhuǎn)向架荷載減輕，而后面的轉(zhuǎn)向架荷載增加，以此來實(shí)現(xiàn)軸重轉(zhuǎn)移的效果。

地鐵車輛運(yùn)行過程中，車體的受力情況主要由二系彈簧來對(duì)車體的作用力產(chǎn)生的變化量，圖3為車體具體受力原理圖（如圖3所示），根據(jù)輪對(duì)產(chǎn)生的力矩情況可算出二系彈簧對(duì)車體的變化量為：

M==（M為二系彈簧對(duì)車體的變化量）

在變化量M對(duì)車輛每個(gè)車軸產(chǎn)生的荷載變化如上述所說前面的轉(zhuǎn)向架軸1和軸2屬荷載減輕，其軸重轉(zhuǎn)移的變量值為M1，向后的轉(zhuǎn)向架軸3和軸4屬荷載增加，其軸重轉(zhuǎn)移的變量值為M2，且M1與M2變量值相等，其計(jì)算方式為：

M1=M2==

3.2 轉(zhuǎn)向架內(nèi)部的軸重轉(zhuǎn)移

與兩轉(zhuǎn)向架間的軸重轉(zhuǎn)移運(yùn)行的環(huán)境一樣，都是在車輛的牽引力和阻力不同的環(huán)境下計(jì)算的形式，但不同的是該模式是將減輕荷載和增加荷載作用在一個(gè)轉(zhuǎn)向架上，有轉(zhuǎn)向架內(nèi)部的前輪和后輪實(shí)現(xiàn)減載和增載的效果[5]。

在車輛運(yùn)行的過程中，牽引電動(dòng)機(jī)會(huì)對(duì)構(gòu)架形成作用力，分為牽引力和阻力。牽引力是作用在軸箱上，而阻力是作用在牽引梢上，設(shè)該過程的牽引力為N、阻力為N1，一系彈簧在支撐過程出現(xiàn)的反作用力為F，牽引電動(dòng)機(jī)的反作用力力矩為P，車輛齒輪箱懸吊桿軸重轉(zhuǎn)移時(shí)產(chǎn)生的作用力為Y。（如圖4所示）那么，根據(jù)力矩的平衡原理，可以推出構(gòu)架的作用力為：

=0 導(dǎo)出 P=—Y

通過圖4可以看出，該種軸重轉(zhuǎn)移計(jì)算的形式下，雖然前后轉(zhuǎn)向架的軸重轉(zhuǎn)移都分開計(jì)算，但是，前后轉(zhuǎn)向架的荷載轉(zhuǎn)移情況卻相同，前面的轉(zhuǎn)向架的1輪是對(duì)減輕荷載P，2輪是對(duì)增加荷載P；同樣，后面的轉(zhuǎn)向架的3輪是對(duì)減輕荷載P，4輪是增加荷載P。

通過上述對(duì)地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移分析可得，地鐵車輛的軸重轉(zhuǎn)移與車輛運(yùn)行中的牽動(dòng)力和制動(dòng)力有著直接的聯(lián)系，并且，根據(jù)牽動(dòng)力和制動(dòng)力作用在軸箱上的變量值可以推算出軸重轉(zhuǎn)移的荷載值。軸重轉(zhuǎn)移與牽引力和制動(dòng)力的變量值成正比，作用力大時(shí)轉(zhuǎn)移的荷載值也大，相反作用力小時(shí)轉(zhuǎn)移的荷載值也隨之變小，如果沒有發(fā)生作用力時(shí)則不會(huì)發(fā)生荷載值的轉(zhuǎn)移[6]。另外，從上述軸重轉(zhuǎn)移荷載值的計(jì)算公式可以得出，地鐵車輛的軸重轉(zhuǎn)移與車輛齒輪箱的減速比、軸距、力矩等有著直接的聯(lián)系。

4 結(jié)語

本文主要針對(duì)于地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移進(jìn)行了具體的分析和研究，通過本文的探討，我們了解到，在進(jìn)行地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移的研究中，需要根據(jù)實(shí)際情況，運(yùn)用有效的分析方法，進(jìn)而才能夠不斷的促進(jìn)地鐵車輛的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 王玨，李治.機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移的動(dòng)力學(xué)仿真[J].電力機(jī)車與城軌車輛，2011（2）.

[2] 吳安偉，羅赟.牽引裝置對(duì)3B0軸懸式機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移的影響[J].內(nèi)燃機(jī)車，2012（2）.

[3] 徐景秋，周書芹.車軸重轉(zhuǎn)移的電氣補(bǔ)償[J].機(jī)車電傳動(dòng)，2011（2）.

[4] 陳成元，肖開慶.空心軸架懸式機(jī)車的軸重轉(zhuǎn)移計(jì)算[J].鐵道學(xué)報(bào)，2012（S1）.

[5] 龔積球，陳惠良，張肅，等.車軸重轉(zhuǎn)移的試驗(yàn)研究[J].鐵道學(xué)報(bào)，2011（3）.

[6] 郭吉坦.軸重轉(zhuǎn)移和理想牽引高度計(jì)算的通用方程及程序?qū)崿F(xiàn)[J].大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（2）.endprint

摘 要：伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，也相應(yīng)的促進(jìn)了我國(guó)地鐵行業(yè)的發(fā)展，本文主要針對(duì)于地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移進(jìn)行了具體的分析和研究，希望通過本文的探討，能夠?yàn)橄嚓P(guān)方面的研究提供理論性的參考。

關(guān)鍵詞：地鐵 車輛 軸重轉(zhuǎn)移

中圖分類號(hào)：U264.+47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（a）-0108-02

在對(duì)地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移分析的過程中，需要對(duì)地鐵轉(zhuǎn)向架的組成及其作用了解，并且對(duì)地鐵車輛的運(yùn)行供電方式進(jìn)行研究，才能夠?qū)Φ罔F車輛軸重轉(zhuǎn)移研究的具體和細(xì)致，下面進(jìn)行具體的探討。

1 地鐵轉(zhuǎn)向架的組成及其作用

1.1 地鐵轉(zhuǎn)向架的組成

地鐵在我國(guó)很多城市用以投入使用，為人們的生活、工作帶來更方便的交通，而且交通速度之快為人們節(jié)省更多的路途時(shí)間。地鐵轉(zhuǎn)向架是地鐵的重要組成部分，轉(zhuǎn)向架主要由集中結(jié)構(gòu)組成：構(gòu)架（如圖1中序號(hào)1所示）、系懸掛裝置（2）、二系懸掛裝置（3）、牽引裝置（4）、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置（5）、齒輪減速箱（6）、聯(lián)軸節(jié)（7）、牽引電動(dòng)機(jī)（8）等。

1.2 地鐵轉(zhuǎn)向架的作用

轉(zhuǎn)向架對(duì)車輛行駛中不平順的線路有著緩和對(duì)車輛沖擊的作用，為車輛運(yùn)行提供更好的安全性以及平穩(wěn)性；利用車輛下面的輪軌之間的黏貼作用，對(duì)車輛牽引力和制動(dòng)力起到傳遞的作用；將車體與輪軌之間的載荷進(jìn)行傳遞，實(shí)現(xiàn)將車輛軸重的載荷平均分配，主要起到支撐車體的作用[1]?？傮w來說，是實(shí)現(xiàn)車輛軸重轉(zhuǎn)移的效果，對(duì)車輛在直線上有著較好的穩(wěn)定性以及在曲線有著較好的通過能力，對(duì)車輛運(yùn)行的安全、穩(wěn)定有著重大的作用。

2 地鐵車輛運(yùn)行供電方式以及牽引電動(dòng)機(jī)的作用力

2.1 地鐵車輛運(yùn)行的供電方式

牽引電動(dòng)機(jī)是地鐵車輛的主要組成結(jié)構(gòu)，也是牽動(dòng)地鐵車輛運(yùn)行的主要部件，通過通電工作來帶動(dòng)地鐵車輛的運(yùn)行，在地鐵車輛運(yùn)行中的供電方式主要分為兩種[2]。三軌供電方式，顧名思義是采用第三條軌道對(duì)車輛進(jìn)行供電，正常地鐵車輛運(yùn)行只需兩條軌道線路的支撐，而第三條軌道線路可以應(yīng)用在兩輛軌道線路之外或之間的位置，通過車輛的受電靴來傳輸電能實(shí)現(xiàn)為車輛供電的作用；觸網(wǎng)供電方式，有很多城市的公交車采用的是受電弓受電的方式來實(shí)現(xiàn)為車輛供電，地鐵觸網(wǎng)供電方式也類似這種供電方式，同樣也是通過受電弓接觸布置的輸電網(wǎng)來完成地鐵車輛的供電，不同的是地鐵車輛供電的電壓要小很多。

2.2 地鐵車輛運(yùn)行牽引電動(dòng)機(jī)的作用力

根據(jù)對(duì)地鐵車輛運(yùn)行的情況，大致可將牽引電動(dòng)機(jī)的作用力分為兩種形式。輪對(duì)前置時(shí)，N1作用在輪對(duì)，并且，在N1的作用力下輪對(duì)產(chǎn)生一個(gè)與N1相等的反向力矩N1作用在牽引機(jī)的齒輪箱上，同時(shí)，作用在小輪上的力矩為N2，且N2與N1作用力的方向是相同的，如設(shè)齒輪箱的減速比為r的話，那么N2=N1/r=N1/r，可得作用在齒輪箱上的總力矩N為：

N=N1+N2=（1+r）N2（如圖2所示）

地鐵車輛運(yùn)行中，輪對(duì)需要兩個(gè)支撐點(diǎn)也就是圖1中的Y1和Y2，輪對(duì)前置時(shí)產(chǎn)生的Y1是架上的作用力，是通過懸吊桿時(shí)施加給架構(gòu)的架上作用力，而Y2是輪軸上的作用力，是為輪軸減輕荷載的作用力。

另外一種是輪對(duì)后置時(shí)的形式，作用在齒輪箱上的作用力與輪對(duì)前置形式的作用力相同，計(jì)算方式為：

N=N1+N2=（1+r）N2

而且作用力的方向與大小都相同，唯獨(dú)不同的是兩個(gè)支撐點(diǎn)的作用力與輪對(duì)前置時(shí)兩個(gè)支撐點(diǎn)的作用力相反，Y1是通過懸吊桿時(shí)施加在架構(gòu)的一個(gè)上頂?shù)淖饔昧?，而Y2則是增加車軸荷載的作用力[3]。

3 地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移的計(jì)算方式

根據(jù)地鐵運(yùn)行情況的不同，軸重轉(zhuǎn)移的計(jì)算主要分為牽引機(jī)直接作用在列車的車軸上而產(chǎn)生的軸重變化、兩轉(zhuǎn)向架間軸重轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)向架內(nèi)部軸重轉(zhuǎn)移等三種軸重轉(zhuǎn)移的形式。前者的運(yùn)轉(zhuǎn)方式以及作用力在本文第二部分大致闡明，總的來說就是Y1使得車軸實(shí)現(xiàn)荷載的減輕和增加[4]。

3.1 兩轉(zhuǎn)向架間的軸重轉(zhuǎn)移

在地鐵車輛運(yùn)行的過程中，如果牽引力和阻力的高度不同，就會(huì)采用這種方式實(shí)現(xiàn)軸重轉(zhuǎn)移。該軸重轉(zhuǎn)移的基本原理是實(shí)現(xiàn)前面的轉(zhuǎn)向架荷載減輕，而后面的轉(zhuǎn)向架荷載增加，以此來實(shí)現(xiàn)軸重轉(zhuǎn)移的效果。

地鐵車輛運(yùn)行過程中，車體的受力情況主要由二系彈簧來對(duì)車體的作用力產(chǎn)生的變化量，圖3為車體具體受力原理圖（如圖3所示），根據(jù)輪對(duì)產(chǎn)生的力矩情況可算出二系彈簧對(duì)車體的變化量為：

M==（M為二系彈簧對(duì)車體的變化量）

在變化量M對(duì)車輛每個(gè)車軸產(chǎn)生的荷載變化如上述所說前面的轉(zhuǎn)向架軸1和軸2屬荷載減輕，其軸重轉(zhuǎn)移的變量值為M1，向后的轉(zhuǎn)向架軸3和軸4屬荷載增加，其軸重轉(zhuǎn)移的變量值為M2，且M1與M2變量值相等，其計(jì)算方式為：

M1=M2==

3.2 轉(zhuǎn)向架內(nèi)部的軸重轉(zhuǎn)移

與兩轉(zhuǎn)向架間的軸重轉(zhuǎn)移運(yùn)行的環(huán)境一樣，都是在車輛的牽引力和阻力不同的環(huán)境下計(jì)算的形式，但不同的是該模式是將減輕荷載和增加荷載作用在一個(gè)轉(zhuǎn)向架上，有轉(zhuǎn)向架內(nèi)部的前輪和后輪實(shí)現(xiàn)減載和增載的效果[5]。

在車輛運(yùn)行的過程中，牽引電動(dòng)機(jī)會(huì)對(duì)構(gòu)架形成作用力，分為牽引力和阻力。牽引力是作用在軸箱上，而阻力是作用在牽引梢上，設(shè)該過程的牽引力為N、阻力為N1，一系彈簧在支撐過程出現(xiàn)的反作用力為F，牽引電動(dòng)機(jī)的反作用力力矩為P，車輛齒輪箱懸吊桿軸重轉(zhuǎn)移時(shí)產(chǎn)生的作用力為Y。（如圖4所示）那么，根據(jù)力矩的平衡原理，可以推出構(gòu)架的作用力為：

=0 導(dǎo)出 P=—Y

通過圖4可以看出，該種軸重轉(zhuǎn)移計(jì)算的形式下，雖然前后轉(zhuǎn)向架的軸重轉(zhuǎn)移都分開計(jì)算，但是，前后轉(zhuǎn)向架的荷載轉(zhuǎn)移情況卻相同，前面的轉(zhuǎn)向架的1輪是對(duì)減輕荷載P，2輪是對(duì)增加荷載P；同樣，后面的轉(zhuǎn)向架的3輪是對(duì)減輕荷載P，4輪是增加荷載P。

通過上述對(duì)地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移分析可得，地鐵車輛的軸重轉(zhuǎn)移與車輛運(yùn)行中的牽動(dòng)力和制動(dòng)力有著直接的聯(lián)系，并且，根據(jù)牽動(dòng)力和制動(dòng)力作用在軸箱上的變量值可以推算出軸重轉(zhuǎn)移的荷載值。軸重轉(zhuǎn)移與牽引力和制動(dòng)力的變量值成正比，作用力大時(shí)轉(zhuǎn)移的荷載值也大，相反作用力小時(shí)轉(zhuǎn)移的荷載值也隨之變小，如果沒有發(fā)生作用力時(shí)則不會(huì)發(fā)生荷載值的轉(zhuǎn)移[6]。另外，從上述軸重轉(zhuǎn)移荷載值的計(jì)算公式可以得出，地鐵車輛的軸重轉(zhuǎn)移與車輛齒輪箱的減速比、軸距、力矩等有著直接的聯(lián)系。

4 結(jié)語

本文主要針對(duì)于地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移進(jìn)行了具體的分析和研究，通過本文的探討，我們了解到，在進(jìn)行地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移的研究中，需要根據(jù)實(shí)際情況，運(yùn)用有效的分析方法，進(jìn)而才能夠不斷的促進(jìn)地鐵車輛的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 王玨，李治.機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移的動(dòng)力學(xué)仿真[J].電力機(jī)車與城軌車輛，2011（2）.

[2] 吳安偉，羅赟.牽引裝置對(duì)3B0軸懸式機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移的影響[J].內(nèi)燃機(jī)車，2012（2）.

[3] 徐景秋，周書芹.車軸重轉(zhuǎn)移的電氣補(bǔ)償[J].機(jī)車電傳動(dòng)，2011（2）.

[4] 陳成元，肖開慶.空心軸架懸式機(jī)車的軸重轉(zhuǎn)移計(jì)算[J].鐵道學(xué)報(bào)，2012（S1）.

[5] 龔積球，陳惠良，張肅，等.車軸重轉(zhuǎn)移的試驗(yàn)研究[J].鐵道學(xué)報(bào)，2011（3）.

[6] 郭吉坦.軸重轉(zhuǎn)移和理想牽引高度計(jì)算的通用方程及程序?qū)崿F(xiàn)[J].大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（2）.endprint

摘 要：伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，也相應(yīng)的促進(jìn)了我國(guó)地鐵行業(yè)的發(fā)展，本文主要針對(duì)于地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移進(jìn)行了具體的分析和研究，希望通過本文的探討，能夠?yàn)橄嚓P(guān)方面的研究提供理論性的參考。

關(guān)鍵詞：地鐵 車輛 軸重轉(zhuǎn)移

中圖分類號(hào)：U264.+47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（a）-0108-02

在對(duì)地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移分析的過程中，需要對(duì)地鐵轉(zhuǎn)向架的組成及其作用了解，并且對(duì)地鐵車輛的運(yùn)行供電方式進(jìn)行研究，才能夠?qū)Φ罔F車輛軸重轉(zhuǎn)移研究的具體和細(xì)致，下面進(jìn)行具體的探討。

1 地鐵轉(zhuǎn)向架的組成及其作用

1.1 地鐵轉(zhuǎn)向架的組成

地鐵在我國(guó)很多城市用以投入使用，為人們的生活、工作帶來更方便的交通，而且交通速度之快為人們節(jié)省更多的路途時(shí)間。地鐵轉(zhuǎn)向架是地鐵的重要組成部分，轉(zhuǎn)向架主要由集中結(jié)構(gòu)組成：構(gòu)架（如圖1中序號(hào)1所示）、系懸掛裝置（2）、二系懸掛裝置（3）、牽引裝置（4）、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置（5）、齒輪減速箱（6）、聯(lián)軸節(jié)（7）、牽引電動(dòng)機(jī)（8）等。

1.2 地鐵轉(zhuǎn)向架的作用

轉(zhuǎn)向架對(duì)車輛行駛中不平順的線路有著緩和對(duì)車輛沖擊的作用，為車輛運(yùn)行提供更好的安全性以及平穩(wěn)性；利用車輛下面的輪軌之間的黏貼作用，對(duì)車輛牽引力和制動(dòng)力起到傳遞的作用；將車體與輪軌之間的載荷進(jìn)行傳遞，實(shí)現(xiàn)將車輛軸重的載荷平均分配，主要起到支撐車體的作用[1]?？傮w來說，是實(shí)現(xiàn)車輛軸重轉(zhuǎn)移的效果，對(duì)車輛在直線上有著較好的穩(wěn)定性以及在曲線有著較好的通過能力，對(duì)車輛運(yùn)行的安全、穩(wěn)定有著重大的作用。

2 地鐵車輛運(yùn)行供電方式以及牽引電動(dòng)機(jī)的作用力

2.1 地鐵車輛運(yùn)行的供電方式

牽引電動(dòng)機(jī)是地鐵車輛的主要組成結(jié)構(gòu)，也是牽動(dòng)地鐵車輛運(yùn)行的主要部件，通過通電工作來帶動(dòng)地鐵車輛的運(yùn)行，在地鐵車輛運(yùn)行中的供電方式主要分為兩種[2]。三軌供電方式，顧名思義是采用第三條軌道對(duì)車輛進(jìn)行供電，正常地鐵車輛運(yùn)行只需兩條軌道線路的支撐，而第三條軌道線路可以應(yīng)用在兩輛軌道線路之外或之間的位置，通過車輛的受電靴來傳輸電能實(shí)現(xiàn)為車輛供電的作用；觸網(wǎng)供電方式，有很多城市的公交車采用的是受電弓受電的方式來實(shí)現(xiàn)為車輛供電，地鐵觸網(wǎng)供電方式也類似這種供電方式，同樣也是通過受電弓接觸布置的輸電網(wǎng)來完成地鐵車輛的供電，不同的是地鐵車輛供電的電壓要小很多。

2.2 地鐵車輛運(yùn)行牽引電動(dòng)機(jī)的作用力

根據(jù)對(duì)地鐵車輛運(yùn)行的情況，大致可將牽引電動(dòng)機(jī)的作用力分為兩種形式。輪對(duì)前置時(shí)，N1作用在輪對(duì)，并且，在N1的作用力下輪對(duì)產(chǎn)生一個(gè)與N1相等的反向力矩N1作用在牽引機(jī)的齒輪箱上，同時(shí)，作用在小輪上的力矩為N2，且N2與N1作用力的方向是相同的，如設(shè)齒輪箱的減速比為r的話，那么N2=N1/r=N1/r，可得作用在齒輪箱上的總力矩N為：

N=N1+N2=（1+r）N2（如圖2所示）

地鐵車輛運(yùn)行中，輪對(duì)需要兩個(gè)支撐點(diǎn)也就是圖1中的Y1和Y2，輪對(duì)前置時(shí)產(chǎn)生的Y1是架上的作用力，是通過懸吊桿時(shí)施加給架構(gòu)的架上作用力，而Y2是輪軸上的作用力，是為輪軸減輕荷載的作用力。

另外一種是輪對(duì)后置時(shí)的形式，作用在齒輪箱上的作用力與輪對(duì)前置形式的作用力相同，計(jì)算方式為：

N=N1+N2=（1+r）N2

而且作用力的方向與大小都相同，唯獨(dú)不同的是兩個(gè)支撐點(diǎn)的作用力與輪對(duì)前置時(shí)兩個(gè)支撐點(diǎn)的作用力相反，Y1是通過懸吊桿時(shí)施加在架構(gòu)的一個(gè)上頂?shù)淖饔昧?，而Y2則是增加車軸荷載的作用力[3]。

3 地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移的計(jì)算方式

根據(jù)地鐵運(yùn)行情況的不同，軸重轉(zhuǎn)移的計(jì)算主要分為牽引機(jī)直接作用在列車的車軸上而產(chǎn)生的軸重變化、兩轉(zhuǎn)向架間軸重轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)向架內(nèi)部軸重轉(zhuǎn)移等三種軸重轉(zhuǎn)移的形式。前者的運(yùn)轉(zhuǎn)方式以及作用力在本文第二部分大致闡明，總的來說就是Y1使得車軸實(shí)現(xiàn)荷載的減輕和增加[4]。

3.1 兩轉(zhuǎn)向架間的軸重轉(zhuǎn)移

在地鐵車輛運(yùn)行的過程中，如果牽引力和阻力的高度不同，就會(huì)采用這種方式實(shí)現(xiàn)軸重轉(zhuǎn)移。該軸重轉(zhuǎn)移的基本原理是實(shí)現(xiàn)前面的轉(zhuǎn)向架荷載減輕，而后面的轉(zhuǎn)向架荷載增加，以此來實(shí)現(xiàn)軸重轉(zhuǎn)移的效果。

地鐵車輛運(yùn)行過程中，車體的受力情況主要由二系彈簧來對(duì)車體的作用力產(chǎn)生的變化量，圖3為車體具體受力原理圖（如圖3所示），根據(jù)輪對(duì)產(chǎn)生的力矩情況可算出二系彈簧對(duì)車體的變化量為：

M==（M為二系彈簧對(duì)車體的變化量）

在變化量M對(duì)車輛每個(gè)車軸產(chǎn)生的荷載變化如上述所說前面的轉(zhuǎn)向架軸1和軸2屬荷載減輕，其軸重轉(zhuǎn)移的變量值為M1，向后的轉(zhuǎn)向架軸3和軸4屬荷載增加，其軸重轉(zhuǎn)移的變量值為M2，且M1與M2變量值相等，其計(jì)算方式為：

M1=M2==

3.2 轉(zhuǎn)向架內(nèi)部的軸重轉(zhuǎn)移

與兩轉(zhuǎn)向架間的軸重轉(zhuǎn)移運(yùn)行的環(huán)境一樣，都是在車輛的牽引力和阻力不同的環(huán)境下計(jì)算的形式，但不同的是該模式是將減輕荷載和增加荷載作用在一個(gè)轉(zhuǎn)向架上，有轉(zhuǎn)向架內(nèi)部的前輪和后輪實(shí)現(xiàn)減載和增載的效果[5]。

在車輛運(yùn)行的過程中，牽引電動(dòng)機(jī)會(huì)對(duì)構(gòu)架形成作用力，分為牽引力和阻力。牽引力是作用在軸箱上，而阻力是作用在牽引梢上，設(shè)該過程的牽引力為N、阻力為N1，一系彈簧在支撐過程出現(xiàn)的反作用力為F，牽引電動(dòng)機(jī)的反作用力力矩為P，車輛齒輪箱懸吊桿軸重轉(zhuǎn)移時(shí)產(chǎn)生的作用力為Y。（如圖4所示）那么，根據(jù)力矩的平衡原理，可以推出構(gòu)架的作用力為：

=0 導(dǎo)出 P=—Y

通過圖4可以看出，該種軸重轉(zhuǎn)移計(jì)算的形式下，雖然前后轉(zhuǎn)向架的軸重轉(zhuǎn)移都分開計(jì)算，但是，前后轉(zhuǎn)向架的荷載轉(zhuǎn)移情況卻相同，前面的轉(zhuǎn)向架的1輪是對(duì)減輕荷載P，2輪是對(duì)增加荷載P；同樣，后面的轉(zhuǎn)向架的3輪是對(duì)減輕荷載P，4輪是增加荷載P。

通過上述對(duì)地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移分析可得，地鐵車輛的軸重轉(zhuǎn)移與車輛運(yùn)行中的牽動(dòng)力和制動(dòng)力有著直接的聯(lián)系，并且，根據(jù)牽動(dòng)力和制動(dòng)力作用在軸箱上的變量值可以推算出軸重轉(zhuǎn)移的荷載值。軸重轉(zhuǎn)移與牽引力和制動(dòng)力的變量值成正比，作用力大時(shí)轉(zhuǎn)移的荷載值也大，相反作用力小時(shí)轉(zhuǎn)移的荷載值也隨之變小，如果沒有發(fā)生作用力時(shí)則不會(huì)發(fā)生荷載值的轉(zhuǎn)移[6]。另外，從上述軸重轉(zhuǎn)移荷載值的計(jì)算公式可以得出，地鐵車輛的軸重轉(zhuǎn)移與車輛齒輪箱的減速比、軸距、力矩等有著直接的聯(lián)系。

4 結(jié)語

本文主要針對(duì)于地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移進(jìn)行了具體的分析和研究，通過本文的探討，我們了解到，在進(jìn)行地鐵車輛軸重轉(zhuǎn)移的研究中，需要根據(jù)實(shí)際情況，運(yùn)用有效的分析方法，進(jìn)而才能夠不斷的促進(jìn)地鐵車輛的正常運(yùn)行。

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