第8章.曲线通过

城轨车辆曲线通过相关理论概述城轨车辆曲线通过与一般机车车辆相似，故本章以机车车辆为主要讲解对象。机车车辆通过曲线时，轮缘与轨侧面之间产生相互作用力，引起;(1)轮缘和钢轨磨耗严重；(2)展宽轨距；(3)有脱轨可能；曲线通过研究的内容包括:1.几何关系——几何曲线通过(1)确定机车车辆能够通过的最小曲线半径以及对应所需的轮对横动量；(2)确定转向架的转心位置；(3)确定转向架与车体间的偏转角；2.受力情况——动力曲线通过(1)计算轮轨的作用力；(2)确定安全通过曲线的条件；(3)判别轮轨（主要是轮缘）磨耗速度；便于机车车辆几何曲线通过的措施一、曲线加宽为了便于机车车辆通过曲线，通常在曲线上将内轨适当内移，使该区段曲线加宽Δ，而内移量与曲线半径有关。我国干线铁路的曲线加宽的数值见表8-1。图8-1表示在直线和曲线上钢轨侧面和轮缘侧面的间隙分布。这里σ为直线上钢轨内侧与轮缘的全间隙，且σ=16mm。因此，在曲线上时轮轨全间隙为Δ+σ二、轮对横动量定义:轮对相对于构架允许的最大横向移动量。对于铁路机车，例如，东风4型内燃机车第1轮对——第2轮对——第3轮对的横动量数值如下：采用旧轴承时为13-20-13；采用新轴承时为11-20-11.而城轨车辆轮对的横动量没有统一规定，通常为1-3mm.机车车辆几何曲线通过的图示图机车车辆几何曲线通过图示可能的机车车辆位置一般在任何速度下，第1轮对之外轮始终贴靠外轨，因此以第2（或第3）轮对贴靠钢轨的情况可分为以下3种情况（见图8-2）。图8-2机车车辆可能所占的位置最大外移位——第2轮对外轮贴靠外轨（速度较大时）。最大偏斜位——第2轮对内轮贴靠内轨（速度较小时）。自由位——第2轮对不贴靠钢轨（速度中等时）。当前后轮对都有横动量时，上述各位置可表示成如图8-3所示的情况。图8-2机车车辆可能所占的位置图8-4转向架运动分析示意图机车车辆几何曲线通过的解法转向架几何曲线通过运动分析示意图4转向架对车体的转角和转向架对外轨的冲角已知转向架在曲线上的位置以及连接转向架和车体心盘的位置，就不难求得转向架对于车体的转角——转向架纵轴线与车体纵轴线的夹角（见图）。转向架对车体的转角和转向架对外轨的冲角曲线超高和缓和曲线的长度缓和曲线与直线段和圆曲线段连接示意图动力曲线通过引起的轮轨相互作用力1在曲线上转向架的受力情况（以2轴转向架为例）机车车辆通过曲线时，转向架受到下述各种作用力（见图）：转向架处于最大偏斜位置时的受力分析图第1轮对处轮轨作用力和构架力、轨枕力分析图机车车辆在曲线上的速度限制限制因素：未平衡离心加速度、导向力、轨枕力、轮缘磨耗因素和防止车轮爬轨（爬轨安全条件）。在曲线上外轮受力分析图在曲线上轮轨接触状态示意图安全运行速度确定示意图改善机车车辆动力曲线通过的措施1目的在行车速度较高的多弯道线路上，尽量提高曲线通过速度，但同时避免导向力的显著增加和舒适度的恶化；在小半径曲线上，降低磨耗因素，减小轮缘磨耗。前后转向架弹性横向连接示意图径向转向架通过曲线示意图柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴柴