转向架中心距对机后一位单编组运行车辆轴重转移的影响

    陈晓丽 陈春棉

    摘 要：铁路客车车辆在静止时，各转向架平均分担列车的粘着质量，当车辆在机后一位单编组运行时，在总的粘着质量保持不变的前提下，各转向架承担的粘着质量将发生变化，有些转向架的粘着质量增大，有些转向架粘着质量降低。粘着质量的变化将对转向架强度和制动力的施加产生较大的影响，对列车的寿命和运行安全性也产生一定的影响。本文通过计算，分析了转向架中心距离对机后一位单编组运行车辆轴重转移的影响。

    关键词：铁道车辆;转向架;制动;轴重

    1 简介

    铁路客车车辆通常采用2轴转向架，每节车两都由2台转向架支撑运行。如图1所示，L表示两台转向架中心的距离，转向架中心距对客车车辆的运行用重要的影响。

    铁道车辆每个轮对平均加在钢轨上的重量，称之为客车车辆的轴重。当客车车辆处于静止状态时，每个轮对加在钢轨上的重量相同;当客车车辆在机后一位运行时，由于受到机车纵向牵引力的不均衡，客车车辆轮对加在钢轨上的重量发生转移，出现不平衡的状态。

    如公式1所示，轴重转移出现后，产生减载现象的转向架分担的轴重将小于平均轴重，即该轮对上的粘着质量M随之降低。

    （1）

    在列车运行过程中，车辆制动力B应小于粘着力，否则将出现列车滑行现象，使得列车车轮与钢轨急剧摩擦，严重影响列车车辆车轮与钢轨的寿命。

    （2）

    产生增载现象的转向架，承担的轴重大于静止时的轴重，若轴重转移量大于转向架强度极限，转向架将被损坏，发生运行事故。

    同一车辆两台转向架之间的中心距，对转向架轴重转移量有较大的影响，研究机后一位车辆单编组运行时，转向架中心距对轴重转移的影响，可以有效的控制轴重转移量，确保列车安全运行。

    2 方程的建立

    2.1 参数说明

    如图1所示，假设机车转向架轴式为B0-B0型，则F表示每台转向架单个牵引电机产生的牵引力，L表示转向架中心距离，H表示车钩距离轨面高度，h表示转向架中央支撑处距离轨面高度，G表示车辆总的粘着质量，c表示转向架两轴之间的距离，通常为常数。

    2.2 方程的建立

    在计算过程中，假设与机车相连一端为车辆二位端，远离机车、与后续车辆相连与段为车辆一位端，则转向架车轴依次为4轴、3轴、2轴和1轴。

    （1）静止状态。当车辆静止时，粘着质量平均加在转向架各轮对上，因此：

    （2）列车运行状态。当车辆受在机车4F的牵引力下运行时，各轮对所承担的粘着质量将发生变化。

    如图2所示，A点为一位转向架与车体的支撑点，对A点受力分析可得：

    3 结果分析

    由公式（6）、（7）可见，轴重转移的出现，使得机后一位车辆两台转向架所承担的轴重各不相同。

    （1）静止时，机后一位车辆两台转向架各自1/2的轴重;

    （2）在机车牵引力的作用下运行时，一位转向架所承担的轴重小于静止时的轴重，出现了减载现象，二位转向架所承担的轴重大于静止时的轴重，出现了增载现象;

    （3）一位转向架的减载量与二位转向架的增载两相同，车辆总的粘着质量并未发生变化;

    （4）轴重转移量为，轴重转移量与转向架中心距成反比，随着转向架中心距的增大，减载量與增载量都将减小。因此，车辆整体设计时，应在合理的范围内尽量增大转向架中心距离，以便降低机后一位车辆在单编组运行时的轴重转移量。

    4 结束语

    客车车辆在机后一位调车时，单编组运行，且频繁施加制动，若轴重转移较为严重，增载现象将对车轴产生更大的损伤，同时减载现象也将对列车的粘着质量产生影响，进一步影响到制动的施加。

    参考文献：

    [1]铁道部.铁路货车制动装置检修规则[M].北京：中国铁道出版社，2008.

    [2]张旺狮.车辆制动装置[M].北京：中国铁道出版社，2016.

    [3]张效融，朱喜锋.电力机车总体及走行部[M].北京：中国铁道出版社，2011.

    [4]魏家麒，张开林，姚远.单轴牵引力变化时的机车轴重转移分析[J].机车电传动，2014（03）：40-43.

    [5]李东杰.地铁车辆轴重转移分析[J].技术与市场，2013（04）：47-48.

    [6]伍泓桦，皱瑞明，马卫华.33t轴重重在机车轴重转移研究[J]. 铁道机车车辆，2016（01）：1-5.

    支撑项目：湖南铁道职业技术学院校级课题：我国主型客车车辆在机后一位时的轴重转移研究，课题编号：K2011714。

    作者简介：陈晓丽（1990-），女，甘肃兰州人，硕士研究生，研究方向：列车制动。