曲线几何参数对货车转向架曲线通过性能的影响

文章编号:1002-7610(2006)04-0016-05采用互连式轮对机车转向架优化曲线通过性能和稳定性O.PO LACH(瑞士)摘　要:介绍了一种等效轴箱定位刚度在自导向转向架设计中的应用,以及应用互连轮对的模块化轴箱定位的应用潜力,旨在优化机车转向架在曲线通过和稳定性这对矛盾上的折中关系。

灵敏度分析则阐明了运行条件对自导向性能的影响。

关键词:机车;转向架;优化;瑞士中图分类号:U260.331 文献标识码:BCurving and Stability Optimization of LocomotiveBogies Using Interconnected WheelsetsO.PO LACH(Sw itzerland)A bstract:T he pa per demonstra te s the applicatio n o f an equiv alent ax le g uidance stiffne ss in the desig n o fself-streering bogies,as well as the po tential of the modular w heelset guidance w ith optio nal applicatio n o f wheelset coupling,in o rde r to o ptimize the trade-off betw een cur ving and stability of lo como tive bog ies.T he sensibility analy sis illustra tes the influence o f the o pe rating co nditio ns o n the self-steering ability.Key words:locomo tiv e;bogie;o ptimizatio n;Sw itzerland1　概述众所周知,在铁道车辆动力学中,解决曲线通过和稳定性的矛盾是一大挑战。

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。

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。

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。