曲线几何参数对货车转向架曲线通过性能的影响
单曲线弯道几何参数对小客车转向行为的影响
单曲线弯道几何参数对小客车转向行为的影响随着汽车的普及和交通拥堵的日益加重，车辆转弯行为控制的研究越来越重要。
单曲线弯道在城市和公路上广泛存在，对小客车的转向行为影响较大。
本文将探讨单曲线弯道的几何参数对小客车转向行为的影响。
一、单曲线弯道的基本形态和几何参数单曲线弯道是一种自然弯道，通常由圆曲线或缓和曲线组成。
在单曲线弯道中，车辆需要在一定的曲率半径内旋转车身，通过弯道达到转向的效果。
单曲线弯道的几何参数有五个基本的参数：设计速度v，曲率半径R，弯道夹角θ，平缓度K和坡度S。
这些几何参数对车辆的转向行为有着重要的影响。
其中，设计速度v是指设计该弯道时的建议行驶速度。
曲率半径R是指弯道的曲率，也就是弯道中心线的曲率半径。
弯道夹角θ是指弯道中心线的方向变化角度。
平缓度K是指弯道的平滑程度，也就是弯道中心线的平坦程度。
坡度S是指弯道所处位置的上下坡度差。
二、单曲线弯道几何参数对小客车转向行为的影响1.设计速度v设计速度的高低对小客车的转向行为具有重要影响。
一般地，设计速度越高，小客车在弯道中的侧向加速度越大，因此需要更大的转向角度和更高的前轮偏角。
如果车速超过设计速度，则车辆容易滑出弯道，造成交通事故。
相反，如果车速过低，则小客车需要更小的转向角度和更小的前轮偏角，导致转向难度增加。
2.曲率半径R曲率半径对小客车在单曲线弯道上的侧向加速度和转向角度有很大影响。
曲率半径越小，则小客车需要更高的侧向加速度和更大的转向角度，以便车辆能够在较短的时间内转向。
当曲率半径过小时，小客车在弯道中的侧向加速度可能会超过车辆的极限，导致车辆失控。
3.弯道夹角θ弯道夹角是指弯道中心线的方向变化角度。
弯道夹角对小客车的转向行为有着显著影响。
当弯道夹角增大时，小客车需要更大的转向角度，同时需要更大的侧向加速度，以保持在弯道中行驶。
如果弯道夹角过大，则需要小客车减速以降低侧向加速度，会导致行驶效率降低。
4.平缓度K平缓度K是指弯道的平滑程度，也就是弯道中心线的平坦程度。
曲线超高率对单轴转向架跨座式单轨车辆曲线通过性能的影响
曲线超高率对单轴转向架跨座式单轨车辆曲线通过性能的影响许亮【摘要】针对一种新型单轴转向架跨座式单轨车辆结构的曲线通过性,文章建立了"车-轮-轨"耦合动力学模型.研究不同曲线路面超高率来分析其对车辆动力学曲线通过性能的影响,通过分析仿真后的工况表数据变化得出满足车辆曲线通过性能最优化的超高率区间参数.研究结果表明:曲线超高率对车辆曲线通过性有着很大的影响;曲线超高率在6％～12％区间内增大,车辆的曲线通过性能变好;但曲线超高率超过12％时,运行阻力加大,轮胎磨耗加重,乘坐舒适性变差.因此在今后单轨列车运行线路建模时曲线超高率建议为10％～12％.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2018(015)016【总页数】3页(P117-119)【关键词】曲线超高率;跨座式单轨车辆;侧滚角;曲线通过性;抗脱轨稳定性【作者】许亮【作者单位】重庆交通大学机电与车辆工程学院,重庆 400074【正文语种】中文跨座式单轨车辆的轨道交通线路不同于地铁，其具有交通线路条件复杂，轨道梁模式多样的特点。
轨道走行线路超高率影响着乘坐舒适度与运行稳定性，国内对跨座式单轨车辆线路曲线超高值的研究少之甚少，很多国际标准也仅仅给出跨座式单轨车辆线路曲线超高率的大致范围。
铁道第三勘察设计院集团有限公司进行了高速铁路曲线超高设计的研究，国内《跨座式单轨交通车辆道岔结构及分析》书简述了曲线超高率确定的一般理论公式，日本《大阪结构设计指南》对轨道梁的超高和欠超高也给出了相应的标准范围。
1 轨道梁运行线路及曲线超高率为了平衡曲线路面上车辆的离心力，轨道梁走行轮行驶面设置了一定的超高。
乘客会由离心力的作用而向外倾斜产生疲劳感与不舒适感，因此需要在曲线轨道上设置一定的超高，曲线超高即确定缓和曲面长度及曲线间距值等参数。
轨道在设计过程中，采用直线、缓和曲线、和圆形曲线段的组合。
（1）直线阶段：跟踪直线段起点与终点的距离；无超高值。
曲线几何参数对车辆轮轨磨耗的影响
第２期（总第１７７期）２０１３年４月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．２Ａｐｒ．文章编号：１６７２－６４１３（２０１３）０２－００３３－０３曲线几何参数对车辆轮轨磨耗的影响魏家沛，李国芳（兰州交通大学，甘肃 兰州 ７３００７０）摘要：运用ＳＩＭＰＡＣＫ动力学软件，从曲线段线路设计出发，对曲线轨道上曲线半径、曲线超高及轨底坡对轮轨磨耗的影响进行仿真计算和分析。
结果表明：为降低轮轨磨耗及保证行车安全，应尽量减少小半径曲线；在规定范围内调整曲线超高可有效降低轮轨磨耗，但调整的过高或过低反而会增大磨耗；适当调整轨底坡可起到降低轮轨磨耗的作用，但效果不是太明显，且过大的轨底坡会加剧轮轨的磨耗。
关键词：轮轨磨耗；曲线通过；几何参数；动力学仿真中图分类号：Ｕ２６０．３３１ 文献标识码：Ａ收稿日期：２０１２－１１－０５；修回日期：２０１２－１１－２５作者简介：魏家沛（１９８４－），男，甘肃兰州人，在读硕士研究生，研究方向：车辆系统动力学。
０ 引言随着中国高速铁路的发展，高速列车的动力学问题日渐突出。
尤其是车辆过曲线时，轮轨间的作用力及磨耗也相应增加，对车辆的安全性和经济性造成了一定的影响。
影响轮轨磨耗的因素有很多，主要有曲线半径、曲线超高、轨底坡等。
基于此，本文从这几个主要方面对曲线上轮轨的磨耗情况进行了仿真分析。
１ 研究方法及评价指标本文利用多刚体动力学软件ＳＩＭＰＡＣＫ对装有ＣＷ－２００ｋ型转向架的２５Ｔ型客车进行相关仿真计算。
ＳＩＭＰＡＣＫ中的车辆模型如图１所示。
图１ ＳＩＭＰＡＣＫ中的车辆模型由于车轮踏面外形是轮轨系统的关键因素之一，轮轨接触关系对轮轨磨耗有很大影响，而ＳＩＭＰＡＣＫ中轮轨型面为欧洲标准。
我国铁路一般使用ＬＭ磨耗型踏面，为了使ＣＷ－２００ｋ型转向架模型仿真符合我国铁路实情，通过文件导入ＬＭ磨耗型车轮踏面参数。
轮轨磨耗机理十分复杂，国内外尚无公认的评定标准。
对铁路货车转向架运行性能分析
对铁路货车转向架运行性能分析摘要转向架是铁路货车速度和性能的关键部件之一。
随着交通运输业的飞速发展，对铁路货车提出了更高要求，而作为直接影响铁路货车的高速和重载的重要部件，也不可避免的被人们寄予厚望。
由于近几年车辆系统动力学和轮轨关系等理论的完善，转向架在结构和性能方面得到了改善，为了进一步优化转向架，必须对转向架的运行情况深入了解，由于铁路货车直线运行条件下的情况比较简单，本文重点分析讨论铁路货车在曲线通过时转向架的运行性能。
关键词铁路运输；铁路货车；转向架1 关于铁路货车转向架简介1.1 铁路机车转向架的任务现代机车的行走部基本都采取转向架的形式，铁路货车转向架的任务有：1）转向架主要用来承受车架以上各个部分的重量，包括：动力装置、车架、辅助装置和车体等；2）转向架可以缓和路线不平整、不顺畅对机车造成的冲击，保证机车具有较好的平稳性；3）转向架用来保证必要的黏着，把车轮与导轨接触处产生的轮周牵引力传递给车钩、车架，牵引机车前进；4）为了使机车在规定的制动距离内停车，转向架应该产生一定的制动力；5）转向架还要保证机车可以顺利的通过曲线。
1.2 铁路机车转向架的组成铁路机车转向架主要由以下几部分组成：1）构架：转向架的骨架是架构，主要用来承受、传递水平力和垂直力；2）弹簧装置：弹簧装置可以缓和不平整合、不顺畅的路线对机车造成的冲击，保证机车平稳运行；3）车体与转向架的连接装置：用来传递转向架和车体之间的水平力和垂向力，当机车通过曲线时转向架能相对于车体回转。
当机车速度较高时，在转向架和机车之间还设置了横动装置，使车体在水平横向可以作为相对于转向架的簧上重量，从而提高机车在水平方向运行的平稳性；4）轮对和轴箱：轮对将机车重量直接传向钢轨，通过轮轨间的黏着产生制动力和牵引力，轮对的回转使机车在钢轨上运行。
轴箱是联系轮对和架构的活动关节，它不仅可以保证轮对的回转运动，还可以使轮对很好的适应线路，相对于架构前后、左右和上下运动；5）驱动机构：给轮对传输机车动力装置的最后功率；6）基础制动装置：通过杠杆系统把制动缸传来的力放大若干倍后传递给闸片或闸瓦，使其压紧制动盘和车轮，对机车进行制动。
面向曲线通过性的铁路货车悬挂参数稳健设计
ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ． Ｒｏ ｂ ｕ ｓ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒａ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｎ ｅ ｇ ｏ ｔ ｉ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｏ ｃ ｋ ｉ ｓ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄ ｂ ｙ ｃ ｏ ｍｐ ｒｉ ａ ｎ ｇ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ／ ｒ ａ ｉ ｌ ｌ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｌ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｔ ｏ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｐ ｒａ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｒ ｏ ｂ ｕ ｓ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ； ｇ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｏ ｃ ｋ； ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒａ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ； ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｎ ｅ ｇ ｏ ｔ ｉ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ
27t轴重DZ1型转向架
10
11
序号 12 13 14 15
名 称
保证内容
保证期限
寿 命
引用文件
贝氏体斜楔、旁承磨耗板、侧架 滑槽磨耗板、卡入式滑槽磨耗板、 无裂损、磨耗不超限 3年 摇枕斜楔摩擦面磨耗板 摇枕弹簧、减振弹簧、旁承弹簧 下心盘 车轴 无裂损、不失效 3年
无裂损、磨耗不超限 6年
不因材质和制造质量 问题造成事故或危及 按《轮规》执行 行车安全
序号保证内容保证期限无裂损铸造缺陷不超限8年或160万公里25年铁路货车厂修规程弹性旁承体无裂损不失效6年或80万公里6年或80万公里交叉杆u形x型弹性垫无裂损不失效12年或240万公里轴向橡胶垫轴箱橡胶垫无裂损橡胶件不失效6年或80万公里6年或80万公里一个厂修期或80万公里斜楔主摩擦板裂损磨耗不超限4年或80万km装用于c80系列车辆10奥贝球铁衬套11心盘磨耗盘6年或80万公里表71零部件质保期序号保证内容保证期限引用文件12滑槽磨耗板卡入式滑槽磨耗板摇枕斜楔摩擦面磨耗板无裂损磨耗不超限铁路货车厂修规程13摇枕弹簧减振弹簧旁承弹簧无裂损不失效15车轴不因材质和制造质量问题造成事故或危及行车安全按轮规执行16车轮不因材质和制造质量问题造成事故或危及行车安全按轮规执行17轴承不因材质和制造质量问题造成事故或危及行车安全按轮规执行18承载鞍无裂损磨耗不超限21制动杠杆无裂损磨耗不超限22横跨梁无裂损磨耗不超限易损易耗件易损易耗件明细见表71
27t轴重DZ1型转向架技术说明
齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司
汇 报 提 纲
1 2 3 4 5 6 7 概述 主要技术参数及尺寸 主要结构 使用注意事项 运用和检修要求 寿命及质量保证 易损易耗件
1 概述
依据中国铁路总公司科技研究开发计划《大轴重货车技 术研究—转向架技术研究》（编号：2008J007-B）、《27t轴 重通用货车及关键技术研究》（合同编号： 2012J008-D）和 《大轴重铁路货车总体技术条件（暂行）》（TJ/CL025-2012） 的要求，系统开展了27t轴重DZ1型交叉支撑转向架的相关技 术研究及方案设计工作。
高速列车几何曲线通过能力计算
10.16638/ki.1671-7988.2019.06.054高速列车几何曲线通过能力计算魏玉卿，张勇军（青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司，山东青岛266111）摘要：提出一种分析高速列车几何曲线通过能力的动态计算方法，考虑了车辆的初始偏移量。
给出了综合路况分析模型，可以统一考虑车辆在多种线路条件下的曲线通过能力。
采用有限节点法和局部搜索技术开发了高速列车的几何曲线通过能力模拟程序。
该程序可以在考虑车辆初始偏移量的情况下，模拟车辆通过定圆曲线、曲-直线、反向曲线以及包含缓和曲线的任意曲线时，车钩摆角、横向偏移量、车间距等物理参量随运行距离的动态变化规律。
针对某型高速列车，分析了车辆在三种不同曲线路况下，车钩摆角及车体夹角在整个线路下的动态变化规律。
最后分析了反向曲线中直线段长度对最大车钩摆角的影响。
关键词：铁路车辆；几何曲线；车钩摆角；横向偏移量中图分类号：U461.5 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)06-163-03Calculation of High Speed Train Geometry Curve NegotiationWei Yuqing, Zhang Yongjun（Bombardier Sifang Transportation LTD., Shandong Qingdao 266111 )Abstract: A dynamic calculation method is proposed to analysis to rolling stock geometry curve negotiation, and the car body initial displacements are considered. A comprehensive track case is used to study the geometry curve negotiation of the rolling stock on varies curve tracks. The simulation software is developed using the finite node method and local search technique. The dynamic process of the coupler swing angle, car bodies lateral shift, inter-car gap and so on can be obtained using this software to simulate the rolling stock geometrically passing through the single curves, curve-straight lines and reverse curves even the random curve with transition curves, considering the initial vehicle offset. The rule of the coupler swing angle and included angle of the car bodies for the special EMU in the total track line are given on the three cases of the track. The influences of the length of the straight line in the reverse curve on the maximum coupler swing angle are given in the last.Keywords: Rolling Stock; Geometry Curve; Coupler Swing Angle; Lateral ShiftCLC NO.: U461.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)06-163-03前言高速列车的几何曲线通过能力计算主要是为得到车钩摆角、风挡形变、车间距及车顶相对位移等结构数据，以校核车辆能否顺利通过线路曲线并为风挡及高压跳线等的设计提供必要的依据。
动车组转向架参数对小半径曲线通过性能影响的分析
动车组转向架参数对小半径曲线通过性能影响的分析苏建;崔大宾;唐继烈;王正权【摘要】分析CRH1型动车组转向架的转臂定位刚度、抗蛇形减振器阻尼、空簧水平刚度和转向架轴距,对直线运行临界速度与小半径曲线通过性能的影响.经计算分析,需对转向架参数进行较大的调整才能改善小半径曲线通过性能,但考虑到直线运行性能要求,这对既有动车组来说实现较困难.【期刊名称】《上海铁道科技》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】3页(P25-26,55)【关键词】动车组;转向架参数;小半径曲线;通过性能【作者】苏建;崔大宾;唐继烈;王正权【作者单位】西南交通大学机械工程学院;西南交通大学机械工程学院;上海铁路局科研所;上海铁路局科研所【正文语种】中文转向架参数是影响列车动力学性能的主要因素。
目前对动车组转向架参数的选择主要目的是提高其直线稳定性，对小半径曲线通过能力研究较少。
在铁路网中不可避免地存在小半径曲线，由此产生的轮轨及钢轨侧磨已经成为影响铁路运营成本的重要问题之一。
本为以CRH1B型动车组为研究对象，讨论了一二系主要悬挂参数（如转臂定位刚度、抗蛇形减振器阻尼、空簧水平刚度和转向架轴距）对车辆系统直线运行性能（临界速度）与小半径曲线通过性能的影响，并给出了这些参数的影响规律。
计算中小半径曲线参数设置如表1所示。
从近几十年的研究中可以知道，影响车辆运行中轮对蛇形稳定性的主要有一系悬挂中轮对的剪切刚度和弯曲刚度，如图1所示。
对目前在动车组（如本论文研究对象CRH1）中常用的转臂式轴箱定位来说，转臂节点横向定位刚度就相当于轮对剪切刚度，节点纵向定位刚度就相当于轮对弯曲刚度。
在进行高速列车设计时，为保证其拥有足够高的蛇行稳定性，必须同时对相邻轮对的弯曲刚度和剪切刚度进行选择匹配。
在匹配弯曲刚度和剪切刚度时，如果一个刚度选较小值，另一个约束刚度就必须选择较大值，反之亦然。
选取合适的刚度组合要同时考虑车辆的直线运行性能和曲线通过能力，合适的刚度组合可以优化车辆运行特性。
货车转向架设计的几点思路
货车转向架设计思路1转向架主要参数的选择与确定1.1轴重它主要与车辆的载重要求、线路强度，桥梁载重等级和钢轨重量等因素有关。
选择轴重后可确定车轴、车轮和轴承型号。
1.2 轮型及轮径（D、E轮，φ840）1.3通过最小曲线半径（与用户线路条件有关）1.4最大运营速度（用户或设计要求）1.5转向架弹簧垂向静挠度(分空重车两种状态)一般要求尽量加大空车的静挠度，因刚度越大，自振频率越高，响应大;反之响应就小。
对于一个自由度点头振动的转向架，其频率：P=1111MKPL式中L1——构架长度P1——约为0.25L1K1——一台转向架的垂向刚度（kN/m）M1——一台转向架的质量(t)1.6弹簧定位刚度：(与斜楔角度,摩擦系数, 弹簧刚度等有关)1.7转向架制动倍率（与车辆的整体制动要求有关）2.转向架主要尺寸的选择与确定3.1固定轴距固定轴距定的小，可以减少转向架的自重，减少侧向力，降低点头振动的振幅。
减轻轮缘与钢轨内侧的磨耗，可以灵活地通过曲线；但固定轴距定的太小，更换内侧闸瓦困难，检修不便，且使蛇行运动波长减少,蛇行临界速度减小。
目前线路允许每延米载荷按65KN计算，故货车固定轴距通常在1580——1850mm间。
2.2轴颈中心距（与轴型有关）2.3旁承中心距（一般定为1520mm，对于采用弹性旁承的转向架该值影响转向架的回转阻力大小）2.4下心盘直径心盘直径的不断加大，主要是为了扩大承载面积。
心盘载荷：按AAR标准推荐：单位面积压力为7Mpa，我国D轴心盘载荷为380KN，单位面积压力为7.3Mpa,E轴心盘载荷为455KN(下心盘直径为Ø356和Ø375)，单位面积压力为6.0Mpa和5.25Mpa。
为使心盘压力不超过7Mpa，可采用大心盘结构（国外已把心盘直径加到600mm ，甚至达1000mm）。
2.5下心盘面到轨面距离（看是否含心盘磨耗盘）分自由高和空车高两种状态2.6下心盘面旁承上平面距离(自由状态)如是弹性旁承分自由和压缩两种状态2.7侧架上平面到轨面距离(自由状态)2.8轴箱下平面至轨面高(与限界有关)3．构架型式的选择：3．1三大件式转向架由一个摇枕和两个侧架组成的三大件式转向架，其主要优点是结构简单，制造，检修方便，均载性较好；其缺点是两轮对有“菱形”变位，轮缘与钢轨冲角较大，蛇行运动加剧；3．2焊接构架式转向架由一个心盘梁（或称横梁），两个侧梁组成的称为构架式转向架，其优点是定位刚度大，几乎无“菱形”变位，故有较高的二次蛇行临界速度，结构较复杂，运用时间长后易出现裂纹，故只适合单件或小批量生产。
后轮对独立回转新型转向架曲线通过性能的研究
道 的横 向相互作 用 的主要 特征 ［ 。以下 将对 新 型转 ６ ］ 向架 的线 性稳 态 曲线 模型 进行 分析 并导 出运 动方程 及方 程 的解 。根据 以上假 定 ，转 向架可 简化 为如 图
１ 所示 的模 型 。
时 ，往 往会 使独 立车 轮转 向架偏 离轨 道 中心 向一 侧
维普资讯
第２卷， ２ ７ 第 期
２０ ０６年 ３月
文 章 编 号 ：１０ －６ ２ （０ ６ ２０ ９—５ ０ １４ ３ ２ ０ ）０—０ ３０
中 国 铁 道 科 学
ＣＨＩ ＮＡ ＲＡＩ Ｗ ＡＹ ＣＩ Ｌ Ｓ ＥＮＣＥ
Ｖ０ ． ７ Ｎｏ ２ １２ ．
Ｍａｃ ｒ ｈ， ２ ０ ０６
后 轮 对 独 立 回转 新 型 转 向 架 曲线 通 过 性 能 的 研 究
罗文俊 ，雷 晓 燕
（ 东交 通大学 ，江西 南 昌 华 摘 ３０ １） ３ ０ ３
要 ：后轮对独立 回转新型无摇枕转 向架 的曲线 导 向性 能主要 取决于其 前轴 的一 系纵 向定位 刚度 ，而后
一
ｒ－Ｋ 。 ＿
移量 和摇 头 角为变 量且 忽略转 向架质量 的 ４自由度 转 向架模 型 。
捷 的计 算 表达式 ，同时又 能反 映 出转 向架 与 曲线 轨
快 列车上 得 到实际 应用 ［ 。独立 旋转 车轮 与传 统轮 ２ ］
对 不 同 ，它 不存在 纵 向蠕 滑 力 因 而没 有偏 转 力矩 ， 具有不 会产 生蛇形 运 动的重 大优点 ，但 是这 一优 点 同 时也是 它 的缺 点 ［ ］ ３ 。由 于它 没 有传 统 轮 对 所 具 有 的复位 功能 ，当存在 轮对 安装误 差 和轨道 不平 顺
货车转向架的抗菱_抗剪与抗弯刚度
- M
b K 1x
2
( 6)
∃
=
F
2F
K 1y
+
2
2FL
2
2
b K 1x
+
2FL
KL
2
前后轮对的相 对转角为:
( 7)
=
1 2
K 1y
+
2L
2
b K 1x
+
2L
2 2 1
( 15)
2K b L 2 L 1 + b ( b- D 1 )
Υ 1- Υ 2=
M
2M 2 b K 1x
3. 6 采用密封风挡
成空气调节系统, 以改善夏季乘务人员的作业环境。
3 提速发电车的发展 25K 型提速发电车是在 25G 型发电车的基础上,
考 虑提速因素而研制设计的。 第 一 批 提 速 发 电 车 (SFK122K ) 于 1997 年上线, 经运用考验, 又进行了不 断的改进与完善, 于 1998 年底进行了整图设计。 现在 生产的 2 种提速发电车 (SFK158 康明斯机组发电车、 SFK168 M TU 机组发电车) 较 SFK122K 发电车有以 下改进。
3. 1 提高了内装修档次
在保证车辆各部性能的前提下, 使车内各部布置 整齐、 美观, 检修方便, 提高了乘务人员工作的舒适性。 3. 2 机室车窗改为可上开、 下开结构 发电车车窗由 22 型车窗改为 25G 型车窗后, 其 密封性、 装饰性提高了, 但由于只能下开, 造成夏季机 室内温度偏高。 为此, 在 25G 型车窗的基础上研制开 发了可上开、 下开结构的车窗, 既保持了原窗的密封性 能, 又弥补了只能下开造成夏季机室温度偏高的缺陷。 3. 3 机组水路改为各自独立回路 发电车膨胀水箱系用于机组欠水时补水, 历来均 ・8 ・
内侧轴箱式转向架曲线通过性能研究
跨距 的平方 成 正 比 。与传 统转 向架 相 比 ， 用 内侧 轴 采 箱 悬挂 模式 ， 箱 悬 挂 横 向跨 距 将 缩 短 约 ５ ， 相 轴 Ｏ／ 在 ９ ６
同纵 向 刚 度 的 情 况 下 ， 对 的 摇 头 角 刚 度 将 降 低 轮 ７ ， 而 大大 改善 了曲线通 过性 能 。 ５ 从 下 面对 内侧 轴箱 式转 向架车 辆 曲线 通过 时 的各 项 动力学 指标进 行 计算 分 析 。根 据 曲线通 过 时 的 曲线 半
短 ， 效地 降低 了轮 对 的 摇 头 角 刚度 和 转 向架 的扭 曲 有
Ｋ 一２ ・ ： Ｋ ｂ
式 中： Ｋ —— 摇 头角 刚度 ，ＭＮ ・ ｍ； Ｋ —— 每 轴箱 悬挂 纵 向刚度 ， ＭＮ／ ｍ；
— —
（） １
刚度 ， 而提高 了 曲线 通 过 能 力 和适 应 线 路 扭 曲 的能 从 力 ， 用 于运行 速度 不 高 、 路 曲线 半 径 小 、 度 和 顺 适 线 坡 坡率较 大 的城市 轨道 交通 车辆 。 本 文利 用 动 力 学 仿 真 软 件 Ｓ ＭＰ Ｋ 对 内侧 轴 Ｉ ＡＣ
试 验 研 究
文 章 编 号 ：０ ２７ ０ （０ ８ １—０ １０ １０ —６ ２ ２ ０ ）２０ ０ ～３
铁道车 第４ 卷第 １期 ２ ８ ２ 辆 ６ ２ ０ 年１ 月 ０
内侧轴箱 式转 向架 曲线通过 性能研究
孙 天 助 ，梁树 林 ，傅 茂 海 ，董 磊
（ ． 春 轨 道 客 车股 份 有 限公 司 研 发 中心 ， 林 长 春 １ ０ ６ ；． 南 交 通 大 学 机 械 学 院 ， 川 成 都 ６０ ３ ） １长 吉 ３０２２ 西 四 １ ０ １
１ 动 力学计 算模 型
160km_h高速货车转向架方案及其动力学性能分析
文章编号:100227602(2003)1120001206160km h高速货车转向架方案及其动力学性能分析傅茂海1,李 芾1,于 明2,马志援2(1.西南交通大学牵引动力研究中心,四川成都610031;2.齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司技术中心,黑龙江齐齐哈尔161002)摘 要:介绍了国外高速货车转向架的发展过程、基本结构和我国货车转向架的基本现状。
提出了一种适合我国线路特点的、时速为160km的新型货车转向架作为我国高速货车转向架的基本方案,对其可行性进行了论证,并对转向架的初步结构和动力学性能进行了分析。
关键词:高速货车;货车转向架;动力学性能;研究中图分类号:U270.331 文献标识码:B1 国外高速货车转向架发展概况转向架是提高货车速度和性能的关键部件之一。
目前,货车转向架基本上以2种不同的模式发展。
北美、前苏联和中国等主要采用三大件的模式,即采用摇枕弹性定位而轴箱无弹性定位的形式;欧洲等许多国家则发展焊接构架转向架,即采用无摇枕的整体构架和轴箱弹性定位的形式。
20世纪60年代中期,法国铁路(SN CF)开发出一种采用焊接式构架的Y25型转向架,其轴箱定位采用导框、螺旋钢簧加单侧利诺尔摩擦减振器的方式。
试验表明,该转向架运行速度在120km h以下时具有良好的动力学性能,1967年被国际铁路联盟(U I C)确定为欧洲铁路(OR E)的标准型货车转向架。
为提高货车的运行速度和开行快速货物专列,法国国铁于20世纪80年代在Y25型和Y30型转向架的基础上研制成功了时速为160km的Y37型货车转向架。
Y37型转向架的构架为整体焊接结构,基础制动装置安装在横梁上。
该转向架的轴箱定位同Y25型转向架相似,增加了类似客车转向架摇动台形式的二系悬挂,以降低其横向刚度。
为限制车体的最大横向位移,减小了轴箱与导框之间的横向间隙。
基础制动装置采用盘形制动加踏面清扫器,每轴上安装2个制动盘。
160km_h高速货车转向架的研制
文章编号:100227602(2006)0720008204160km /h 高速货车转向架的研制于 明1,2,徐世峰1,谢素明2,杨爱国1(1.中国北车集团齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司,黑龙江齐齐哈尔161002;2.大连交通大学机械学院,辽宁大连116028)摘 要:根据高速货车转向架的运用要求和运用条件,确定了160km/h 高速货车转向架的主要技术参数;提出了整体焊接构架式有摇枕转向架的结构形式,介绍了其主体结构情况;结合转向架静强度和疲劳试验、线路动力学试验结果,得出了转向架设计是较为成功的结论。
关键词:高速货车转向架;构架;摇枕;制动装置;转向架强度;动力学性能中图分类号:U270.331 文献标识码:B 随着铁路货物高速运输的发展需要,欧美等国分别研制了不同性能的新型高速货车转向架,如法国的Y35、Y37A 、Y37B 型转向架,德国的DRRS 、DB625、DB675、L HB93型转向架,意大利的Fiat 转向架,英国的TF25SA 型转向架,瑞典的SJ 型转向架以及美国的Swing Motion 转向架等。
这些转向架主要是提高了抗蛇行运动的能力,从而使车辆在高速运行时具有足够的抗蛇行运动稳定性,最高运行速度都可达到140km/h 以上。
我国正在对主型货车进行提速改造,预计最高运行速度120km/h ,改造后运输能力有较大提高,但还不能满足铁路运输发展的需要。
因此,研制160km/h 高速货车转向架,开行时速为160km 的快速集装箱收稿日期:2005212230作者简介:于 明(19662),男,高级工程师。
平车、特种行包快运车、快速邮政车等一系列轻便、快捷式货车,以满足高附加值货物运输的需要,适应发展“客车化”的快运货物列车就显得很有必要。
齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司开发的160km/h 高速货车转向架是2001年国家重点技术创新计划项目和铁道部2000年科技发展计划项目,已完成了方案论证、方案设计、样机试制、型式试验和线路动力学试验等工作。
30t轴重DZ4型转向架使用维护说明
30t轴重DZ4型转向架使用维护说明1 概述2主要技术参数及尺寸3主要结构4使用注意事项5运用和检修要求6寿命及质量保证7易损易耗件汇报提纲1 概述依据中国铁路总公司科技研究开发计划《大轴重货车技术研究—转向架技术研究》（编号：2008J007-B）和《大轴重铁路货车总体技术条件（暂行）》（TJ/CL025-2012）的要求，系统开展了30t轴重DZ4型交叉支撑转向架的相关技术研究及方案设计工作。
2012年12月，中国铁路总公司科技管理部会同运输局、安监司组织的专家对齐轨道装备公司提出的DZ4型交叉支撑转向架设计方案进行了评审,并以科技装函〔2013〕20号文件批复。
2013年9月，完成了DZ4型交叉支撑转向架试制工作。
2013年12月，完成了零部件及神华线路的动力学试验，结果表明，满足相关标准要求。
2 主要技术参数及尺寸主要性能参数：轨距（mm）1435轴重（t）30自重（t）≈5.4最高运行速度（km/h）100通过最小曲线半径（几何通过、m）80限界符合GB146.1-1983车限-2的要求主要尺寸：固定轴距（mm）1860±1轴颈中心距（mm）2006.6旁承中心距（mm）1520心盘面到轨面高（心盘载荷78KN、mm）680+100心盘磨耗盘内径（mm）φ405 0-1下心盘直径（mm）φ419+10自由状态下心盘面到下旁承顶面距离（mm）122侧架上平面到轨面距离（mm）787侧架下平面到轨面距离（mm）168车轮直径（mm）9153 主要结构DZ4型转向架为铸钢三大件式转向架，采用交叉支撑装置；采用TJC-1型轴箱橡胶垫；采用两级刚度弹簧,采用ZX-1型组合式斜楔；采用HFS或HFZ型车轮、RF2型车轴，352132A型轴承；采用B+级钢整体芯铸造摇枕、侧架，支撑座与侧架铸造一体；采用BLM-1型斜面磨耗板，与摇枕间采用螺栓连接；下心盘内装用MP419X50型心盘磨耗盘；采用CJC型系列长行程双作用弹性旁承；采用BAB-1型集成制动装置，GM915E型高摩合成闸瓦。
转向架故障分析及改进方法
摘要转向架是高速动车组的走行装置,具有承载!减振!导向!牵引和制动等重要功能,决定了列车运营速度和运行品质"动车组转向架轴承一般为滚动轴承,是动车组中工作条件最为恶劣的部件,在动车运行中,它起着承受载荷和传递载荷的作用"在铁路高速重载的运营条件下,动车组转向架轴承一旦发生故障,故障会发展很快,若不及时发现,会导致热轴!燃轴!切轴等事故的发生"因此需要对其进行可靠性分析与故障诊断,以保证安全!可靠!有效!经济的完成旅客和货物的运输任务"滚动轴承故障的准确诊断可以减少或杜绝事故的发生,最大限度地发挥轴承的工作潜力,节约开支,对高速列车的安全运行具有重大意义"这也意味着当今对动车组转向架轴承要求高速化!轻型化的同时,还要求具有维修周期长!高寿命!运行可靠等性能,动车组转向架轴承比较容易出现故障,如何快速!准确!实时进行在线可靠性分析与诊断轴承故障就显得日益重要"(1)对动车组转向架轴承的各种失效的征兆作出正确地判断,在失效发生前采取措施,杜绝重大事故的发生,保证动车的安全运行"(2)通过在线监测!可靠性分析!故障诊断等,为设备结构的完善!设计的优化!工艺的改进以及合理的维修制度提供数据和信息"(3)保证设备可以发挥最大限度的工作潜力,能预知维修并能视情维修,延长服务期限和使用寿命,提高其可靠性,降低轴承全寿命周期的开支"关键词:转向架;转向架构架;车轴齿轮箱;转向架轴承目录第1章.褚论 (3)第2章.转向架的作用 (4)2.1转向架的历史 (4)2.2转向架的主要作用 (7)第3章.转向架应具有的技术要求 (9)第4章.转向架的组成及特点 (11)第5章.转向架的常见故障与分析 (11)5.1 车架和转向架连接装置的常见故障与分析 (11)5.3 弹簧减震装置的常见故障与分析 (12)5.4驱动机构的常见故障与分析 (14)5.5基础制动装置的常见故障与分析 (17)第6章.动车组转向架轴承的检测技术与故障机理 (18)6.1动车组转向架轴承故障诊断的基本内容 (18)6.2动车组转向架轴承故障监测常用技术 (18)6.3机车车辆轴承故障机理分析 (20)第7章.论文总结 (22)第8章.参考文献 (23)第1章.褚论转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一，其主要作用如下：(1）车辆上采用转向架是为增加车辆的载重、长度与容积、提高列车运行速度，以满足铁路运输发展的需要；(2）保证在正常运行条件下，车体都能可靠地坐落在转向架上，通过轴承装置使车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线路运行的平动；(3）支撑车体，承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配。
基于车辆动力学分析的道路平曲线处横向力系数研究
基于车辆动力学分析的道路平曲线处横向力系数研究蒋隆建;程建川【摘要】横向力系数μ是计算平曲线半径和超高的重要参数,我国道路路线规范仅从人体舒适度方面给出了μ取值的定性影响表述,缺乏定量的数据和试验支持.为此,从多体动力学角度出发,构建精确的车辆、道路、驾驶员模型,利用Adams/Car仿真工具研究横向力系数μ的变化规律.通过仿真试验与理论公式相结合,得到以下结论:从车辆整体横向力系数来看,理论推导公式与动力学仿真结果具有高度相关性；仿真得到了横向力系数在各车轮处的分布规律,指出弯道内侧后轮是横向抗滑的最不利位置；以最不利车轮处的μw为指标,从轮胎路面力学角度定量解释了规范中用于计算圆曲线最小半径的μ取值.%The lateral friction coefficient (LFC) μ is an important parameter for determining the horizontal curve radius and superelevation. Nevertheless, the national highway design guideline only gives a qualitative description of the influence of this parameter on driver's comfort, but it doesn't provide any quantitative data and experiment results. Therefore, based on the multi-body dynamics, this paper studies the changing law of LFC by developing a precise vehicle, road and driver model by using Adams/Car simulation software. Combining the theoretical formula with simulation results, it can be concluded that (1) the simulation results show a high correlation with those from the theoretical formula for the global lateral force coefficient; and (2) simulation results can provide the distribution of LFC at different tires and indicate that the inside rear wheel is the most critical position of lateral slide when on curve. The studyresults can be used to explain the FLC values specified in the guideline for minimum radii of horizontal circular curves.【期刊名称】《交通信息与安全》【年(卷),期】2012(030)005【总页数】5页(P65-68,80)【关键词】横向力系数;动力学仿真;平曲线【作者】蒋隆建;程建川【作者单位】东南大学交通学院南京210096;江苏省现代道路交通安全设计与评价联合培养研究生示范基地南京210005;东南大学交通学院南京210096;江苏省现代道路交通安全设计与评价联合培养研究生示范基地南京210005【正文语种】中文【中图分类】U412.34;U461.10 引言汽车在弯道上行驶，由于离心力的作用，在轮胎与地面接触处产生1个沿路面水平方向的横向分力，该横向分力与车辆垂直力的比值称为横向力系数，一般用μ来表示。
三轴转向架曲线通过能力分析
三轴转向架曲线通过能力分析林丽，王刚强（资阳机车有限公司，四川资阳641301）摘要：SDD 22型机车轴式为C 0—C 0，中间轴与端轴均采用小轴向间隙的轴箱轴承，为改善机车的曲线通过性能，中间轴采用较小横向刚度的轴箱拉杆。
通过计算分析，验证方案的可行性。
关键词：SDD 22型机车；横向刚度；曲线通过；磨耗；薄轮缘中图分类号：U262.53 文献标识码：B 文章编号：2095-5901（2014）10-0017-03收修回稿日期：2013-12-16作者简介：林丽（1980—），女，四川资中人，工程师。
SDD 22型机车是资阳机车有限公司（以下简称资阳公司）为巴基斯坦铁路设计、生产的宽轨干线客、货运内燃机车，走行部为三轴转向架。
由于该机车设计任务急，如何选择轴箱轴承成为影响机车交货的关键环节，既要满足生产周期又要满足设计要求，轴承的选型成为一大难题。
对于三轴转向架，较好的轴承选型方案为中间轴轴箱选用较大横动量的轴箱轴承。
然而，对于进口轴承，可供选择的具有较大横动量的轴箱轴承范围很小，还要满足周期和设计要求，比较难以达到。
因此，SDD 22型机车转向架轴箱轴承均采用较小横动量的圆锥滚子轴承。
由于中间轴横动量小，会加剧导向轮轮缘的磨耗，为解决这一问题，我们采取一系列改善措施，并通过计算分析来验证所选方案的可行性。
1 转向架主要结构参数SDD 22型机车转向架由构架、轮对轴箱、基础制动装置、牵引装置、电机悬挂装置、二系悬挂等组成。
转向架一系采用钢圆簧加橡胶垫、双拉杆的结构，二系采用橡胶堆旁承结构并配以横向减振器及抗蛇行减振器，牵引装置采用中间推挽式斜拉杆结构，电机悬挂采用轴悬顺置方式。
转向架主要参数如下。
轨距/mm1676轴距/mm 1800+1800轴式C 0—C 0轴重/t17.5最大运用速度/km ·h -1120通过最小曲线半径/m 145（速度5km /h ）一系+二系挠度/mm115+10轴箱与构架间弹性横动量/mm 12-12-12轮对轴箱自由横动量/mm0.32 轴箱装配的设计轴箱采用无导框、弹性双拉杆定位，一系弹簧采用双圈钢圆簧加橡胶垫，轴承为自密封的圆锥滚子轴承，在端轴设有垂向油压减振器，轴箱与构架之间设置垂向止挡和横向止挡。
论车辆车端连接装置曲线通过能力
论车辆车端连接装置曲线通过能力1 概述动车组车辆在制造完毕后，按照相关标准规定，需要进行包括曲线通过试验在内的一系列型式试验。
为确保车辆曲线通过能力试验成功完成，必须对其曲线通过能力进行分析校核。
动车组车辆曲线通过能力分析中一个比较重要的方面是车端连接装置的过曲线能力分析。
车端连接装置是动车组车辆最基本的也是最重要的部件组合之一，其作用包括连接动车组车辆、减缓列车的纵向冲动（或冲击力）等。
车端连接装置主要包括：车钩缓冲装置和贯通道装置，通过它们使列车中车辆相互连接，实现相邻车辆之间的纵向力传递和通道连接。
动车组在行驶过程中，必然会经过线路条件比较复杂的曲线、坡道等线路段，因此动车组两节车辆之间相对位置将发生变换，从而导致车端连接装置几何状态的改变，如车钩的拉伸、压缩和摆动，贯通道的拉伸、压缩等。
而车钩的拉伸压缩量、摆角以及贯通道的拉伸压缩量都是有限的，因此必须对车端连接装置的曲线通过能力进行分析校核。
本文将以马来西亚动车组为例，对动车组车辆车端连接曲线通过能力的分析方法进行探讨。
2 车端连接装置过曲线分析考虑因素影响动车组车辆车端连接装置曲线通过能力的因素有：线路参数、车辆参数和转向架参数。
2.1 线路参数动车组在固定的铁路轨道上运行，这些铁路轨道即为铁路线路，它包含了动车组车辆运行的所有轨道条件。
线路参数指的是参数化的轨道条件，包括轨距、弯道、坡道、道岔、信号、站台、桥梁、隧道、电分相、停车标等一系列的铁路线路数据。
其中，对动车组车辆曲线通过能力有影响的参数主要为弯道和坡道。
弯道代表动车组车辆运行线路的水平曲线，坡道则反映了动车组车辆运行的竖直曲线，这两个参数影响动车组的空间位置，是动车组车辆曲线通过能力分析的基本输入条件。
2.2 车辆参数动车组车辆在设计过程中会确定车辆的各个参数，这些参数是动车组车辆的基本数据，即车辆参数。
其中，对动车组过曲线能力影响较大的是连挂车辆的结构参数，包括车辆的几何尺寸和车辆编组的几何数据。
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第29卷,第1期 中国铁道科学Vo l 29No 12008年1月 CH INA RAILWAY SCIEN CEJanuar y,2008文章编号:1001 4632(2008)01 0070 06曲线几何参数对货车转向架曲线通过性能的影响李亨利1,2,李 芾1,傅茂海1,黄运华1(1.西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031; 2.中国北车集团四方车辆研究所,山东青岛 266031) 摘 要:利用SIM PA CK 仿真软件建立副构架径向转向架和交叉支撑转向架的动力学模型,并对其动力学性能进行仿真计算,分析比较曲线半径、超高等曲线几何参数对2种转向架曲线通过性能的影响。
结果表明:曲线半径和欠超高对径向转向架和交叉支撑转向架的脱轨系数、轮重减载率影响比较接近;曲线半径在400~1200m 范围内,自导向径向转向架能有效提高通过性能,明显降低轮对冲角,减缓轮轨磨耗;欠超高对2种转向架轮对冲角的影响近似成线性关系,且其影响程度仅和转向架本身属性相关,与曲线半径无关。
指出采用磨耗功率评价欠超高对曲线轮轨磨耗的影响更为合理,因为不仅能反映出磨耗与欠超高的关系,还能反映出曲线外轨超高设置不同时轮轨磨耗的变化特点,这与工程实际中减小外轨超高、设置欠超高有利于降低轮轨磨耗是一致的。
关键词:轨道参数;磨耗;曲线通过;径向转向架;交叉支撑转向架 中图分类号:U 272 331:U 270 11 文献标识码:A收稿日期:2006 01 26;修订日期:2007 05 07 基金项目:教育部创新团队发展计划资助(IRT 0452)作者简介:李亨利(1981 ),男,四川大竹人,硕士研究生。
近年来,为了提高货车的运营速度,国内先后研制了多种新型货车转向架,其中侧架交叉支撑转向架(如转K2、转K6)已得到普遍运用。
但我国既有铁路线路一般等级较低,曲线多,随着货车运行速度的不断提高,通过曲线时,轮轨间的作用力及磨耗也将随之增加,导致镟轮和换轨周期缩短。
轮轨间的磨耗不仅提高了运输成本,同时也加剧了对环境的污染。
径向转向架可在保证车辆运行稳定性的同时,减小轮对冲角和轮轨磨耗,因此,采用径向转向架是解决横向稳定性和曲线通过性能之间矛盾的有效措施之一。
以往径向转向架曲线通过性能的研究多集中在其本身的结构、悬挂参数等方面。
而曲线几何参数的变化作为转向架曲线通过的激励输入,深入研究其对径向转向架和常规转向架动力学性能的影响,对进一步分析研究径向转向架具有重要的意义。
1 转向架曲线通过数学模型描述车辆曲线通过的微分方程组通式为[M]{ x }+[G]{x , x }=[F c ](1)式中:[M ]{x }为惯性力矩阵;[G]{x , x }为悬挂力矩阵;[F c ]为外界激扰力矩阵。
径向转向架副构架交叉径向杆作用在轮对上的力可分解到纵向及横向,将其换算为作用于导向轮对及非导向轮对上的横向力和摇头力矩,代入传统轮对的动力学方程中,可得到与传统转向架形式相同的方程。
文献[1]给出的等效换算同样适用于对径向转向架和传统转向架的动力学方程的求解,其中主要的外界激扰为曲线半径、超高以及线路不平顺等。
由于重力刚度复原力、自旋蠕滑力、轮对滚动及自旋效应很小,欠超高可由下式确定。
h d =11 8v 2/R -h 0(2)式中:若h d >0为欠超高,h d <0为过超高;v 为速度;R 为曲线半径;h 0为预设超高。
为研究曲线半径、超高等曲线几何参数对转向架曲线通过性能的影响,本文利用Simpack 多刚体动力学软件对副构架自导向径向转向架和侧架交叉支撑转向架货车在时域内建立各自的横向和垂向耦合动力学模型,其自由度的选取和广义坐标见表1。
模型的自由度总计64个,其中独立的自由度数为56个。
在模型中充分考虑轮轨接触几何非线性,蠕滑关系非线性,车体和转向架上下心盘与旁承的摩擦,减振器与侧架的摩擦,以及各种间隙产生的悬挂非线性。
表1 模型自由度和广义坐标刚体名称伸缩横移沉浮侧滚点头摇头备注车体X c Y c Z c c c c 侧架X f i Y f i Z f i f i f i f i i =1~4轮对X w jY w jZ *w j*w jw jw j j =1~4摇枕 b kk =1~2轴箱a mm =1~8 注:*为非独立的自由度为方便比较,径向转向架和侧架交叉支撑转向架除轮对定位刚度和簧下质量有区别外,其他参数均取相同值。
轮轨配合为LM 型磨耗形踏面和60kg !m-1钢轨。
直线性能计算时,得到径向转向架和交叉支撑转向架空车的蛇行失稳速度分别为162和150km !h -1。
在保证稳定性的基础上,重点研究其曲线通过性能。
为不失一般性,在研究磨耗特性时仅进行重车工况的分析研究。
2 曲线半径对转向架曲线通过性能的影响曲线半径是曲线轨道形态变化的主要标志,对车辆的曲线通过性能有决定性的影响。
车辆以70km !h -1速度通过外轨超高80m m 、缓和曲线长75m 、圆曲线长300m 的曲线轨道时,各项动力学指标随曲线半径变化的计算结果,如图1所示。
图1(a)所示为转向架的导向和非导向轮对的冲角变化情况。
由图可见,径向转向架导向轮对的冲角远小于交叉支撑转向架,且随曲线半径变化缓慢,一直处于较低的水平。
因副构架径向杆可将图1 曲线半径对转向架曲线通过性能的影响71第1期 曲线几何参数对货车转向架曲线通过性能的影响导向轮对的摇头反向传递给非导向轮对,使非导向轮对的径向能力也得到提高,在一定的曲线半径范围内,非导向轮对的冲角亦相应降低。
曲线半径大于1200m时,交叉支撑转向架和径向转向架轮对冲角相差不大,具有相近的径向能力。
而当半径小于400m时,径向转向架非导向轮对的冲角开始急剧增大,甚至超过交叉支撑转向架,这也表明了自导向径向转向架导向能力的局限性,其在半径800m左右时具有较好的导向性能,而当半径小于400m时导向性能较差,此时欲提高转向架的导向性能,需采用迫导向转向架。
图1(b)是导向和非导向轮对的横移量随半径变化的曲线。
轮对在离心力作用下均有靠向外轨的趋势,由于径向转向架的副构架交叉径向杆对轮对的横向约束,导向和非导向轮对的同相横移(y1+y2)/2和反相横移(y1-y2)/2均较小,表明径向转向架更靠近纯滚线,而且更接近纯滚线的切线方向(y1,y2分别为导向和非导向轮对的横移)。
曲线半径为400m时,径向转向架导向轮对横移仅为4 8m m,而交叉支撑转向架导向轮对横移已达8m m,加之此时较大的冲角,交叉支撑转向架轮缘开始接触钢轨形成较剧烈的轮轨侧磨。
另一方面,径向转向架非导向轮对横移一直比交叉支撑转向架大。
非导向轮对对外轨的横移大将会对导向轮对外侧轮轨接触点产生力矩,使转向架处于自由位甚至外移位,从而减小导向轮对的冲角;同时也加大了非导向轮对的滚动圆半径差,较好地起到降低磨耗的作用。
图1(c)表明,曲线半径为400m以上时,径向转向架导向轮对和交叉支撑转向架导向轮对的轮轨横向力基本相等,非导向轮对则由于横移增大导致接触角增大,轮轨横向力比交叉支撑转向架有所降低。
小半径曲线上虽最大横向力相差无几,但径向转向架的导向轮对横向力相对较小。
曲线半径减小,重力刚度复原力由于轮对横移急剧增加而变化较大,半径350m时的交叉支撑转向架导向轮对横移达8 7m m,横向蠕滑力由于摇头角快速增大而变化明显,使轮轨横向力的变化也较剧烈。
2种转向架的磨耗指数(轮轨横向力与轮对冲角的乘积)均随曲线半径的增大而减小,如图1(d)所示,且导向轮对磨耗相对严重,但径向转向架可适当降低导向轮对和非导向轮对磨耗的比率约15%,取得使各轮对较为均匀磨耗的效果。
曲线半径在1200m以上时,2种转向架的磨耗差别较小;半径小于400m时,两者都急剧增大,但径向转向架仍比交叉支撑转向架小。
曲线半径为400m时,径向转向架磨耗指数约为交叉支撑转向架的45%;半径为1200m时,约为交叉支撑转向架的70%。
径向转向架降低轮轨磨耗的原因在于轮轨接触状况的改善,图1(e)示出了导向轮对轮轨接触点偏离轮对轴线铅垂面的纵向距离(超前量),在小半径曲线上可近似表征轮轨接触超前量的变化趋势!x。
径向转向架在整个计算范围内接触点超前量都很小,且变化不明显,交叉支撑转向架在小半径曲线上超前量则大得多,且变化剧烈。
超前量的降低可减轻轮缘接触点的滑动,降低轮轨的侧面磨耗。
蠕滑关系方面,径向转向架可很大程度上降低轮轨滑动,其导向轮对的纵向、横向蠕滑率都明显低于传统交叉支撑转向架,如图1(f)所示,蠕滑力也有同样的结论。
对非导向轮对转向架,虽因轮对横移较交叉支撑转向架大,纵向蠕滑力亦较大,但综合冲角减小和合成蠕滑率降低等因素,其磨耗也大幅度下降。
径向转向架导向轮对的纵向蠕滑力比交叉支撑转向架小,导向力矩相应也较小,但却能得到更优良的径向能力。
这固然与一系定位刚度较小有关,同时在小半径曲线上,导向轮对和非导向轮对的摇头角一般是反向的,而非导向轮对由于向外轨横移而产生和导向轮对方向一致的导向力矩,该力矩有阻止非导向轮对趋于径向的作用。
径向转向架由于副构架交叉径向杆的存在,一方面可适当抵消非导向轮对导向力矩阻碍其向后摇头趋于径向的作用,另一方面又将非导向轮对的导向力矩传递给导向轮对,从而增强了导向轮对的径向能力。
可见径向装置可协调导向轮对和非导向轮对的导向,使整个转向架的径向能力得到提高。
3 欠超高对径向转向架曲线通过性能的影响欠超高是影响车辆曲线通过性能的主要因素之一。
由于轮轨间的相互作用力相当复杂,欠超高对不同模式转向架的影响有很大的区别,图2是在600m曲线上2种转向架导向和非导向轮对冲角随欠超高变化的曲线图,由图2可见,导向轮对及非导向轮对的冲角和欠超高均成线性关系。
为了深入研究冲角与欠超高的线性关系,取不同的曲线半径计算,将导向轮对冲角∀和欠超高72中 国 铁 道 科 学 第29卷h d 的关系拟合成式(3)的形式,其系数列于表2。
∀=A +Bh d (3)式中:A 为曲线半径的函数,描述曲线半径相同且车辆以平衡速度通过时的冲角值大小;B 为冲角与欠超高的线性关系式的斜率。
图2 轮对冲角与欠超高的关系表2 冲角与欠超高线性方程系数转向架类型曲线半径/m A /(10-3rad)B/(10-3rad !m m -1)径向转向架4006008000 31880 25930 1862-0 00349-0 00349-0 00348交叉支撑转向架4006008001 22800 56830 3901-0 00669-0 00669-0 00669从表2可知,如果车辆条件相同,当欠超高为0时,则导向轮对冲角随曲线半径的减小而增大,并随欠超高增大而减小。