張坤　孟令鋒

摘要：文章探討了車(chē)端連接裝置曲線通過(guò)能力的影響因素，并以馬來(lái)西亞動(dòng)車(chē)為例對(duì)象，介紹了一種通過(guò)CAD模擬動(dòng)車(chē)組車(chē)輛在困難工況的運(yùn)動(dòng)位置來(lái)分析了車(chē)端連接裝置曲線通過(guò)能力的方法。動(dòng)車(chē)組車(chē)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(chē)端連接裝置；CAD模擬；運(yùn)動(dòng)位置；曲線通過(guò)

中圖分類(lèi)號(hào)：U270 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）13-0103-04

1 概述

動(dòng)車(chē)組車(chē)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(guò)試驗(yàn)在內(nèi)的一系列型式試驗(yàn)。為確保車(chē)輛曲線通過(guò)能力試驗(yàn)成功完成，必須對(duì)其曲線通過(guò)能力進(jìn)行分析校核。

動(dòng)車(chē)組車(chē)輛曲線通過(guò)能力分析中一個(gè)比較重要的方面是車(chē)端連接裝置的過(guò)曲線能力分析。車(chē)端連接裝置是動(dòng)車(chē)組車(chē)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(chē)組車(chē)輛、減緩列車(chē)的縱向沖動(dòng)（或沖擊力）等。車(chē)端連接裝置主要包括：車(chē)鉤緩沖裝置和貫通道裝置，通過(guò)它們使列車(chē)中車(chē)輛相互連接，實(shí)現(xiàn)相鄰車(chē)輛之間的縱向力傳遞和通道連接。

動(dòng)車(chē)組在行駛過(guò)程中，必然會(huì)經(jīng)過(guò)線路條件比較復(fù)雜的曲線、坡道等線路段，因此動(dòng)車(chē)組兩節(jié)車(chē)輛之間相對(duì)位置將發(fā)生變換，從而導(dǎo)致車(chē)端連接裝置幾何狀態(tài)的改變，如車(chē)鉤的拉伸、壓縮和擺動(dòng)，貫通道的拉伸、壓縮等。而車(chē)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(duì)車(chē)端連接裝置的曲線通過(guò)能力進(jìn)行分析校核。本文將以馬來(lái)西亞動(dòng)車(chē)組為例，對(duì)動(dòng)車(chē)組車(chē)輛車(chē)端連接曲線通過(guò)能力的分析方法進(jìn)行探討。

2 車(chē)端連接裝置過(guò)曲線分析考慮因素

影響動(dòng)車(chē)組車(chē)輛車(chē)端連接裝置曲線通過(guò)能力的因素有：線路參數(shù)、車(chē)輛參數(shù)和轉(zhuǎn)向架參數(shù)。

2.1 線路參數(shù)

動(dòng)車(chē)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(chē)組車(chē)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(hào)、站臺(tái)、橋梁、隧道、電分相、停車(chē)標(biāo)等一系列的鐵路線路數(shù)據(jù)。其中，對(duì)動(dòng)車(chē)組車(chē)輛曲線通過(guò)能力有影響的參數(shù)主要為彎道和坡道。彎道代表動(dòng)車(chē)組車(chē)輛運(yùn)行線路的水平曲線，坡道則反映了動(dòng)車(chē)組車(chē)輛運(yùn)行的豎直曲線，這兩個(gè)參數(shù)影響動(dòng)車(chē)組的空間位置，是動(dòng)車(chē)組車(chē)輛曲線通過(guò)能力分析的基本輸入條件。

2.2 車(chē)輛參數(shù)

動(dòng)車(chē)組車(chē)輛在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)確定車(chē)輛的各個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)是動(dòng)車(chē)組車(chē)輛的基本數(shù)據(jù)，即車(chē)輛參數(shù)。其中，對(duì)動(dòng)車(chē)組過(guò)曲線能力影響較大的是連掛車(chē)輛的結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括車(chē)輛的幾何尺寸和車(chē)輛編組的幾何數(shù)據(jù)。具體指車(chē)輛長(zhǎng)度和寬度、車(chē)端距和車(chē)鉤中心距。車(chē)輛長(zhǎng)度和寬度影響車(chē)端連接裝置的幾何尺寸和空間位置，車(chē)端距決定了貫通道的總長(zhǎng)度，車(chē)鉤中心距即兩連掛車(chē)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(chē)組的行走部件，對(duì)車(chē)輛包括車(chē)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(chē)組轉(zhuǎn)向架的幾何數(shù)據(jù)，對(duì)動(dòng)車(chē)組車(chē)輛曲線通過(guò)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(chē)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(guò)影響動(dòng)車(chē)組車(chē)輛的空間位置進(jìn)而影響車(chē)端連接的曲線通過(guò)能力。

3 車(chē)端連接裝置過(guò)曲線分析

目前，動(dòng)車(chē)組車(chē)輛車(chē)端連接裝置曲線通過(guò)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(lái)西亞動(dòng)車(chē)組為例，運(yùn)用CAD仿真模擬分析的方法對(duì)動(dòng)車(chē)組車(chē)輛車(chē)端連接裝置曲線通過(guò)能力進(jìn)行分析和校核。

3.1 輸入?yún)?shù)

3.2 車(chē)輛運(yùn)動(dòng)位置分析

動(dòng)車(chē)組車(chē)輛車(chē)端連接曲線通過(guò)能力分析首先要對(duì)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行模擬分析，考慮車(chē)輛的各種困難工況。馬來(lái)西亞動(dòng)車(chē)組項(xiàng)目側(cè)線和站場(chǎng)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(duì)車(chē)輛通過(guò)以上曲線工況進(jìn)行分析。

3.2.4 貫通道曲線通過(guò)能力分析。貫通道曲線通過(guò)能力同樣需要根據(jù)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)位置圖進(jìn)行分析，貫通道部件要適應(yīng)車(chē)輛的各種運(yùn)動(dòng)工況，通過(guò)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(mǎn)足各種工況的要求。

馬來(lái)西亞動(dòng)車(chē)組貫通道不帶有內(nèi)飾結(jié)構(gòu)，因此這里并沒(méi)有對(duì)此進(jìn)行分析。對(duì)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(chē)輛通過(guò)曲線時(shí)，是否會(huì)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(huì)干涉或拉脫，渡板抬升和下降時(shí)是否會(huì)干涉或產(chǎn)生縫隙。分析方法與折棚類(lèi)似，根據(jù)車(chē)輛在困難工況的運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行模擬分析。

4 結(jié)語(yǔ)

由于模擬計(jì)算與實(shí)際工況存在一定誤差，所以，車(chē)端連接裝置在裝車(chē)后仍然需要進(jìn)行各種工況的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。馬來(lái)西亞動(dòng)車(chē)組車(chē)端連接裝置順利通過(guò)了曲線通過(guò)能力測(cè)試實(shí)驗(yàn)，車(chē)輛上線運(yùn)營(yíng)后，車(chē)端連接裝置通過(guò)了各種復(fù)雜線路及運(yùn)營(yíng)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(jiǎn)介：張坤（1985—），男，湖北漢川人，供職于南車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司技術(shù)中心，研究生。

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