轨道交通车辆及其车端跨接电缆长度计算方法与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，特别是一种轨道交通车辆及其车端跨接电缆长度计算方法。


背景技术：

2.车端跨接电缆作为车辆间电气连接的重要组成部分，直接决定着整车各系统的功能实现以及列车运行的安全可靠。不同的运行线路条件对跨接电缆的长度要求也各不相同，跨接电缆过长或过短均会对列车运行带来安全隐患，目前，对于轨道交通车辆车端跨接电缆长度的确定还没有一种普适性的计算方法，均是借助试验台来模拟车辆的各种运行工况，并结合以往项目经验等，最终得出合适的数值。因此，针对不同运行线路条件，提供一种普遍适用的跨接电缆的长度计算方法具有重要的应用价值。
3.目前，车辆车端跨接电缆两端的连接器均是固定安装，当列车运行到线路上弯曲半径较小的轨道时，靠近轨道侧的跨接电缆会被压缩下垂，另一侧的则会受力拉伸。如图1所示，如果线缆过长，压缩下垂时会超过车辆限界要求，易导致线缆与轨道接磨损坏；如图2所示，如果线缆过短，所受拉力过大时，线缆端部的连接器插头容易脱落甚至出现结构性损坏，两种情况均会影响车辆的电气性能。
4.现有技术(例如cn106650235a)提供了跨接电缆长度的计算方法，这类计算方法是基于悬链方程，主要是从数学理论的角度来计算跨接电缆的长度，这类方法并未考虑上述两种情况对车辆电气性能的影响。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种普适度高的轨道交通车辆及其车端跨接电缆长度计算方法，避免跨接电缆过长或过短对列车运行带来的安全隐患。
6.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种轨道交通车辆车端跨接电缆长度计算方法，跨接电缆长度l满足以下关系式：l1＜l＜l2；其中，l1为按两车端连接器安装面最大直线距离y计算的跨接电缆的长度；l2为按两车端连接器安装面最小直线距离y计算的跨接电缆的长度。
7.本发明为运行在不同线路条件下的车辆车端跨接电缆长度取值提供了一种普适性的、准确度高且可靠的计算方法，极大地降低了电缆长度不合适导致的车辆运行安全隐患，避免了因跨接电缆过长或过短导致的物料报废、返工返修等带来的成本损失。
8.为了简化计算，本发明中，所述跨接电缆长度l的计算公式为：l＝(l1+l2)/2。
9.考虑到生产现场制作线缆时可能会存在一定误差，需要若干次裁剪线缆来调整其长度，本发明中，所述跨接电缆的长度取值为(l+d)mm，d为设定的公差。
10.本发明中，公差d可以设置为30mm。
11.为了提高计算精度，本发明中，两车端连接器安装面最大直线距离y和最小直线距
离y的获取过程包括：测量出每种运行工况下，车钩达到极限拉伸量或压缩量时，两车端对应的连接器安装面之间的最大直线距离及最小直线距离；获取所有工况下最大直线距离的最大值，即得到y；获取所有工况下最小直线距离的最小值，即得到y。
12.作为一个发明构思，本发明还提供了一种轨道交通车辆，包括用于实现车辆间电气连接的多根跨接电缆；所述跨接电缆的长度根据上述跨接电缆长度计算方法获取。
13.所述跨接电缆两端各与一连接器固定连接；两个所述连接器分别安装于相邻两车的底架端部。
14.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明可适用于不同参数的各种线路，普适性及可操作性强，且采用本发明方法计算得出的跨接电缆长度值可靠，准确度高，可有效规避因电缆长度不合适导致的车辆运行安全隐患，为轨道交通车辆间跨接电缆长度计算提供了重要参考和应用价值。
附图说明
15.图1为跨接线缆过长时的结构示意图；
16.图2为跨接线缆过短时的结构示意图；
17.图3为本发明实施例1车端相关尺寸图及车体尺寸示意图；
18.图4为本发明实施例1按最大直线距离y模拟跨接线的弯曲状态示意图；
19.图5为本发明实施例1按最小直线距离y模拟跨接线的弯曲状态示意图；
20.图6为本发明实施例1列车在各半径弯道上运行时两车端连接器安装面之间的最大和最小距离。
具体实施方式
21.本发明实施例1提供的跨接线缆(即跨接电缆)长度计算过程如下：
22.(1)计算跨接电缆长度所需的相关参数如下：以下参数用于确定跨接电缆在安装时需满足的要求，为后续在三维制图软件(例如ug nx三维绘图软件)中准确测量l1、l2的值确定必要条件；
23.表1测量计算跨接电缆长度所需的相关参数
[0024][0025]
车端相关尺寸图、车体尺寸与上表1中参数的对应关系如图3所示。
[0026]
(2)分析可知，在最大转弯角时，车辆两端离的最近和最远的连接器都是距离车体中心线最远端的连接器，因此只要最远端连接器满足跨接，按照同样跨接长度，所有车端连接器都能满足要求。
[0027]
(3)根据列车运行的具体线路上各弯道半径等参数，同时考虑在各种工况运行时，车钩达到极限拉伸量及压缩量的情况下，在制图软件(例如cad)中模拟出在各弯道上最大
转弯角时车端的运动状态，之后测量出出此种工况下两车端连接器安装面之间的最大直线距离及最小直线距离，如图6所示。
[0028]
(4)对比在不同大小半径弯道上运行时测量的最大直线距离及最小直线距离，取所有数值中的最大值y和最小值y，之后按最大值y和最小值y，在三维制图软件(例如ug nx三维绘图软件)中模拟车端跨接线弯曲状态。
[0029]
(5)按最大直线距离y模拟跨接线的弯曲状态如图4所示，根据三维制图软件(例如ug nx三维绘图软件)模拟的结果，可以准确测量出出按最大直线距离y时，跨接电缆的长度为l1(包括连接器插头及管接口的长度)。
[0030]
(6)按最小直线距离y模拟跨接线的弯曲状态如图5所示，根据三维制图软件(例如ug nx三维绘图软件)模拟的结果，可以准确测量出按最小直线距离y时，跨接电缆的长度为l2(包括连接器插头及管接口的长度)。
[0031]
(7)根据车辆最小限界高度h以及跨接电缆弯曲半径等参数，考虑列车往返运行至同一弯道最大转弯处时跨接线所需满足的长度要求，分析可得，须l2＞l1，即最小直线距离跨接线长度比最大直线距离跨接线长度长，此时车辆间跨接不存在问题，故跨接线长度取值l介于l1与l2之间，另考虑到生产现场制作线缆时可能会存在一定误差，需要若干次裁剪线缆来调整其长度，则设定公差可为30mm，即跨接电缆长度取值为(l+30)mm。
[0032]
具体的，相邻两车端在上述两种直线距离情况下，根据车辆最小限界高度h以及跨接电缆弯曲半径等参数，在三维制图软件(例如ug nx三维绘图软件)中分别模拟临界状态时(即：车端拉伸侧线缆刚好完全拉伸，车端压缩侧线缆压缩后的最低点刚好处于限界临界值点)，跨接线的弯曲状态(见图4、图5)，根据模拟结果，准确测量出两相邻车端对应的连接器安装面在最大直线距离y和最小直线距离时y跨接线的长度l1和l2(l1、l2包含连接器插头及管接头长度)。
[0033]
考虑列车往返行驶至同一弯道最大转弯角处时，同一相邻车端的两次运动状态刚好相反(即列车离开时，处于拉伸状态的相邻车端(即相邻两车端远离)，在列车返回时，即处于压缩状态(即相邻两车端相互靠近)；列车离开时，处于压缩状态的相邻车端，在列车返回时，即处于拉伸状态)，则须满足车端最小直线距离y时跨接线长度比车端最大直线距离y时跨接线长度长，即l2＞l1(若l2＜l1，则列车返回时原本处于压缩状态的电缆此时处于拉伸状态，会因为长度不够而受力过大，出现电缆端部连接器脱落或结构性损伤等)。
[0034]
对比分析l1与l2：
[0035]
①
若l2＞l1，即车端处于最小直线距离时跨接线长度比最大直线距离时跨接线长度长，则车辆间跨接不存在问题，故跨接线长度取值l介于l1与l2之间；
[0036]
②
若l2＜l1，即车端处于最小直线距离时跨接线长度比最大直线距离时跨接线长度短，根据上述步骤(7)的分析可知，此时跨接线的长度无法满足列车往返运行时的要求，则需将车辆左右两侧的跳接连接器的安装位置往上调整，直到满足l2＞l1；
[0037]
③
综上
①②
，跨接线长度取值l介于l1与l2之间，即l1＜l＜l2，一般可取l＝(l1+l2)/2，另考虑到生产现场制作线缆时可能会存在一定误差，需要若干次裁剪线缆来调整其长度，则设定公差可为30mm，即跨接电缆长度取值为(l+30)mm。
[0038]
本发明实施例2还提供了一种轨道交通车辆，轨道交通车辆包括多节车，相邻两车之间通过跨接电缆实现车辆间的电气连接。实施例2中，跨接电缆的长度，根据实施例1的方
法计算确定。
[0039]
本发明实施例2中，跨接电缆两端各与一连接器固定连接；两个连接器分别安装于相邻两车的底架端部，该相邻两车的端部，是指相邻两车互相靠近的一端。