轉向架中心距對機后一位單編組運行車輛軸重轉移的影響

陳曉麗 陳春棉

摘 要：鐵路客車車輛在靜止時，各轉向架平均分擔列車的粘著質量，當車輛在機后一位單編組運行時，在總的粘著質量保持不變的前提下，各轉向架承擔的粘著質量將發生變化，有些轉向架的粘著質量增大，有些轉向架粘著質量降低。粘著質量的變化將對轉向架強度和制動力的施加產生較大的影響，對列車的壽命和運行安全性也產生一定的影響。本文通過計算，分析了轉向架中心距離對機后一位單編組運行車輛軸重轉移的影響。

關鍵詞：鐵道車輛;轉向架;制動;軸重

1 簡介

鐵路客車車輛通常采用2軸轉向架，每節車兩都由2臺轉向架支撐運行。如圖1所示，L表示兩臺轉向架中心的距離，轉向架中心距對客車車輛的運行用重要的影響。

鐵道車輛每個輪對平均加在鋼軌上的重量，稱之為客車車輛的軸重。當客車車輛處于靜止狀態時，每個輪對加在鋼軌上的重量相同;當客車車輛在機后一位運行時，由于受到機車縱向牽引力的不均衡，客車車輛輪對加在鋼軌上的重量發生轉移，出現不平衡的狀態。

如公式1所示，軸重轉移出現后，產生減載現象的轉向架分擔的軸重將小于平均軸重，即該輪對上的粘著質量M隨之降低。

（1）

在列車運行過程中，車輛制動力B應小于粘著力，否則將出現列車滑行現象，使得列車車輪與鋼軌急劇摩擦，嚴重影響列車車輛車輪與鋼軌的壽命。

（2）

產生增載現象的轉向架，承擔的軸重大于靜止時的軸重，若軸重轉移量大于轉向架強度極限，轉向架將被損壞，發生運行事故。

同一車輛兩臺轉向架之間的中心距，對轉向架軸重轉移量有較大的影響，研究機后一位車輛單編組運行時，轉向架中心距對軸重轉移的影響，可以有效的控制軸重轉移量，確保列車安全運行。

2 方程的建立

2.1 參數說明

如圖1所示，假設機車轉向架軸式為B0-B0型，則F表示每臺轉向架單個牽引電機產生的牽引力，L表示轉向架中心距離，H表示車鉤距離軌面高度，h表示轉向架中央支撐處距離軌面高度，G表示車輛總的粘著質量，c表示轉向架兩軸之間的距離，通常為常數。

2.2 方程的建立

在計算過程中，假設與機車相連一端為車輛二位端，遠離機車、與后續車輛相連與段為車輛一位端，則轉向架車軸依次為4軸、3軸、2軸和1軸。

（1）靜止狀態。當車輛靜止時，粘著質量平均加在轉向架各輪對上，因此：

（2）列車運行狀態。當車輛受在機車4F的牽引力下運行時，各輪對所承擔的粘著質量將發生變化。

如圖2所示，A點為一位轉向架與車體的支撐點，對A點受力分析可得：

3 結果分析

由公式（6）、（7）可見，軸重轉移的出現，使得機后一位車輛兩臺轉向架所承擔的軸重各不相同。

（1）靜止時，機后一位車輛兩臺轉向架各自1/2的軸重;

（2）在機車牽引力的作用下運行時，一位轉向架所承擔的軸重小于靜止時的軸重，出現了減載現象，二位轉向架所承擔的軸重大于靜止時的軸重，出現了增載現象;

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

（4）軸重轉移量為，軸重轉移量與轉向架中心距成反比，隨著轉向架中心距的增大，減載量與增載量都將減小。因此，車輛整體設計時，應在合理的范圍內盡量增大轉向架中心距離，以便降低機后一位車輛在單編組運行時的軸重轉移量。

4 結束語

客車車輛在機后一位調車時，單編組運行，且頻繁施加制動，若軸重轉移較為嚴重，增載現象將對車軸產生更大的損傷，同時減載現象也將對列車的粘著質量產生影響，進一步影響到制動的施加。

參考文獻：

[1]鐵道部.鐵路貨車制動裝置檢修規則[M].北京：中國鐵道出版社，2008.

[2]張旺獅.車輛制動裝置[M].北京：中國鐵道出版社，2016.

[3]張效融，朱喜鋒.電力機車總體及走行部[M].北京：中國鐵道出版社，2011.

[4]魏家麒，張開林，姚遠.單軸牽引力變化時的機車軸重轉移分析[J].機車電傳動，2014（03）：40-43.

[5]李東杰.地鐵車輛軸重轉移分析[J].技術與市場，2013（04）：47-48.

[6]伍泓樺，皺瑞明，馬衛華.33t軸重重在機車軸重轉移研究[J]. 鐵道機車車輛，2016（01）：1-5.

支撐項目：湖南鐵道職業技術學院校級課題：我國主型客車車輛在機后一位時的軸重轉移研究，課題編號：K2011714。

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