导轨电车车体曲线通过性能研究

导轨电车车体曲线通过性能研究

王树才 林红

（青岛中车四方轨道车辆有限公司 ， 266000 ，青岛 ）

摘要：本文采用几何图形法对导轨电车进行了曲线通过分析，确保车体设计满足车辆曲线通过要求。

关键词：双铰接；导轨电车；车体曲线通过分析

前言

导轨电车为青岛中车四方轨道车辆有限公司自主研发的现代有轨电车，铰接式车体，具有车体短、小曲线通过能力强的突出特点。本文运用几何图形法，对导轨电车进行了曲线R15米的曲线通过分析，校核车辆曲线通过能力。

1、双铰接结构介绍

导轨电车采用双铰接式车体，包括四个车体单元，即为Mc1头车车体、Mc2头车车体、Tp中间车车体和T1中间车车体，相邻两单元之间通过两根对称布置的回转轴铰接连接。具体见附图1-1所示。

图1-1 贯通道骨架、固定铰、弹性铰、自由铰、铝合金车体连接关系

1(2)、铝合金车体；3、固定铰；4、弹性铰；5、自由铰；6、贯通道骨架

车体主要技术参数见表1。

表1 车体主要技术参数

2、车体曲线通过分析

2.2 计算要求

导轨电车单列编组条件下，通过最小半径为15m的曲线，计算铰接装置摆角，判断双铰接导轨电车车体是否能够顺利通过R15m的弯道。

2.3 计算方法

本文以三编组列车单元为例，采用几何图形法在计算线路上模拟运行，并实时测量铰接装置转角的数据，对比铰接装置的设计转角。校核双铰接导轨电车车体是否满足车辆曲线通过要求。

2.4 计算工况

运用三维软件模拟导轨电车通过下列曲线：

（1）直线和R15m曲线过渡处；

（2）R15m纯圆曲线上；

（3）S曲线，无过渡直线。

2.5 曲线通过分析

2.5.1 直线与R15m过渡曲线通过分析在直线与R15m曲线过渡，经单编组模拟运行，当头车的走行部部分刚进入曲线时，贯通道两侧的铰接装置摆角均为0°；随着车辆慢慢进入曲线，当贯通道处的走行部分进入曲线时，测得贯通道两侧铰接装置摆角为0°和8.9°，随后角度慢慢增大，直至车辆进入纯圆曲线。模拟运行见图2-1。

图2-1 车体直线与R15m曲线过渡处

2.5.2 车体R15m纯圆曲线通过分析

在R15m的纯圆曲线上，经单编组模拟运行，贯通道装置两侧铰接装置的最大摆角分别为7.9°和19.5°，模拟结果见附图2-2。

图2-2 车体R15m纯圆曲线通过

2.5.3 通过S曲线，无过渡直线

通过S曲线，模拟单编组运行，当车辆贯通道的走行部分进入S曲线时，编组内铰接装置摆角为8.9°和18.9°；当车辆完全处在S曲线上时，分析得出编组内铰接装置摆角均小于其设计摆角。

图2-3 S曲线，无直线过渡

2.6 分析结果（见表2）

表2 分析数据

3、结论

双铰接装置的固定铰布置在车厢间贯通道的底部，弹性铰和自由铰则在顶部。固定铰为车厢铰接连接的核心部件，并在弹性铰及自由铰的辅助下将相邻两车厢铰接连接，固定铰和弹性铰联合使用，限制了车厢与贯通道骨架之间的沉浮运动和侧滚运动，使得车厢与贯通道骨架之间仅存在相对摇头的自由度；固定铰和自由铰联合使用，仅限制了车厢与贯通道骨架之间的横向移动自由度，起到抗侧滚的作用。双铰接导轨电车可满足车辆正常运行所需的点头、摇头及侧滚等运动自由度的要求，又对超出一定范围的运动实施有效的约束以保持车辆运行的安全性。可见导轨电车双铰接式铰接连接方式是可行的。

通过运用设计软件CATIA及CAD进行双铰接导轨电车车体的曲线通过分析，在两种工况下模拟车辆通过曲线，得出车辆在各种曲线下运行时铰接装置的摆角变化情况（见表2），其测得的最大摆角均小于铰接装置的设计摆角。由此可见，双铰接导轨电车车体能够顺利通过R15m的弯道。

参考文献：

[1] 方吉、闫帅、孙光奇. 导轨电车车体铰接方案可行性分析报告，2015.9

[2] 中车四方车辆有限公司. 导轨电车车体结构评审报告，2017.7