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...》

3 C o u p l e rm o d e l 2.

2 列车模型 根据机车的结构与参数建立了机车动力学模 型.单车模型由

1 个车体、

2 个转向架、

6 个轮对、 6个电机、 6个电机吊杆等刚体组成.通过一系、 二 系悬挂系统将上述2 1个刚体连接并与减振器一起, 组成了机车的动力学模型.机车的轨距为标准轨距

14 3 5mm, 采用磨耗型踏面与7 5k g钢轨. 在建立列车模 型前首先 对机 车的 临界速度和 直线、 曲线 通过性能进行了校核.机车的非线性临界速度为1

7 0k m・h -1 , 满足实际最大运行速度

1 0 0k m・h -1 的要求.机车的直线、 曲线运行 性能 分别见表

2、 3, 可以看出机车具有良好的运行性能, 可以在 较差轨道上安全运行.直线的运行速度为1

2 0k m・h -1 , 曲线的未平衡离心加速度为0.6m・s -2 表2 直线运行性能 .2踝醋樽 嶙 状 嶙遄牒嵯蚱轿刃 垂向平稳性 轮轴横向力/ k N 轮轨垂向力/ k N 2.

5 5 2.

6 3

3 5

2 0

3 表3 曲线运行性能 .3踝醋樽 嶙 状 肭甙刖/ m 轮轴横向力/ k N 脱轨系数 轮重减载率 摇头角/ ( ° )

3 0

0 7

5 0.

4 5 0.

5 1 0.

6 4

4 0

0 7

3 0.

4 0 0.

4 9 0.

5 0 本文的列车模型由3节机车连挂组成, 各车辆 之间采用相同型号的圆销车钩连接.列车前2节机 车采用集中牵引的模式, 第3节采用了机车而不是 货车是为了防止货车结构对计算结果的影响.列车 编组结构见图4.

3 计算工况与评价指标 由于在大秦1+1编组牵引万吨试验中, 压钩力 最大值已经达到了21

9 3k N [

1 6] , 所以本文将机车平 直道运行受到的最大压钩力定为25

0 0k N.列车 受到的压钩力以力的形式施加于前2节机车各轮对

9 4 交通运输工程学报2013年 图4 列车模型 F i g .

4 T r a i nm o d e l 上, 钩力从2s开始施加,

1 0s后达到最大值, 方 向与列车运行方向相反.这样, 前2节机车每车轴 受到2

0 8 . 3k N 的压力.计算时列车的运行速度为

6 0k m・h-1 . 由于第2个车钩受到的压钩力最大, 以第2个 车钩与靠近第2个车钩的机车2的第6轮对为研究 对象, 以车钩偏转角与轮轴横向力作为评价指标, 分 析机车结构参数的变化对列车动力学性能的影响. 其中轮 轴横向力采用UIC518标, 限制值lim=1.

0 (

1 0+2

0 /

3 ) , 其中0 为机车轴重, 所以机车的 轮轴横向力限制值为1

2 0k N.虽然评价机车的运 行性能不能只用轮轴横向力一个指标, 但是该指标 受机车结构参数变化影响最为明显, 同时, 相比脱轨 系数与轮重减载率, 该指标最差, 所以本文仅以轮轴 横向力评价机车的性能.

4 机车结构参数对车钩偏转角与列车 承压性能的影响 在研究机车结构参数的影响时, 车钩的自由偏 转角为8 ° , 列车在平直道运行, 采用了德国高干扰 轨道不平顺. 4.

1 二系止挡间隙 机车二系止挡设计自由间隙为3 5mm, 在其他 条件不变的情况下, 改变机车的二系止挡的自由间 隙, 变化范围为2 0~6 0mm, 变化步为5mm, 计算 结果见图5. 图5 二系止挡自由间隙的影响 F i g .

5 I n f l u e n c eo f s e c o n d a r ys t o p s f r e ec l e a r a n c e 随着二系止挡自由间隙的增大, 车钩的最大偏 转角也随之增大, 这是因为二系止挡自由间隙的增 大使得车体偏转更大的角度才会碰到止挡, 所以车 钩转角也相应增 大.但是只要车 钩 的偏 转角小于