車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配設(shè)計(jì)分析

周坤 王壬炎 王璐 鄭建輝

摘要：地鐵的安全是其運(yùn)行時(shí)最重要的一部分，大量的乘客就注定了地鐵的設(shè)計(jì)首先要注重其安全，而地鐵設(shè)計(jì)中的安全性由車鉤彈性緩沖器決定，目前，對(duì)于地鐵的安全性越來(lái)越重視，因此，車鉤需要設(shè)置越來(lái)越大的彈性緩沖行程，這樣可以吸收動(dòng)車制動(dòng)時(shí)的大量動(dòng)能，避免出現(xiàn)安全隱患，同時(shí)，隨著人們生活質(zhì)量的提升，對(duì)于與車鉤匹配的貫通道設(shè)計(jì)的美觀性也有了一定的需求，所以貫通道設(shè)計(jì)會(huì)比較復(fù)雜，如何將復(fù)雜的貫通道設(shè)計(jì)與車鉤彈性緩沖器的匹配起來(lái)，也成為了地鐵設(shè)計(jì)工作安全性的主要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：車鉤彈性緩沖器;貫通道;匹配;設(shè)計(jì)

地鐵的運(yùn)行安全關(guān)系著大量乘客的人身安全，因此，也是地鐵設(shè)計(jì)工作中比較重要的內(nèi)容，通過車鉤彈性緩沖器，可以有效避免地鐵在制動(dòng)時(shí)大量動(dòng)能帶來(lái)的沖擊，可以有效保護(hù)乘客的安全，雖然現(xiàn)在人們對(duì)于地鐵彈性緩沖器的重要性已經(jīng)有了比較清晰的認(rèn)識(shí)，但是越來(lái)越大的彈性緩沖過程，以及對(duì)貫通道審美的要求，使得車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作難度增加，在進(jìn)行貫通道的設(shè)計(jì)工作時(shí)，不僅僅要考慮到貫通道本身的美觀，同時(shí)也要考慮到當(dāng)?shù)罔F在極限狀態(tài)下的車鉤彈性緩沖器的位移，所需要考慮到的受力條件十分復(fù)雜。

一、設(shè)計(jì)參考參數(shù)

在進(jìn)行車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配設(shè)計(jì)工作時(shí)，由于地鐵等列車在運(yùn)行時(shí)受到很多力的作用，如牽引力、摩擦力、坡道的阻力等，這些力都會(huì)對(duì)地鐵的運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生不同程度的影響，因此，在進(jìn)行車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要將這些因素到考慮到位，這樣才能讓車鉤彈性緩沖器與貫通道相匹配，同時(shí)也可以最大限度地保障列車的運(yùn)行安全，列車受到的作用力大小與列車運(yùn)行環(huán)境中的各種參考系數(shù)有關(guān)，如摩擦系數(shù)等，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作之前，需要進(jìn)行參考系數(shù)的設(shè)計(jì)工作。

1.1坡度

列車運(yùn)行時(shí)，不僅僅只在平直的道路上行駛，也會(huì)存在上下坡的情況，而在上下坡時(shí)，在重力的作用下，列車的受力情況會(huì)更復(fù)雜，并且，在有坡度的地方，有重力的影響，列車制動(dòng)更容易出現(xiàn)安全隱患，因此，坡道是車鉤彈性緩沖器與貫通道匹配設(shè)計(jì)過程中需要考慮的一個(gè)十分重要的因素。

坡道對(duì)列車的影響主要由坡度來(lái)決定，坡度越大，對(duì)于列車的影響也就越大，因此，車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作需要考慮到坡度的影響，在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，參考參數(shù)主要考慮列車行駛線路中坡度最大的部分，即只要能夠滿足坡度最大部分的車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作，那么列車在任何情況下都能夠擁有一個(gè)良好的安全性。

1.2啟動(dòng)加速度

列車在啟動(dòng)時(shí)，會(huì)受到一個(gè)比較大的推動(dòng)力，使得列車改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此，列車在啟動(dòng)時(shí)所受到的最大推動(dòng)力也會(huì)對(duì)車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作產(chǎn)生影響，在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，參考參數(shù)主要取值為列車的最大加速度狀態(tài)下的牽引力。

1.3啟動(dòng)阻力

列車啟動(dòng)時(shí)，不僅僅會(huì)受到牽引力的影響，還會(huì)受到阻力的影響，阻力包含了摩擦力，還存在其它的阻力，這些阻力的方向與列車的運(yùn)行方向相反，也會(huì)對(duì)列車的運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生很大影響，因此，車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作中，也需要考慮到啟動(dòng)阻力的因素，在TB/T-1407-1998《列車牽引計(jì)算章程》中對(duì)列車的啟動(dòng)阻力做了明確規(guī)定，取值為5㎏/t。

1.4曲線附加阻力

列車在經(jīng)過彎道時(shí)，會(huì)受到彎道給予列車的阻力，而這個(gè)阻力會(huì)比列車在直道上運(yùn)行受到的阻力大，列車在彎道受到的彎道給予的阻力與列車在直道運(yùn)行時(shí)受到的阻力之間的差值成為曲線附加阻力，這個(gè)阻力主要是用來(lái)計(jì)算彎道對(duì)于列車的影響，即在進(jìn)行車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作時(shí)，也要考慮到列車在彎道運(yùn)行時(shí)的特殊情況，曲線附加阻力的計(jì)算公式為：

Wr=7000/R（N/t）

其中，Wr是單位曲線附加阻力，R是曲線的半徑，即列車經(jīng)過的彎道的半徑，通過這個(gè)公式，可以計(jì)算出列車在彎道運(yùn)行時(shí)的曲線附加阻力，繼而可以進(jìn)行車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配設(shè)計(jì)工作。

1.5車鉤彈性緩沖器靜態(tài)曲線

列車靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，車鉤彈性緩沖器依舊會(huì)受到一定的影響，導(dǎo)致其呈現(xiàn)出一定的形態(tài)，貫通道首先就要滿足靜態(tài)下的車鉤彈性緩沖器的形態(tài)大小的匹配需求，車鉤彈性緩沖器在列車的作用下，會(huì)產(chǎn)生更大的形變，列車在行駛過程中，車鉤彈性緩沖器的動(dòng)態(tài)曲線也需要進(jìn)行記錄，也是車鉤彈性緩沖器與貫通道匹配工作中的一個(gè)需要考慮的重要因素，具有非常大的參考意義。

二、注意事項(xiàng)

在進(jìn)行車鉤彈性緩沖器與貫通道匹配工作時(shí)，由于列車所處的環(huán)境復(fù)雜，列車受到多種力的影響，因而，車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配工作需要考慮到多種綜合因素，這樣才能保障其匹配度，帶來(lái)列車運(yùn)行的安全。

2.1要考慮到最極端的情況

貫通道的設(shè)計(jì)是為了確保車鉤彈性緩沖器在任何條件下都能夠與之匹配，從而發(fā)揮出作用，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到極端情況，如果能夠滿足極端情況下的匹配，那么在通常情況下，一定也能夠滿足二者的匹配，車鉤彈性緩沖器也能夠完全發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，所以在進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要參考所選擇的緩沖器的靜態(tài)曲線，從而確定在最極端情況下貫通道的設(shè)計(jì)情況，這樣就可以確保貫通道與車鉤彈性緩沖器相匹配。

2.2不能選取動(dòng)態(tài)曲線作為參考

緩沖器的靜態(tài)曲線非常平緩，只要持續(xù)受力，就可以將緩沖器壓到底，即在靜態(tài)狀態(tài)下，可以讓緩沖器在受力的情況變成極端時(shí)的狀態(tài)，貫通道是否匹配，就可以通過對(duì)緩沖器施加力來(lái)進(jìn)行測(cè)試，而動(dòng)態(tài)曲線變化比較大，隨著不同的沖擊速度的影響而變化，其變化不具備參考性。

2.3在進(jìn)行救援工作時(shí)，牽引力要緩慢施加

如果在進(jìn)行救援工作時(shí)，工作人員將牽引力進(jìn)行最大輸出，那么會(huì)造成救援車輛與被救援車之前的沖擊，容易造成貫通道的損壞，所以，需要緩慢施加牽引力，這樣可以保護(hù)貫通道，從而使得救援工作能夠順利進(jìn)行。

結(jié)語(yǔ)：

車鉤彈性緩沖器與貫通道的匹配關(guān)系著列車行駛的安全，如果匹配出現(xiàn)了問題，那么緩沖器一旦因?yàn)榱熊嚨男旭偝霈F(xiàn)了比較大的變化，就會(huì)容易導(dǎo)致貫通道出現(xiàn)損壞，影響到列車的行駛安全，乘客的人身安全也會(huì)因此受到很大影響，在救援工作中，如果貫通道因?yàn)椴黄ヅ涠霈F(xiàn)了損壞，也會(huì)影響到救援工作的進(jìn)展，不僅僅耽誤救援工作的進(jìn)度，很有可能還會(huì)對(duì)乘客造成二次傷害，所以在進(jìn)行車鉤彈性緩沖器與貫通道匹配工作時(shí)，一定要合理地計(jì)算列車各階段的參考參數(shù)，通過參考參數(shù)來(lái)確定緩沖器的緩沖過程，從而確定貫通道，這樣就可以保障緩沖器與貫通道的匹配。

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