高速动车组踏面与不同钢轨匹配关系研究

作者：赵艳杰; 杨东晓

来源：机械, 2020, 47(01): 57-63.

• 高速动车组
• 轮轨匹配
• 等效锥度
• 动力学
• 一次蛇行

针对我国高速动车组LMA踏面,研究其与我国常用钢轨廓形CHN60和CHN60N(1:40轨底坡)、欧洲廓形UIC60E1(1:40轨底坡)以及俄罗斯廓形P65(1:20轨底坡)的匹配关系。首先对比了这四种廓形几何差异,分析了LMA与这四种钢轨廓形匹配时的轮轨接触点分布,计算相应的等效锥度。然后,建立了整车多体动力学模型,分析了LMA与四种钢轨廓形匹配时对车辆动力学性能的影响。分析结果表明:LMA踏面与CHN60匹配时,接触点分布均匀,等效锥度为0.038;与CHN60N匹配时,存在接触点会跳跃的情况,等效锥度略有下降;而当LMA与UIC60E1、P65匹配时,接触点分布集中,接触带宽小,等效锥度最低,仅为约0.025。从动力学对比的结果来看,当LMA与UIC60E1、P65匹配时,容易引起一次蛇行现象,使得车辆的临界速度下降,横向平稳性恶化,且相比于我国的常用钢轨廓形,它们的曲线通过安全性较差。建议通过优化踏面外形,一方面需增大与钢轨的接触带宽,改善过于集中带来的凹型磨耗,另一方面需增大等效锥度,避免一次蛇行现象,以此较好地适应欧洲和俄罗斯钢轨廓形。