张坤　孟令锋

摘要：文章探讨了车端连接装置曲线通过能力的影响因素，并以马来西亚动车为例对象，介绍了一种通过CAD模拟动车组车辆在困难工况的运动位置来分析了车端连接装置曲线通过能力的方法。动车组车辆运行状况表明CAD模拟分析方法结果比较准确，具有较好的实际指导作用。

关键词：车端连接装置；CAD模拟；运动位置；曲线通过

中图分类号：U270 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0103-04

1 概述

动车组车辆在制造完毕后，按照相关标准规定，需要进行包括曲线通过试验在内的一系列型式试验。为确保车辆曲线通过能力试验成功完成，必须对其曲线通过能力进行分析校核。

动车组车辆曲线通过能力分析中一个比较重要的方面是车端连接装置的过曲线能力分析。车端连接装置是动车组车辆最基本的也是最重要的部件组合之一，其作用包括连接动车组车辆、减缓列车的纵向冲动（或冲击力）等。车端连接装置主要包括：车钩缓冲装置和贯通道装置，通过它们使列车中车辆相互连接，实现相邻车辆之间的纵向力传递和通道连接。

动车组在行驶过程中，必然会经过线路条件比较复杂的曲线、坡道等线路段，因此动车组两节车辆之间相对位置将发生变换，从而导致车端连接装置几何状态的改变，如车钩的拉伸、压缩和摆动，贯通道的拉伸、压缩等。而车钩的拉伸压缩量、摆角以及贯通道的拉伸压缩量都是有限的，因此必须对车端连接装置的曲线通过能力进行分析校核。本文将以马来西亚动车组为例，对动车组车辆车端连接曲线通过能力的分析方法进行探讨。

2 车端连接装置过曲线分析考虑因素

影响动车组车辆车端连接装置曲线通过能力的因素有：线路参数、车辆参数和转向架参数。

2.1 线路参数

动车组在固定的铁路轨道上运行，这些铁路轨道即为铁路线路，它包含了动车组车辆运行的所有轨道条件。线路参数指的是参数化的轨道条件，包括轨距、弯道、坡道、道岔、信号、站台、桥梁、隧道、电分相、停车标等一系列的铁路线路数据。其中，对动车组车辆曲线通过能力有影响的参数主要为弯道和坡道。弯道代表动车组车辆运行线路的水平曲线，坡道则反映了动车组车辆运行的竖直曲线，这两个参数影响动车组的空间位置，是动车组车辆曲线通过能力分析的基本输入条件。

2.2 车辆参数

动车组车辆在设计过程中会确定车辆的各个参数，这些参数是动车组车辆的基本数据，即车辆参数。其中，对动车组过曲线能力影响较大的是连挂车辆的结构参数，包括车辆的几何尺寸和车辆编组的几何数据。具体指车辆长度和宽度、车端距和车钩中心距。车辆长度和宽度影响车端连接装置的几何尺寸和空间位置，车端距决定了贯通道的总长度，车钩中心距即两连挂车钩转动中心之间的最短距离。

2.3 转向架参数

转向架是动车组的行走部件，对车辆包括车端连接的几何位置有着重要的影响。转向参数指的是动车组转向架的几何数据，对动车组车辆曲线通过能力有影响的参数主要包括：转向架中心距、转向架一系和二系横向位移、钢轨内侧与轮缘外侧全间隙、车轮新轮直径和全磨耗直径。这些参数与线路参数相结合，通过影响动车组车辆的空间位置进而影响车端连接的曲线通过能力。

3 车端连接装置过曲线分析

目前，动车组车辆车端连接装置曲线通过能力的分析方法有多种，如计算分析法、仿真模拟分析法等。本文以马来西亚动车组为例，运用CAD仿真模拟分析的方法对动车组车辆车端连接装置曲线通过能力进行分析和校核。

3.1 输入参数

马来西亚动车组是南车株洲电力机车有限公司自主研制的城际动车组，采用4动2拖的编组方式，司机室端设有全自动车钩，车辆之间的车端连接装置为分体式自支撑贯通道和半永久车钩。

3.2 车辆运动位置分析

动车组车辆车端连接曲线通过能力分析首先要对车辆的运动位置进行模拟分析，考虑车辆的各种困难工况。马来西亚动车组项目侧线和站场困难曲线为80mm，正线最小曲线半径为160m，最大坡道（竖曲线）为1.25%。现分别对车辆通过以上曲线工况进行分析。

3.2.2 竖直曲线上车辆运动位置分析。垂向分析需考虑竖曲线和转向架弹簧的破损，输入参数：1.25%坡道、转向架一系簧止档间隙34mm、转向架二系簧破损影响：58.95mm。利用CAD模拟计算，考虑前一节车在坡道上，后一节车刚要进入坡道，前一节车转向架完好，后一节车转向架弹簧破损。以上只列举了几种特殊的工况，在进行项目设计时，还需要考虑多种工况，如曲线入口和出口、S曲线及车辆侧滚等。

3.2.3 车钩曲线通过能力分析。车钩的曲线通过能力需要根据车辆运动位置图进行分析，车钩要满足车辆的各种运动工况。通过模拟车辆的运动工况，检查车钩的水平和垂直摆角，要求车钩模拟摆角不能超过最大摆角。马来西亚动车组车钩最大水平摆角为±17°，最大竖直摆角为±4°。

（1）水平曲线上车钩摆角分析：根据车辆在R80m和R160m曲线上的运动位置进行分析，考虑到车辆通过水平曲线时，两连挂的车钩转动中心保持不变，车钩长度会根据工况发生变化，考虑比较恶劣的工况：车钩压缩。车钩压缩量与其受力相关，可根据一般经验取值，也可依据车钩缓冲器受力与行程图表取值，车钩受力则可由牵引力与车辆自身重力估算。（2）竖直曲线上车钩摆角分析：车辆通过竖直曲线时，分析方法与水平曲线的分析方法相似，根据车辆的运动位置并考虑到车钩压缩进行分析。竖直曲线上车钩摆角如图6所示。

3.2.4 贯通道曲线通过能力分析。贯通道曲线通过能力同样需要根据车辆的运动位置图进行分析，贯通道部件要适应车辆的各种运动工况，通过模拟贯通道的运动工况，检查贯通道各部件不应存在干涉、拉脱等现象，贯通道应自如地满足各种工况的要求。

（1）水平曲线上贯通道通过能力分析：车辆通过水平曲线时，贯通道折棚左右两侧会分别产生拉伸和压缩。马来西亚动车组贯通道不带有内饰结构，因此这里并没有对此进行分析。对于带有内饰结构的贯通道，则需要考虑到内饰结构在车辆通过曲线时，是否会发生干涉、产生缝隙等情况，如侧护板、顶板移动时是否会干涉或拉脱，渡板抬升和下降时是否会干涉或产生缝隙。分析方法与折棚类似，根据车辆在困难工况的运动位置进行模拟分析。

4 结语

由于模拟计算与实际工况存在一定误差，所以，车端连接装置在装车后仍然需要进行各种工况的实验验证。马来西亚动车组车端连接装置顺利通过了曲线通过能力测试实验，车辆上线运营后，车端连接装置通过了各种复杂线路及运营工况考核和验证。由此可以看出，本文采用的CAD模拟分析方法结果比较准确，具有较好的实际指导作用。

参考文献

[1] 曾青中，韩增盛.城市轨道交通车辆（第二版）

[M].成都：西南交通大学出版社，2009.

[2] 单巍，李瑞淳.连挂车辆通过曲线的设计、校核计算[J].

[3] 黄皖初.车辆几何曲线通过的理论分析[J].铁道车辆.

[4] 城市轨道交通车辆贯通道技术条件（CJ/T353-2010）[S].

[5] M.A.Oзepob，等.连挂车辆通过曲线区段的校核.[J].铁道译丛.

作者简介：张坤（1985—），男，湖北汉川人，供职于南车株洲电力机车有限公司技术中心，研究生。

（责任编辑：周加转）endprint

摘要：文章探讨了车端连接装置曲线通过能力的影响因素，并以马来西亚动车为例对象，介绍了一种通过CAD模拟动车组车辆在困难工况的运动位置来分析了车端连接装置曲线通过能力的方法。动车组车辆运行状况表明CAD模拟分析方法结果比较准确，具有较好的实际指导作用。

关键词：车端连接装置；CAD模拟；运动位置；曲线通过

中图分类号：U270 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0103-04

1 概述

动车组车辆在制造完毕后，按照相关标准规定，需要进行包括曲线通过试验在内的一系列型式试验。为确保车辆曲线通过能力试验成功完成，必须对其曲线通过能力进行分析校核。

动车组车辆曲线通过能力分析中一个比较重要的方面是车端连接装置的过曲线能力分析。车端连接装置是动车组车辆最基本的也是最重要的部件组合之一，其作用包括连接动车组车辆、减缓列车的纵向冲动（或冲击力）等。车端连接装置主要包括：车钩缓冲装置和贯通道装置，通过它们使列车中车辆相互连接，实现相邻车辆之间的纵向力传递和通道连接。

动车组在行驶过程中，必然会经过线路条件比较复杂的曲线、坡道等线路段，因此动车组两节车辆之间相对位置将发生变换，从而导致车端连接装置几何状态的改变，如车钩的拉伸、压缩和摆动，贯通道的拉伸、压缩等。而车钩的拉伸压缩量、摆角以及贯通道的拉伸压缩量都是有限的，因此必须对车端连接装置的曲线通过能力进行分析校核。本文将以马来西亚动车组为例，对动车组车辆车端连接曲线通过能力的分析方法进行探讨。

2 车端连接装置过曲线分析考虑因素

影响动车组车辆车端连接装置曲线通过能力的因素有：线路参数、车辆参数和转向架参数。

2.1 线路参数

动车组在固定的铁路轨道上运行，这些铁路轨道即为铁路线路，它包含了动车组车辆运行的所有轨道条件。线路参数指的是参数化的轨道条件，包括轨距、弯道、坡道、道岔、信号、站台、桥梁、隧道、电分相、停车标等一系列的铁路线路数据。其中，对动车组车辆曲线通过能力有影响的参数主要为弯道和坡道。弯道代表动车组车辆运行线路的水平曲线，坡道则反映了动车组车辆运行的竖直曲线，这两个参数影响动车组的空间位置，是动车组车辆曲线通过能力分析的基本输入条件。

2.2 车辆参数

动车组车辆在设计过程中会确定车辆的各个参数，这些参数是动车组车辆的基本数据，即车辆参数。其中，对动车组过曲线能力影响较大的是连挂车辆的结构参数，包括车辆的几何尺寸和车辆编组的几何数据。具体指车辆长度和宽度、车端距和车钩中心距。车辆长度和宽度影响车端连接装置的几何尺寸和空间位置，车端距决定了贯通道的总长度，车钩中心距即两连挂车钩转动中心之间的最短距离。

2.3 转向架参数

转向架是动车组的行走部件，对车辆包括车端连接的几何位置有着重要的影响。转向参数指的是动车组转向架的几何数据，对动车组车辆曲线通过能力有影响的参数主要包括：转向架中心距、转向架一系和二系横向位移、钢轨内侧与轮缘外侧全间隙、车轮新轮直径和全磨耗直径。这些参数与线路参数相结合，通过影响动车组车辆的空间位置进而影响车端连接的曲线通过能力。

3 车端连接装置过曲线分析

目前，动车组车辆车端连接装置曲线通过能力的分析方法有多种，如计算分析法、仿真模拟分析法等。本文以马来西亚动车组为例，运用CAD仿真模拟分析的方法对动车组车辆车端连接装置曲线通过能力进行分析和校核。

3.1 输入参数

马来西亚动车组是南车株洲电力机车有限公司自主研制的城际动车组，采用4动2拖的编组方式，司机室端设有全自动车钩，车辆之间的车端连接装置为分体式自支撑贯通道和半永久车钩。

3.2 车辆运动位置分析

动车组车辆车端连接曲线通过能力分析首先要对车辆的运动位置进行模拟分析，考虑车辆的各种困难工况。马来西亚动车组项目侧线和站场困难曲线为80mm，正线最小曲线半径为160m，最大坡道（竖曲线）为1.25%。现分别对车辆通过以上曲线工况进行分析。

3.2.2 竖直曲线上车辆运动位置分析。垂向分析需考虑竖曲线和转向架弹簧的破损，输入参数：1.25%坡道、转向架一系簧止档间隙34mm、转向架二系簧破损影响：58.95mm。利用CAD模拟计算，考虑前一节车在坡道上，后一节车刚要进入坡道，前一节车转向架完好，后一节车转向架弹簧破损。以上只列举了几种特殊的工况，在进行项目设计时，还需要考虑多种工况，如曲线入口和出口、S曲线及车辆侧滚等。

3.2.3 车钩曲线通过能力分析。车钩的曲线通过能力需要根据车辆运动位置图进行分析，车钩要满足车辆的各种运动工况。通过模拟车辆的运动工况，检查车钩的水平和垂直摆角，要求车钩模拟摆角不能超过最大摆角。马来西亚动车组车钩最大水平摆角为±17°，最大竖直摆角为±4°。

（1）水平曲线上车钩摆角分析：根据车辆在R80m和R160m曲线上的运动位置进行分析，考虑到车辆通过水平曲线时，两连挂的车钩转动中心保持不变，车钩长度会根据工况发生变化，考虑比较恶劣的工况：车钩压缩。车钩压缩量与其受力相关，可根据一般经验取值，也可依据车钩缓冲器受力与行程图表取值，车钩受力则可由牵引力与车辆自身重力估算。（2）竖直曲线上车钩摆角分析：车辆通过竖直曲线时，分析方法与水平曲线的分析方法相似，根据车辆的运动位置并考虑到车钩压缩进行分析。竖直曲线上车钩摆角如图6所示。

3.2.4 贯通道曲线通过能力分析。贯通道曲线通过能力同样需要根据车辆的运动位置图进行分析，贯通道部件要适应车辆的各种运动工况，通过模拟贯通道的运动工况，检查贯通道各部件不应存在干涉、拉脱等现象，贯通道应自如地满足各种工况的要求。

（1）水平曲线上贯通道通过能力分析：车辆通过水平曲线时，贯通道折棚左右两侧会分别产生拉伸和压缩。马来西亚动车组贯通道不带有内饰结构，因此这里并没有对此进行分析。对于带有内饰结构的贯通道，则需要考虑到内饰结构在车辆通过曲线时，是否会发生干涉、产生缝隙等情况，如侧护板、顶板移动时是否会干涉或拉脱，渡板抬升和下降时是否会干涉或产生缝隙。分析方法与折棚类似，根据车辆在困难工况的运动位置进行模拟分析。

4 结语

由于模拟计算与实际工况存在一定误差，所以，车端连接装置在装车后仍然需要进行各种工况的实验验证。马来西亚动车组车端连接装置顺利通过了曲线通过能力测试实验，车辆上线运营后，车端连接装置通过了各种复杂线路及运营工况考核和验证。由此可以看出，本文采用的CAD模拟分析方法结果比较准确，具有较好的实际指导作用。

参考文献

[1] 曾青中，韩增盛.城市轨道交通车辆（第二版）

[M].成都：西南交通大学出版社，2009.

[2] 单巍，李瑞淳.连挂车辆通过曲线的设计、校核计算[J].

[3] 黄皖初.车辆几何曲线通过的理论分析[J].铁道车辆.

[4] 城市轨道交通车辆贯通道技术条件（CJ/T353-2010）[S].

[5] M.A.Oзepob，等.连挂车辆通过曲线区段的校核.[J].铁道译丛.

作者简介：张坤（1985—），男，湖北汉川人，供职于南车株洲电力机车有限公司技术中心，研究生。

（责任编辑：周加转）endprint

摘要：文章探讨了车端连接装置曲线通过能力的影响因素，并以马来西亚动车为例对象，介绍了一种通过CAD模拟动车组车辆在困难工况的运动位置来分析了车端连接装置曲线通过能力的方法。动车组车辆运行状况表明CAD模拟分析方法结果比较准确，具有较好的实际指导作用。

关键词：车端连接装置；CAD模拟；运动位置；曲线通过

中图分类号：U270 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0103-04

1 概述

动车组车辆在制造完毕后，按照相关标准规定，需要进行包括曲线通过试验在内的一系列型式试验。为确保车辆曲线通过能力试验成功完成，必须对其曲线通过能力进行分析校核。

动车组车辆曲线通过能力分析中一个比较重要的方面是车端连接装置的过曲线能力分析。车端连接装置是动车组车辆最基本的也是最重要的部件组合之一，其作用包括连接动车组车辆、减缓列车的纵向冲动（或冲击力）等。车端连接装置主要包括：车钩缓冲装置和贯通道装置，通过它们使列车中车辆相互连接，实现相邻车辆之间的纵向力传递和通道连接。

动车组在行驶过程中，必然会经过线路条件比较复杂的曲线、坡道等线路段，因此动车组两节车辆之间相对位置将发生变换，从而导致车端连接装置几何状态的改变，如车钩的拉伸、压缩和摆动，贯通道的拉伸、压缩等。而车钩的拉伸压缩量、摆角以及贯通道的拉伸压缩量都是有限的，因此必须对车端连接装置的曲线通过能力进行分析校核。本文将以马来西亚动车组为例，对动车组车辆车端连接曲线通过能力的分析方法进行探讨。

2 车端连接装置过曲线分析考虑因素

影响动车组车辆车端连接装置曲线通过能力的因素有：线路参数、车辆参数和转向架参数。

2.1 线路参数

动车组在固定的铁路轨道上运行，这些铁路轨道即为铁路线路，它包含了动车组车辆运行的所有轨道条件。线路参数指的是参数化的轨道条件，包括轨距、弯道、坡道、道岔、信号、站台、桥梁、隧道、电分相、停车标等一系列的铁路线路数据。其中，对动车组车辆曲线通过能力有影响的参数主要为弯道和坡道。弯道代表动车组车辆运行线路的水平曲线，坡道则反映了动车组车辆运行的竖直曲线，这两个参数影响动车组的空间位置，是动车组车辆曲线通过能力分析的基本输入条件。

2.2 车辆参数

动车组车辆在设计过程中会确定车辆的各个参数，这些参数是动车组车辆的基本数据，即车辆参数。其中，对动车组过曲线能力影响较大的是连挂车辆的结构参数，包括车辆的几何尺寸和车辆编组的几何数据。具体指车辆长度和宽度、车端距和车钩中心距。车辆长度和宽度影响车端连接装置的几何尺寸和空间位置，车端距决定了贯通道的总长度，车钩中心距即两连挂车钩转动中心之间的最短距离。

2.3 转向架参数

转向架是动车组的行走部件，对车辆包括车端连接的几何位置有着重要的影响。转向参数指的是动车组转向架的几何数据，对动车组车辆曲线通过能力有影响的参数主要包括：转向架中心距、转向架一系和二系横向位移、钢轨内侧与轮缘外侧全间隙、车轮新轮直径和全磨耗直径。这些参数与线路参数相结合，通过影响动车组车辆的空间位置进而影响车端连接的曲线通过能力。

3 车端连接装置过曲线分析

目前，动车组车辆车端连接装置曲线通过能力的分析方法有多种，如计算分析法、仿真模拟分析法等。本文以马来西亚动车组为例，运用CAD仿真模拟分析的方法对动车组车辆车端连接装置曲线通过能力进行分析和校核。

3.1 输入参数

马来西亚动车组是南车株洲电力机车有限公司自主研制的城际动车组，采用4动2拖的编组方式，司机室端设有全自动车钩，车辆之间的车端连接装置为分体式自支撑贯通道和半永久车钩。

3.2 车辆运动位置分析

动车组车辆车端连接曲线通过能力分析首先要对车辆的运动位置进行模拟分析，考虑车辆的各种困难工况。马来西亚动车组项目侧线和站场困难曲线为80mm，正线最小曲线半径为160m，最大坡道（竖曲线）为1.25%。现分别对车辆通过以上曲线工况进行分析。

3.2.2 竖直曲线上车辆运动位置分析。垂向分析需考虑竖曲线和转向架弹簧的破损，输入参数：1.25%坡道、转向架一系簧止档间隙34mm、转向架二系簧破损影响：58.95mm。利用CAD模拟计算，考虑前一节车在坡道上，后一节车刚要进入坡道，前一节车转向架完好，后一节车转向架弹簧破损。以上只列举了几种特殊的工况，在进行项目设计时，还需要考虑多种工况，如曲线入口和出口、S曲线及车辆侧滚等。

3.2.3 车钩曲线通过能力分析。车钩的曲线通过能力需要根据车辆运动位置图进行分析，车钩要满足车辆的各种运动工况。通过模拟车辆的运动工况，检查车钩的水平和垂直摆角，要求车钩模拟摆角不能超过最大摆角。马来西亚动车组车钩最大水平摆角为±17°，最大竖直摆角为±4°。

（1）水平曲线上车钩摆角分析：根据车辆在R80m和R160m曲线上的运动位置进行分析，考虑到车辆通过水平曲线时，两连挂的车钩转动中心保持不变，车钩长度会根据工况发生变化，考虑比较恶劣的工况：车钩压缩。车钩压缩量与其受力相关，可根据一般经验取值，也可依据车钩缓冲器受力与行程图表取值，车钩受力则可由牵引力与车辆自身重力估算。（2）竖直曲线上车钩摆角分析：车辆通过竖直曲线时，分析方法与水平曲线的分析方法相似，根据车辆的运动位置并考虑到车钩压缩进行分析。竖直曲线上车钩摆角如图6所示。

3.2.4 贯通道曲线通过能力分析。贯通道曲线通过能力同样需要根据车辆的运动位置图进行分析，贯通道部件要适应车辆的各种运动工况，通过模拟贯通道的运动工况，检查贯通道各部件不应存在干涉、拉脱等现象，贯通道应自如地满足各种工况的要求。

（1）水平曲线上贯通道通过能力分析：车辆通过水平曲线时，贯通道折棚左右两侧会分别产生拉伸和压缩。马来西亚动车组贯通道不带有内饰结构，因此这里并没有对此进行分析。对于带有内饰结构的贯通道，则需要考虑到内饰结构在车辆通过曲线时，是否会发生干涉、产生缝隙等情况，如侧护板、顶板移动时是否会干涉或拉脱，渡板抬升和下降时是否会干涉或产生缝隙。分析方法与折棚类似，根据车辆在困难工况的运动位置进行模拟分析。

4 结语

由于模拟计算与实际工况存在一定误差，所以，车端连接装置在装车后仍然需要进行各种工况的实验验证。马来西亚动车组车端连接装置顺利通过了曲线通过能力测试实验，车辆上线运营后，车端连接装置通过了各种复杂线路及运营工况考核和验证。由此可以看出，本文采用的CAD模拟分析方法结果比较准确，具有较好的实际指导作用。

参考文献

[1] 曾青中，韩增盛.城市轨道交通车辆（第二版）

[M].成都：西南交通大学出版社，2009.

[2] 单巍，李瑞淳.连挂车辆通过曲线的设计、校核计算[J].

[3] 黄皖初.车辆几何曲线通过的理论分析[J].铁道车辆.

[4] 城市轨道交通车辆贯通道技术条件（CJ/T353-2010）[S].

[5] M.A.Oзepob，等.连挂车辆通过曲线区段的校核.[J].铁道译丛.

作者简介：张坤（1985—），男，湖北汉川人，供职于南车株洲电力机车有限公司技术中心，研究生。

（责任编辑：周加转）endprint