第8章.曲線通過(guò)

1、城軌車輛曲線通過(guò)相關(guān)理論城軌車輛曲線通過(guò)相關(guān)理論 概述概述 城軌車輛曲線通過(guò)與一般機(jī)車車輛相似，故本章以機(jī)車車輛為主要講解對(duì)象。機(jī)車車輛通過(guò)曲線時(shí)，輪緣與軌側(cè)面之間產(chǎn)生相互作用力，引起;(1)(1)輪緣和鋼軌磨耗嚴(yán)重；輪緣和鋼軌磨耗嚴(yán)重；(2)(2)展寬軌距；展寬軌距；(3)(3)有脫軌可能；有脫軌可能；曲線通過(guò)研究的內(nèi)容包括曲線通過(guò)研究的內(nèi)容包括: : 1. 1.幾何關(guān)系幾何關(guān)系幾何曲線通過(guò)幾何曲線通過(guò)(1)(1)確定機(jī)車車輛能夠通過(guò)的最小曲線半徑以及對(duì)應(yīng)所需的輪對(duì)橫動(dòng)量；確定機(jī)車車輛能夠通過(guò)的最小曲線半徑以及對(duì)應(yīng)所需的輪對(duì)橫動(dòng)量；(2)(2)確定轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)心位置；確定轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)心位置；(3

2、)(3)確定轉(zhuǎn)向架與車體間的偏轉(zhuǎn)角；確定轉(zhuǎn)向架與車體間的偏轉(zhuǎn)角； 2. 2.受力情況受力情況動(dòng)力曲線通過(guò)動(dòng)力曲線通過(guò)(1)(1)計(jì)算輪軌的作用力；計(jì)算輪軌的作用力；(2)(2)確定安全通過(guò)曲線的條件；確定安全通過(guò)曲線的條件；(3)(3)判別輪軌（主要是輪緣）磨耗速度；判別輪軌（主要是輪緣）磨耗速度；便于機(jī)車車輛幾何曲線通過(guò)的措施一、曲線加寬一、曲線加寬 為了便于機(jī)車車輛通過(guò)曲線，通常在曲線上將內(nèi)軌適當(dāng)內(nèi)移，使該區(qū)段曲線加寬 ，而內(nèi)移量與曲線半徑有關(guān)。我國(guó)干線鐵路的曲線加寬的數(shù)值見表8-1。 圖8-1表示在直線和曲線上鋼軌側(cè)面和輪緣側(cè)面的間隙分布。 這里為直線上鋼軌內(nèi)側(cè)與輪緣的全間隙，且 =16

3、mm。 因此，在曲線上時(shí)輪軌全間隙為 + 二、輪對(duì)橫動(dòng)量二、輪對(duì)橫動(dòng)量 定義定義: :輪對(duì)相對(duì)于構(gòu)架允許的最大橫向移動(dòng)量。輪對(duì)相對(duì)于構(gòu)架允許的最大橫向移動(dòng)量。 對(duì)于鐵路機(jī)車，例如，東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車第1輪對(duì)第2輪對(duì)第3輪對(duì)的橫動(dòng)量數(shù)值如下： 采用舊軸承時(shí)為13-20-13；采用新軸承時(shí)為11-20-11. 而城軌車輛輪對(duì)的橫動(dòng)量沒有統(tǒng)一規(guī)定，通常為1-3mm.機(jī)車車輛幾何曲線通過(guò)的圖示機(jī)車車輛幾何曲線通過(guò)的圖示圖 機(jī)車車輛幾何曲線通過(guò)圖示可能的機(jī)車車輛位置一般在任何速度下，第1輪對(duì)之外輪始終貼靠外軌，因此以第2（或第3）輪對(duì)貼靠鋼軌的情況可分為以下3種情況（見圖8-2）。圖8-2 機(jī)車車輛可能所

4、占的位置最大外移位第2輪對(duì)外輪貼靠外軌（速度較大時(shí)）。最大偏斜位第2輪對(duì)內(nèi)輪貼靠?jī)?nèi)軌（速度較小時(shí)）。自由位第2輪對(duì)不貼靠鋼軌（速度中等時(shí)）。當(dāng)前后輪對(duì)都有橫動(dòng)量時(shí)，上述各位置可表示成如圖8-3所示的情況。圖8-2 機(jī)車車輛可能所占的位置圖8-4 轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)分析示意圖機(jī)車車輛幾何曲線通過(guò)的解法機(jī)車車輛幾何曲線通過(guò)的解法轉(zhuǎn)向架幾何曲線通過(guò)運(yùn)動(dòng)分析示意圖 4 轉(zhuǎn)向架對(duì)車體的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向架對(duì)外軌的沖角轉(zhuǎn)向架對(duì)車體的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向架對(duì)外軌的沖角已知轉(zhuǎn)向架在曲線上的位置以及連接轉(zhuǎn)向架和車體心盤的位置，就不難求得轉(zhuǎn)向架對(duì)于車體的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向架縱軸線與車體縱軸線的夾角（見圖）。轉(zhuǎn)向架對(duì)車體的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向架對(duì)外軌的沖角 曲

5、線超高和緩和曲線的長(zhǎng)度曲線超高和緩和曲線的長(zhǎng)度緩和曲線與直線段和圓曲線段連接示意圖動(dòng)力曲線通過(guò)引起的輪軌相互作用力動(dòng)力曲線通過(guò)引起的輪軌相互作用力1 在曲線上轉(zhuǎn)向架的受力情況在曲線上轉(zhuǎn)向架的受力情況（以2軸轉(zhuǎn)向架為例）機(jī)車車輛通過(guò)曲線時(shí)，轉(zhuǎn)向架受到下述各種作用力（見圖）：轉(zhuǎn)向架處于最大偏斜位置時(shí)的受力分析圖 第1輪對(duì)處輪軌作用力和構(gòu)架力、軌枕力分析圖機(jī)車車輛在曲線上的速度限制機(jī)車車輛在曲線上的速度限制 限制因素：未平衡離心加速度、導(dǎo)向力、軌枕力、輪緣磨耗因素和防止車輪爬軌（爬軌安全條件）。在曲線上外輪受力分析圖 在曲線上輪軌接觸狀態(tài)示意圖 安全運(yùn)行速度確定示意圖 改善機(jī)車車輛動(dòng)力曲線通過(guò)的措施改善機(jī)車車輛動(dòng)力曲線通過(guò)的措施1 目的目的 在行車速度較高的多彎道線路上，盡量提高曲線通過(guò)速度，但同時(shí)避免導(dǎo)向力的顯著增加和舒適度的惡化；在小半徑曲線上，降低磨耗因素，減小輪緣磨耗。前后轉(zhuǎn)向架彈性橫向連接示意圖 徑向