新能源和油-电混合动力动车组走向市场

燃料电池动车组即将在德国亮相,这激起了人们对以氢为燃料的"零排放"牵引方式的兴趣,油-电混合动力模式的推广应用,为用户提供了一系列替代传统内燃和电力牵引的选择方案。     

对未来内燃牵引的要求

环保政策和社会目标要求对内燃牵引采取特别措施,以提高能源效率、降低排放。分析了德国铁路机车车队的发展现状;介绍了适用于未来内燃牵引的排放(废气和噪声)法规;对替代燃料、混合动力内燃动车、多柴油机组机车等项目进行了研究;展望了德国内燃牵引的未来发展。     

客車采暖

从燃料的消耗和安装设备上,可以估算客车采暖所需的费用。燃料费用的增加与机车效能的提高有直接关系。在蒸汽机车上,采暖所需的蒸汽为锅炉出量的5％或6％。在内燃机车上,用于采暖的燃料占牵引所需燃料的10％。在寒冷地带,这些数值还要大大增加。西德的电气化铁路采暖要占牵引能量的12.5～     

能源挑战将左右铁路牵引政策的发展方向

为了保护环境和遏制日益增长的能源成本，铁路行业必须减少能耗。替代燃料只是暂时的策略，英国罗杰肯普教授建议，最佳选择应该采用电力牵引，从而达到减少CO2排放量的策略。     

合理使用能源与机车总效率

一、能源变化与世界铁路牵引动力发展世界各国铁路牵引动力政策的制定与本国历史条件、工业水平、运量大小、燃料分布有关,但起重要作用的是能源政策。任何一种新型牵引方式的发展,必须符合能源政策。     

使用生物柴油混合燃料对GE Tier2干线机车排放的影响

本文介绍了标定牵引功率为3280kW、符合Tier2标准的GEES44DC干线机车的排放测试结果和使用生物柴油混合燃料对机车排放的影响。使用含硫约400ppm的试验燃料进行基准排放测试,然后分别使用掺混比为2％、10％、20％和100％的生物柴油（由大豆提炼的）进行测试。气态和颗粒排放物按照美国联邦法规第40章92款进行采样。测试结果表明,与基础油相比,在美国环保局（EPA）干线机车牵引循环和调车循环时每种掺混油的颗粒物（PM）排放量均有所降低。混合10％生物柴油时,PM排放量降低最为显著。相比较而言,继续增加生物柴油比例对于进一步促进PM排放降低的效果有限。使用生物柴油时,就PM排放而言,调车循环比干线循环时降低更显著。使用B2、B10、B20混合燃料时循环加权氮氧化物（NOx）排放量的增加不明显,在试验误差范围内。然而,使用B100燃料干线机车牵引循环时NOx排放增加近15％。除使用纯生物柴油时碳氢化合物（HC）排放在干线和调车分别降低了21％和24％外,其他各工况碳氢化合物排放量在正常试验误差内。与使用基准油相比,测得干线牵引循环下使用B20和B100燃料一氧化碳排放量分别降低了17％和24％。使用B2和B10混合燃料时,体积燃油消耗增加了约1％。使用B20混合燃料时,体积燃油消耗略高于2％,使用B100燃料时增加了近7％。     

提高内燃机车燃料经济性

内燃机车无论在牵引列车，还是在停留期间，柴油机相当于长时间在空转工况下工作。因此，降低柴油机在空转工作时的燃油消耗率和减少柴油空转工作时间是节约燃油、提高内燃机车燃料经济性的主要途径之一。文介绍了影响燃油耗率降低的种种原因以及为此所采取的一系列措施。     

液力传动内燃动车组能量效率的提高

介绍了内燃动车组能量效率的影响因素、混合动力系统仿真模型的建立、各种蓄能器的比较、制动能量的回收、废气能量的利用和模型仿真研究的结果。采用混合动力系统的内燃动车组通过制动能量的回收和废气余热的利用，不仅可提高动车的牵引能力，降低有害物的排放，还可节省5％-25％的燃料。     

燃料电池混合动力试验电动车的高性能化

介绍了新开发的接近于实用型的燃料电池混合动力试验电动车,以及运行试验的相关结果。阐述了通过在车辆地板下安装尺寸缩小的燃料电池和功率变换装置,确保了客室空间。增加燃料电池和蓄电池的容量,提高了其牵引性能。     

提高铁路运输能力的途径

要提高铁路运输能力,其关键在于牵引动力现代化,而对铁路牵引动力的改造,又是实现铁路现代化的中心环节。本文从各种牵引动力的燃料消耗比较,经济有利范围,以及在不同线路上的运量适应范围,说明电力牵引大有潜力可挖,虽然它比内燃牵引和蒸汽牵引一次投资大,但由于运量大,取得的利润多,可以迅速回收。同时指出,在旧线的电气化改造方面,还须注意协调配套问题。     

混合型内燃机车

东日本铁路公司与日立公司合作，联合研制一种混合型内燃机车。这种新型的内燃机车可以大大地降低能耗、减少氧化氮排放和噪声。该机车的牵引动力系统由内燃机、发电机和储能电池组成。从2003年5月，这种机车已运行12000公里，2005年开始进行运载乘客试验。今后还打算在储能系统中采用燃料电池。     

DF7型机车电子恒功率励磁系统的故障处理

EQDH型电子恒功率调节器通过自动控制牵引发电机励磁机的励磁电流来控制牵引发电机功率，以间接控制柴油机功率，确保在柴油机恒定转速时牵引发电机功率恒定，以便机车充分发挥牵引功率和粘着牵引力，使柴油     

西德国家铁路1963年的牵引工作情况

到1963年年底为止,西德铁路上所完成的机车公里数中,蒸汽机车牵引为41％,电力机车牵引为31％,内燃机车牵引为28％。各种机车的平均日车公里:蒸汽机车为209公里,电力机车为416公里,内燃机车为204公里,柴油摩托车为308公里,电动摩托车为323公里,蓄电池摩托车为290公里。表1为1962—1963年各种机车的燃料消耗情况。     

铁路运输CO2减排研究

对铁路运输减少CO2排放的要求,推动了氢燃料电池和蓄电池技术的发展,二者作为柴油牵引的替代方案将在铁路领域发挥越来越大的作用.     

宁波地铁4号线车辆永磁同步牵引系统能耗性能研究

文章采用试验为主、仿真为辅的方法，分析地铁车辆不同工况下的能耗数据，对永磁同步牵引系统与感应异步牵引系统的牵引吸收、再生反馈、惰行能耗、再生率等能耗性能进行了解耦分析，通过解耦的方法，尽可能令边界固定和变量单一，以保证计算精度。根据不同边界条件，对宁波地铁4号线永磁同步牵引系统与感应异步牵引系统的能耗表现进行数据统计。根据相同目标速度、惰行工况、巡航工况下的能耗具体表现，对其规律进行归纳，分析永磁同步牵引系统在能耗方面的优势。通过惰行实测试验数据，对永磁同步牵引系统和感应异步牵引系统数据进行修正与拟合，结合辅助系统的能耗数据分析，经数据统计和规律归纳，验证理论分析的正确性，并将定性推断转化为定量描述。在理论结合数据的基础上，提出了永磁牵引系统冷却风扇运行优化、牵引特性曲线优化、惰行励磁弱磁优化等牵引系统能耗优化的观点。     

基于混合碳化硅器件的城市轨道交通车辆牵引节能研究

以碳化硅为代表的新一代半导体器件在城市轨道交通车辆中的应用对车辆牵引电传动系统技术的发展意义重大。将混合碳化硅器件应用于城市轨道交通车辆牵引系统中，能极大地发挥碳化硅器件高温、高频和低损耗的特点，提高车辆牵引系统效率，实现牵引系统的节能降耗目标。与硅功率器件的电机损耗相对比，混合碳化硅功率器件的电机损耗可降低4%;通过更换功率器件、配套新型牵引控制单元，以及采用新的PWM(脉冲宽度调制)控制算法，降低了功率器件的开关损耗和导通损耗。在此基础上，优化了碳化硅功率器件的控制算法，以抑制电流谐波、降低电机损耗。软件仿真和装车测试结果验证了该混合碳化硅器件在车辆牵引系统中的节能效果。     

城市轨道交通柔性直流牵引供电技术应用研究全文替换

在“双碳”政策背景下，各行业向低碳绿色可持续发展转型。为解决目前城市轨道交通牵引供电系统整流机组二极管不可控、无法动态调配系统能源、不能实现能源高效利用的问题，柔性直流牵引供电系统应运而生。该系统将双向牵引机组与能源管控系统深度结合，牵引所输出电压及外特性可动态调节，通过能源管控系统对牵引用电潮流进行实时、动态管控，实现对各变电所功率配置及交流网络供电质量的优化，提高直流牵引供电能力，优化系统能耗。本文以北京某在建线路为例，探讨了柔性直流牵引供电系统的工程应用方案，可供相关工程参考。     

市郊电动列车的轻量化

近些年来,燃料动力资源的价格呈现出明显的持续上涨的趋势。市郊列车轻量化可以减少列车牵引动力需求和车辆生命周期内总的支出费用。但是,需要考虑诸多因素。     

Deutz公司在欧洲推出的“天然燃料”发动机

不久前，Deutz股份公司在欧洲农业机械展览会上展出其“天然燃料”发动机。这些发动机是在TCD2012和TCD2013系列发动机基础上开发出来的，可使用100％生物柴油。符合DINEN14214的菜籽油甲基酯燃料和DINV51605的菜籽油燃料的要求。Deutz宣称，这些使用生物柴油的发动机排放完全符合欧3标准，并承诺提供整车质量担保。Deutz天然燃料发动机采用德国DCR共轨技术，以及具有Deutz专利的燃料管理系统。该系统由集成控制系统、双油缸和燃料预热器组成。双油缸可进行柴油和菜籽油燃料间的自动切换，燃料预热器用以保证在低温下使用菜籽油时发动机正常工作。全面诊断功能可预测临界操作状态的出现，以防止燃油滤清器堵塞。     

电力系统牵引负荷潮流和负序计算

基于电力系统的快速解法和牵引供电计算，提出了以电流、功率等值的牵引负荷正、负序潮流的分序迭代１、牵引负荷自动调整的快速解耦法，它和平衡系统的常规快速解耦法有机同的收剑特性。