高速动车组线路运行适应性
中车唐山机车车辆有限公司， 河北 唐山 063035)
摘要：动车组作为当前现代火车的一种类型，由动车部分与非动车部分组成，以固定编组模式进行运行，当前，我国的高速铁路动车发展迅速，取得了举世瞩目的成就。与其他国家的铁路动车组相比，我国的高速铁路结构众多，且轨道结构服役环境复杂，因此，动车组在不同的轨道线路上运行时，由于轨道结构的不同和状态变化的不同，其运行状况也不同。本文根据高速铁路动车组的发展现状，对不同线路下动车组运行的适应性进行分析，以期为我国动车组设计提供新的思路。
关键词：高速铁路；动车组；线路轨道；运行适应性动车高铁区别
引言：
高速铁路动车组是一个十分复杂的系统，因此，在对动车组的运行适应性进行分析时，需考虑到各种因素的影响。高速动车组线路运行适应性的分析主要在于考虑动车组在线路中运行的安全性、稳定性、舒适性及车轮磨耗等情况，并且从技术的先进性考虑动车在不同
轨道上运行的适应性。由于高速动车组需要在不同环境下的轨道路线当中运行，不同环境之下动车组的运行情况都会不同，对动车运行时的稳定性、平稳性和安全性产生影响，并且动车组的动力学性能对车轮廓形和线路条件较为敏感，因此有必要加强对高速动车组线路运行适应性的研究。
一、高速动车组铁路路线运行现状
自2013年以来我国开始自主对高速动车组进行创新，研制了复兴号中国标准动车组，由此迎来了高速动车组的发展高潮，成为了高速动车组运营速度最高、规模最大和运营场景最丰富的国家。高速动车组的高速发展也使高速铁路呈多样化发展，地域性逐渐扩大、线路状况和气候条件的不同，都影响着高速动车组在不同轨道中的运行状况。不仅如此，同种类型动车组在不同类型轨道上运行时的车轮廓相互作用也有所区别。在高速铁路动车的运行当中，安全稳定与舒适是主要的应用核心，因此面对不同类型的轨道和不同类型的动车组，动车组在线路上的适应性是一个十分值得分析的问题。由此，为了实现高速动车组铁路运行的安全性、舒适性和稳定性等性能指标，需要克服一系列的技术难题，不断地探索新技术解决方案和先进技术应用，提高动车组的综合技术性能。
二、高速动车组线路运行适应性分析
2.1安全性分析
高速动车组线路适应性中的安全性分析主要在于分析动车组在高速运行时，动车组在直线轨道区间和曲线轨道区间的车辆轮重减载率，以此来判断高速动车组运行时的安全性。同一类型的动车组在不同的轨道上运行时，在同一速度下不同轨道内的车辆轮重减载率不同，一般不大于0.65，则符合高铁动车组的安全性指标，并且表示动车在运行状态下，在不平顺激扰下的波动较小，动车组运行的安全性较高。除了车辆轮重减载率之外，动车组在不同线路下运行的安全性还与钢轨外形、轨距和轨底坡等因素有关，这些因素会影响动车组车轮与钢轨的接触程度，当动车组在高速运行的状态下，车轮与钢轨的接触对于这些轨道参数的变化都极其敏感，较差的轨道匹配都会导致高速动车组的运行出现安全性的问题，因此需对此给予重视。
2.2稳定性分析
高速动车组线路运行的稳定性分析主要在于轮轨接触关系和车辆悬挂参数，在这两种影响
因素当中，影响最大的参数是等效锥度和纵向定位刚度。在对等效锥度的分析当中，采用等效线性分析方法，当等效锥度小于0.05时则表明车辆的运行系统不稳定，而当等效锥度处于0.05-0.20之间时，表示动车运行的稳定性最好。影响动车组等效锥度的影响因素除了踏面外形之外还有轮对内侧距的变化，当轮对内侧距发生变化时会对高速阻尼比产生影响，若轮对内侧距的变化使高速阻尼比减小时，则会引起车辆振动，对车辆的稳定性产生重大影响。不仅如此，纵向刚度也会对高速动车组的运行稳定性产生影响，较大的纵向刚度能够改善车轮磨损后等效锥度增大的状况，增加蛇行运行极限环幅值，减少失稳状况，即使高速动车组遭遇突发危险时也能够有足够的时间来进行降速，提高了动车组运行的稳定性和安全性。
2.3车轮廓损耗分析
在对高速动车组车轮廓损耗的分析当中，需明确对车轮廓产生损耗的因素以及影响状况。通常对车轮廓产生损耗都是由于振动引起的，当动车组在高速运行的状况下产生的振动频率与系统零件的固有频率同频共振时，则会导致车辆受到损耗，降低零件的适用寿命。一般认为吸振器能够抑制车体的振动，起到较好的振动效果。不仅如此，动车组在铁路中的
运动模态和车体的固有模态也会对车辆的振动产生影响，系统内各部件的振动随着速度的升高而不同程度的增大。并且，当车辆通过曲面轨道时的车轮廓损耗大于通过直线轨道时的损耗。在对车辆动力学进行分析时，考虑车轮型面的不同及铁路路线运行环境的不同，S型曲线的轨道当中车轮廓损耗通常较大。
2.4轮轨匹配舒适性分析
高速动车组在运行时，车轮和钢轨的匹配度与动车组行使的舒适性直接相关，并且轮轨的匹配问题是引起动车组中各种动力学现象的根本原因，因此在运行适应性的分析当中也应对轮轨匹配进行分析。在轮轨匹配当中，车轮和钢轨决定了轮轨的接触关系，一般来说这两者接触关系的改变能够影响动车组的动力学性能。动车组在高速运行的状况下，由于不同铁路路段的差异和环境的不同，导致轮轨匹配也随时在发生着变化，通常来说车轮在轨道上的运行极其不稳定，一般使用二系悬挂来提高稳定性，而当车辆达到一定的行驶速度时，轮轨蠕滑力和惯性力等情况容易使动车组系统蛇形失稳，因此轮轨蠕滑力和惯性力是影响轮轨匹配状况的重要影响因素。不仅如此，车轮踏面磨耗对轮轨的接触关系也有着重要影响。当踏面出现凹形磨耗时，会导致接触角变大从而减小轮轨的接触，在不断的运行状况下对钢轨也产生磨损，影响动车组的运行舒适性。
三、结语
综上所述，在对高速动车组线路运行适应性进行分析时，可知对适应性进行分析就还需对动车组在铁路运行的安全性、稳定性、车轮廓损耗状况及舒适性进行分析，在了解影响动车组运行适应性的因素之后，才能够有针对性地进行技术创新与发展，探索更加先进的新技术解决方案，提高高速动车组的运行适应性，打造更加安全可靠、经济舒适的高铁动车组。
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