地铁车辆转向架静态轮重减载试验研究

聂显鹏

(中车长春轨道客车股份有限公司 吉林 长春 130062)



地铁车辆转向架静态轮重减载试验研究

聂显鹏

(中车长春轨道客车股份有限公司 吉林 长春 130062)

对地铁转向架轮重减载率进行了介绍，并对测量静态轮重减载率的2种试验方法进行分析，阐述了均衡试验与轮重减载试验的理论依据、试验方法及评定标准，并针对后续新造车辆的静态试验提出新的建议。关键词：地铁；转向架；轮重减载率；均衡试验；轮重减载试验

轮重减载率作为评价车辆安全性能的重要指标之一，直接影响到车辆的运行安全，从其状态上可以分为动态减载率和静态减载率2种，其中动态值可以通过线路测试获得，而静态值则可以通过模拟轨道扭曲，在静态条件下获得[1]。

1 静态轮重减载率试验

国内设计、生产的地铁转向架在组装完成之后，一般要进行2个试验，一个是转向架均衡试验，另一个则是轮重减载试验。这2个试验都是以轮重减载率作为评定标准，目的都是为了验证新设计车辆通过扭曲轨道的能力。

1.1 转向架均衡试验

1.1.1 试验方案

均衡试验来源于我国早期的进口转向架, 一般规定从欧洲进口的转向架必须进行2个试验。试验a:抬高转向架的1个轮子使其高出轨面63.5 mm，转向架中其他轮子不能与钢轨脱离；试验b：抬高转向架的1个轮子，使其高出轨面50 mm，其他任何轮子的轮重减载率不得超过60%[2]。通常情况下，试验在整车落成后进行。

1.1.2 试验记录

该试验在车辆称重台，AW0工况下进行[3]。在一位转向架的一位轴端轴箱下方垫上垫块，用千斤顶支起轴箱，测量车轮距离钢轨的高度，高度每提高10 mm，记录该转向架其他3个轮子的轮重值，直至63.5 mm，开始卸载，每降低10 mm，记录其他3个轮子的轮重值，直至卸载零点。为了保证数值的准确，重复3次试验。表1及图1为某车辆转向架均衡试验的数据记录。

表1 均衡试验记录

1.2 轮重减载试验

1.2.1 试验方法及评定标准

轮重减载试验来源于EN 14363标准，其中规定对于车辆任何车轮的最大减载(ΔQp/Qp)不应超过同轴2个车轮名义静载平均值的60%，转向架与车体扭曲量的叠加如图2所示。

图1 轮重变化趋势图

1—垂向偏移；2—转向架扭曲；3—车体扭曲；a—车辆定距；b—固定轴距。图2 转向架扭曲量与车体扭曲量的叠加图

抬高车辆一侧的车轮，模拟曲线扭曲的情况，车轮的抬升量根据转向架的扭曲和车体的扭曲两部分计算：

(1)转向架扭曲量

(2)车体扭曲量

g*lim=7 当2a≤4 m时；

g*lim=3 当20 m<2a≤30 m时；

g*lim=90/2a当2a>30 m时；

(3)抬升高度

车轴4的抬升量L4=0

其中：L—车轴抬升量，mm；其他变量同上。

表2 A型车与B型车的相关技术参数 /mm

表3 对应不同车型参数的轴端提升量 /mm

1.2.2 试验记录

由于在实际操作过程中，将车轮降低到钢轨标高以下通常是不切实际的，因此，一般情况下是将静止车辆的车轮升高到等效的高度进行轮重减载试验，表4为某地铁车辆轮重减载试验的试验记录。通过对比减载车轮的轮重(见表5)，可以验证车辆的轮重减载率是否满足要求。

表4 车辆初始状态轮重 /kg

注：Q0.AB表示初始状态轮重，A表示轴号，B表示车辆的一位侧或二位侧。

表5 试验轮重 /kg

注：QAB表示试验轮重，A表示轴号，B表示车辆的一位侧或二位侧。

任何车轮的最大减载(ΔQp/Qp)不应超过同轴2个车轮名义静载平均值的60%。将名义轴重定义为车辆停在直线水平轨道上时单个车轮的荷载，轮重减载按照下面的公式进行计算：

式中：Qp—平均轮重；Q—车轮提升后的轮重。

2 2种试验方法的对比

总结上述分析，转向架均衡试验及轮重减载试验的原理及试验方法对比具体如表6所示，2种试验存在一定的相似性，并且轮重减载试验完全可以涵盖均衡试验的测试要求，其模拟的工况更接近车辆运行的实际工况。

表6 2种试验方法对比

3 结束语

通过以上的对比、分析，静态轮重减载率作为能够反映车辆设计参数对扭曲线路适应性的重要指标，在设计、制造过程中必须进行验证，并建议如下：

(1)对静态轮重减载率的试验方法和标准进行统一，同时取消转向架均衡试验；

(2)将轮重减载试验作为测量静态轮重减载率的唯一标准；

(3)鉴于目前国内标准及文献中对于线路(轨道)的扭曲值没有明确规定，因此，建议车轮的提升量按照EN 14363标准中的规定执行。

[1] 严隽耄.车辆工程[M].北京：中国铁道出版社，2004.

[2] 张 洪，杨国桢.关于客车转向架的脱轨和轮重减载问题[J].铁道车辆,2005，43(6)：10-16.

[3] 高纯友.关于城轨车辆均衡试验的探讨[J].铁道车辆，2005，43(8)：18-21.□

(编辑：李琳琳)

2095-5251(2016)06-0023-02

2016-05-27

聂显鹏(1981-)，男，硕士研究生学历，高级工程师，从事转向架相关设计与研究工作。

U270.33

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