基于标准EN 14363规定的扭曲线路防脱轨安全性研究

当铁道车辆在线路上运行时,行经因轨道超高、三角坑、轨缝、道岔、轨道几何不平顺等因素造成的扭曲线路是不可避免的.当车辆以低速通过处于平面极小半径曲线的扭曲线路时,脱轨风险会增大,但目前国内对扭曲线路防脱轨的安全性评估尚无标准的方法,因此本文对标准EN 14363规定的扭曲线路防脱轨安全性评估方法进行了研究,以某市域车辆为例,分别基于标准规定的3种方法进行评估.其中,方法1要求在扭曲线路且处于R150m的平面曲线上测量车轮上升量,以车轮上升量不超过5mm为评估限值;方法2要求在扭曲线路直线段测试轮轨垂向力,在平面曲线R150m处测量外侧车轮的轮轨横向力,按照公式计算曲线外轨侧轮轨横向力和垂向力比值Y/Q,以Y/Q值不超过1.2为评估限值;方法3要求在试验台上测量回转阻力系数,在扭曲线路上测量轮重减载率,以回转阻力系数不超过0.1,轮重减载率不超过0.6为评估限值.结果表明,相比较于方法1和方法2,方法3的线路扭曲程度最恶劣,线路扭曲时的车轮垂向位移最大值为80.1mm;对于车辆方面,由于空气弹簧失气工况时的二系垂向刚度增大近10倍,导致车辆通过扭曲线路时车轮减载量增大,因此空气弹簧失气工况相比较于充气工况,车辆适应扭曲线路的能力降低,最大限值比为98％.为便于仿真与试验对比,按照标准EN 14363评估扭曲线路防脱轨安全性时建议采用方法2进行评估,即在直线段测量轮轨垂向力,而在曲线半径为R150m处测量轮轨横向力.