关键词:
车辆工程
重载机车
钩缓装置
承载稳定性
重载适应性
技术提升
摘要:
针对重载机车与钩缓装置服役安全性问题,在系统梳理相关线路试验和理论仿真基础上,阐明了钩缓装置受压稳定性、重载机车侧向过岔安全性与车钩分离的产生原因、作用机理和影响因素,提出了机车安全性与钩缓稳定性的提升技术,并展望了未来的研究重点和发展方向。研究结果表明:在列车纵向冲击载荷作用下,重载机车主要安全性问题包括直线与大半径曲线上的压钩稳定性、电制侧向通过道岔安全性和组合编组中部机车车钩分离;对于压钩稳定性问题,扁销钩缓装置在一般水平压钩力作用下依靠钩尾圆弧面摩擦作用能够保持车钩对中稳定,当遭遇极端压钩力时容易发生横向偏转失稳,可通过优化机车二系横向刚度、横向止挡间隙和刚度等方式提升系统整体受压稳定能力,圆销钩缓装置依靠具有机械止挡特性的钩尾钩肩结构,能够抵御大压钩力作用,需与机车悬挂参数合理匹配,提高机车二系横向刚度,可使车钩在更大压钩力下保持稳定状态,但当车钩必然会偏转至钩肩发挥作用时,过大二系横向刚度又会使轮轨横向约束作用增强;对于机车电制通过12号道岔侧线与小半径曲线问题,圆销车钩具有更好的随曲线方向变化的跟随性,通过控制电制力、优化操纵等方式能够有效提升机车侧向过岔安全性;组合编组中部机车车钩分离的作用机理为中部机车所受车钩力出现“过零”状态,牵引或电制力垂向分力释放引起车钩钩头向上弹跳,紧随其后的大拉钩力将连挂车钩呈倾斜状态拉开,除了优化列车操纵、控制车钩高度差等缓解性的措施,根本解决方法是增设防脱装置。该研究工作能为中国重载铁路运输安全性提升、3万吨乃至更高吨位重载组合列车的成功开行提供技术支撑,未来应进一步在系统仿真模型修正、结构参数多目标优化、精细化列车操纵优化、机车安全监测与评估方法等方面开展研究。