道旁轮轨踏面摩擦调控设备研制与应用

介绍轮轨摩擦调控技术原理,轮轨踏面摩擦调控设备现场布设、组成和工作原理.从喷头功能先进、动态响应快、输出模式独特和流量控制精准4个方面阐述轮轨踏面摩擦调控设备特点,分析轮轨踏面摩擦调控设备在大秦铁路和侯月铁路的试验性应用,并与国外设备应用试验对比,提出在不降低机车牵引及制动需要的黏着系数下,可有效抑制钢轨波浪磨耗,改善轮轨接触状态和轮轨表面接触应力,减少冲击,降低脱轨系数,延长钢轨使用寿命等结论.     

通过轮轨界面的摩擦管理降低轮轨磨损

作为探讨轮轨相互作用系列文章的第3篇,介绍轮轨界面材料磨损的基本机理及接触压强、蠕滑率和摩擦系数等因素对轮轨磨损率的影响,着重分析采用摩擦管理技术降低轮轨磨损的基本原理,并结合国内外客运和货运铁路实际应用案例介绍摩擦管理降低轮轨磨耗的具体效果。     

重载货车径向转向架能耗分析

降低能耗是货车径向转向架技术优势之一。以我国27 t轴重重载货车为研究对象,利用SIMPACK动力学软件建立车辆动力学计算模型,分析对比货车径向转向架和交叉支撑转向架的能耗。仿真结果表明:径向转向架通过半径300~1 000 m的曲线,可降低转向架能耗65.14%~26.95%;以速度50~100 km/h在直线上运行时,可降低转向架能耗19.65%~4.74%;轮轨和斜楔的摩擦能耗是转向架能耗的主要方面,心盘和旁承摩擦面的能量消耗较小;对于朔黄铁路的线路和运用情况而言,径向转向架可节约约31.33%的牵引能耗。     

轮轨磨损与固体润滑

分析了机车轮轨摩擦副结构的特殊性和润滑条件的苛刻性，指出液润轮轨因润滑剂污染轮轨踏面，导致空转，污染环境，不利于高速，重载牵引。为此介绍一种轮缘固体润滑剂，对固体润滑装置在机车上取代轮缘喷脂器的试验运行润滑减磨效果作了说明。     

通过轮轨界面的摩擦管理控制滚动接触疲劳破坏

作为探讨轮轨相互作用系列文章中的第四篇,介绍轮轨界面材料滚动接触疲劳(RCF)萌生与扩展的基本机理及接触应力、蠕滑率和摩擦系数等因素对其的影响,着重分析采用摩擦管理技术控制轮轨滚动接触疲劳破坏的基本原理,并结合国内外铁路实际应用案例介绍摩擦管理降低轮轨滚动接触疲劳萌生与扩展的具体效果。     

采用弹性与刚性架承式驱动装置的机车横向性能比较

从改善我国架承式驱动装置的机车横向动力学性能的目的出发,采用多体动力学软件SIMPACK建立某机车的动力学模型,比较了不同线路等级、运行速度和一系横向刚度下,刚性架承式和弹性架承式机车横向平稳性能,发现采用弹性架承式可以显著降低横向轮轨力,改善机车的横向性能和电机工作条件,减小机车对线路和参数变化的敏感性;同时还比较了不同一系纵向刚度下,刚性架承式和弹性架承式驱动装置的机车稳定性,说明采用弹性架承式驱动装置可以提高机车的稳定性。     

车轮多边形对米轨机车动力学性能影响的研究

为研究米轨机车车轮多边形化对机车系统动力学性能的影响,建立米轨机车动力学模型,研究车轮多边形的谐波阶数和波深幅值对动力学性能的影响,并计算不同谐波阶数下车轮多边形的波深限值,最后对车轮多边形和轨道激励共同作用下轮轨垂向力的变化趋势进行分析。结果表明:由于米轨机车运行速度较低,车轮多边形化会导致低频振动,使得车体振动响应增大;车轮多边形化会极大地增加轮轨垂向力,但对脱轨系数影响不大;波深限值与机车运行速度及车轮多边形谐波阶数成反比;轨道激励不仅不会掩盖多边形的作用趋势,而且会极大地增加轮轨垂向力。机车在线路上运行时应经常检测车轮不圆度,并及时镟修或者更换车轮,防止出现轮轨垂向力过大或跳轨现象。     

机车万向轴驱动系统动力学分析

本文介绍“机车万向轴驱动系统各驱动单元的基本运动关系、轮轨相互作用特性及传动装置的驱动特性为基础，建立了适用于各种布置型式的万向轴驱动系统动力学计算通用方程。并分析了机车万向轴驱动系统的几种主要振动型式，包括系统的自由振动、机车正常牵引时的振动、轮轨摩擦振动及粘滑振动。     

33t大轴重机车的轮轨动作用力研究

在铁路线路允许的条件下,开行大轴重货运机车是解决货运紧张矛盾的主要办法。结合正在设计的某型33t大轴重机车转向架结构,计算分析了一系软、二系硬和一系硬、二系软两种设计方案的33t轴重机车的轮轨力。通过与25t轴重机车的轮轨作用力比较,得出了33t轴重机车的轮轨力增加幅度。同时,分析了一系横向刚度变化对此33t轴重机车横向轮轨力的影响。     

30 t轴重重载机车动力学性能试验研究

为了验证30 t轴重重载机车的运行安全性和适应性,文章基于机车动力学性能试验数据,通过对比机车27 t和30 t轴重时在不同线路工况下的轮轨垂向力和横向力、轮轴横向力、轮动荷系数以及车钩力和偏转角等参数,研究轮轨作用力和运行安全性指标随机车轴重、运行速度、运行线路条件等因素的变化规律,以及车钩力和偏转角对运行安全性的影响。结果表明：轮轨垂向力随着机车轴重的增大基本呈线性增大趋势,其中在钢轨焊缝和岔区有害空间增幅尤为显著;轮轴横向力随着机车运行速度的增大而明显增大;压钩力的增大会引起车钩偏转角增大,进而对机车运行安全产生影响。     

轮轨润滑剂的性能评价方法和指标

轮轨润滑是减小轮轨磨损、降低轮轨噪声、节约列车牵引能耗及提高列车运行安全性的一种有效措施。对近年来国内外学者在轮轨润滑剂性能评价方面的工作进行梳理,归纳一些常用的评价方法和指标,为系统全面、准确地评价轮轨润滑剂性能提供借鉴。在研制新型轮轨润滑剂或筛选已有润滑剂用于轮轨润滑时,需根据不同线路、车辆及运行工况条件合理选择评价指标,并进行优化组合,在充分保证最重要指标的同时照顾次重要指标,从而获得综合性能最优的轮轨润滑剂。     

HXN3型高原机车轮缘裂纹现象研究

HX_N3 型高原机车在青藏铁路格拉段投入运用后出现轮缘径向裂纹。文章从动力学角度结合格拉段线路特点,分析了机车在长大上坡道上低速通过曲线时各车轮的受力和磨耗指数等物理量,基于磨耗指数和曲线延展长度计算了曲线通过时车轮接触斑所处轮周的稳态温度,基于热机模型估算了轮缘接触斑瞬时温升。针对格拉段典型的大上坡道和长曲线及机车运行特点,计算了轮轨摩擦因数降低至0.276时车轮的瞬时温度,结果表明一位轴曲线外侧车轮接触斑瞬时温度达到428.2 ℃,二、四、五位轴曲线外侧车轮接触斑瞬时温度达到287.9 ℃,依据一位轴外侧车轮受力得到的接触斑应力已显著超过车轮材料高温特性下的屈服极限。研究认为,大坡道、长曲线、低速大牵引力、稳定的接触斑位置,以及较低的轮轨摩擦等运用条件综合在一起,对机车车轮危害极大,是HX_N3 型高原机车产生轮缘径向裂纹的主要原因。该分析方法可为其他形式的机车车轮损伤研究提供参考。     

重载铁路钢轨润滑及摩擦控制研究

钢轨润滑以及轨顶摩擦控制是重载铁路减轻钢轨侧磨以及伤损的有效措施之一。本文对比分析不同摩擦系数条件下,机车的曲线通过性能。分析结果表明,曲线外股钢轨轨距角处的润滑,有利于减小轮轨磨耗,与此同时,减小了机车的蠕滑导向力矩,从而增大了导向轮轮对冲角,轮轨横向力亦呈现增大趋势;曲线内轨轨顶摩擦系数适当减小对减小轮轨横向力起到积极作用。轮轨纵向蠕滑系数的增大,可明显提高轮对导向力矩,有利于轮对趋于径向位置,并减小横向力和轮对冲角,使得机车的曲线通过性能得到显著改善。     

机车动力品质的改善

在全俄内燃机车科学研究院研制的试验台上可以模拟实际工作条件，进行摩擦式、液夺和气劝减振器的功能特性试验，从而研究无因次阻尼系数对减振系统的影响。装车试验的结果表明，气动减振器工作可靠、技术寿命长、成本低密封性和可修性好，可使机车动是到改善，轮轨相互作用力和轮箍、轮缘磨耗降低。同时指出，在高速朵车上装用现代化的减振系统比把线路保养琶理想的状态更为有利，气动减振器能够而且应该成为俄罗斯铁路机车建立和优     

朔黄线重载运输机车能耗分析

重载铁路是世界货运技术发展的重要方向,随着我国电气化铁路发展,电力机车替代原有内燃机车成为承担铁路运输的主力军,电力机车能耗成为目前铁路运输企业较大的支出成本。通过此次对神华集团公司朔黄铁路运用的神8,神12以及SS4型机车进行能耗计算。通过能耗分析的结果,阐明了交流机车与直流机车相比具有明显的节能优势,提出了解决线路能耗方法,通过此方法来降低机车能耗,降低企业成本。     

米轨线路参数对机车动力学性能和轮轨磨耗的影响

为了减小米轨机车在通过小半径曲线时所造成的轮轨磨耗,基于车辆系统动力学理论,采用SIMPACK软件建立C_0-C_0米轨机车动力学模型,对机车通过小半径曲线时的动力学性能进行研究。计算了不同超高和轨距情况下的机车轮对冲角、轮轨横向力、轮轴横向力和轮轨磨耗功率,并分析了车轮轮缘和踏面上的磨耗功率在车辆运行过程中随超高和轨距变化的规律。结果表明:超高率与磨耗功率成正比,线路设置超高时应尽量使列车处于适当的欠超高状态;轨距加宽量与磨耗功率成正比,且轨距变化对机车各项动力学性能指标的影响均较超高率更为显著;轨距加宽不但不能有效减轻小半径曲线上的钢轨侧磨和轮轨横向力,反而会使其增大。因此在实际工程中曲线区段应避免不必要的轨距加宽,并经常检测轨距,以防不良轨距变化导致轮轨异常磨耗。     

大秦线重载运输机车的能耗分析

介绍了SS4改和HXD1型机车的特点,结合大秦铁路具体线路和运用条件,对大秦铁路运用的SS4改和HXD1型机车进行能耗计算。通过能耗分析的结果,阐明了在机车自耗能和再生制动方面,交流机车与直流机车相比具有明显的节能优势,在技术层面上得出在大秦铁路重载运输机车中交流传动电力机车能耗利用率高的优越性。     

机车驱动装置悬挂方式探讨

分析了机车驱动装置悬挂方式对轮轨在垂向动作用力的影响,介绍机车驱动装置悬挂方式主要结构和技术特点,说明了不同驱动装置悬挂方式在机车的运用.     

无线传能/储能混合动力有轨电车运营能耗需求研究

为降低有轨电车的运行能耗,基于列车牵引计算模型,对无线传能/储能混合动力有轨电车在不同运行工况下的能耗进行分析。首先通过机车动力学模型和线路数据建立列车牵引计算模型,然后分析不同最大加/减速度、最大运行速度(匀速运行时的速度)和载客量对每公里能耗和平均功率的影响,最后讨论不同充电倍率下的能量回收率。仿真结果表明:最大运行速度对车辆每公里能耗和平均功率影响最大,载客量次之,而最大加速度的影响最小;锂电池在20C充电时能够回收所有制动能量。     

基于倾角传感器轮缘润滑弯道识别器设计

铁路机车在直线线路和曲线线路上运行时轮缘与钢轨磨耗不同，针对目前机车轮缘润滑装置运用现状，详细分析了轮缘润滑电控器弯道接口电路，并且综合考虑机车实际运用各种工况，研制了基于倾角传感器轮缘润滑弯道识别器，能够实现轮缘润滑装置在轮轨不同磨耗区间不同喷脂策略，实际装车试验结果验证了弯道识别器的可靠性和有效性。