摘要： 对D19E型内燃电动机车通过建立力学平衡方程组，求解轮缘力。使用Matlab软件编写机车曲线通过轮缘力计算软件，对D19E型机车通过曲线时进行计算、考察机车以不同速度通过不同半径的曲线时的轮缘力和应用轮缘力的结果来计算来分析机车曲线通过的速度限制。
　　关键词： D19E型机车；曲线通过；最大速度；内燃电动机车
　　中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0310092－01
　　
　　1 D19E型内燃电动机车小半径曲线通过的轮缘力计算方法
　　越南铁路目前使用的D19E型内燃电动机车（以下简称D19E型机车）设计速度120km/h，柴油机功率1455kW。
　　1）机车曲线通过计算方法。对机车曲线通过时的受力分析，计算其轮缘力，以进行车轮和钢轨耗损研究和由轮缘力造成的的钢轨横向变形研究。转向架在通过曲线时有三个位置[1]：① 最大偏斜位置：第一轮对靠紧外轨，后轮对贴紧内轨；② 自由位置：第一轮对靠紧外轨，后轮对的内轮不贴靠内轨，期外轮对不贴靠外轨；③ 最大外移位置：第一轮对靠紧外轨，后轮的外轮贴靠外轨。
　　机车通过曲线时，低速时转向架就在最大偏斜位置，中速就转到自由位置。速度高达一定值的时候，转向架在最大外移位置。
　　机车低速通过曲线转向架在最大偏斜位置时，第一轮对靠紧外轨，出现F1轮缘力，后轮对贴紧内轨，有F3轮缘力。作用在转向架上的力和力矩如图2所示。转向架平衡方程式[2]：
　　式中，F1、F3分别为第一轴和第三轴的轮缘力，l1、l3分别为第一轴和第三轴至心盘的距离，Mb、Mf分别为转向架的复原力矩及摩擦力矩，ui、Hi分别为钢轨作用于各轮踏面摩擦力的横向分力和纵向分力，C为作用于一个转向架的平衡离心力，其值与机车速度有关，2S为左右滚动圆距离。
　　根据机车速度V求得平衡的离心力C的大小，然后根据方程组（1）求得轮缘力F1、F3的大小。
　　当F3=0，求得机车速度V1，当机车速度超过该值时第三轮将离开轨道，转向架从最大偏斜位置转到自由位置。
　　同样对转向架上的平衡离心力、轮缘力、复原力矩、摩擦力矩等进行分析，然后成立平衡方程组（2）。
　　在机车继续提速达到一定值的时候，转向架从自由位置转到最大外移位置。在这个位置，一轮对靠紧外轨，仍然存在F1轮缘力；后轮的外轮贴靠外轨，出现F3轮缘力。对在自由位置的受力进行分析，建立平衡方程组（3）。
　　转向架在最大偏斜位置和最大外移位置X1转极位置值是一个不变价值，因此方程组（1）和（3）的F1和F3轮缘力未知数和机车速度V有关。在自由位置，X1转极位置值一直变化，F1轮缘力跟转极位置和机车速度相关，所以求解方程组（2）将很困难。
　　2）计算结果与分析。本文运用Matlab软件来求解方程（3），计算D19E型内燃电动机车在不同速度下通过不同半径曲线的受力情况。在曲线半径为100m时，第一轴和第三轴轮缘力与机车速度的关系如表1所示。
　　2 结论
　　本文对D19E型机车曲线通过时转向架受力进行了分析，并运用Matlab软件编写机车曲线通过时的轮缘力计算软件对机车在曲线通过时进行了计算，根据不同的曲线和速度，计算出机车曲线通过与速度相应的轮缘力，从而计算出D19E型机车曲线通过时速度的最大值，对确保机车安全通过曲线时具有重要的参考价值。本文编写的轮缘力计算软件能应用不同种机车。
　　
　　参考文献：
　　[1][越南]NguyenHuuDung，列车动力学[M].交通与运输大学出版社，2004.129-151.
　　[2]孙竹生、鲍维千，内燃机车总体及走行部[M].北京：中国铁道出版社，1995.255-267.