安装风阻制动装置的高速列车制动距离研究

随着高速列车运行速度的提高,采用包括风阻制动技术在内的组合制动方式以保证高速列车紧急制动时达到规定的制动距离成为热点研究方向。文章针对目前研发中的新型分布式风阻制动装置,采用计算流体力学(CFD)方法对安装风阻制动装置的列车进行了制动力计算,并将相关结果作为输入参数,评估不同布置工况下风阻制动装置对高速列车制动距离的影响。依据评估结果,确定了风阻制动装置的适用速度范围、使用特点及效果。     

基于故障树分析的风阻制动装置可靠性分析及优化设计

风阻制动作为一种非黏着制动方式,可在高速条件下为列车提供较大的制动力。为提高风阻制动装置的可靠性,文章对自主设计的高速列车风阻制动装置,从定性和定量的角度进行了故障树分析,并根据分析得到的故障树最小割集和重要度,对风阻制动装置进行了改进设计。改进后的风阻制动装置单点故障减少,可靠性提高。文章所采用的分析方法能为风阻制动装置的开发提供持续优化改进的依据。     

高速列车首排风阻制动板气动特性研究

为了改善风阻制动板制动效果,基于高速列车空气动力学建立四节编组高速列车数值仿真模型。采用FLUENT软件,通过三维、定常、可压缩Navier-Stokes方程以及k-ε两方程湍流模型,开展对风阻制动板制动力的研究。结果表明:风阻制动板在高速列车紧急制动时可以提供较大制动力。首排风阻制动板提供的制动力最大。首排制动板位于头车流线型车身尾端制动效果最佳。随着首排制动板位置的推后,制动力先减小,紧接着保持不变,然后缓慢降低,最后趋于稳定;同时头车的阻力以及列车的总阻力会持续降低,最后趋于稳定。首排制动板的最佳位置是头车流线型车身尾端。     

永磁涡流制动与电磁涡流制动热力学特性对比分析

电磁涡流制动由于其不受列车黏着限制且衰减较小的优点,常用作高速列车的制动装置,但其结构尺寸和质量较大,磁极温升较高,阻碍了进一步推广应用。因此,在电磁涡流制动装置的基础上提出永磁涡流制动方案,结合理论计算和仿真分析,对比了相同极距和结构尺寸的2种涡流制动装置的气隙磁场,得出涡流制动力与气隙磁场的关系;计算了相同结构尺寸下永磁涡流制动和电磁涡流制动装置制动力和吸引力大小随速度的变化,同时对比分析了2种装置的磁极平均温度随速度的变化。研究结果表明,永磁涡流制动和电磁涡流制动的制动力计算方式具有等效性,相同结构下永磁涡流制动的制动力可达标准励磁参数下电磁涡流制动制动力的3.29倍,制动力相同时永磁涡流制动的磁极温升更小。     

空气动力制动研究初探

分析了速度350 km/h及以上高速列车制动系统的特点;对装有风阻制动板的列车进行了数值仿真计算,得到了所设计的风阻制动板产生的制动力值,验证了风阻制动板产生制动力的效果以及前后制动板相互干扰的影响;对空气动力制动产生的附加问题进行了分析,指出了空气动力制动需要进一步研究与探讨的相关内容.     

速度400 km/h高速列车风阻制动装置布置的数值研究

基于三维定常可压的黏性流场N-S及k-ε双方程模型，以CR400AF平台动车组流线型外观为参考，装配新型“蝶形”风阻制动装置，模拟计算高速列车风阻制动装置不同布置状态时的气动特性，给出单排及多排制动风翼板布置的确定方法及最优方案。研究表明：在高速列车头车司机室流线型尾端连接处后2～5 m范围内设置安装首排制动风翼板，可有效为高速列车高速制动阶段提供较为可靠稳定的制动力，同时对首排制动风翼板工作时流固耦合及振动特性进行评估和说明；研究提出以列车制动需求为目标，纵向制动风翼板最优布置范围逐渐缩减的方式，通过计算流体动力学的方法确定制动风翼板设置位置及布置排数选择的研究方法，给出3节编组高速列车2排及3排制动风翼板最优布置方案。     

关于高速列车紧急制动平均减速度的探讨

对比了国内外高速列车紧急制动减速度,探讨了增大列车紧急制动的可行性.提出了更大限度利用黏着,加用新型非黏着制动方式,并在兼顾车内旅客的舒适性和安全性的前提下,时速300 km及以上的高速动车组理想的紧急制动减速度应在1 m/s2左右.     

高速列车基础制动系统的设计研究

结合270km·h-1高速列车基础制动系统的研制现状,在大量试验和仿真计算的基础上,计算和分折盘形制动的受载机理、材料性能及盘形制动功率极限。通过比选分配复合制动和纯空气制动等不同工况的制动力,计算动力车和拖车的制动缸压力。通过计算分析得出,270km·h-1高速列车采用动力制动和盘形制动时的制动距离为3514 7m,能够满足高速列车的制动初速为270km·h-1时紧急制动距离小于3700m的要求。但是,经分析认为当运行速度超过250km·h-1时,除采用动力制动和盘形制动外,还是应同时采用涡流制动、磁轨制动等多种制动方式,以减轻盘形制动的负荷,延长制动盘和闸片的使用寿命,降低运营成本。     

高速列车紧急制动距离参数设计浅论

介绍了典型国家高速列车紧急制动距离参数情况;阐述了列车制动动能及轮轨黏着对紧急制动距离参数影响的基本情况;分析比较了典型国家高速列车紧急制动距离参数及设计条件的差异;总结了改善紧急制动距离参数的几种常用措施,如增黏、非黏制动等;提出了我国高速列车紧急制动距离参数设计中应适当增加非黏制动的建议。     

列车制动计算标准比较及软件开发

制动计算是列车制动系统设计的关键步骤之一。文章分析了UIC规程、BS EN标准和铁标中有关制动计算的相关内容,从制动力计算、制动能力评估、制动距离计算等方面比较了三个标准的异同点。采用VC++开发了可满足3个标准的制动计算软件,进行不同制动方式组合和不同载荷下的紧急制动和驻车制动计算,并可对单车、单轴进行黏着校核,计算结果能够以图表的方式输出并自动生成制动计算报告。最后以2M8T的动车组为例介绍了制动计算软件的实际应用情况。     

试论CRH2型高速动车组制动系统特征及改进建议

高速动车组与内燃、电力机车等传统牵引动力设备有显著区别,其控制、制动系统的设计理念体现出操作简便和导向安全的原则,在转向架结构、车体轻量化、列车动力分配、电传动控制技术、列车信息网络及制动系统都包含独特的核心技术。现对CRH2型动车组制动系统特性谈一些粗浅的看法。一、制动模式针对性强,趋于智能化CRH2型动车组的制动系统具有多种制动控制方式,可以满足不同运行条件下对列车制动的需求。行车中,动车组制动控制装置能接受列车信息网络或司机操纵动作等指令,进行常用制动、快速制动、紧急制动、耐雪制动等相应的制动动作。1.常用制动特性。常用制动的制动力共分为7级,行车操纵中使用机会最多。系统在制动时自动进行延迟充气控制,M车(动车)上产生的电气再生制动除满足本车制动力要求外,多余制动力用来代替T车(拖车)的一部分制动力,T车制动力不足时则由其空气制动力补充,从而维持本制动单元(一个动车和一个拖车构成一个制动单元)所需要的制动力,并实现和保持规定减速度。另外制动系统还具有空、重车载荷适应功能,制动力能够自动按需变化,维持一定的减速度。2.快速制动特性。动车组的快速制动功能,具有比常用制动高1.5倍的制动力。在司机操作制动手柄...     

基于CFD方法的高速列车风阻制动装置布置方案研究

通过CFD仿真分析研究了列车不同运行速度、不同风阻制动装置布置方案下制动板提供的制动力及流场特性,并得出制动板提供的制动力与列车运行速度、制动板数量之间的关系。     

高速列车制动系统减速度设计的综合分析与研究

无论是直通式还是间接式,世界各国高速列车制动系统多采用电空制动来实现。在分析研究国内外高速列车减速度设计的基础上,结合我国高速列车运营模式及电空复合的实际情况,以充分利用黏着、尽量减少制动距离为目标,设计了CRH380B高速列车制动系统紧急制动减速度曲线。根据该曲线,通过系统仿真的方法,确定了制动缸压力。     

LKJ控制指令输出回路存在问题与改进

列车运行监控装置( LKJ)是我国自主研制用于防止列车冒进信号、运行超速事故的重要行车安全装备.LKJ对列车的控制主要通过"报警"和输出"卸载"、 "常用制动"、 "紧急制动"3种不同控制指令来实现,即当列车速度超过LKJ设置的报警速度时,装置发出声光报警,提示司机采取减速措施.若司机仍未采取措施,且列车速度达到装置设定的卸载、常用制动、紧急制动的动作值时,即发出切除牵引动力(卸载),实施常用制动和紧急制动,迫使列车减速或停车,确保列车安全运行.     

铁道轮轨黏着系数

铁道轮轨黏着限制对铁道列车安全运行至关重要,尤其现代高速列车速度已达350—360 km/h,并有向400 km/h甚或以上推进的趋势,所以高速轮轨黏着条件能否支持高速牵引力与制动力就是一个现实课题。时至今日,尚无法用理论方法推算轮轨黏着系数公式格式和数值范围,只能用纯经验方法处理。本文推荐常规列车中不同型式机车(牵引)计算黏着系数的实用公式,并提供3种核算利用黏着系数的方法,基于核算、分析与讨论若干类别的高速列车利用的黏着系数范围与少数既有的高速黏着系数公式之间的位置与关系,最终推荐中国湿轨黏着系数的实用公式(μ_j=0.04+13.7/120+v),作为高速列车(牵引与制动)统一的计算黏着系数公式以及常规列车的(制动)计算黏着系数公式。     

城轨列车空气制动力分配方式研究

介绍了城轨列车制动力构成和分配方式,结合实际项目对等黏着和等磨耗分配方式下制动力的施加情况进行了分析,认为在电制动力能够满足黏着极限的情况下2种分配方式的空气制动实际效果大致相同。     

基于永磁轨道制动装置的制动系统研究

制动系统是一个多部件、多种制动方式相结合的系统,其动态特性复杂,且制动性能直接影响整车的性能和行驶安全性。永磁轨道制动装置与传统轮轨黏着制动装置相比有较大差别。其制动力施加不受轮轨黏着影响,一旦驱动施加后,依靠永磁体产生的磁场吸力,不受断电、压缩流体的影响。采用电制动为主、磁轨制动系统为辅的制动方式,可以有效缩短制动距离,缓解主制动方式的工作状况,提高制动系统使用寿命。多制动系统的联合控制可使多种制动方式协同工作,发挥互补作用,提高列车的制动安全性和行驶可靠性。     

列车制动的几种方式

制动就是对运动着的物体施加外力,转移物体的动能,使物体降低速度或停止运动。若使行驶中的机车、车辆降低速度或停止,就要采取制动措施。为了实施制动,在每一机车、车辆上都要安装制动装置。制动时制动装置具有两个功能:一是通过制动装置形成制动力,阻止列车运动;二是通过制动装置进行能量转移,将运行列车的动能转变为其他形式的能量。随着列车动能的转移和减少,列车将减速或停车。 制动力形成的方式 制动力形成的方式可分为两类:粘着制动和非粘着制动。 制动力由钢轨通过轮轨滚动接触点作用于车辆的制动方式,叫做粘着制动,也称摩擦制动。粘着制动时,制动力受轮轨间的粘着力的限制。其可能实现     

高速综合检测车停放制动功能设计

停放制动是防止列车在静止状态下发生溜逸的一种制动方式。动车组上广泛采用空气制动缸与停放制动缸一体化结构的制动夹钳单元，由弹簧储能式停放制动缸来实现停放制动力输出，由空气制动缸实现空气制动力输出。基于某型高速综合检测车现状，对其设计了一种停放制动功能的方案，并根据方案中该型高速综合检测车停放制动夹钳单元的配置进行了停放制动力校核计算，为实现停放制动功能，对相关的硬件设备、电气原理和软件控制逻辑进行了优化设计。此外，利用AMESim软件对方案中停放制动的功能进行了验证并与试验台数据进行对照。     

广深线准高速客车用F8电空制动装置试验研究（上）

电空制动装置是广深线准高速列车的关键部件之一，Ｆ８电空制动装置经过多次改进，大量试验证明：其紧急制动，常用制动，缓解性能方面均有较大提高，在相同列车条件下，紧急制动距离较空气制动可缩短５％以上；列车纵向冲击加速度可减少２７％，邮列车操纵灵活性。该装置结构简单、紧凑、性能可靠。