分析影响中置轴挂车列车长度的因素

张波

摘 要：参照汽车列车最小转弯半径的试验方法及特性依据通道圆试验方法，分析影响中置轴挂车列车通过性的关键因素，并推导出主车轴距、连接中心与挂车牵引中心至挂车轴组中心距的相互关系。

关键词：中置轴挂车列车；转弯半径 ；牵引环；轴组

一、绪论

GB1589《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质 量限值》中对车辆通过性能进行的要求。中置轴挂车列车技术及产品，由于其结构的特殊性，在国际上已经得到了认可和广泛的使用，但在中国还没有推广，因此，在中国中置轴挂车列车做为一种新的道路运输方式，极大的提高了运输效率，减少在路车辆数量，进一步降低在路行驶车辆的事故率，极大了提高道路安全性，体现了环保、节能的特性，极大的降低了能源的消耗。

二、通道圆试验简介

汽车和汽车列车应在一个车辆通道圆内360度通过，车辆通道圆的外圆直径为25000 mm，内圆直径为10600 mm，车辆最外侧任何部位不应超出车辆通道圆的外圆垂直空间，车辆最内侧任何部位不应侵入车辆通道圆的内圆垂直空间。

三、中置轴挂车列车通过性计算依据

根据汽车理论中所讲述的汽车列车最小转弯直径的原理，最小转弯直径是计算转弯通道圆和直角通道宽度的基本转向参数。转弯直径是指内、外转向轮（方向盘转到极限位置）的中心平面在车辆支撑平面上的轨迹圆直径。根据标准要求，货车最小转弯直径小于24米。

那么，我们假设在中置轴挂车列车在可以完成通道圆试验时，汽車列车处于最低前进挡并以较低的车速进入通道圆内行驶，其车辆速度较低，方向盘刚好转到极限位置并保持不变，列车瞬时转向中心与通道圆圆心相重合，列车可以在通道圆内行程封闭的运动轨迹，其刚好达到最小转弯半径的下限值。即车头前角与通道园相切，挂车后轴中心车体宽度位置外延与通道园内圆相切，其主车的转向中心与挂车的转向中心相重合，并且与通道圆中心相重合。

那么，可以我们可以推论，此时其列车的外形尺寸参数，就是其在满足通道圆试验要求的情况下的极限尺寸。

四、中置轴挂车销轴距计算

根据通道圆试验要求，可得出通道外圆半径R=12500mm，通道内圆半径r=5300mm，那么其通道宽度为R-r（即7200mm），中置轴挂车列车必须在通道圆规定的通道宽度7200mm内转动整个圆周360度。首先确定列车各尺寸参数名称。

A为主车前悬，L为主车轴距，B为主车后悬，l为中置轴挂车销轴距，b为中置轴挂车轴中心至挂车尾部的垂直距离，L为主车车长，E为牵引中心位置距车辆主车后悬位置的垂直距离，D为牵引中心位置距主车最前端的垂直距离，L”为中置轴挂车车长，La为列车车长。

根据汽车转弯半径原理可绘制出车辆通道圆位置图，如图1所示。

以通道园中心为圆心O，连接牵引车与通道园外圆切点O1点，连接牵引车后轴中心点O2，连接中置轴挂车后轴中心点O3，连接列车连接点O。其中OO2连线与牵引车纵向中心面垂直，OO3连线与中置轴挂车纵向中心面垂直。

根据图示关系：

L6=R （公式1）

（公式2）

（公式3）

根据GB7258规定，汽车后悬要求：车辆后悬应小于等于轴距的55%，汽车及挂车的后悬均应小于等于

3500 mm。

因此可推导出：

B=55%L（或3500mm） （公式4）

B=E+L1 （公式5）

带入公式3：

（公式5）

例：根据调查重型货运车辆前悬基本就在1350mm～1450mm，取平均值1400mm，车辆宽度按照新GB1589规定，车宽增大至2550mm，W1=W2=2550mm，主车后悬按最大3500mm计算，带入公式5：

（公式6）

根据公式6，我们可以看出，在主车前悬、后悬及列车车宽为定值的情况下，影响挂车的销轴距主要因素为主车的轴距和牵引环中心与主车后悬的垂直距离相关。

主车轴距的确定：

Lmin>3500/55%=6370mm

另新GB1589规定货车车长最大值为12000mm，可计算出轴距最大值：

Lmax<12000-3500-1400=7100mm

则：6370mm

带入公式6中：

（公式6）

根据上式，我们可以描绘出在E不断递增的情况下，挂车销轴距的相关变化。（如图2）

五、结论

在确保中置轴挂车可以通过通道圆试验，可以在通道圆规定的通道宽度内行驶的前提下，确保运输的安全，并满足法规的要求，保证货物运输的最大运输效率，最大化的提高中置轴挂车列车的长度将尤为重要。

依据以上公式推导可以得出，其挂车的销轴距与前主车前悬、主车轴距、牵引环中心至主车后尾部的垂直距离及列车车宽有紧密的关系。并且从图表中我们可以看出，在主车外形尺寸参数一定的情况下，中置轴挂车的销轴距（即牵引环中心至挂车后轴距中心的垂直距离），在牵引环中心与主车后尾部的垂直距离不断增大的情况下，在相应的减小。

由于中置轴挂车的特性，其承载中心极其靠近后轴组中心，极限时可按其中心计算，则前后货台面距离相等，那么，我们可以推导出，中置轴挂车的销轴距越小，那么其挂车的后悬同样会减短，整车长度将变短。

因此，经过计算分析及实车的试验验证，在确保安全性并满足法规要求的前提下，缩短牵引环中心至货车最尾部的垂直距离，才可以有效的增大中置轴挂车列车的长度，极大的提高了运输效率，车辆降低了消耗，进一步体现了环保节能的要求。

参考文献：

[1]冉恒印.汽车牵引中置轴挂车的主挂一体化设计方案[J].商用汽车，2013，（12）：98-99.