连挂车辆通过曲线的设计校核计算.doc

连挂车辆通过曲线的设计 、校核计算 单 巍 ,李 瑞 淳 (长春轨道客车股份有限公司 研发中心 ,吉林 长春 130062) 摘 要 :连挂车辆通过小半径弯道曲线的校核计算是新造车辆必不可少的设计计算 ,也是确定不同形式车辆能否实 现兼容连挂的必做计算 。文章推荐采用解析法 ,使整个计算过程公式化 ,从而提高了设计效率和计算精度 。 关键词 :连挂车辆 ;通过曲线 ;解析法 ;公式化 ;计算 中图分类号 :U270. 34 + 1 文献标识码 :B 它的压缩量与错动量 (即横向位移) 。连挂车辆通过曲 线的计算应考虑以下 3 种工况 : (1) 定半径曲线 ; (2) 曲 线与直线交接区段 ; (3) S 形曲线 。 根据车钩转角的计算可知 : 风挡的压缩量在第 1 种 、第 3 种工况下都比较大 ,应分别算出这 2 种工况下 风挡的压缩量 ,再通过比较取最大值 ;风挡的错动量则 以在第 3 种工况下为最大 ,因此按第 1 种 、第 3 种工况 进行风挡的分析计算 。 2. 1 ???半径曲线上风挡的压缩量 如不考虑钩头之间的相对转动 , 则连挂车辆的 2 个车钩的中心线要在 2 个车钩转动中心的连线 oo 上 。 此时两连挂车辆的相对位置如图 1 所示 。根据图 1 可 引入平面直角坐标系 xoy , 取前一车辆的车钩转动中 心为坐标原点 , 过 oo 两点的水平轴为 x 轴 , 由左向右 为正向 ; y 轴过 o 点且垂直于 x 轴 , 向上为正向 。 连挂车辆通过曲线的设计 、校核计算主要包括以下 3 个方面的内容 : (1) 车钩转角的计算 ; (2) 风挡的分析计 算 ; (3) 车辆端部的设计 、校核计算 ,包括车端角部间隙 的计算 ,端墙 (或底架) 上的 2 个相对突出物的最小间隙 的计算 ,端墙 (或底架) 上 2 个相对突出物 (或对应点) 的 最远距离的计算 (其作用是合理地设计与选择车端电力 连接器的位置及电气连接线与制动软管的长度) 。 车钩转角的计算已有许多行之有效的方法 ,而文 献 1 介绍的车钩转角计算方法考虑较周全 ,精度较高 且偏于安全 。本文将直接以该方法计算出的车钩转角 为基础 ,用解析法进行各项后续分析计算 ,并将各项分 析计算公式化 、电算化 ,以实现迅速 、准确的计算 。 1 车钩转角的计算 连挂车辆通过的曲线区段分别有定半径曲线 、圆 弧曲线和直线的交接区段 、S 形反向曲线 3 种不同工 况 。由文献 1 可知 : (1) 连挂车辆通过定半径曲线时的车钩转角 : γ1 = 180°- ∠ACO - ∠OCD γ2 = 180°- ∠FDO - ∠ODC (2) 连挂车辆通过圆弧曲线和直线交接区段时的 车钩转角 : γ1 = 180°- ∠ACO - ∠HCD γ2 = 90°- ∠HCD + α (3) 连挂车辆通过 S 形反向曲线时的车钩转角 : γ1 = 180°- ∠ACO1 - ∠MCD γ2 = 90°- ∠MCD + α 其计算过程和计算简图参见文献 1 。 2 风挡的分析计算 对于风挡来说 ,主要应计算车辆连挂通过曲线时 2 M . 两相连车钩转动中心的距离 ( mm) ; L 、L . 两车钩的转 5 6 动中心分别至底架缓冲梁外表面的距离 (mm) ; B 0 . 同一风挡上 2 个缓冲 杆的间距或折棚风挡的两侧框定位中心 ( mm) ;γ1 、γ2 . 两车辆的车体中 心线与各自的车钩中心线的夹角 ,即车钩转角 ( rad) 。 图 1 两连挂车辆通过定半径曲线时的相对位置图 前一车辆的风挡缓冲杆相对于缓冲梁上伸出点的 坐标 A ( Xa , Ya) 、B ( Xb , Yb) : Xa = L 5cos γ1 - ( B 0/ 2) sin γ1 收稿日期 :2003208225  Xb = L 5cos γ1 + ( B 0/ 2) sin γ1 Yb = L 5 sin γ1 - ( B 0/ 2) cos γ1 后一车辆的风挡缓冲杆相对于底架缓冲梁上伸出 点的坐标 C ( Xc , Yc ) 、D ( Xd , Yd) : Xc = 2 M - L 6cos γ2 + ( B 0/ 2) sinγ2 Yc = L 6 sinγ2 + ( B 0/ 2) cosγ2 Xd = 2 M - L 6cosγ2 - ( B 0/ 2) sinγ2 Yd = L 6 sinγ2 - ( B 0/ 2) cosγ2 要计算风挡的压缩量 ,还需先确定两连挂车辆风 挡的贴合面位置 。在既简化而误差又不太大的原则 下 ,按几何相容假设两风挡贴合面的位置过 AC