DOC《摘要》

当,时,车辆处于临界稳定状态;

当,时,车辆丧失稳定而倾覆;

当,时, 车辆处于稳定状态,越大,车辆越稳定. 下面我们再来讨论与欠超高的关系. 与欠超高关系示意图 由上图的几何关系可知, ,所以与相似,由此可得 这里,,

为车辆重心至轨距中点的高度,,

,代入上式得到偏心距与欠超高的关系 所以我们又得到了稳定系数的表达式 最后,我们已经得到了外轨超高、轨距、列车速度和曲率半径这四者之间的关系式,即 为了便于之后的计算,我们将已知数据代入上式.通常列车速度的单位是,先转化成国际标准单位 我们取重力加速度.取两轨头中心线间距离,略大于,这里我们取,代入得到 这里的单位是. 1.3.c 过渡段的轨距和超高 在整个曲线段中,曲率半径不变的弯道段只是一小部分,其余部分是弯道段与直道段之间的过渡段. 对于过渡段的参数设置,我们认为应该满足下述原则.首先,当车辆自直道段进入弯道段或从弯道段进入直道段时,在车辆上产生的惯性离心力不应突然出现或消失,而应在过渡段范围内逐渐地增加或减小,即要求过渡段的曲率半径应渐变,以保证行车平稳而不在过渡段的始、终点产生振动冲击;

第二,过渡段的外轨超高应逐渐递增,使因超高而产生的列车重力的向心力分量与离心力相适应;

最后,对于曲率半径较小的弯道,弯道段上的轨距加宽也应在过渡段范围内完成. 以下我们过渡段的超高进行讨论.在过渡段始点处超高为零,在过渡段终点处超高为,两者之间应以顺坡方式连续变化.我们考虑了两种顺坡方式:一种是直线型顺坡,如图所示 直线型顺坡 另一种是曲线型顺坡,如下图 曲线型顺坡 对于直线型顺坡,其在过渡段起点和终点处均有一个折角,列车通过时会产生冲击.其中 因为,又由于平均速度是一个常值,令,则,这表示在过渡段上任一点的超高与曲率成正比.显然,只要满足曲率要求,也就满足超高要求.既然直线型顺坡有折角,所以由上式得 下面我们来计算直线型顺坡的过渡段曲线长度. 机车车辆行驶在过渡段上,若不计轨道弹性和车辆弹簧的作用,则转向架上的车轮可能形成如图所示的三点支承. 转向架受三点支承示意图 为保证列车的安全运行,应使内侧车轮轮缘不爬越内轨顶面.外轨超高顺坡倾角为,最大固定轴距为,则车轮踏面离开内轨顶面的高度为.当悬空的高度大于轮缘最小高度时,车轮就有可能形成的三点支承脱轨的危险.因此,必须保证 对于直线形超高顺坡的过渡段,其长度应为 式中,即为弯道段外轨超高距离. 对于曲线形超高顺坡的过渡段,外轨超高的最大坡度也应满足前面对的要求.曲线形顺坡的倾角是变化的.所以必须求其最大值,所以有 对曲线形顺坡的过渡段来说,最大值出现在过渡段中点.该处的等于 1.3.d 列车通过弯道时的速度补偿作用 因为列车的车轴是整轴,任何时刻同一车轴上的两个轮子转速是一致的. 车轮踏面是一个由和斜坡度组成的斜面,当通过弯道时,由于离心作用,车体要向弯道外侧偏移,此时外侧车轮和轨道接触面的圆周长变大,内侧车轮则变小,内外车轮的线速度分别是和,其中.同时,内外车轮行驶的弯道的曲率半径不一样,分别为和,列车通过弯道的角速度为. 在列车速度比较大或弯道曲率半径比较大时,近似有,这就是列车通过弯道时的速度补偿作用. 但是如果列车速度比较低或者弯道曲率半径太小,这种补偿作用就不明显.比如在列车通过道岔的时候(此时可以看作列车行驶在小半径曲线上),就会听到摩擦声. 在弯道上由于外轨超高,所以列车重力力距和外轨车轮受到的支持力力矩同向,造成内侧车轮载荷增加,其滚动摩擦力变大,外侧车轮的滚动摩擦力变小,从而内侧车轮带动外侧车轮,外侧车轮发生滑动摩擦,噪声来自外侧车轮.