2.1 平稳操纵基本原理
列车中的机车、车辆是通过车钩及牵引缓冲装置机械连接而成的组合体。缓冲装置为弹性元件,用来吸收列车的纵向冲击振动。当机车、车辆间的拉伸或压缩量变化较小时,其冲击能量被缓冲装置完全吸收,列车不会有明显冲动。当列车纵向冲击振动过大,机车、车辆间的拉伸或压缩变化超过了缓冲装置的容量时,列车就会产生明显的冲动。
列车运行分为稳定工况和过渡工况。稳定工况是指列车在较为稳定的牵引力或制动力的作用下,作匀速或匀加速运行;过渡工况是指在短时间内,列车牵引力或制动力发生较大变化,列车运行打破原有平衡状态,如起车,牵引与惰行的转换,投入或解除动力制动、空气制动,停车等。
列车在稳定工况运行时,车钩全部拉伸或全部压缩,列车被拉伸或压缩成一个整体,全列车的机车、车辆步调一致拧成一股绳,共同作匀速或匀加速运动。因此,列车在稳定工况运行时不会发生明显冲动。
列车在过渡工况运行时,车钩状态必然存在由压缩状态过渡到拉伸状态或由拉伸状态转为压缩状态的过渡过程。车钩状态过渡期间,机车、车辆间不像稳定工况那样步调一致,而是处于在一定范围内的“松散”状态,其运动形态是复杂的、多自由度、非一致性的。而机车、车辆间运动形态的不一致则会使其相互间产生相对加速度,从而产生冲动。由于列车中的机车、车辆是通过车钩及牵引缓冲装置机械连接而成的一个整体,迫使机车、车辆按照同一速度运行,机车、车辆间的冲动则通过车钩及缓冲装置吸收并依次传递,达到新的动态平衡。列车在过渡工况运行时,如车钩状态发生急剧变化,缓冲装置不能完全吸收其冲击能量,则会产生有害冲动。
因此,消除列车有害冲动,实现平稳操纵的要点是“以缓化冲”,平稳施加或解除列车纵向力(牵引力和制动力),尽量减少车钩的伸缩变化,当车钩由压缩状态过渡到拉伸状态或由拉伸状态过渡到压缩状态时,要做到缓和平稳。