張波

摘 要：參照汽車列車最小轉彎半徑的試驗方法及特性依據通道圓試驗方法，分析影響中置軸掛車列車通過性的關鍵因素，并推導出主車軸距、連接中心與掛車牽引中心至掛車軸組中心距的相互關系。

關鍵詞：中置軸掛車列車；轉彎半徑 ；牽引環(huán)；軸組

一、緒論

GB1589《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質 量限值》中對車輛通過性能進行的要求。中置軸掛車列車技術及產品，由于其結構的特殊性，在國際上已經得到了認可和廣泛的使用，但在中國還沒有推廣，因此，在中國中置軸掛車列車做為一種新的道路運輸方式，極大的提高了運輸效率，減少在路車輛數量，進一步降低在路行駛車輛的事故率，極大了提高道路安全性，體現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能的特性，極大的降低了能源的消耗。

二、通道圓試驗簡介

汽車和汽車列車應在一個車輛通道圓內360度通過，車輛通道圓的外圓直徑為25000 mm，內圓直徑為10600 mm，車輛最外側任何部位不應超出車輛通道圓的外圓垂直空間，車輛最內側任何部位不應侵入車輛通道圓的內圓垂直空間。

三、中置軸掛車列車通過性計算依據

根據汽車理論中所講述的汽車列車最小轉彎直徑的原理，最小轉彎直徑是計算轉彎通道圓和直角通道寬度的基本轉向參數。轉彎直徑是指內、外轉向輪（方向盤轉到極限位置）的中心平面在車輛支撐平面上的軌跡圓直徑。根據標準要求，貨車最小轉彎直徑小于24米。

那么，我們假設在中置軸掛車列車在可以完成通道圓試驗時，汽車列車處于最低前進擋并以較低的車速進入通道圓內行駛，其車輛速度較低，方向盤剛好轉到極限位置并保持不變，列車瞬時轉向中心與通道圓圓心相重合，列車可以在通道圓內行程封閉的運動軌跡，其剛好達到最小轉彎半徑的下限值。即車頭前角與通道園相切，掛車后軸中心車體寬度位置外延與通道園內圓相切，其主車的轉向中心與掛車的轉向中心相重合，并且與通道圓中心相重合。

那么，可以我們可以推論，此時其列車的外形尺寸參數，就是其在滿足通道圓試驗要求的情況下的極限尺寸。

四、中置軸掛車銷軸距計算

根據通道圓試驗要求，可得出通道外圓半徑R=12500mm，通道內圓半徑r=5300mm，那么其通道寬度為R-r（即7200mm），中置軸掛車列車必須在通道圓規(guī)定的通道寬度7200mm內轉動整個圓周360度。首先確定列車各尺寸參數名稱。

A為主車前懸，L為主車軸距，B為主車后懸，l為中置軸掛車銷軸距，b為中置軸掛車軸中心至掛車尾部的垂直距離，L為主車車長，E為牽引中心位置距車輛主車后懸位置的垂直距離，D為牽引中心位置距主車最前端的垂直距離，L”為中置軸掛車車長，La為列車車長。

根據汽車轉彎半徑原理可繪制出車輛通道圓位置圖，如圖1所示。

以通道園中心為圓心O，連接牽引車與通道園外圓切點O1點，連接牽引車后軸中心點O2，連接中置軸掛車后軸中心點O3，連接列車連接點O。其中OO2連線與牽引車縱向中心面垂直，OO3連線與中置軸掛車縱向中心面垂直。

根據圖示關系：

L6=R （公式1）

（公式2）

（公式3）

根據GB7258規(guī)定，汽車后懸要求：車輛后懸應小于等于軸距的55%，汽車及掛車的后懸均應小于等于

3500 mm。

因此可推導出：

B=55%L（或3500mm） （公式4）

B=E+L1 （公式5）

帶入公式3：

（公式5）

例：根據調查重型貨運車輛前懸基本就在1350mm～1450mm，取平均值1400mm，車輛寬度按照新GB1589規(guī)定，車寬增大至2550mm，W1=W2=2550mm，主車后懸按最大3500mm計算，帶入公式5：

（公式6）

根據公式6，我們可以看出，在主車前懸、后懸及列車車寬為定值的情況下，影響掛車的銷軸距主要因素為主車的軸距和牽引環(huán)中心與主車后懸的垂直距離相關。

主車軸距的確定：

Lmin>3500/55%=6370mm

另新GB1589規(guī)定貨車車長最大值為12000mm，可計算出軸距最大值：

Lmax<12000-3500-1400=7100mm

則：6370mm

帶入公式6中：

（公式6）

根據上式，我們可以描繪出在E不斷遞增的情況下，掛車銷軸距的相關變化。（如圖2）

五、結論

在確保中置軸掛車可以通過通道圓試驗，可以在通道圓規(guī)定的通道寬度內行駛的前提下，確保運輸的安全，并滿足法規(guī)的要求，保證貨物運輸的最大運輸效率，最大化的提高中置軸掛車列車的長度將尤為重要。

依據以上公式推導可以得出，其掛車的銷軸距與前主車前懸、主車軸距、牽引環(huán)中心至主車后尾部的垂直距離及列車車寬有緊密的關系。并且從圖表中我們可以看出，在主車外形尺寸參數一定的情況下，中置軸掛車的銷軸距（即牽引環(huán)中心至掛車后軸距中心的垂直距離），在牽引環(huán)中心與主車后尾部的垂直距離不斷增大的情況下，在相應的減小。

由于中置軸掛車的特性，其承載中心極其靠近后軸組中心，極限時可按其中心計算，則前后貨臺面距離相等，那么，我們可以推導出，中置軸掛車的銷軸距越小，那么其掛車的后懸同樣會減短，整車長度將變短。

因此，經過計算分析及實車的試驗驗證，在確保安全性并滿足法規(guī)要求的前提下，縮短牽引環(huán)中心至貨車最尾部的垂直距離，才可以有效的增大中置軸掛車列車的長度，極大的提高了運輸效率，車輛降低了消耗，進一步體現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能的要求。

參考文獻：

[1]冉恒印.汽車牽引中置軸掛車的主掛一體化設計方案[J].商用汽車，2013，（12）：98-99.