PDF《罗世辉机车关键参数对车钩转角与机车运行安全性的影响_罗...》

1 6r e f s . :h e a v y h a u ll o c o m o t i v e ;

d y n a m i c s m o d e l ;

c o u p l e rr o t a t i o na n g l e ;

w h e e l s e tl a t e r a l f o r c e ;

s t r u c t u r ep a r a m e t e r s :X U Z i q i a n g(

1 9

8 4 ) ,m a l e , d o c t o r a ls t u d e n t ,+8

6

2 8

8 7

6 0

1 9

7 3 ,

8 7

6 0

2 1

9 3@1

6 3 . 交通运输工程学报2013年 c o m;

L UOS h i h u i (

1 9

6 4 ) ,m a l e , p r o f e s s o r , P h D,+

8 6

2 8

8 6

4 6

6 2

0 3, s h l u o @s w j t u . e d u . c n .

0 引言随着重载运输的发展, 列车运行时由牵引、 制动 等因素引起的列车纵向冲动也越来越大.在车钩承 受大压力的情况下, 车钩将产生偏转行为[

1 2] , 车钩 的偏转将使得车钩力产生横向分力, 影响列车的运 行性能, 过大的车钩偏转角甚至会威胁列车的运行 安全性[ 3] .由车钩偏转行为造成的列车脱轨事故时 有发生, 中国大秦运煤专线在万吨级列车牵引制动 试验时就曾先后发生3次由车钩偏转导致横向力过 大而造成的机车脱轨事故[ 4] , 同类事故在其他国家 也有发生[

5 6] . 国内外对重载列车钩缓装置行为与其对列车的 运行性能影响进行了很多的研究.G e i k e使用线性 刚度与阻尼的组合建立缓冲器模型, 研究地铁列车 出现过大纵向力的原因[

7 ] ;

阳光武等将钩缓装置简 化为只有单一转动自由度的直杆, 研究列车曲线通 过时车钩偏转对列车的影响[

8 ] ;

E l S i b a i e提出大车 钩摆角 在纵向压力下会影响列车运行安全性[

9 ] ;

C o l e等研究了不同钩缓装置下列车的车钩力与车 钩缓冲器的参数对列车的影响[

1 0

1 1 ] ;

王开云等运用 大系统动力学理论研究了重载机车钩缓装置偏转角 对轮轨动态作用[

1 2 ] .以上的研究将钩缓装置简化 为线性弹簧阻尼系统或将车钩的影响以力的形式输 入列车模型, 不能实时研究钩缓装置的运行性能, 也 不能对车钩运动进行限制.马卫华等在此基础上建 立了考虑了车钩自由摆角、 缓冲器部分阻抗特性、 车 钩止挡的钩缓动力学子模型, 将此模型输入列车模 型, 分析了列车电制动工况安全问题, 并研究了车钩 的运行 行为与缓冲器阻抗特性对机车动力学的影响[ 3,

1 3

1 4] . 本文完善了马卫华等的钩缓子模型, 设计了详 细考虑车钩间隙、 钩肩结构特性、 缓冲器加卸载迟滞 特性的圆销 钩缓装置, 建立了由3节33t轴重机车、 2组钩缓装置组成的列车动力学模型, 通过动力 学计算研究机车各结构参数对车钩转角与机车轮轴 横向力的影响, 为车钩自由偏转角的设置提供参考.

1 机车与车钩 由于提高机车轴重可以显著提高机车的牵引 力, 增大列车的载重, 所以大轴重货运机车是近年来 的发展重点.本文以某机车厂最新设计的

3 3t大 轴重重载机车为研究对象.机车一系悬挂采用钢圆 弹簧配合端轴垂向减振器的方案, 二系悬挂系统采 用3个橡胶堆式承载垫结构.同时每个转向架还设 置有1个横向减振器与2个抗蛇行减振器.轴箱采 用单拉杆定位方式.交流电动机和齿轮传动系统组 成的驱动单元采用抱轴式悬挂, 并且采用吊杆将电 动机单点悬挂在转向架构架横梁上.车体和转向架 之间采用浮动中心销牵引方式, 机车采用踏面制动 方式.机车主要技术参数见表1. 表1 机车主要技术参数 .1樽 枳宀问 取值 参数 取值 二系止挡自由间隙/ mm