CRH5G型动车组制动系统制动力分配的逻辑优化

在CRH5G型动车组运营前期的动态调试过程中,受部分铁路区段接触网压影响,使电制动发挥异常,在长大坡道的调速过程中完全由空气制动完成制动力的施加,使制动盘和闸片长期处于异常高温状态,可靠性降低而易发生故障。文章针对存在问题,通过优化制动力分配的逻辑结构,对制动力分配的方案进行了优化与升级。线路实测和制动盘热负荷计算分析证明,优化的方案能够有效地减少制动系统故障,节能降耗,持续提高我国高速列车高能效水平。     

某型动车组长大坡道制动性能仿真分析及运行方案研究

基于某高速铁路30‰长大下坡道，对制动功能正常及故障工况下的某型动车组紧急制动距离、制动功率及制动能量进行了仿真计算，分析了线路坡度和运行速度对制动功率及制动能量的影响关系。结合动车组紧急制动距离、制动盘热负荷性能曲线及温度限制，给出了动车组在30‰长大下坡道运行的限速运行建议方案。     

基于现车模型和制动控制的基础制动装置热负荷仿真分析

高速动车组制动时会产生巨大的内能,考验着制动盘热负荷能力。通过分析某型高速动车组紧急制动工况的试验数据,针对该型动车组制动盘比热容和导热系数的曲线特性进行了对比,搭建了符合该型动车组的制动盘热负荷仿真计算平台。利用动车组制动盘热负荷仿真计算平台,可为列车在实际线路条件下组织运输、试验提供理论支撑。     

200km/h城际动车组制动与热负荷性能

根据200km/h城际动车组制动系统的总体技术要求,制订出了制动力的分配原则,合理设计出车辆减速度曲线,并对城际动车组在紧急工况及模拟线路运营工况下,对闸片材料及制动盘配置下制动摩擦副的热容量进行仿真计算分析,满足了动车组在运营条件下满足热负荷要求。     

长大坡道货运列车周期性制动下车轮温升分析

周期性制动是货运列车在长大下坡道运行时的一种常见操纵策略,该过程中车轮会因频繁抱闸而温度上升,过高的温度会危及行车安全。为提高列车运行的安全性,考虑列车周期性制动对热流密度和对流换热系数2个车轮温升关键因素的影响,基于ANSYS软件建立二维车轮"运动—温度"有限元分析模型。对比已有研究实验数据,模型的数字实验结果表明模型有效,且得到:在设定前提下,无电制动力损失时,车轮温度不超过350℃;1台机车电制动力损失和电制动力完全损失时,坡道分别超过-23.7‰和-12.5‰后车轮温度会超过400℃;减压量每增加10 kPa,车轮最高温度平均增加13.6℃;制动限速每降低5 km/h,车轮最高温度平均降低16.2℃。研究结果可为线路坡道设计及电制动失效后的运营组织提供参考。     

运营线路坡道参数对列车制动盘温升的影响研究

通过建立列车坡道运营状态受力模型,阐述了列车受力情况和坡道长度、坡度等制动过程线路影响参数;建立了包含迎风阻力在内的坡道持续制动热容量仿真分析模型,分析了包括车速、坡道长度和坡度等不同参数设置条件下制动盘温升影响情况.研究分析结果表明:坡度参数对列车制动盘温升影响较大,运营速度不同对制动盘温升影响较小;坡长在40 km...     

高速动车组轮盘用紧固螺栓仿真分析

高速动车组轮装制动盘通过多个螺栓与车轮固定,制动过程中,由于制动盘和螺栓产生热变形,导致螺栓承受较大拉应力,存在失效可能。利用有限元软件ABAQUS,建立了与实际相符的高速动车组轮装制动盘、车轮、联接件、螺栓套的有限元模型,螺栓施加相应的预紧力。计算得到300km/h高速动车组制动盘和螺栓联接件的温度场和应力场结果,校核了螺栓强度,为不同时速的动车组轮装制动盘用螺栓提供了模拟计算方法。在1∶1台架试验上,验证了模型温度场计算的准确性。     

轨道工程车在长大坡道线路的牵引和制动性能分析

以西成高铁线路常用工程车为例,结合线路条件和特点,对轨道工程车在长大坡道线路上运行时的牵引、制动性能进行理论计算和试验验证,总结工程车在长大坡道施工、维修作业中遇到的问题的原因,提出加大工程车牵引功率和采用电阻制动的建议,可以有效提高天窗利用率并解决工程车下坡制动的问题。     

一种轴装制动盘连接结构的设计

基于制动盘的工作原理及结构特点,开发了一种针对轴装制动盘的连接结构。根据某动车组车辆技术要求,对螺栓工作载荷进行了计算,并对螺栓连接进行了设计及校核。通过振动冲击试验及1∶1制动台架试验验证了连接结构的可靠性。提出的设计思路及试验方法可为制动盘及其他车辆制动部件的设计开发及试验验证提供有效的指导和依据。     

时速250 km速度等级城际动车组用制动盘和闸片的研发

基于国内某时速250 km速度等级的城际动车组平台，开展了动车组用制动盘和闸片的研制。按照动车组用制动盘和闸片技术条件和标准的要求，对制动盘和闸片进行了方案设计，制动盘的金相组织、力学性能、内部缺陷和表面缺陷等均满足技术要求；通过制动盘热负荷计算，制动盘在最高制动初速度下的连续两次紧急制动工况下的最高温度未超过制动盘的许用温度；最后通过1∶1制动动力试验及疲劳试验，测试制动盘在不同制动工况下的最高温度，考核制动盘的疲劳性能并验证制动盘和闸片的匹配性，试验结果均满足相关技术条件和标准的要求。研制的制动盘和闸片在国内某时速250 km速度等级的城际动车组上历经2年时间完成了60万km的运用考核，期间经历了雨雪、风沙、高温和重载等复杂运用工况的考验，运用情况良好。     

地铁车辆下坡制动黏着利用方案的测定与实践

针对特殊长大下坡道线路条件,提出了车辆小级位制动方案及小级位制动力测定方法,在此基础上提出并验证了车辆电制动故障时的应对措施及其合理性和有效性。     

高速动车组电空制动系统试验台

中国铁道科学研究院建设了高速铁路系统试验国家工程实验室高速动车组制动系统试验室,这是一个具有国际先进水平的高速动车组制动系统试验研究和创新平台,实现对300～500km/h高速动车组制动系统及关键部件的研究性试验、性能试验和可靠性试验。高速动车组电空制动系统试验台是试验室的重要组成部分。试验台围绕高速动车组制动系统的发展方向和关键技术,可以进行高速动车组微机控制直通电空制动系统的匹配特性试验、系统联调试验和测试验证。还可以进行高速动车组制动系统关键气动部件和电气部件的性能试验、可靠性试验及测试验证。     

高寒动车组粉末冶金闸片研制

针对冬季冰雪天气CRH380B型高寒动车组制动盘易发生划伤的实际情况,对制动盘异常划伤原因进行研究,优化闸片结构,设计出适用于冬季的大间隙粉末冶金闸片。干燥及冰雪工况的1∶1制动动力试验结果显示,新研制闸片瞬时摩擦系数平稳、平均摩擦系数符合既有车辆要求,与其对偶的制动盘摩擦面状态良好;装有大间隙粉末冶金闸片的整车紧急制动试验结果显示,制动初速度200 km/h纯空气紧急制动距离为1 525 m,小于2 000 m评价指标要求,制动初速度300 km/h纯空气紧急制动距离为3 711 m,小于3 800 m评价指标要求;正线载客运营结果表明,大间隙粉末冶金闸片对改善高寒地区冬季动车组运营中出现的制动盘异常划伤问题有较好的效果。     

一种新型铁路客车制动盘的开发

结合对我国铁路客车制动盘运用现状的分析,并根据新型动力集中客车的制动要求,开展了新型铁路客车制动盘的结构设计及材料选型,并通过热机械耦合仿真方法验证了制动盘结构及材料设计的可行性。进而开展了制动盘铸造、热处理工艺设计及1:1制动动力试验及疲劳试验,开发了合适的制动盘产品。最后,通过装车考核试验进一步验证了制动盘在实际线路运用条件下的可用性。     

高速列车盘形制动器热-结构耦合方法研究

盘形制动器热负荷计算是高速列车制动盘研发设计的关键环节,其计算结果是列车运行参数配置的依据。开发合适的计算方法建立计算精度高、工况适用性广的热-结构耦合计算模型是盘形制动器热负荷计算的关键问题。针对动车组用轴装制动盘制动过程,充分考虑制动闸片和制动盘的几何特性、运动特性和载荷工况,提出位移梯度循环法,基于ABAQUS软件建立盘形制动器摩擦副三维瞬态传热有限元模型,运用位移梯度循环法推导出热流加载式,用以计算制动过程中产生的摩擦热流,解决摩擦作用沿制动盘周向差异造成的耦合结果偏差。运用位移梯度循环法对制动盘进行热-结构耦合分析,并将仿真结果与试验数据、现场调研成果进行对比,通过仿真与试验结果的峰值温度误差率、相关性系数等统计学指标及现场调研观测结果评定该模型的计算精度及工况适用性。研究结果表明：基于位移梯度循环法的热-结构耦合模型可有效模拟制动盘在制动过程中温度变化规律且具有良好的重复性与稳定性,结构场分析出的制动盘热裂纹失效易发位置与该型号制动盘装车运用情况相符。研究成果可有效模拟高速列车在制动时制动盘的热-结构耦合过程,尤其在大轴重下的持续制动或间隔制动工况下,制动时间越长,计算精度...     

一种使地铁列车安全通过长大坡道和小曲线线路的方法

基于在实际线路中露天的长大坡道和小曲线会同时存在的事实,以实际项目为依托,引入了通过微制动、限速控制使列车安全通过长大坡道与小曲线重叠的复杂露天线路的方法。通过对微制动减速度值、限速值及黏着系数的分析计算,结合实车的试验验证,确定了该方法的有效性和可行性。     

地铁列车长大下坡制动时制动电阻超温故障的分析及处理

针对南京地铁宁溧城际线列车在长大下坡道进站时易发生制动电阻超温故障的现象,结合列车制动控制原理及线路条件,分析故障原因,通过修改车辆牵引系统电制动控制逻辑,并进行现车验证,有效地解决了该问题。     

合成闸片匹配钢质制动盘的热衰退试验研究

文章为研究合成闸片在动车组上应用的可行性,开展了合成闸片匹配钢质制动盘热衰退试验研究。试验在1∶1盘形动力试验台上进行,测试相同试验工况下,合成闸片和粉末冶金闸片匹配铸钢制动盘的热衰退性能。试验研究表明,由于既有合成闸片抗热衰退较弱,限制了车辆在长大坡道上的运行速度,因而不适合在较高速度等级下的应用。既有合成闸片若不改进材料性能,尚无法替代粉末冶金闸片,开发新型合成闸片要提高耐热性能。     

城际快速列车铸钢制动盘三维瞬态温度场和应力场仿真分析

为了新型城际动车组铸钢材料制动盘能满足热容量要求,建立制动盘的循环对称三维瞬态计算模型,考虑弹性模量、热导率、热膨胀系数和比热容等材料参数随温度变化的影响。采用间接耦合方法,利用有限元分析软件ANSYS,仿真不同制动初速度下连续两次紧急制动时制动盘摩擦热负荷产生的瞬时温度场及热应力分布。仿真结果表明:不同制动初速度下温度变化规律相似,但初速度高的温升高;制动盘摩擦升温最高为388.615℃,最大热应力为598.14MPa,通过比较,远低于铸钢材料许用温度和许用应力,能满足新型城际动车组的运行要求;铸钢制动盘是一种较为理想的制动材料,为结构设计与选材提供了理论依据。     

山地城市轨道交通长大坡道线路方案研究

以贵阳地铁2号线为研究对象,对山地城市轨道交通在长大坡道地段的线路设计进行研究。在地形起伏较大的区域,对平面进行多种方式展线,纵断面采用不同坡度设计,从线路条件、车站埋深、运营条件、工程投资等方面进行综合比选,提出相应的设计方法。对提出的线路设计方法,从车辆的牵引、制动适应性进行验证,以保证线路设计方法的可靠性。