HXD1型重载机车钩缓系统仿真研究

为研究HXD1型重载机车钩缓系统在线路实验中表现出的稳定动态特性,在分析13A/QKX100钩缓系统独特的工作原理基础上,建立了具有非线性迟滞特性的弹性胶泥缓冲器及具有钩尾摩擦弧面的车钩仿真模型.研究了13A/QKX100钩缓系统承受纵向压力时的动态特性,对比分析了钩尾摩擦面对车钩动态特性的影响.研究结果表明:文中提供的模型能够较精确地模拟HXD1型重载机车钩缓系统的运行动态表现;13A车钩钩尾摩擦面对车钩的承压动态特性起着关键作用.     

组合列车装用13A/QKX100钩缓的中间机车承压能力分析

为研究重载组合列车中的中间机车承压能力,在分析13A/QKX100钩缓系统工作原理的基础上,建立了具有非线性迟滞特性的弹性胶泥缓冲器及具有钩尾摩擦弧面的车钩仿真模型。采用由1台HXD1八轴机车及2节C80货车组成的列车模型,分析了不同特性钩缓系统的承压动态表现,并研究了配备不同特性钩缓系统时中间机车的承压能力。研究结果表明:对于没有摩擦稳钩作用的车钩,中间机车轮轴横向力最大值随纵向压钩力及车钩自由角的增大而增大,但当车钩自由角较小时轮轴横向力相对纵向力的增大不明显;当车钩自由角小于6°时或钩缓系统具有摩擦稳钩作用时中间机车的承压能力大于2 500 kN。     

重载机车曲线通过时车钩偏转行为研究

对机车车钩的钩头轮廓曲线进行数据离散,采用多体动力学软件SIMPACK反演得到钩头的轮廓曲面,建立1对连挂钩头间的曲面/曲面接触模型,与钩肩、止档及钩尾摩擦副模型,融合非线性缓冲器模型建立13A/QKX-100和DFC-E100型2种典型重载机车钩缓装置模型.仿真分析重载机车通过曲线时车钩的偏转行为,并与静态计算结果对比.结果表明:由传统的车钩转角静态计算方法只能计算理想状态下的车钩钩体中心线相对于车体中心线的转角(钩体转角);受钩头间的相对转角(钩头转角)及轨道曲率变化、不平顺等线路状况的影响,实际的钩体转角比静态计算结果大;机车曲线通过时钩缓装置的主要运动是钩体相对车体的转动,当钩体转角处于自由转角范围内时钩头转角较小,一般不超0.16°;当钩体转角达到自由转角且有继续增大的趋势时钩头间会产生明显的相对转动进行补偿,以使机车顺利通过曲线.     

承受纵向压力时HXD2型重载机车动力学问题研究

针对HXD2型重载机车牵引试验中安全性指标超限的问题,对DFC-E100型钩缓装置及其原型车钩受纵向制动压力下的作用原理进行了分析,根据DFC-E100型钩缓装置的试验数据建立了车钩动力学模型,并将其应用到两台HXD2机车牵引重载列车的分析模型中,对承受纵向压力时重载机车的动力学问题进行研究.结果表明大摆角车钩必须具有对中复位功能;纵向压钩力和对中复位功能对机车轮缘磨耗有显著影响.     

关于机车车辆车钩缓冲装置的选型分析

回顾了我国机车车辆用钩缓装置的发展,重点对目前技术引进中的机车用钩缓装置进行了归纳和分类,并从总体可靠性、耐久性、缓冲器特性、对车体保护能力等方面对3类钩缓装置的结构形式和性能参数进行了分析研究.根据国外重栽机车钩缓装置的运用情况,并结合我国重载列车的实际运用条件,对我国重载机车钩缓装置的选型提出了建议.     

HXD1型电力机车车钩浮钩及死钩原因分析及解决措施

为解决HXD1型电力机车车钩出现浮钩和死钩的问题,详细介绍了车钩缓冲装置安装结构,对车钩缓冲装置在使用中出现浮钩和死钩问题的潜在原因进行了深度剖析,提出在满足标准的前提下增加钩体尾部与钩尾框的配合间隙的解决措施。经处理后的HXD1型电力机车车钩至今运行良好。     

重载电力机车钩缓系统建模研究

针对不同类型重载电力机车钩缓系统建模方法进行研究,提供了非线性迟滞特性缓冲器及两种典型重载电力机车钩缓系统的建模方法,建立了由4节机车及1节简化货车组成的列车模型。以DFC-E100及13A/QKX-100钩缓系统为例,通过列车仿真验证了建模方法的合理性与准确性。研究结果表明,文中所建立的钩缓系统模型能够较好地反映重载电力机车钩缓系统实际运行状态,仿真结果重现了两种钩缓系统在线路试验中表现出的稳定性差异现象。     

重载机车扁销钩缓装置的受压稳定性

建立钩尾圆弧摩擦面与从板圆弧摩擦面的曲面—曲面接触摩擦数学模型,并结合改进的具有非线性迟滞特性的缓冲器数学模型和扁销止挡数学模型,采用SIMPACK软件建立重载机车扁销钩缓装置的动力学分析模型并验证其准确性,研究钩尾与从板间的摩擦系数及它们相互接触的圆弧摩擦面半径对钩缓装置受压稳定性的影响。结果表明:摩擦系数对钩缓装置的受压稳定性影响较大,随着摩擦系数的增大,钩尾的摩擦约束作用逐渐增强,钩缓装置的受压稳定性也随之增强,车钩转角呈阶梯形减小,建议摩擦系数的合理控制范围为0.25~0.45;钩尾的圆弧摩擦面半径越大、从板圆的圆弧摩擦面半径越小,则钩缓装置的受压稳定性越好。     

HXD3型电力机车车钩缓冲器装置上浮原因探讨及解决方案

就HXD3型电力机车在运用中出现车钩尾框、缓冲器上浮,车钩钩体落不到车钩均衡梁上故障现象,通过对落修的HXD38041机车Ⅰ端车钩缓冲器装置进行分析,对HXD3型电力机车车钩缓冲器装置上浮原因进行了探讨,提出了解决方案.     

纵向冲动对大秦线重联机车渡板变形的影响

针对HXD1型机车在大秦线上运行时渡板碰撞变形问题进行研究。分析得出渡板碰撞的主要原因和发生碰撞变形的边界条件。基于TDEAS纵向动力学仿真软件,建立了考虑发生渡板碰撞路段实际线路条件的动力学模型,仿真得到列车通过11‰长大下坡路段制动后产生较大的纵向冲动。利用Simpack软件建立机车详细多体动力学模型,充分考虑钩缓装置的钩尾摩擦特性,钩肩、钩销止挡特性,胶泥缓冲器阻抗特性等,并将纵向动力学仿真得到的纵向冲动力导入模型。仿真结果表明受到过大纵向冲动作用时,中部重联机车通过半径800m的弯道有较大的横向错位,渡板发生碰撞,同时分析渡板变形对机车横向安全性的影响。研究不同纵向冲动力渡板的碰撞情况,得到发生碰撞的临界车钩力。     

大轴重机车车体纵向载荷及钩缓系统性能参数的探讨

文章通过对国内外机车车体纵向载荷标准的分析,给合我国重载运输的实际情况和试验结果,参照GE公司生产的AC6000CW大轴重内燃机车,提出了基于轴重30~35 t机车车体的纵向载荷以及与之匹配的钩缓系统性能参数的建议。     

重载组合列车机车智能制动仿真研究

针对目前在复杂线路上动力分布式重载组合列车机车制动的不足,提出了一种新的机车智能制动控制方法,该智能制动控制方法能按照制动时机车所处轨道状况及机车车钩力大小对机车电制动进行相应的模糊控制。在介绍重载组合列车动力分布式系统基本原理及特点的基础上,依据列车纵向动力学理论,在MATLAB/SIMULINK中建立了2万吨组合列车仿真模型。仿真结果从理论上证明了,与现有机车制动方式相比,该机车智能制动控制方法能减小组合列车最大车钩力,提高组合列车运行安全性。     

2万t重载货运电力机车钩缓系统应用探讨

通过大秦线牵引重载列车的货运电力机车钩缓系统近年来应用情况调研分析和计算比较,参考美国等国家重载货运机车用钩缓应用情况,探讨我国重载货运电力机车钩缓系统的基本特性参数及其选型范围,指出我国重载货运电力机车钩缓系统未来发展的趋势和方向。     

重载列车纵向动力学计算程序综述和研制

介绍了国内外重载列车纵向动力学仿真计算程序的发展概况,对空气制动系统模拟、车钩缓冲装置模拟以及数值积分方法等三个关键问题进行了梳理分析,并提出了作者的认识和见解,为今后的重载列车纵向动力学仿真研究提供了有价值的研究思路。在此基础上,建立了重载列车纵向动力学仿真模型,其中包括改进的缓冲器迟滞特性数学模型,并编制了它的计算程序,介绍了该程序的基本要素和总体构成。     

HX_D1D型大功率交流传动快速客运机车转向架研制

文章阐述了HXD1D型大功率交流传动快速客运机车转向架的主要基本结构特点及主要技术参数,重点对轮对轴箱、驱动系统、牵引装置等部件结构进行了分析,并分析了HXD1D型机车动力学计算仿真及试验情况。结果表明,HXD1D型机车转向架技术先进,性能可靠,满足我国快速客运机车的需求。     

HX_D3型机车起复救援顶托加固装置和走行部故障救援方案的研究

HXD3型机车投入使用后,相应的机车救援技术措施和设备也要配套,如何在现有技术条件下解决救援工作中的难题,为此提出了根据HXD3型电力机车的结构特点,确定合适的顶复位置,设计起复救援顶托加固装置,将车钩楔紧固定,并在车钩钩体部位设置顶起支座,将二者有机结合,快速实现HXD3型电力机车的起复救援。同时结合现场实践,对机车走行部轴承固死问题提出救援方案,达到解决HXD3型电力机车救援工作中的问题。     

HX_D1型机车国产化变形单元非正常变形分析及解决方案

文章针对HXD1型机车2万吨运输中出现的变形单元非正常变形的现象,从原理和实际运行等方面进行了分析,并提出了有效的结构优化解决方案。     

HX_D3B型机车动力学试验问题的分析及解决方案

针对HXD3B型机车动力学试验中出现脱轨系数和轮轴横向力超标的问题进行判断与分析,认为与二系钢簧挠度过小有关,导致机车在试验中机车动力学性能对车钩力较为敏感;通过动力学计算分析,提出了机车自稳钩力评价的办法,通过改进弹簧设计解决出现的问题。     

超长重载列车纵向力影响规律仿真研究

建立超长重载列车纵向动力学仿真模型,并利用大秦线3万t重载组合列车长大下坡道制动试验数据对其进行验证;分析超长重载列车平直道制动工况时列车编组长度、机车无线同步控制延迟时间,以及长大下坡道常用全制动时坡度差、车钩间隙和ECP制动控制技术对纵向力的影响规律。结果表明:正常情况下,4万~12万t超长重载组合列车编组长度对平直道常用全制动和紧急制动时列车最大纵向压钩力影响较小,均未超过2250 kN的安全限值;超长重载列车在平直道紧急制动时,同步控制延迟时间超过5 s时列车最大纵向压钩力达到1200 kN,但仍未超过安全限值;长大下坡道中坡度差对超长重载列车最大纵向压钩力影响较大,在60 km·h-1速度进行常用全制动且纵向力不超安全限值2250 kN的条件下,4万t超长重载列车允许的长大下坡道最大坡度差为13‰,10万t仅为5‰;超长列车采用新型无间隙车钩和ECP制动技术对减少变坡区段常用全制动时的列车最大纵向压钩力不明显。     

重载列车平稳操纵的基本原则和方法

重载列车操纵技术是提高重载列车运行可靠性的技术手段之一,是一项十分重要的研究课题.文章针对大秦线重载列车的技术特点,以HXD型机车为例,从理论方面分析列车操纵难点,提出了重载列车平稳操纵的基本原则和方法.