德國(guó)ICE快鐵運(yùn)用及其對(duì)輪配技術(shù)條件制約性

樸明偉，劉德柱，郭強(qiáng)，兆文忠

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德國(guó)ICE快鐵運(yùn)用及其對(duì)輪配技術(shù)條件制約性

樸明偉1，劉德柱1，郭強(qiáng)1，兆文忠2

(1 大連交通大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院, 遼寧 大連 116028； 2大連交通大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院, 遼寧 大連 116028)

由于ICE3轉(zhuǎn)向架原型存在對(duì)輪配技術(shù)條件制約性，因而必須依靠原創(chuàng)性技術(shù)創(chuàng)新來(lái)轉(zhuǎn)變客運(yùn)專(zhuān)線發(fā)展模式.以長(zhǎng)編轉(zhuǎn)向架優(yōu)配作為技改范例，應(yīng)用抗蛇行寬頻帶吸能機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)向架不穩(wěn)定蛇行振蕩現(xiàn)象的超前滯后校正，部分恢復(fù)了轉(zhuǎn)向架自導(dǎo)向能力，克服了對(duì)輪配技術(shù)條件制約性,即名義等效錐度降低至0.10.如何實(shí)現(xiàn)車(chē)體與走行部橫向解耦應(yīng)當(dāng)作為快捷與高速貨車(chē)轉(zhuǎn)向架的主要?jiǎng)?chuàng)新要素之一.若無(wú)抗蛇行減振器，則必須保障旁承摩擦及其回轉(zhuǎn)阻力矩的穩(wěn)定性，以降低結(jié)構(gòu)性技術(shù)服務(wù)成本.參照Y37轉(zhuǎn)向架及其TGV客貨混用成功經(jīng)驗(yàn)，合理確定快捷與高速貨運(yùn)的輪配技術(shù)條件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)客貨混用的“高速度低影響”技術(shù)目標(biāo).

客運(yùn)專(zhuān)線；名義等效錐度；橫向解耦；長(zhǎng)編轉(zhuǎn)向架；快捷貨車(chē)轉(zhuǎn)向架

0 引言

德國(guó)ICE快鐵運(yùn)用存在對(duì)輪配技術(shù)條件制約性，即實(shí)際等效錐度不得低于0.10，即所謂客運(yùn)專(zhuān)線.結(jié)合中國(guó)高鐵建設(shè)與發(fā)展需求，必須正確認(rèn)知ICE3轉(zhuǎn)向架原型創(chuàng)新技術(shù)特點(diǎn)及其局限性，有必要以原始技術(shù)創(chuàng)新來(lái)轉(zhuǎn)變客運(yùn)專(zhuān)線發(fā)展模式，擴(kuò)大鐵路投資收益.

根據(jù)輪軌蠕滑理論，輪對(duì)自穩(wěn)定問(wèn)題與轉(zhuǎn)向架不穩(wěn)定蛇行振蕩現(xiàn)象，是快速與高速轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)的2個(gè)基本不穩(wěn)定問(wèn)題.從動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，不得忽視快鐵與高鐵車(chē)輛響應(yīng)對(duì)輪軌蠕滑的反饋影響，因而車(chē)輪蠕滑具有準(zhǔn)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)2種成份[1-3].在輪對(duì)彈性定位約束下，車(chē)輪自旋蠕滑及其對(duì)橫向蠕滑力效應(yīng)，其相當(dāng)于負(fù)阻尼作用，是造成輪對(duì)蛇行自激振蕩的主要原因之一，簡(jiǎn)稱(chēng)輪對(duì)自穩(wěn)定問(wèn)題.結(jié)合ETR系列擺式轉(zhuǎn)向架橫向穩(wěn)定性能要求，Polach指出[4]： EN13802規(guī)定了抗蛇行減振器的2類(lèi)性能試驗(yàn)，即準(zhǔn)靜態(tài)阻尼特性與臺(tái)架動(dòng)態(tài)特性，盡管如此，在大幅值低頻循環(huán)激擾下獲得的阻尼特性，其不適合定義抗蛇行減振器裝車(chē)動(dòng)態(tài)性能.而在微小幅值的位移激擾下，A≤ 1 mm，臺(tái)架動(dòng)態(tài)特性具有Maxwell模型的可回歸性，即激擾頻率越快，抗蛇行高頻阻抗變得越來(lái)越突出，而動(dòng)態(tài)阻尼卻在不斷降低.在電機(jī)體懸、簡(jiǎn)單與彈性架懸3種電機(jī)吊掛方式對(duì)比研究中，Alfi發(fā)現(xiàn)[5]：電機(jī)彈性架懸，且實(shí)現(xiàn)相對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的橫向擺動(dòng)，可以降低轉(zhuǎn)向架不穩(wěn)定蛇行振蕩的參振質(zhì)量，進(jìn)而降低搖頭運(yùn)動(dòng)相對(duì)橫移的相位滯后，有利于控制跟隨輪對(duì)的車(chē)軸橫向力.從鋼軌專(zhuān)業(yè)技術(shù)角度出發(fā)，Schoech更加明確了法鐵TGV與德國(guó)ICE的鋼軌打磨技術(shù)條件[6]，特別是ICE快鐵運(yùn)用及其對(duì)輪配技術(shù)制約性，即平均商業(yè)速度200 km/h，短時(shí)最高速度300 km/h，通過(guò)鋼軌預(yù)打磨，無(wú)論新鏇或磨耗踏面，實(shí)際等效錐度控制必須嚴(yán)格在(0.10 ～0.13)，最大值0.15.相對(duì)而言，法鐵TGV則采用鋼軌預(yù)防性與維修性2種打磨方式，其實(shí)際等效錐度則控制在(0.03 ～0.13).

結(jié)合中國(guó)高鐵CRH實(shí)踐[7 - 8]，本文主要探究ICE3轉(zhuǎn)向架原型及其對(duì)輪配技術(shù)條件制約性，并以抗蛇行寬頻帶吸能機(jī)制作為原始技術(shù)創(chuàng)新，制訂長(zhǎng)編轉(zhuǎn)向架優(yōu)配方案，為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)交路跨線運(yùn)營(yíng)或快捷與高速貨運(yùn)提供技術(shù)支持.

1 對(duì)輪配技術(shù)條件制約性

德國(guó)ICE3系列轉(zhuǎn)向架具有其創(chuàng)新技術(shù)特點(diǎn)，如輪對(duì)(強(qiáng))剛性定位約束、電機(jī)彈性架懸以及抗蛇行冗余設(shè)計(jì)形式等.具體地，在蛇行振蕩參振質(zhì)量降低的技術(shù)前提下，以轉(zhuǎn)向架不穩(wěn)定蛇行振蕩現(xiàn)象作為主要研究問(wèn)題，且在抗蛇行頻帶吸能機(jī)制的配合下理論上確保了轉(zhuǎn)向架高速性能.

但是在主要研究問(wèn)題處理上，ICE3轉(zhuǎn)向架原型存在設(shè)計(jì)缺陷，即采用新型抗蛇行減振器T60或T70，以自適應(yīng)控制方式僅僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)向架不穩(wěn)定蛇行振蕩現(xiàn)象的超前或滯后校正，因而部分喪失了轉(zhuǎn)向架自導(dǎo)向能力，并形成了對(duì)輪配技術(shù)條件制約性，且實(shí)際車(chē)速要求越高，對(duì)輪配的制約性越強(qiáng).如中國(guó)CRH高鐵，車(chē)速300～330 km/h，轉(zhuǎn)向架優(yōu)配研究表明：其實(shí)際等效錐度不得低于0.16.

與西班牙高鐵AVE不同，中國(guó)高鐵CRH運(yùn)用具有其特殊性，如無(wú)砟軌道，高架鐵路，且橋隧比例較大，以及氣候特征變化明顯等.特別是軌道長(zhǎng)波不平順激擾和側(cè)風(fēng)對(duì)車(chē)體擾動(dòng)，應(yīng)當(dāng)作為影響目前高鐵運(yùn)用穩(wěn)定安全的2大負(fù)面因素.尤其是河西走廊和東北大部，季風(fēng)多發(fā)地區(qū)，以及南嶺山區(qū)，橋隧比例較高，高鐵運(yùn)用需要特別防范側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性問(wèn)題及其危害性影響.

以抗蛇行高頻阻抗作用作為相關(guān)激勵(lì)，車(chē)體與走行部之間形成了橫向耦合關(guān)系，其耦合強(qiáng)度與車(chē)體橫向參振質(zhì)量有關(guān)，因而采用了車(chē)下質(zhì)量彈性吊掛形式[7 - 8].橫向振動(dòng)耦合機(jī)制是目前高鐵車(chē)輛振動(dòng)行為的基本規(guī)律，并造成其結(jié)構(gòu)性技術(shù)服務(wù)成本增大，其主要有以下2個(gè)方面表現(xiàn)：

(1)抗蛇行減振器統(tǒng)購(gòu)T70后，由于動(dòng)力輪對(duì)齒輪箱殼體補(bǔ)強(qiáng)，鋼軌局部磨耗的二次敏感性影響成為了車(chē)體與走行部橫向耦合作用的主要負(fù)面影響形式之一.特別是山區(qū)線路，明線與暗線交錯(cuò)，鋼軌局部磨耗尤為突出，輪對(duì)鏇修的技術(shù)效果越來(lái)越不明顯.因而鏇輪修程也由原來(lái)的30余萬(wàn)公里降低至10 ～15 萬(wàn)公里.

(2)同時(shí)擦輪或擦傷累計(jì)形成車(chē)輪多邊磨問(wèn)題，其已經(jīng)成為長(zhǎng)交路跨線運(yùn)營(yíng)的主要技術(shù)問(wèn)題之一.由于線路養(yǎng)護(hù)管理差異，如鋼軌未進(jìn)行預(yù)打磨，或鋼軌預(yù)打磨目標(biāo)廓型未統(tǒng)一規(guī)范，車(chē)輪多邊磨問(wèn)題呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)趨勢(shì)，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的振動(dòng)噪聲問(wèn)題，如軸箱蓋振動(dòng)松脫或司機(jī)室噪聲超限等.

客運(yùn)專(zhuān)線并非保障高鐵運(yùn)用穩(wěn)定安全的充要技術(shù)條件.在理論與實(shí)踐上可以充分證明：德國(guó)ICE3轉(zhuǎn)向架原型存在設(shè)計(jì)缺陷，且形成了輪配條件制約性、鋼軌磨耗敏感性以及橫向振動(dòng)耦合機(jī)制3大負(fù)面影響[8 - 9].德國(guó)ICE快鐵也正在逐步轉(zhuǎn)變其客專(zhuān)運(yùn)營(yíng)模式.實(shí)際上也僅有科恩至法蘭克福一段，設(shè)計(jì)時(shí)速300 km/h，客專(zhuān)運(yùn)營(yíng)模式.而2006年新建的紐倫堡至因戈?duì)柺┧?，設(shè)計(jì)時(shí)速300 km/h，則允許輕型貨運(yùn)車(chē)輛運(yùn)用.對(duì)于其它線路，如設(shè)計(jì)時(shí)速250 ～280 km/h，也允許夜間貨運(yùn).

隨著中國(guó)CRH鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，“專(zhuān)車(chē)專(zhuān)線”運(yùn)營(yíng)模式不可能滿足PPP(公私聯(lián)合)融資需求. 西班牙高鐵AVE采用德國(guó)制造的Veralo SP，馬德里至巴塞羅那，約540 km，平原地貌，路堤線路，專(zhuān)車(chē)專(zhuān)線運(yùn)營(yíng)模式. 但是中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)具有區(qū)域性發(fā)展特征，特別是城鎮(zhèn)化進(jìn)程迅猛發(fā)展，長(zhǎng)交路跨線運(yùn)營(yíng)需求正在迅速形成.因此，中國(guó)CRH需要以原創(chuàng)新技術(shù)來(lái)實(shí)施對(duì)ICE3轉(zhuǎn)向架原型的實(shí)質(zhì)性技改，逐步轉(zhuǎn)變客專(zhuān)運(yùn)營(yíng)模式，增強(qiáng)鐵路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展能力，積極促進(jìn)中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型升級(jí).

2 長(zhǎng)編轉(zhuǎn)向架解決方案

在鋼軌預(yù)打磨統(tǒng)一其目標(biāo)廓型的技術(shù)前提下，如60N(對(duì)稱(chēng)打磨)，長(zhǎng)編(列車(chē))轉(zhuǎn)向架優(yōu)配必須滿足如下強(qiáng)制性的輪配技術(shù)要求：即名義等效錐度降低至0.10.

以ICE3轉(zhuǎn)向架作為技術(shù)原型，通過(guò)新型抗蛇行減振器T60/T70的組合應(yīng)用及其參數(shù)優(yōu)配，長(zhǎng)編轉(zhuǎn)向架采用抗蛇行寬頻帶吸能機(jī)制，引入結(jié)構(gòu)阻尼約束減振技術(shù)，以彌補(bǔ)ICE3原型的設(shè)計(jì)缺陷，其特征在于：

(1)根據(jù)長(zhǎng)交路跨線運(yùn)用的技術(shù)需求，應(yīng)用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，制訂長(zhǎng)編轉(zhuǎn)向架優(yōu)配方案，以實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向架不穩(wěn)定蛇行振蕩的超前滯后校正，部分恢復(fù)了轉(zhuǎn)向架自導(dǎo)向能力，名義等效錐度降低至0.10，克服了對(duì)輪配技術(shù)條件制約性的技術(shù)瓶頸.

(2)借用ICE3轉(zhuǎn)向架原型的抗蛇行冗余設(shè)計(jì)形式，形成新型抗蛇行減振器T60與T70組合應(yīng)用方式，如圖1所示.為了兼容大阻尼抑制蛇行機(jī)制和抗蛇行頻帶吸能機(jī)制，借用抗蛇行軟約束或膨脹袋技術(shù)，T60要實(shí)現(xiàn)低頻中心頻率的參數(shù)配置，fL0=k/C(圓頻率)，而T70則要實(shí)現(xiàn)高頻中心頻率的參數(shù)配置，fH0=K/c，抗蛇行串聯(lián)剛度，每架2(K+k)不得低于3X×2，假設(shè)動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架原配的抗蛇行串聯(lián)剛度X.

(a) 頻響特性

(b) 低頻與高頻吸能頻

(3)轉(zhuǎn)向架部分參數(shù)得到優(yōu)化，即電機(jī)橫擺剛度提高至km+20 kN/m，km為ICE3轉(zhuǎn)向架電機(jī)橫擺剛度原配值；輪對(duì)縱向定位剛度，由原始值120 MN/m降低至35 MN/m.

根據(jù)上述解決方案，如圖2所示，給出了長(zhǎng)編轉(zhuǎn)向架優(yōu)配方案制訂的技術(shù)路線，動(dòng)車(chē)與拖車(chē)非線性臨界速度，見(jiàn)表1.

圖2 長(zhǎng)編轉(zhuǎn)向架優(yōu)配方案制訂的技術(shù)路線

表1 動(dòng)車(chē)與拖車(chē)非線性臨界速度 km/h

3 高速輪軌技術(shù)局限性

從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，高速輪軌技術(shù)局限性應(yīng)當(dāng)給予重視，以發(fā)揮其最大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益.威金斯首先提出了車(chē)輪自旋蠕滑并構(gòu)建了輪軌橫向動(dòng)態(tài)制衡關(guān)系.根據(jù)臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)，特別強(qiáng)調(diào)指出[3]：與車(chē)輪縱向蠕滑的情況不同，車(chē)輪自旋蠕滑及其對(duì)橫向蠕滑力效應(yīng)，其不再具有飽和曲線特征.具體地，在縱向與橫向蠕滑均為零的前提條件下，當(dāng)車(chē)輪自旋蠕滑≤0.6，其對(duì)橫向蠕滑效應(yīng)呈現(xiàn)線性遞增關(guān)系，但是當(dāng) < 0.6時(shí)，則快速衰減.

極限速度是指能夠維系輪軌橫向動(dòng)態(tài)制衡關(guān)系的最高安全速度.以ICE3系列轉(zhuǎn)向架作為技術(shù)原型，超高速轉(zhuǎn)向架優(yōu)配選配T70，其動(dòng)態(tài)仿真分析表明：盡管尚存在諸多技術(shù)問(wèn)題，但是其極限速度接近600 km/h[9].而對(duì)于轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)向架優(yōu)配來(lái)講，由于輪對(duì)縱向定位剛度降低至35 MN/m，在新車(chē)狀態(tài)下，等效錐度0.10，車(chē)速接近480 km/h，車(chē)輪自旋蠕滑達(dá)到或超過(guò)0.6，輪對(duì)橫向動(dòng)態(tài)失衡，且橫向瞬間抖振，車(chē)輪縱向蠕滑最大值接近或超過(guò)0.01，即線性蠕滑的上限，車(chē)輪瞬間打滑的可能性增大.

由此可見(jiàn)，快鐵經(jīng)濟(jì)運(yùn)用，其技術(shù)本質(zhì)就是通過(guò)不落輪鏇或鋼軌打磨等輔助技術(shù)，在較低等效錐度的輪配條件下，實(shí)際輪軌接觸偏向于密貼型接觸的極端情況，保持車(chē)體與走行部之間的低頻牽連運(yùn)動(dòng)關(guān)系，約1.0 ～2.0 Hz，以滿足大阻尼抑制蛇行機(jī)制的技術(shù)條件，因而其經(jīng)濟(jì)速度250～280 km/h.而高鐵運(yùn)用則更加強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定安全，需要以輪對(duì)剛性定位約束來(lái)抑制車(chē)輪自旋蠕滑及其負(fù)面影響，進(jìn)而突破其極限速度.但是高鐵車(chē)輛及其結(jié)構(gòu)性技術(shù)服務(wù)成本也是決定高鐵運(yùn)用經(jīng)濟(jì)速度的主要因素之一.對(duì)于ICE3轉(zhuǎn)向架原型來(lái)講，在抗蛇行寬頻帶吸能機(jī)制的配合下，輪對(duì)縱向定位剛度由120 MN/m降低至35 MN/m，極限速度由600 km/h降低至480 km/h.盡管如此，長(zhǎng)編轉(zhuǎn)向架改善或增強(qiáng)了對(duì)軌道線路及其服役條件的適應(yīng)性、友好性以及穩(wěn)定魯棒性，進(jìn)而滿足了300 ～330 km/h長(zhǎng)交路跨線運(yùn)營(yíng)的技術(shù)需求.

4 客貨混用及其“高速度低影響”技術(shù)目標(biāo)

“高速度低影響”是新建鐵路專(zhuān)線實(shí)現(xiàn)客貨混用的重要技術(shù)目標(biāo)之一，其具有以下3點(diǎn)技術(shù)內(nèi)涵：

(1)通過(guò)對(duì)ICE3轉(zhuǎn)向架原型的實(shí)質(zhì)性技改，長(zhǎng)編與高速轉(zhuǎn)向架，其名義等效錐度降低至0.10，以防止鋼軌走行光帶向軌距角一側(cè)擴(kuò)展，進(jìn)而造成滾動(dòng)接觸疲勞失效，如軌距角一側(cè)產(chǎn)生如同細(xì)絲般裂紋；

(2)在鋼軌預(yù)打磨統(tǒng)一其目標(biāo)廓型的技術(shù)前提條件下，如60 N，快捷與高速貨車(chē)轉(zhuǎn)向架研發(fā)，必須首先保障其橫向穩(wěn)定性能，控制其車(chē)軸橫向力，避免形成對(duì)鋼軌磨耗的負(fù)面影響；

(3)快捷與高速貨車(chē)轉(zhuǎn)向架研發(fā)，必須控制車(chē)輪動(dòng)荷，參照TSI規(guī)范，20 Hz低通濾波的車(chē)輪動(dòng)荷RMS3σ不得大于車(chē)輪靜載荷的25%.

由此可見(jiàn)，如何實(shí)現(xiàn)車(chē)體與走行部橫向解耦，應(yīng)當(dāng)作為快捷與高速貨車(chē)轉(zhuǎn)向架的主要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)之一.若無(wú)抗蛇行減振器，則必須保障旁承摩擦及其回轉(zhuǎn)阻力矩的穩(wěn)定性，以降低結(jié)構(gòu)性技術(shù)服務(wù)成本.更為重要的是：應(yīng)當(dāng)參照Y37轉(zhuǎn)向架及其TGV專(zhuān)線的客貨混用成功經(jīng)驗(yàn)，合理確定快捷與高速貨運(yùn)的輪配條件.特別是既有鐵路干線及其客運(yùn)業(yè)務(wù)逐步退出的形勢(shì)下，快捷貨車(chē)轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)積極利用密貼型接觸輪軌關(guān)系的優(yōu)勢(shì)技術(shù)資源，進(jìn)而體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)型設(shè)計(jì)理念.

5 結(jié)論

(1)在當(dāng)前快鐵或高鐵網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展的形勢(shì)下，中國(guó)CRH必須以原創(chuàng)性技術(shù)來(lái)轉(zhuǎn)變客運(yùn)專(zhuān)線發(fā)展模式.德國(guó)ICE3系列轉(zhuǎn)向架具有其創(chuàng)新技術(shù)特點(diǎn)，但也存在其設(shè)計(jì)缺陷，且形成了輪配條件制約性、鋼軌磨耗敏感性以及橫向耦合振動(dòng)耦合機(jī)制3大負(fù)面影響.因而客運(yùn)專(zhuān)線并非保障高鐵運(yùn)用穩(wěn)定安全的充要條件；

(2)以新型抗蛇行減振器T60和T70組合應(yīng)用方式，分別引入低頻結(jié)構(gòu)阻尼和高頻阻抗作用，且形成對(duì)轉(zhuǎn)向架不穩(wěn)定蛇行振蕩現(xiàn)象的超前滯后校正.以長(zhǎng)編轉(zhuǎn)向架優(yōu)配作為研究對(duì)象，適度增強(qiáng)電機(jī)橫擺剛度，徹底解決側(cè)風(fēng)不穩(wěn)定問(wèn)題，增強(qiáng)對(duì)服役條件的穩(wěn)定魯棒性；合理降低輪對(duì)縱向定位剛度，改善對(duì)軌道線路的適應(yīng)性與友好性；

(3)“高速度低影響”是新建鐵路專(zhuān)線實(shí)現(xiàn)客貨混用的重要技術(shù)目標(biāo)之一.因而必須正確認(rèn)知ICE3轉(zhuǎn)向架原型創(chuàng)新技術(shù)特點(diǎn)及其局限性，以抗蛇行寬頻帶吸能機(jī)制作為原始技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)對(duì)ICE3轉(zhuǎn)向架原型的實(shí)質(zhì)性技改，以滿足鋼軌預(yù)打磨統(tǒng)一其目標(biāo)廓型的技術(shù)需求.同時(shí)參照法鐵TGV及其客貨運(yùn)用的成功經(jīng)驗(yàn)，快捷或高速貨車(chē)轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)也應(yīng)當(dāng)積極利用密貼型接觸輪軌關(guān)系的優(yōu)勢(shì)技術(shù)資源，體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)型設(shè)計(jì)理念，以擴(kuò)大鐵路投資收益率.

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German ICE Rapid Rails and Wheel-Rail Matching Conditionality

PIAO Mingwei1, LIU Dezhu1, GUO Qiang1, ZHAO Wenzhong2

( 1.School of Machinery Engineering , Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, China；2. School of Traffic & Transportation Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, China)

Due to the wheel-rail matching conditionality of ICE3 bogie prototype, the practice mode of dedicated passenger lines must be changed urgently by applying the technical innovations. Taking long-train bogie as technical improvemrnt paradigm, the lead-lag correction to hunting ocillation instability of bogies is realized by applying the anti-hunting absorting wide-band mechanism, and the self-steering ability of bogie can be then recovered partally so as to overcome the wheel-rail matching conditionality, i.e. nominal equilalent conicity is decreased to 0.10. Meanwhile how to decouple laterally between carbody and running gears is one of innovative factors in developing projects of high-speed/rapid freight bogies. If no anti-yaw damper is adopted, the stability of side bearing frictions and resistance moments should be guaranteed correctly. With reference to the Y37 freight bogie and the successful experiences of TGV passenger-freight mixed mode, the nominal equivalent conicity can be selected rationally for both rapid/high-speed freight rails. So the technical objective of high-speed and low-impact can be achieved therefore for the mixed practices of passenger and freight transportions.

dedicated passenger lines; nominal equivalent conicity; lateral decoupling; long train bogie; rapid freight bogie

1673- 9590(2016)02- 0038- 05

2015-05-14

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(60870009)

A