高速列车涡流制动技术综述

介绍涡流制动的基本原理、分类、特点、结构和特性,对涡流制动的关键技术进行分析。全面回顾汽车行业及德国、法国、日本等在高速列车涡流制动领域所做的工作和取得的进展,对我国高速列车制动系统的发展及涡流制动的研究方向提出建议。     

高速列车新型制动技术

去年秋天,采用轨道涡流制动技术的德国ICE3高速列车首次投入商业化运营。其实,轨道涡流制动的概念并不新鲜。早在上世纪70～80年代,一些国家就研究开发出无摩擦制动技术——涡流制动技术。如今经历了极为艰苦的改造之后,德国铁路已经将其成功地     

试验用高速运动模型车涡流制动技术研究

针对一列比例为1∶10的铝合金动车组运动模型车,在其轨道两侧排布极性交替变化的电磁铁,利用涡流作用力实现模型车的平稳制动及导向.在研究涡流制动技术的基础上,进行了运动模型车制动系统的建模.通过对电磁铁极距分别为100 mm和400 mm两种情况进行分析,得出了切向制动力随速度的增大而先增大后减小,法向排斥力随速度的增大而始终保持增大的结论.根据仿真特性曲线计算得出了制动时间及制动距离,为进一步的制动装置设计提供了参考数据.     

高速列车基础制动系统设计的几个问题

高速列车的基础制动系统不能以动力车和非动力车为单位分别设计，在设计中，应正确理解盘形制动的作用及局限性，选择切实可行的方案和参数。在分析研究国外的试验数据和技术要求时，必须注意前提条件。     

高速列车制动模式探讨

高速列车的功能比普通列车的大几倍，而高速下轮机间的粘着系数及闸瓦与动轮之间的摩擦系数都降低了一个数量级，故高速列车必须采用新的制动体系，电阻制动技术成熟，而再生制动能回收大部分动能，且制动特性较好，在直流牵引电动机和交流同步，异步电动机驱动中得到广泛应用。盘形制动在高速车辆上是必不可少的。在非粘着的电气制动中，磁轨制动的磨耗大，适用于紧急制动，而轨道涡流制动在８０～３００ｋｍ／ｈ速度内，制动特性平     

高速列车线性涡流制动模拟试验台结构方案初探

根据对国外涡流控制模拟试验台优缺点的分析，以及国外线性涡流制动试验结果，结合我国实际情况，提出了我们准备研制的涡流制动试验台所应具有的指标，参数和功能等，并对受力做了初步分析。     

高速列车线性涡流制动系统电磁发射特性研究

线性涡流制动系统在工作过程中会对周围环境产生电磁干扰,从而影响车载设备和轨旁信号设备的正常工作,阻碍涡流制动技术在高速列车上的应用。为了满足高速列车线性涡流制动系统辅助设计需求,文章建立了线性涡流制动系统的有限元分析模型,分析了列车速度、励磁电流及气隙大小对线性涡流制动系统气隙磁场的影响,并与理论分析模型相比较,验证所建立模型的正确性。分析线性涡流制动系统产生的电磁发射特性,结果表明：线性涡流制动系统产生的电磁发射在沿z轴方向时先增大后减小,靠近励磁电磁铁时电磁发射强度最大,沿y轴方向时呈周期性分布,沿x轴方向产生的电磁干扰较小。     

高速列车基础制动系统的设计研究

结合270km·h-1高速列车基础制动系统的研制现状,在大量试验和仿真计算的基础上,计算和分折盘形制动的受载机理、材料性能及盘形制动功率极限。通过比选分配复合制动和纯空气制动等不同工况的制动力,计算动力车和拖车的制动缸压力。通过计算分析得出,270km·h-1高速列车采用动力制动和盘形制动时的制动距离为3514 7m,能够满足高速列车的制动初速为270km·h-1时紧急制动距离小于3700m的要求。但是,经分析认为当运行速度超过250km·h-1时,除采用动力制动和盘形制动外,还是应同时采用涡流制动、磁轨制动等多种制动方式,以减轻盘形制动的负荷,延长制动盘和闸片的使用寿命,降低运营成本。     

高速列车涡流制动对轨道计轴器的影响分析

线性涡流制动由于其非黏着制动的特点,有望成为我国高速列车的新型制动方式。目前,涡流制动系统对既有线路轨道信号设备的电磁干扰缺乏相关研究,阻碍了该项技术的进一步应用。文章选取计轴器作为典型的轨道信号设备,在理论分析的基础上,采用ANSYS Maxwell和Twin Builder分别建立涡流制动电磁系统与计轴器的仿真模型。基于Twin Builder平台对涡流制动系统模型和计轴器模型进行联合仿真,分析涡流制动系统对计轴器的电磁干扰。试验结果表明,涡流制动电磁系统模型的仿真结果与理论计算结果相符,在无涡流制动系统的列车通过时计轴器感应电压为8.94 mV,验证了所建立模型的正确性;在有涡流制动系统的列车通过时会在计轴器感应线圈中产生峰值约为50 mV的干扰电压,使计轴器的感应电压超过设定阈值,从而可能产生误判,导致轨道区段的占用情况不准确,影响行车安全。该联合仿真模型可以辅助设计涡流制动装置,从而推动其应用。     

磁悬浮列车的涡流制动问题

介绍了磁悬浮列车制动的一般问题以及德国TR07磁悬浮列车中涡流装置的供电电源、制动装置、有关的计算与试验曲线。最后介绍了用“迎流”有限元法求解制动力的方法。     

高速列车紧急制动距离参数设计浅论

介绍了典型国家高速列车紧急制动距离参数情况;阐述了列车制动动能及轮轨黏着对紧急制动距离参数影响的基本情况;分析比较了典型国家高速列车紧急制动距离参数及设计条件的差异;总结了改善紧急制动距离参数的几种常用措施,如增黏、非黏制动等;提出了我国高速列车紧急制动距离参数设计中应适当增加非黏制动的建议。     

高速列车最佳头部外形的进一步研究

综合气动性能最佳的高速列车头部形状,可有效地降低空气动力学现象对列车运行和周围环境的影响。国外利用风洞模型试验和流场数值模拟计算的方法,对此问题进行了系列化的研究。文章根据国外的研究成果,并结合国内的研究工作,对此问题进行了分析与探讨。     

300 km/h高速列车高纯净锻钢制动盘材料的研究

通过严格控制有害物质成分、优化锻造与热处理工艺制备,由机械性能、冲击韧性和疲劳性能试验及金相观察验证了高纯净锻钢材料优良的性能,满足了高速列车制动盘的要求。     

制动逻辑控制技术在DK-1型制动机上的应用

介绍了DK-1型机车电空制动机所采用的制动逻辑控制新技术,并以SS6B型机车制动系统为基础,从系统的角度分析制动逻辑控制作用原理、接口及其特点。     

电涡流位移传感器检测车轮外形的研究

简单分析了电涡流位移传感器特性,设计了电涡流位移传感器标定试验方案,提供了不同曲率半径的传感器标定试验结果,最后给出了车轮形状测量试验的结果与分析。     

动车组涡流制动系统仿真研究

提出了一种适用于动车组的线性轨道涡流制动系统方案,分析其动作机理,并建立了数学模型。根据涡流制动系统的控制原理,结合动车组制动时再生制动、涡流制动以及空气制动的分配关系,运用MATLAB软件建立涡流制动系统仿真模型,分析了励磁电流和气隙对涡流制动力的影响。通过仿真分析得出合适的励磁电流与气隙值,为涡流制动系统在动车组上的应用提供了理论依据。     

300 km/h动力分散电动车组制动方式研究

对我国将要研制的 3 0 0km/h电动车组中制动方式进行了分析论证。在“先锋号”和“中华之星”高速动车组研制的基础上 ,通过理论计算及比较 ,提出了较为合理的制动方式 :动车采用合金锻钢轮装制动盘 电阻制动 再生制动 ,拖车采用合金锻钢轮装制动盘 盘形涡流制动。这样的配置可减轻制动盘和闸片的负荷 ,制动装置的制动能力得到很大提高 ,满足 3 0 0km/h电动车组所需的制动力以及制动距离的技术条件     

铁道车辆制动技术的动向

综述了日本新干线车辆用基础制动装置。着重介绍了基础制动装置的结构改进过程及改进的部位。此外,也较详细地阐述了制动控制的技术动向。对编组制动力控制、滑行再粘着控制、减速度控制等控制技术的应用与发展前景做了描述。