谈车辆动力学《规范》的修订

标准化铁道车辆第40卷第5期2002年5月文章编号:10027602(2002)05-002503谈车辆动力学《规范》的修订鞠在(原中国铁路机车车辆工业总公司,北京100844)摘要:随着铁路运输技术水平的跨越提高,针对GB5599-1985《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》在运用实践中存在的不足,对《规范》中的试验条件、试验要求、评定內容提岀修订建议,并介绍了相关的国外标准关键词:车辆;动力学;标准中图分类号:U270.1+4文献标识码:AGB5599—1985《铁道车辆动力学性能评定和试验点”。还应在线路上设置检测仪表,更准确地评定动力鉴定规范》(以下简称《规范》从1986年Ω月开始实学性能指标,如轮对在钢轨上的冲角,减载车轮“悬浮”施。《规范》总结了以往对铁道车辆动力掌性能考核及于轨面的程度与时间,以及轮缘贴靠钢轨可能爬轨、脱试验的经验,按当时铁道车辆技术发展的要求,统一规轨的过程。将车载测试仪器与地面监控设施结合起来,范了车辆动力学的试验条件、评定指标、试验方法及数可以更准确地评定被试车辆的动力学性能。据处理方法。16a以来,按此《规范》各型客货车辆产关于数据采集的数量与代表性,《规范》第2.2.3品进行了多次动力学性能评定,对新产品研制,老产品条要求试验线路长度不少于50km,而在第3.2.2.4改进,运用事故分析及铁路车辆提速、重载、保障其运条关于货车最大振动加速度极限值指标,要求以毎行平稳性、稳定性,保证铁路运输的安全起到了非常重100km试验区段内的超限个数来评定,前后要求不相大的作用经过多年的实践随着铁道车辆技术的发展呼应。笔者所了解的试验线路长度往往不到100km,以及对其性能要求,特别是安全性要求的不断提高,已而且分段采集数据时,每个速度段时间很短,数据子样有必要对现行《规范》进行修订完善。199年,铁道部又小又少,难以真实说明大区间提速持续运行的真正科技司立项《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定方动力学性能法的研究》(99J38),要求提出我国客货车辆发展所需的规范。笔者就长期工作中遇到的问题对《规范》修订被试车辆的状态谈一些浅见《规范》2.1条对新造出厂车的试验车辆状态作出要求,而对运用车辆往往是在重大加装改造,或出了脱关于试验条件与数据采集轨安全事故后才进行动力学性能试验。笔者认为,《规《规范》对试验条件和数据采集的内容已有具体要范》对动力学评定和鉴定应反映车辆在整个使用寿命求。但在实际实施中还存在差异。以试验线路为例,近周期中的动力学性能,不能只做新造车或改造车,运用几年来,货车动力学试验线路经常在齐齐哈尔分局齐车出了事故补做的动力学试验已是亡羊补牢。修订后齐哈尔至龙江、西安分局兴平至虢镇、青岛分局沙岭庄的《规范》应对车辆在整个使用寿命过程中符合运用要至高密、长沙分局长沙东至汨罗等线路上,虽然都是I求的技术状态(如允许的磨耗限度),以及线路运用所级或级线路,但仍不完全相同,因而在不同线路上的允许的状态等可能存在的工况进行评价与鉴定。新产试验结果很难有严格意义上的可比性,公正性。因此品新造车辆,均经过试验、改进、完善,通过《规范》的要响应能力以及车辆动力学性能的影响程度可结含评入物行但有些产品运用一个阶段后性能被试车辆对线路允许存在的缺陷误差等外界激扰的么小过《规范》应要求在某一具有代表性的营运线路区间,或求后,方才上线设置专用试验线进行动力学性能试验。同时,为检测明显Cs型运煤敞车,在试验鉴定后的运用中国煤化工得已只能限速使用。汲CNMHG钷科技司的《转8A型转定项目与指标要求,在线路上人为设定“缺陷”或“激扰架改进饼究》目,仕个同线路对多种车型,对改造以后运用中允许的技术状态(如模拟减振器磨耗)等收稿日期:2002-02-25进行多次动力学试验,其中仅齐车集团公司在研制过作者简介:鞠分数据男,高级工程师(教授级)程中,就对转8A型转向架改造方案组织了10次,20铁道车辆第40卷第5期2002年5月余种车型的动力学试验,尽量提高车辆动力学试验评见,车辆与车辆之间存在耦合关系,对于车辆动力学性价的科学性、实用性。能的评定应包括连挂车辆之间的纵向动力学性能评定及试验鉴定要求。在AAR标准中,已经考虑到这种工3评定项目、指标与速度况的性能试验分析问题。近几年来,铁路运输发展与技术水平提高,主要特征是提高速度,十五”期间繁忙干线客车最高运行速5借鉴国外标准度为160km/h、快运货物列车为120km/h、普通货物欧洲铁路联盟UIC标准与北美铁路协会AAR标列车为90km/h。货物运输还要完善重载运输,速度为准对车輛动力学性能及动强度的评定与试验鉴定都有km/h。为保证运输的安全性、旅客的舒适性以及高相应规定,不少内容可借鉴参考附加值货物完整性的要求,《规范》的评定项目及指标UIC513《铁路车辆内旅客振动舒适性评价准则》有必要补充修订专题对旅客振动舒适性编制了评价方法、试验条件、测例如,横向力指标,《规范》中仅考核导向轮对(换量、计算值、评价指标及推荐数值等完整的评价准则。装测力轮对测量)。AARM-1001及UIC518标准中UIC518《铁路机车车辆运行技术试验和验收一运行安除了考核单个车轮,还考核转向架每侧或2m轨道长全性、轨道疲劳和运行品质》对机车车辆安全性有关的度范围內的横向力之和。UIC518中还对小半径曲线轮轨横向力、垂向力,车体横向、垂向加速度及转向架上的准静态横向力、垂向力数值做了具体规定。又如平端部的橫向加速度;对影响轨道疲劳的轨道垂向、横向稳性指标,在《规范》中客车、货车的计算公式相同,仅力;对运行品质相关的加速度计权均方根值等评价数以不同数值作为对客货车不同要求的指标。而在AAR据的试验条件、数据测量采集处理及各项计算值的评M1001标准中除了计算均方根值,还要进一步制定价极限值做了详尽的规定对货物完整性的指标。在UIC513标准中,以人为本AARM-1001《货车设计制造规范》第Ⅺ章《新造测量指定位置不同姿势的加速度的有效值(均方根货车运用性能试验和分析》,则对新造货车的强度、动值),考虑人体生理反应的计权曲线的统计评价方法。力学性能作了评价与要求,现将第Ⅺ章的主要标题摘《规范》中货车运行平稳性还以最大振动加速度为货车录如下,供研究:动强度的极限值,并以此决定被试车辆的限制速度,笔11.1目的与范围者认为,除了考核最大加速度的数值(具体允许数值还11.2一般要求需研究),对于垂向加速度还应研究最大加速度的方向11.3静力与冲击试验及作用时间,不同方向及作用时间长短,对货车动强度11.4减速器与“热轴”检验及稳定性的危害程度是不尽相同的,应予以具体评价。11.5线路运用性能评价(包括性能准则、数据采同样,横向最大振动加速度的方向与作用时间,对于直集要求及线路几何标准等)线、曲线运行的影响也应进一步探讨。11.6术语4动力学试验鉴定内容11.7单辆车在无激扰线路上的试验(包括直线上的横向稳定-蛇行运动、恒曲线运动、扭曲线通过等)《规范》仅对单辆车在线路上运行的动力学性能进11.8单辆车在有激扰线路上的试验(包括对横向行试验鉴定,评定的项目、指标等局限于垂直方向及水水平变化的响应-扭转与侧滚、对纵向水平变化的响应平横向的加速度、轮轨作用力、脱轨系数和轮重垂向减纵向颠簸和反弹、对轨道不对中变化的响应-摇头和载率,从而评定其平稳性与安全性。事实上,铁道车辆横摆、曲线对中与轨距及横冋变化-动态曲线通过等)成列运行,对单辆车的评定还不能说明运行中的真实11.9连挂的车辆的试验(包括竖曲线、水平曲线动力学性能。以罐车为例,单辆车的历次动力学试验鉴等)定,无论空车、重车状态均符合《规范》要求,而在实际运行编组中,罐车脱轨事故颇多,其中空车脱轨居多6几点建议中国煤化工编挂位置多在列车中后部位,并与其前后位车型、裝载CNMHG中的动力学性能评定与情况及制动工况列车操纵等众多因素有关。再者,旅客评估的舒适度不仅体现在垂向与横向的平稳性指标上,纵(2)按铁路中长期发展的技术标准完善动力学性向不平稳也影响到人的舒适程度;同样,货物运输质能评定内容、指标与方法。量,货物的荐据与其纵向平稳性关系更为密切。可(3)创造条件在固定运行线路或专用线路上进行26摆式列车铁道车辆第40卷第5期2002年5月文章编号:10027602(2002)05-0027-06摆式客车自导向径向转向架及性能楚永萍(南京浦镇车辆厂产品开发处,江苏南京210032摘要:介绍了摆式客车自导向径向转向架的结构及其性能,对如何选择这种设计做了较详细的分析说明,并对结构进行了比较。详细介绍了自导向径向转向架的參数优化及滚振动试验性能关键词:摆式客车;自导向;径向转向架;性能中图分类号:U270.331文献标识码:B概述于实现较高的倾摆精度,但转向架结构较复杂。簣间摆则相反,转向架结构相对简单,但为实现较高的倾摆精在铁路高速化进程中,摆式客车以其优良的运行度,要求在车体倾摆时,考虑空气弹簧的变形对倾摆控品质及低廉的投资成本在各国铁路得到了迅速发展,制的影响。它可以在对线路不做过多改造的条件下旅客列车在2.2径向导向机构曲线上的运行速度将提高20%~30%,节约了大量的对摆式客车来说,车体倾摆只能改善乘坐舒适性,投资并缩短周期为了与我国路网普遍提速相适应铁并不能减少轮轨力。当摆式客车以高于普通列车20%道部科技司于1999年立项开发研制我国首例16030%的速度通过曲线时,为了保证其通过曲线的安km/h内燃摆式列车动车组。南京浦镇车辆厂承担了全性,必须设法降低一系摇头角刚度这将导致客车直摆式客车自导向径向转向架及摆式客车的研制开发任线上运行时蛇行运动临界速度的下降。要解决这一矛务在西南交通大学牵引动力实验室的配合下现已完盾采用径向转向架技术不失为一理想途径它不仅在成首辆转向架的试制及试验。本文将对该转向架结构曲线上有较好的导向性能而且在直线上,由于有加装及试验性能作较详细的介绍。在导向杆上的阻尼器提供较大的轮对定位刚度,使转2摆式客车径向转向架结构形式分析比较向架又有良好的抗蛇行稳定性。径向导向机构转向架分为自导向和迫导向2种,摆式客车径向转向架与普通转向架的最大区别就者不仅导向机构的连接方式不同,而且导向机理也在于因车体倾摆的需要而增设倾摆系统;因曲线提速不一样,可适用于不同条件的线路曲线半径。的需要而增加径向机构。自导向机构转向架是利用前后轮对的同一侧导向2.1倾摆系统机构,将前后轮对的摇头运动耦合起来,利用左右轮的根据倾摆系统的驱动方式可分为液压式、气动式纵向蠕滑力差,将前轮对通过曲线时轮对趋于径向位和机电式。机电摆式列车是近几年才发展起来的,与其置的趋势反向传送给后轮对,使前后轮对在通过曲线他2种方式相比,具有能耗低、性能稳定、无泄漏、结构时均趋于曲线径冋位置,以达到减小轮轨横冋作用力,简单、质量轻及易于维护等优点。对倾摆机构机械部分減减小轮对冲角及轮轨磨耗的目的。自导向径向转向架可采用主动控制的“八字形”四摆杄结构,结构设计可的导向机构仅与转向架轮对及构架相连,不与车体连分簧上摆和簧间摆2种形式。簧上摆是指包括作动器接,结构简单,在半径大于600m曲线上有较好的曲在内的倾摆机构都布置在二系悬挂之上,其特点是易线径向性能迫导向径向转向架的导向机构需直接或间接与车收稿日期:2001-11-05体相连。它是利用车辆通过曲线时,车体和转向架在曲作者简介:楚永萍(1958-),女,高级工程师线上日中国煤化工构迫使轮对在曲线上趋CNMHG她系统的动力学试验。客车的具体内谷可李照ULC标准,涉及货车的则可参(4)考虑车辆连挂运行时的车辆纵向动力学性能照AAR标准评价与试验鉴定(编辑:方曼利)(5)按男盝用国外相关标准,新《规范》中涉及