張坤　孟令鋒

摘要：文章探討了車端連接裝置曲線通過能力的影響因素，并以馬來西亞動車為例對象，介紹了一種通過CAD模擬動車組車輛在困難工況的運動位置來分析了車端連接裝置曲線通過能力的方法。動車組車輛運行狀況表明CAD模擬分析方法結果比較準確，具有較好的實際指導作用。

關鍵詞：車端連接裝置；CAD模擬；運動位置；曲線通過

中圖分類號：U270 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0103-04

1 概述

動車組車輛在制造完畢后，按照相關標準規(guī)定，需要進行包括曲線通過試驗在內的一系列型式試驗。為確保車輛曲線通過能力試驗成功完成，必須對其曲線通過能力進行分析校核。

動車組車輛曲線通過能力分析中一個比較重要的方面是車端連接裝置的過曲線能力分析。車端連接裝置是動車組車輛最基本的也是最重要的部件組合之一，其作用包括連接動車組車輛、減緩列車的縱向沖動（或沖擊力）等。車端連接裝置主要包括：車鉤緩沖裝置和貫通道裝置，通過它們使列車中車輛相互連接，實現相鄰車輛之間的縱向力傳遞和通道連接。

動車組在行駛過程中，必然會經過線路條件比較復雜的曲線、坡道等線路段，因此動車組兩節(jié)車輛之間相對位置將發(fā)生變換，從而導致車端連接裝置幾何狀態(tài)的改變，如車鉤的拉伸、壓縮和擺動，貫通道的拉伸、壓縮等。而車鉤的拉伸壓縮量、擺角以及貫通道的拉伸壓縮量都是有限的，因此必須對車端連接裝置的曲線通過能力進行分析校核。本文將以馬來西亞動車組為例，對動車組車輛車端連接曲線通過能力的分析方法進行探討。

2 車端連接裝置過曲線分析考慮因素

影響動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力的因素有：線路參數、車輛參數和轉向架參數。

2.1 線路參數

動車組在固定的鐵路軌道上運行，這些鐵路軌道即為鐵路線路，它包含了動車組車輛運行的所有軌道條件。線路參數指的是參數化的軌道條件，包括軌距、彎道、坡道、道岔、信號、站臺、橋梁、隧道、電分相、停車標等一系列的鐵路線路數據。其中，對動車組車輛曲線通過能力有影響的參數主要為彎道和坡道。彎道代表動車組車輛運行線路的水平曲線，坡道則反映了動車組車輛運行的豎直曲線，這兩個參數影響動車組的空間位置，是動車組車輛曲線通過能力分析的基本輸入條件。

2.2 車輛參數

動車組車輛在設計過程中會確定車輛的各個參數，這些參數是動車組車輛的基本數據，即車輛參數。其中，對動車組過曲線能力影響較大的是連掛車輛的結構參數，包括車輛的幾何尺寸和車輛編組的幾何數據。具體指車輛長度和寬度、車端距和車鉤中心距。車輛長度和寬度影響車端連接裝置的幾何尺寸和空間位置，車端距決定了貫通道的總長度，車鉤中心距即兩連掛車鉤轉動中心之間的最短距離。

2.3 轉向架參數

轉向架是動車組的行走部件，對車輛包括車端連接的幾何位置有著重要的影響。轉向參數指的是動車組轉向架的幾何數據，對動車組車輛曲線通過能力有影響的參數主要包括：轉向架中心距、轉向架一系和二系橫向位移、鋼軌內側與輪緣外側全間隙、車輪新輪直徑和全磨耗直徑。這些參數與線路參數相結合，通過影響動車組車輛的空間位置進而影響車端連接的曲線通過能力。

3 車端連接裝置過曲線分析

目前，動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力的分析方法有多種，如計算分析法、仿真模擬分析法等。本文以馬來西亞動車組為例，運用CAD仿真模擬分析的方法對動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力進行分析和校核。

3.1 輸入參數

馬來西亞動車組是南車株洲電力機車有限公司自主研制的城際動車組，采用4動2拖的編組方式，司機室端設有全自動車鉤，車輛之間的車端連接裝置為分體式自支撐貫通道和半永久車鉤。

3.2 車輛運動位置分析

動車組車輛車端連接曲線通過能力分析首先要對車輛的運動位置進行模擬分析，考慮車輛的各種困難工況。馬來西亞動車組項目側線和站場困難曲線為80mm，正線最小曲線半徑為160m，最大坡道（豎曲線）為1.25%。現分別對車輛通過以上曲線工況進行分析。

3.2.2 豎直曲線上車輛運動位置分析。垂向分析需考慮豎曲線和轉向架彈簧的破損，輸入參數：1.25%坡道、轉向架一系簧止檔間隙34mm、轉向架二系簧破損影響：58.95mm。利用CAD模擬計算，考慮前一節(jié)車在坡道上，后一節(jié)車剛要進入坡道，前一節(jié)車轉向架完好，后一節(jié)車轉向架彈簧破損。以上只列舉了幾種特殊的工況，在進行項目設計時，還需要考慮多種工況，如曲線入口和出口、S曲線及車輛側滾等。

3.2.3 車鉤曲線通過能力分析。車鉤的曲線通過能力需要根據車輛運動位置圖進行分析，車鉤要滿足車輛的各種運動工況。通過模擬車輛的運動工況，檢查車鉤的水平和垂直擺角，要求車鉤模擬擺角不能超過最大擺角。馬來西亞動車組車鉤最大水平擺角為±17°，最大豎直擺角為±4°。

（1）水平曲線上車鉤擺角分析：根據車輛在R80m和R160m曲線上的運動位置進行分析，考慮到車輛通過水平曲線時，兩連掛的車鉤轉動中心保持不變，車鉤長度會根據工況發(fā)生變化，考慮比較惡劣的工況：車鉤壓縮。車鉤壓縮量與其受力相關，可根據一般經驗取值，也可依據車鉤緩沖器受力與行程圖表取值，車鉤受力則可由牽引力與車輛自身重力估算。（2）豎直曲線上車鉤擺角分析：車輛通過豎直曲線時，分析方法與水平曲線的分析方法相似，根據車輛的運動位置并考慮到車鉤壓縮進行分析。豎直曲線上車鉤擺角如圖6所示。

3.2.4 貫通道曲線通過能力分析。貫通道曲線通過能力同樣需要根據車輛的運動位置圖進行分析，貫通道部件要適應車輛的各種運動工況，通過模擬貫通道的運動工況，檢查貫通道各部件不應存在干涉、拉脫等現象，貫通道應自如地滿足各種工況的要求。

（1）水平曲線上貫通道通過能力分析：車輛通過水平曲線時，貫通道折棚左右兩側會分別產生拉伸和壓縮。馬來西亞動車組貫通道不帶有內飾結構，因此這里并沒有對此進行分析。對于帶有內飾結構的貫通道，則需要考慮到內飾結構在車輛通過曲線時，是否會發(fā)生干涉、產生縫隙等情況，如側護板、頂板移動時是否會干涉或拉脫，渡板抬升和下降時是否會干涉或產生縫隙。分析方法與折棚類似，根據車輛在困難工況的運動位置進行模擬分析。

4 結語

由于模擬計算與實際工況存在一定誤差，所以，車端連接裝置在裝車后仍然需要進行各種工況的實驗驗證。馬來西亞動車組車端連接裝置順利通過了曲線通過能力測試實驗，車輛上線運營后，車端連接裝置通過了各種復雜線路及運營工況考核和驗證。由此可以看出，本文采用的CAD模擬分析方法結果比較準確，具有較好的實際指導作用。

參考文獻

[1] 曾青中，韓增盛.城市軌道交通車輛（第二版）

[M].成都：西南交通大學出版社，2009.

[2] 單巍，李瑞淳.連掛車輛通過曲線的設計、校核計算[J].

[3] 黃皖初.車輛幾何曲線通過的理論分析[J].鐵道車輛.

[4] 城市軌道交通車輛貫通道技術條件（CJ/T353-2010）[S].

[5] M.A.Oзepob，等.連掛車輛通過曲線區(qū)段的校核.[J].鐵道譯叢.

作者簡介：張坤（1985—），男，湖北漢川人，供職于南車株洲電力機車有限公司技術中心，研究生。

（責任編輯：周加轉）endprint

摘要：文章探討了車端連接裝置曲線通過能力的影響因素，并以馬來西亞動車為例對象，介紹了一種通過CAD模擬動車組車輛在困難工況的運動位置來分析了車端連接裝置曲線通過能力的方法。動車組車輛運行狀況表明CAD模擬分析方法結果比較準確，具有較好的實際指導作用。

關鍵詞：車端連接裝置；CAD模擬；運動位置；曲線通過

中圖分類號：U270 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0103-04

1 概述

動車組車輛在制造完畢后，按照相關標準規(guī)定，需要進行包括曲線通過試驗在內的一系列型式試驗。為確保車輛曲線通過能力試驗成功完成，必須對其曲線通過能力進行分析校核。

動車組車輛曲線通過能力分析中一個比較重要的方面是車端連接裝置的過曲線能力分析。車端連接裝置是動車組車輛最基本的也是最重要的部件組合之一，其作用包括連接動車組車輛、減緩列車的縱向沖動（或沖擊力）等。車端連接裝置主要包括：車鉤緩沖裝置和貫通道裝置，通過它們使列車中車輛相互連接，實現相鄰車輛之間的縱向力傳遞和通道連接。

動車組在行駛過程中，必然會經過線路條件比較復雜的曲線、坡道等線路段，因此動車組兩節(jié)車輛之間相對位置將發(fā)生變換，從而導致車端連接裝置幾何狀態(tài)的改變，如車鉤的拉伸、壓縮和擺動，貫通道的拉伸、壓縮等。而車鉤的拉伸壓縮量、擺角以及貫通道的拉伸壓縮量都是有限的，因此必須對車端連接裝置的曲線通過能力進行分析校核。本文將以馬來西亞動車組為例，對動車組車輛車端連接曲線通過能力的分析方法進行探討。

2 車端連接裝置過曲線分析考慮因素

影響動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力的因素有：線路參數、車輛參數和轉向架參數。

2.1 線路參數

動車組在固定的鐵路軌道上運行，這些鐵路軌道即為鐵路線路，它包含了動車組車輛運行的所有軌道條件。線路參數指的是參數化的軌道條件，包括軌距、彎道、坡道、道岔、信號、站臺、橋梁、隧道、電分相、停車標等一系列的鐵路線路數據。其中，對動車組車輛曲線通過能力有影響的參數主要為彎道和坡道。彎道代表動車組車輛運行線路的水平曲線，坡道則反映了動車組車輛運行的豎直曲線，這兩個參數影響動車組的空間位置，是動車組車輛曲線通過能力分析的基本輸入條件。

2.2 車輛參數

動車組車輛在設計過程中會確定車輛的各個參數，這些參數是動車組車輛的基本數據，即車輛參數。其中，對動車組過曲線能力影響較大的是連掛車輛的結構參數，包括車輛的幾何尺寸和車輛編組的幾何數據。具體指車輛長度和寬度、車端距和車鉤中心距。車輛長度和寬度影響車端連接裝置的幾何尺寸和空間位置，車端距決定了貫通道的總長度，車鉤中心距即兩連掛車鉤轉動中心之間的最短距離。

2.3 轉向架參數

轉向架是動車組的行走部件，對車輛包括車端連接的幾何位置有著重要的影響。轉向參數指的是動車組轉向架的幾何數據，對動車組車輛曲線通過能力有影響的參數主要包括：轉向架中心距、轉向架一系和二系橫向位移、鋼軌內側與輪緣外側全間隙、車輪新輪直徑和全磨耗直徑。這些參數與線路參數相結合，通過影響動車組車輛的空間位置進而影響車端連接的曲線通過能力。

3 車端連接裝置過曲線分析

目前，動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力的分析方法有多種，如計算分析法、仿真模擬分析法等。本文以馬來西亞動車組為例，運用CAD仿真模擬分析的方法對動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力進行分析和校核。

3.1 輸入參數

馬來西亞動車組是南車株洲電力機車有限公司自主研制的城際動車組，采用4動2拖的編組方式，司機室端設有全自動車鉤，車輛之間的車端連接裝置為分體式自支撐貫通道和半永久車鉤。

3.2 車輛運動位置分析

動車組車輛車端連接曲線通過能力分析首先要對車輛的運動位置進行模擬分析，考慮車輛的各種困難工況。馬來西亞動車組項目側線和站場困難曲線為80mm，正線最小曲線半徑為160m，最大坡道（豎曲線）為1.25%?，F分別對車輛通過以上曲線工況進行分析。

3.2.2 豎直曲線上車輛運動位置分析。垂向分析需考慮豎曲線和轉向架彈簧的破損，輸入參數：1.25%坡道、轉向架一系簧止檔間隙34mm、轉向架二系簧破損影響：58.95mm。利用CAD模擬計算，考慮前一節(jié)車在坡道上，后一節(jié)車剛要進入坡道，前一節(jié)車轉向架完好，后一節(jié)車轉向架彈簧破損。以上只列舉了幾種特殊的工況，在進行項目設計時，還需要考慮多種工況，如曲線入口和出口、S曲線及車輛側滾等。

3.2.3 車鉤曲線通過能力分析。車鉤的曲線通過能力需要根據車輛運動位置圖進行分析，車鉤要滿足車輛的各種運動工況。通過模擬車輛的運動工況，檢查車鉤的水平和垂直擺角，要求車鉤模擬擺角不能超過最大擺角。馬來西亞動車組車鉤最大水平擺角為±17°，最大豎直擺角為±4°。

（1）水平曲線上車鉤擺角分析：根據車輛在R80m和R160m曲線上的運動位置進行分析，考慮到車輛通過水平曲線時，兩連掛的車鉤轉動中心保持不變，車鉤長度會根據工況發(fā)生變化，考慮比較惡劣的工況：車鉤壓縮。車鉤壓縮量與其受力相關，可根據一般經驗取值，也可依據車鉤緩沖器受力與行程圖表取值，車鉤受力則可由牽引力與車輛自身重力估算。（2）豎直曲線上車鉤擺角分析：車輛通過豎直曲線時，分析方法與水平曲線的分析方法相似，根據車輛的運動位置并考慮到車鉤壓縮進行分析。豎直曲線上車鉤擺角如圖6所示。

3.2.4 貫通道曲線通過能力分析。貫通道曲線通過能力同樣需要根據車輛的運動位置圖進行分析，貫通道部件要適應車輛的各種運動工況，通過模擬貫通道的運動工況，檢查貫通道各部件不應存在干涉、拉脫等現象，貫通道應自如地滿足各種工況的要求。

（1）水平曲線上貫通道通過能力分析：車輛通過水平曲線時，貫通道折棚左右兩側會分別產生拉伸和壓縮。馬來西亞動車組貫通道不帶有內飾結構，因此這里并沒有對此進行分析。對于帶有內飾結構的貫通道，則需要考慮到內飾結構在車輛通過曲線時，是否會發(fā)生干涉、產生縫隙等情況，如側護板、頂板移動時是否會干涉或拉脫，渡板抬升和下降時是否會干涉或產生縫隙。分析方法與折棚類似，根據車輛在困難工況的運動位置進行模擬分析。

4 結語

由于模擬計算與實際工況存在一定誤差，所以，車端連接裝置在裝車后仍然需要進行各種工況的實驗驗證。馬來西亞動車組車端連接裝置順利通過了曲線通過能力測試實驗，車輛上線運營后，車端連接裝置通過了各種復雜線路及運營工況考核和驗證。由此可以看出，本文采用的CAD模擬分析方法結果比較準確，具有較好的實際指導作用。

參考文獻

[1] 曾青中，韓增盛.城市軌道交通車輛（第二版）

[M].成都：西南交通大學出版社，2009.

[2] 單巍，李瑞淳.連掛車輛通過曲線的設計、校核計算[J].

[3] 黃皖初.車輛幾何曲線通過的理論分析[J].鐵道車輛.

[4] 城市軌道交通車輛貫通道技術條件（CJ/T353-2010）[S].

[5] M.A.Oзepob，等.連掛車輛通過曲線區(qū)段的校核.[J].鐵道譯叢.

作者簡介：張坤（1985—），男，湖北漢川人，供職于南車株洲電力機車有限公司技術中心，研究生。

（責任編輯：周加轉）endprint

摘要：文章探討了車端連接裝置曲線通過能力的影響因素，并以馬來西亞動車為例對象，介紹了一種通過CAD模擬動車組車輛在困難工況的運動位置來分析了車端連接裝置曲線通過能力的方法。動車組車輛運行狀況表明CAD模擬分析方法結果比較準確，具有較好的實際指導作用。

關鍵詞：車端連接裝置；CAD模擬；運動位置；曲線通過

中圖分類號：U270 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0103-04

1 概述

動車組車輛在制造完畢后，按照相關標準規(guī)定，需要進行包括曲線通過試驗在內的一系列型式試驗。為確保車輛曲線通過能力試驗成功完成，必須對其曲線通過能力進行分析校核。

動車組車輛曲線通過能力分析中一個比較重要的方面是車端連接裝置的過曲線能力分析。車端連接裝置是動車組車輛最基本的也是最重要的部件組合之一，其作用包括連接動車組車輛、減緩列車的縱向沖動（或沖擊力）等。車端連接裝置主要包括：車鉤緩沖裝置和貫通道裝置，通過它們使列車中車輛相互連接，實現相鄰車輛之間的縱向力傳遞和通道連接。

動車組在行駛過程中，必然會經過線路條件比較復雜的曲線、坡道等線路段，因此動車組兩節(jié)車輛之間相對位置將發(fā)生變換，從而導致車端連接裝置幾何狀態(tài)的改變，如車鉤的拉伸、壓縮和擺動，貫通道的拉伸、壓縮等。而車鉤的拉伸壓縮量、擺角以及貫通道的拉伸壓縮量都是有限的，因此必須對車端連接裝置的曲線通過能力進行分析校核。本文將以馬來西亞動車組為例，對動車組車輛車端連接曲線通過能力的分析方法進行探討。

2 車端連接裝置過曲線分析考慮因素

影響動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力的因素有：線路參數、車輛參數和轉向架參數。

2.1 線路參數

動車組在固定的鐵路軌道上運行，這些鐵路軌道即為鐵路線路，它包含了動車組車輛運行的所有軌道條件。線路參數指的是參數化的軌道條件，包括軌距、彎道、坡道、道岔、信號、站臺、橋梁、隧道、電分相、停車標等一系列的鐵路線路數據。其中，對動車組車輛曲線通過能力有影響的參數主要為彎道和坡道。彎道代表動車組車輛運行線路的水平曲線，坡道則反映了動車組車輛運行的豎直曲線，這兩個參數影響動車組的空間位置，是動車組車輛曲線通過能力分析的基本輸入條件。

2.2 車輛參數

動車組車輛在設計過程中會確定車輛的各個參數，這些參數是動車組車輛的基本數據，即車輛參數。其中，對動車組過曲線能力影響較大的是連掛車輛的結構參數，包括車輛的幾何尺寸和車輛編組的幾何數據。具體指車輛長度和寬度、車端距和車鉤中心距。車輛長度和寬度影響車端連接裝置的幾何尺寸和空間位置，車端距決定了貫通道的總長度，車鉤中心距即兩連掛車鉤轉動中心之間的最短距離。

2.3 轉向架參數

轉向架是動車組的行走部件，對車輛包括車端連接的幾何位置有著重要的影響。轉向參數指的是動車組轉向架的幾何數據，對動車組車輛曲線通過能力有影響的參數主要包括：轉向架中心距、轉向架一系和二系橫向位移、鋼軌內側與輪緣外側全間隙、車輪新輪直徑和全磨耗直徑。這些參數與線路參數相結合，通過影響動車組車輛的空間位置進而影響車端連接的曲線通過能力。

3 車端連接裝置過曲線分析

目前，動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力的分析方法有多種，如計算分析法、仿真模擬分析法等。本文以馬來西亞動車組為例，運用CAD仿真模擬分析的方法對動車組車輛車端連接裝置曲線通過能力進行分析和校核。

3.1 輸入參數

馬來西亞動車組是南車株洲電力機車有限公司自主研制的城際動車組，采用4動2拖的編組方式，司機室端設有全自動車鉤，車輛之間的車端連接裝置為分體式自支撐貫通道和半永久車鉤。

3.2 車輛運動位置分析

動車組車輛車端連接曲線通過能力分析首先要對車輛的運動位置進行模擬分析，考慮車輛的各種困難工況。馬來西亞動車組項目側線和站場困難曲線為80mm，正線最小曲線半徑為160m，最大坡道（豎曲線）為1.25%?，F分別對車輛通過以上曲線工況進行分析。

3.2.2 豎直曲線上車輛運動位置分析。垂向分析需考慮豎曲線和轉向架彈簧的破損，輸入參數：1.25%坡道、轉向架一系簧止檔間隙34mm、轉向架二系簧破損影響：58.95mm。利用CAD模擬計算，考慮前一節(jié)車在坡道上，后一節(jié)車剛要進入坡道，前一節(jié)車轉向架完好，后一節(jié)車轉向架彈簧破損。以上只列舉了幾種特殊的工況，在進行項目設計時，還需要考慮多種工況，如曲線入口和出口、S曲線及車輛側滾等。

3.2.3 車鉤曲線通過能力分析。車鉤的曲線通過能力需要根據車輛運動位置圖進行分析，車鉤要滿足車輛的各種運動工況。通過模擬車輛的運動工況，檢查車鉤的水平和垂直擺角，要求車鉤模擬擺角不能超過最大擺角。馬來西亞動車組車鉤最大水平擺角為±17°，最大豎直擺角為±4°。

（1）水平曲線上車鉤擺角分析：根據車輛在R80m和R160m曲線上的運動位置進行分析，考慮到車輛通過水平曲線時，兩連掛的車鉤轉動中心保持不變，車鉤長度會根據工況發(fā)生變化，考慮比較惡劣的工況：車鉤壓縮。車鉤壓縮量與其受力相關，可根據一般經驗取值，也可依據車鉤緩沖器受力與行程圖表取值，車鉤受力則可由牽引力與車輛自身重力估算。（2）豎直曲線上車鉤擺角分析：車輛通過豎直曲線時，分析方法與水平曲線的分析方法相似，根據車輛的運動位置并考慮到車鉤壓縮進行分析。豎直曲線上車鉤擺角如圖6所示。

3.2.4 貫通道曲線通過能力分析。貫通道曲線通過能力同樣需要根據車輛的運動位置圖進行分析，貫通道部件要適應車輛的各種運動工況，通過模擬貫通道的運動工況，檢查貫通道各部件不應存在干涉、拉脫等現象，貫通道應自如地滿足各種工況的要求。

（1）水平曲線上貫通道通過能力分析：車輛通過水平曲線時，貫通道折棚左右兩側會分別產生拉伸和壓縮。馬來西亞動車組貫通道不帶有內飾結構，因此這里并沒有對此進行分析。對于帶有內飾結構的貫通道，則需要考慮到內飾結構在車輛通過曲線時，是否會發(fā)生干涉、產生縫隙等情況，如側護板、頂板移動時是否會干涉或拉脫，渡板抬升和下降時是否會干涉或產生縫隙。分析方法與折棚類似，根據車輛在困難工況的運動位置進行模擬分析。

4 結語

由于模擬計算與實際工況存在一定誤差，所以，車端連接裝置在裝車后仍然需要進行各種工況的實驗驗證。馬來西亞動車組車端連接裝置順利通過了曲線通過能力測試實驗，車輛上線運營后，車端連接裝置通過了各種復雜線路及運營工況考核和驗證。由此可以看出，本文采用的CAD模擬分析方法結果比較準確，具有較好的實際指導作用。

參考文獻

[1] 曾青中，韓增盛.城市軌道交通車輛（第二版）

[M].成都：西南交通大學出版社，2009.

[2] 單巍，李瑞淳.連掛車輛通過曲線的設計、校核計算[J].

[3] 黃皖初.車輛幾何曲線通過的理論分析[J].鐵道車輛.

[4] 城市軌道交通車輛貫通道技術條件（CJ/T353-2010）[S].

[5] M.A.Oзepob，等.連掛車輛通過曲線區(qū)段的校核.[J].鐵道譯叢.

作者簡介：張坤（1985—），男，湖北漢川人，供職于南車株洲電力機車有限公司技術中心，研究生。

（責任編輯：周加轉）endprint