轉(zhuǎn)向架中心距對(duì)機(jī)后一位單編組運(yùn)行車輛軸重轉(zhuǎn)移的影響

陳曉麗 陳春棉

摘 要：鐵路客車車輛在靜止時(shí)，各轉(zhuǎn)向架平均分擔(dān)列車的粘著質(zhì)量，當(dāng)車輛在機(jī)后一位單編組運(yùn)行時(shí)，在總的粘著質(zhì)量保持不變的前提下，各轉(zhuǎn)向架承擔(dān)的粘著質(zhì)量將發(fā)生變化，有些轉(zhuǎn)向架的粘著質(zhì)量增大，有些轉(zhuǎn)向架粘著質(zhì)量降低。粘著質(zhì)量的變化將對(duì)轉(zhuǎn)向架強(qiáng)度和制動(dòng)力的施加產(chǎn)生較大的影響，對(duì)列車的壽命和運(yùn)行安全性也產(chǎn)生一定的影響。本文通過(guò)計(jì)算，分析了轉(zhuǎn)向架中心距離對(duì)機(jī)后一位單編組運(yùn)行車輛軸重轉(zhuǎn)移的影響。

關(guān)鍵詞：鐵道車輛;轉(zhuǎn)向架;制動(dòng);軸重

1 簡(jiǎn)介

鐵路客車車輛通常采用2軸轉(zhuǎn)向架，每節(jié)車兩都由2臺(tái)轉(zhuǎn)向架支撐運(yùn)行。如圖1所示，L表示兩臺(tái)轉(zhuǎn)向架中心的距離，轉(zhuǎn)向架中心距對(duì)客車車輛的運(yùn)行用重要的影響。

鐵道車輛每個(gè)輪對(duì)平均加在鋼軌上的重量，稱之為客車車輛的軸重。當(dāng)客車車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每個(gè)輪對(duì)加在鋼軌上的重量相同;當(dāng)客車車輛在機(jī)后一位運(yùn)行時(shí)，由于受到機(jī)車縱向牽引力的不均衡，客車車輛輪對(duì)加在鋼軌上的重量發(fā)生轉(zhuǎn)移，出現(xiàn)不平衡的狀態(tài)。

如公式1所示，軸重轉(zhuǎn)移出現(xiàn)后，產(chǎn)生減載現(xiàn)象的轉(zhuǎn)向架分擔(dān)的軸重將小于平均軸重，即該輪對(duì)上的粘著質(zhì)量M隨之降低。

（1）

在列車運(yùn)行過(guò)程中，車輛制動(dòng)力B應(yīng)小于粘著力，否則將出現(xiàn)列車滑行現(xiàn)象，使得列車車輪與鋼軌急劇摩擦，嚴(yán)重影響列車車輛車輪與鋼軌的壽命。

（2）

產(chǎn)生增載現(xiàn)象的轉(zhuǎn)向架，承擔(dān)的軸重大于靜止時(shí)的軸重，若軸重轉(zhuǎn)移量大于轉(zhuǎn)向架強(qiáng)度極限，轉(zhuǎn)向架將被損壞，發(fā)生運(yùn)行事故。

同一車輛兩臺(tái)轉(zhuǎn)向架之間的中心距，對(duì)轉(zhuǎn)向架軸重轉(zhuǎn)移量有較大的影響，研究機(jī)后一位車輛單編組運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)向架中心距對(duì)軸重轉(zhuǎn)移的影響，可以有效的控制軸重轉(zhuǎn)移量，確保列車安全運(yùn)行。

2 方程的建立

2.1 參數(shù)說(shuō)明

如圖1所示，假設(shè)機(jī)車轉(zhuǎn)向架軸式為B0-B0型，則F表示每臺(tái)轉(zhuǎn)向架單個(gè)牽引電機(jī)產(chǎn)生的牽引力，L表示轉(zhuǎn)向架中心距離，H表示車鉤距離軌面高度，h表示轉(zhuǎn)向架中央支撐處距離軌面高度，G表示車輛總的粘著質(zhì)量，c表示轉(zhuǎn)向架兩軸之間的距離，通常為常數(shù)。

2.2 方程的建立

在計(jì)算過(guò)程中，假設(shè)與機(jī)車相連一端為車輛二位端，遠(yuǎn)離機(jī)車、與后續(xù)車輛相連與段為車輛一位端，則轉(zhuǎn)向架車軸依次為4軸、3軸、2軸和1軸。

（1）靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)車輛靜止時(shí)，粘著質(zhì)量平均加在轉(zhuǎn)向架各輪對(duì)上，因此：

（2）列車運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)車輛受在機(jī)車4F的牽引力下運(yùn)行時(shí)，各輪對(duì)所承擔(dān)的粘著質(zhì)量將發(fā)生變化。

如圖2所示，A點(diǎn)為一位轉(zhuǎn)向架與車體的支撐點(diǎn)，對(duì)A點(diǎn)受力分析可得：

3 結(jié)果分析

由公式（6）、（7）可見，軸重轉(zhuǎn)移的出現(xiàn)，使得機(jī)后一位車輛兩臺(tái)轉(zhuǎn)向架所承擔(dān)的軸重各不相同。

（1）靜止時(shí)，機(jī)后一位車輛兩臺(tái)轉(zhuǎn)向架各自1/2的軸重;

（2）在機(jī)車牽引力的作用下運(yùn)行時(shí)，一位轉(zhuǎn)向架所承擔(dān)的軸重小于靜止時(shí)的軸重，出現(xiàn)了減載現(xiàn)象，二位轉(zhuǎn)向架所承擔(dān)的軸重大于靜止時(shí)的軸重，出現(xiàn)了增載現(xiàn)象;

（3）一位轉(zhuǎn)向架的減載量與二位轉(zhuǎn)向架的增載兩相同，車輛總的粘著質(zhì)量并未發(fā)生變化;

（4）軸重轉(zhuǎn)移量為，軸重轉(zhuǎn)移量與轉(zhuǎn)向架中心距成反比，隨著轉(zhuǎn)向架中心距的增大，減載量與增載量都將減小。因此，車輛整體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在合理的范圍內(nèi)盡量增大轉(zhuǎn)向架中心距離，以便降低機(jī)后一位車輛在單編組運(yùn)行時(shí)的軸重轉(zhuǎn)移量。

4 結(jié)束語(yǔ)

客車車輛在機(jī)后一位調(diào)車時(shí)，單編組運(yùn)行，且頻繁施加制動(dòng)，若軸重轉(zhuǎn)移較為嚴(yán)重，增載現(xiàn)象將對(duì)車軸產(chǎn)生更大的損傷，同時(shí)減載現(xiàn)象也將對(duì)列車的粘著質(zhì)量產(chǎn)生影響，進(jìn)一步影響到制動(dòng)的施加。

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支撐項(xiàng)目：湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級(jí)課題：我國(guó)主型客車車輛在機(jī)后一位時(shí)的軸重轉(zhuǎn)移研究，課題編號(hào)：K2011714。

作者簡(jiǎn)介：陳曉麗（1990-），女，甘肅蘭州人，碩士研究生，研究方向：列車制動(dòng)。