地鐵半自動(dòng)車鉤動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)研究

寇福俊

摘要：通過(guò)計(jì)算仿真是無(wú)法真實(shí)獲得實(shí)際運(yùn)行情況下車鉤的動(dòng)態(tài)性能。以廣州X號(hào)線X車輛為例，選取各連掛車鉤為對(duì)象，對(duì)正線運(yùn)行、機(jī)車牽引、段內(nèi)自身動(dòng)力牽引等工況下的車鉤力和車鉤擺角進(jìn)行了試驗(yàn)分析，對(duì)于擺角較大的情況進(jìn)行受力分析，為車鉤壽命和安全保證提供了重要的數(shù)據(jù)儲(chǔ)備。

關(guān)鍵詞：車鉤試驗(yàn)分析;車鉤力;車鉤擺角;受力分析

中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.10.081

1概述

在實(shí)際地鐵線路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，車鉤的實(shí)際動(dòng)態(tài)性能直接影響到連掛的安全性和車輛的舒適性等多方面因素看。但在地鐵車鉤的選型設(shè)計(jì)時(shí)，僅是按照現(xiàn)場(chǎng)基建施工的框架要求進(jìn)行，往往通過(guò)計(jì)算仿真無(wú)法真實(shí)獲得實(shí)際運(yùn)行情況下車鉤的動(dòng)態(tài)性能。本文以廣州X號(hào)線X車輛為例，選取各連掛車鉤為對(duì)象，對(duì)正線運(yùn)行、機(jī)車牽引、段內(nèi)自身動(dòng)力牽引等工況下的車鉤力和車鉤擺角進(jìn)行了試驗(yàn)分析，為車鉤壽命和安全保證提供了重要的數(shù)據(jù)儲(chǔ)備。

2試驗(yàn)原理

本次試驗(yàn)對(duì)象為廣州地鐵X號(hào)線第X列，該項(xiàng)目采用直線電機(jī)牽引全動(dòng)車布置。試驗(yàn)為測(cè)量列車內(nèi)半永久牽引桿與半自動(dòng)車鉤的橫向擺角，如圖5，并且攝像監(jiān)控M1-M2車之間的半永久牽引桿的動(dòng)作。測(cè)量列車連掛斷面間的車鉤力，半永久牽引桿與半自動(dòng)車鉤布置見圖1。其中，半永久牽引桿使用新鉤進(jìn)行測(cè)試。

A：半永久牽引桿;B：半永久牽引桿，四條測(cè)力車鉤均為B鉤;C：半自動(dòng)車鉤;D：半自動(dòng)車鉤

試驗(yàn)使用的拉線式位移傳感器和測(cè)力車鉤的布置點(diǎn)如圖2所示，具體的試驗(yàn)布置如圖3所示。

對(duì)列車實(shí)際正線運(yùn)行、機(jī)車牽拉、段內(nèi)自身動(dòng)力運(yùn)行三種工況下，最大車鉤力和車鉤擺角進(jìn)行試驗(yàn)分析。

3試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1正線運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果分析

正線運(yùn)行時(shí)車鉤力測(cè)試結(jié)果如圖4所示，最大值為62.4kN，通過(guò)觀察數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，最大值均發(fā)生在啟動(dòng)、制動(dòng)的時(shí)刻。通過(guò)曲線和道岔時(shí)，車鉤力變化不顯著。

車鉤擺角測(cè)試數(shù)據(jù)如圖5所示，最大值為6.7°，絕大多數(shù)在5°以下，產(chǎn)生的車鉤力橫向分量較小。

3.2機(jī)車牽拉試驗(yàn)結(jié)果分析

機(jī)車牽拉時(shí)車鉤力測(cè)試結(jié)果如圖6所示，最高速度13km/h。最大值為7.8kN，通過(guò)觀察數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，最大值均發(fā)生在啟動(dòng)、制動(dòng)的時(shí)刻。通過(guò)曲線和道岔時(shí)，車鉤力變化不顯著。

當(dāng)次車鉤擺角最大為17°，所以對(duì)C119車兩側(cè)車鉤力按照車輛坐標(biāo)系進(jìn)行分解，得到縱向力和橫向力。如下圖7所示，曲線段橫向力最大為6kN。

3.3段內(nèi)自身動(dòng)力牽引試驗(yàn)結(jié)果分析

段內(nèi)自身動(dòng)力牽引時(shí)車鉤力測(cè)試結(jié)果如圖8所示，最高速度10km/h。最大值為48.56kN，通過(guò)觀察數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，最大值均發(fā)生在啟動(dòng)、制動(dòng)的時(shí)刻。在曲線段，最大車鉤力為24.67kN，車鉤擺角最大為14.3°，所以對(duì)C119車兩側(cè)車鉤力按照車輛坐標(biāo)系進(jìn)行分解，得到縱向力和橫向力。如圖9所示，曲線段橫向力最大為3.5kN。

4結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，可以證明該試驗(yàn)方法的有效性，從試驗(yàn)實(shí)例看，正線運(yùn)行時(shí)，車鉤力最大值通常發(fā)生在啟動(dòng)加速和制動(dòng)停車階段。工程車牽引工況下，靠近牽引端車鉤力最大;正線運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)，車鉤擺角最大值為6.7度，段內(nèi)站場(chǎng)線試驗(yàn)時(shí)，車鉤擺角最大值為21.6度;結(jié)合車鉤力和擺角進(jìn)行計(jì)算，車鉤力橫向分量小于7kN。

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