混杂纤维增强制动闸片的制动性能研究

采用改性酚醛树脂为基体,炭纤维与钢纤维、矿物纤维等混杂材料作为增强材料,研制了适用于提速列车盘形制动的少金属制动闸片。在1∶1惯性力矩试验台上对其制动性能进行了测试。试验结果表明,该制动闸片在各种规定试验条件下的摩擦性能均能满足最高运行速度为120km/h～160km/h的提速列车的使用要求。     

时速300km高速列车铜基粒子强化闸片的研究

通过粉末冶金工艺,制备了铜基粒子强化材料,材料由金属基体铜、铁、铝、锡和多种高硬度陶瓷粒子以及石墨、二硫化钼构成。利用定速摩擦试验机在摩擦压力为0.45~0.9 MPa、模拟列车速度为50~300km.h-1的实验条件下,对制备的材料进行了摩擦性能测试。结果表明:该材料在定速摩擦条件下的摩擦系数大都处于或高于国际铁路联盟(UIC)标准的上限。在1∶1制动动力试验台上,对用该材料制造的高速列车制动闸片进行最高时速达300 km的工况测试。结果表明:该制动闸片的摩擦系数完全处于UIC标准的控制范围内,磨损率为0.37 cm3.MJ-1,并且产生的噪音低,振动小,导热性好,适合在时速300 km的高速列车上使用。     

地铁列车制动系统速度信号模拟的研究

速度信号是地铁列车制动系统的一个关键信号,对速度信号进行模拟是实现地铁列车制动实训系统和制动测试系统的基础工作。根据地铁列车架控式制动系统中速度传感器输出信号的要求,提出并实现一个实时可控的速度传感器输出信号模拟方案;利用STC15系列单片机输出高速脉冲电压信号,再将电压信号转换为电流信号,输出7 mA~14 mA脉冲电流信号,作为模拟地铁列车行驶过程中速度传感器的输出信号。仿真结果表明:该方案满足地铁列车速度传感器输出信号的模拟要求,有助于提高地铁列车制动测试系统和制动实训系统的可操作性。     

高速列车粉末冶金制动闸片摩擦、磨损性能研究

采用粉末冶金技术,研制出铜基摩擦材料。通过定速摩擦试验机,测试了转速、制动压力对高速列车闸片摩擦、磨损性能的影响。     

潮湿工况影响高速动车组制动摩擦性能试验研究

高速动车组制动摩擦副的摩擦因数在雨天或湿润的环境下存在衰退的问题,直接影响到轨道车辆的运行安全。随着我国广泛开行速度超过300 km/h的动车组,潮湿工况下制动盘的性能研究越来越受到人们的重视。现首先采用1:1制动动力试验台对高速动车组制动盘潮湿工况下的摩擦性能进行了测试研究,比较了干燥和湿润两类工况下制动盘摩擦性能的异同。潮湿工况对制动盘的摩擦性能的影响较为复杂:潮湿工况下平均摩擦系数存在着明显的下降且波动更加明显;制动压力对于平均摩擦系数的影响有限,但在较高制动初速度和潮湿工况下,较低的制动压力却可以有较高的平均摩擦系数。最后分析了潮湿工况的各种影响因素,并提出了潮湿工况下制动系统的控制策略。     

基于GPS与惯性测量单元的列车组合定位系统

采用GPS接收机及惯性测量单元构成列车组合定位系统,系统包括传感器输入层、故障检测与隔离层、数据融合层和输出层4个部分。给出GPS接收机、惯性测量单元等定位传感器的位置解算方法;设计采用H∞鲁棒滤波方法的数据融合算法;采用小波变换方法进行组合系统故障检测,确定故障隔离及系统重构策略。对列车组合定位系统进行现场测试和仿真验证结果表明:在复杂的列车运行环境及干扰条件下,该系统能够实现高精度高可靠性的列车定位;定位误差较采用传统的Kalman滤波方法更为稳定;组合系统能够有效实现故障检测并根据故障隔离策略重构系统,保证定位输出的连续性,保障系统安全;具有较高的适应性和实际应用价值。     

关于高速列车制动距离的研究

根据高速列车的运行特点和制动性能要求，概述高速列车的制动课题，从而说明高速试验列车制动系统技术条件编制的主要依据和设计原则，特别对纯摩擦制动和复合制动两种不同工况的紧急制动距离进行分析比较，并提出高速列车制动能量分配的设计建议，以供高速试验列车的应用。     

列车追踪间隔时间的分解及影响分析

综合考虑列车性能、线路条件、信号系统、运输作业等影响列车追踪间隔时间的因素,深入分析列车追踪间隔时间的构成,将其分解为列车性能运行时间、线路条件附加运行时间、信号附加运行时间和其他附加运行时间,给出各运行时间及其对列车追踪间隔时间贡献率的定义。以CR400BF型动车组及其运行参数为例,采用仿真计算软件计算不同运行速度、不同坡度、不同闭塞分区长度等组合条件下各运行时间对列车追踪间隔时间的贡献率,定量分析各因素及其组合对不同列车追踪间隔时间的影响。对于区间追踪间隔时间和通过追踪间隔时间,运行速度较低时主导因素为信号系统,运行速度较高时主导因素为列车性能;对于出发追踪间隔时间和到达追踪间隔时间,主导因素为线路条件。     

自律分布数字化列车控制系统及在线扩展技术

现行ATC系统控制模式存在自动闭塞区间长度以性能最差的列车确定,多级制动时加减速度急剧变化,降低乘坐舒适度等缺点,需要构建车载设备智能化程度高的自律数字化列车控制系统(D ATC),以提高我国CTCS等级。有综合车载系统与独立车载系统两种方法实现系统在线构建。用测试方法进行确信性评估,证明综合车载系统便于进行高效率的在线测试和安全运行。     

速度400 km/h高速列车轴箱轴承技术研究

高速列车轴箱轴承的可靠性和高速性能是保障高速列车运行安全和运行效率的关键因素。依据高速列车轴箱轴承的实际应用工况特征,并结合现有高速列车轴箱轴承的检修统计数据,对比分析了双列圆锥和双列圆柱设计的轴箱轴承技术特点。针对现有某高速列车车型,以满足运营速度400 km/h的技术要求为目标,对双列圆锥轴箱轴承低摩擦优化设计和轴箱系统散热设计优化这两个方面进行研究。其中为了准确评估摩擦功耗,建立了轴承—车辆刚柔耦合动力学模型,并以京津轨道谱和实测车轮不平顺作为输入,计算了轴承的动态载荷。轴承摩擦计算结果表明,在车速400 km/h,X-life设计的双列圆锥轴箱轴承的摩擦发热功耗比原有双列圆锥轴箱轴承大约降低24%;轴箱轴承台架测试显示,在更高的车速下,X-life设计的双列圆锥轴箱轴承运转温度比原有双列圆锥轴箱轴承降低了大概15°C。轴箱系统热仿真计算显示,在相同的热源输入和环境温度和散热条件下,铝合金轴箱体的最高温度相比铸铁轴箱的最高温度降低了约20°C。相关研究结果,可以为运营速度400 km/h高速列车的轴箱系统总体设计提供参考。     

高速列车制动盘材料的研究进展

综述提高高速列车制动盘能量和降低盘重方面的研究成果。研究用C—C纤维复合材料、陶瓷材料、铝基陶瓷强化复合材料,以及材料表面强化技术等改善高速列车制动盘材料性能的问题。分析认为C—C纤维复合材料密度低、耐高温性能好,但表现出环境影响摩擦性能的问题;陶瓷材料具有优良的摩擦性能,但具有韧性低的问题;铝基陶瓷强化复合材料密度低,但面临着使用温度较低的问题;材料表面强化技术可提高钢盘的摩擦性能,但仍需要解决不同材料间的结合性能问题。     

和谐型大功率内燃机车高摩合成闸瓦的研制

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为黏合剂,石墨、铝矾土、钾长石粉、还原铁粉和沉淀硫酸钡等为填料,钢纤维和海泡石纤维为增强纤维,混合构成了高摩合成闸瓦的摩擦材料;通过反复实验,优化配方及工艺,研制出适合我国和谐型大功率内燃机车运用需求的高摩合成闸瓦。测试结果显示:研制的高摩合成闸瓦的各项物理力学性能及制动摩擦磨损性能符合和谐型大功率内燃机车的技术要求,其中冲击强度和压缩模量分别达到3.8kJ.m-2和460MPa。在1∶1制动动力试验台上的测试也显示,在120km.h-1速度下重车的制动距离以及车轮踏面最高温度和磨耗量分别为817m,215℃和0.87cm3.MJ-1,完全满足120km.h-1速度下紧急制动距离小于1 100m、车轮踏面最高温度小于400℃、重车制动磨耗量小于1.5cm3.MJ-1的使用要求,综合性能达到了国外同类型高摩合成闸瓦的水平。     

高摩闸瓦和高磷闸瓦制动效果的比较

列车制动摩擦材料的制动效果不能光看摩擦系数的大小,制动效果的最终表现是制动距离的长短。高摩闸瓦（片）和高磷闸瓦的摩擦系数差别较大,而在速度90 km/h以下时,其制动距离却相差甚微。两者制动距离的差别主要表现在更高的速度段。     

不同材质闸瓦的等效(二次换算)系数近似取值的修正

现时我国铁路普通货物列车与普通旅客列车已用高磷铸铁闸瓦取代中磷铸铁闸瓦,而不同材质闸瓦车辆混编主要发生在90km/h以下的普通货物列车。鉴于铸铁闸瓦和低摩合成闸瓦的摩擦系数均受制动初速影响,所以相关的等效(二次换算)系数要按普通货物列车的制动初速约80km/h进行修正。具体修正的不同材质闸瓦的等效(二次换算)系数推荐用于编制机车车辆每台(辆)等效换算闸瓦力表及其他相关方面。     

制动摩擦材料导热性能试验及其选择

根据制动摩擦材料导热性能试验结果,提出了应提高闸片导热性能以减少制动盘热裂的观点,对时速180km以上列车用制动摩擦材料的选择进行了论述,并对其经济性进行了分析。     

论列车常用制动限速

论述了列车常用制动限速的概念、决定因素和解算方法。重点指出对闸瓦摩擦系数带有初速修正项和不带初速修正项的常用制动限速计算方法的不同点 ,在解算常用制动限速问题时常用制动系数取为 0 7是合理的。给出了常用制动限速表 ,指明了常用制动限速的应用范围和注意事项。     

铝基复合材料对铜基粉末冶金材料的摩擦磨损特性

通过铝基复合材料对铜基粉末冶金材料之间的摩擦试验,讨论了两种材料之间的摩擦磨损特性,说明 两种材料的摩擦因数和摩擦稳定性符合高速列车对制动材料的要求。最后分析了铝基复合材料表面的磨损情 况,说明了它的磨损是剥落、粘着和磨粒磨损共同作用的结果。     

和谐号动车组制动系统制动试验方法

动车组制动系统的运用可靠性直接关系到列车运行安全.随着中国高速列车运行速度的提高,制动负荷急剧增加,制动系统也愈加复杂,为了确保列车运行中制动系统能随时正常工作,在列车上线之前都需要进行制动试验,以确认制动系统各项功能是否正常.本文介绍了和谐号动车组制动系统的几种试验方法:包括自动制动试验、菜单引导的制动试验和短制动试...     

高速列车制动盘残余应力数值仿真及试验验证

通过建立极坐标下热应力平衡方程,求解得到制动盘热应力表达式;采用有限元分析法对初速度为270 km/h的高速列车合金锻钢制动盘紧急制动工况后的残余应力进行数值模拟分析。结果表明,较大的残余拉应力分布在摩擦面上,随厚度方向逐渐减小,最大残余应力值542 MPa,且在摩擦环内应力分布并不均匀。用X射线应力测定仪对制动盘摩擦环的残余应力进行测定,试验测得最大残余应力值为348.4 MPa。仿真结果和试验结果相差35.7%,结果虽相差较大,但变化趋势基本一致,且合乎实际。理论仿真结果能直接用于制动盘疲劳裂纹扩展评定和寿命预测。