日本高速列车先进技术的近期研究与发展(待续)

全面介绍了日本新干线高速列车和既有线提速列车两大领域技术发展和最新研究进展,着重阐述车辆动力学的研究与技术应用,包括计算机动态仿真、滚动振动试验台、转向架设计、车轮踏面形状、列车空气动力学、主动悬挂、曲线提速及车体倾摆技术与主动导向等。     

高速列车气动噪声源远场噪声贡献度研究

建立3辆车编组高速列车气动噪声计算模型,包括1辆头车、1辆中间车、1辆尾车、6个转向架和1个受电弓,利用标准k-ε湍流模型和大涡模拟分别计算列车的外部稳态和瞬态流场,并基于瞬态流场用FWH方法计算高速列车远场气动噪声。计算单个转向架、全部6个转向架、车体头部、车体尾部、车体中间部、全部车体、受电弓、列车整体分别为噪声源时的远场辐射噪声,分析这些噪声源对远场噪声评估点的总声压级,以及不同噪声源对远场噪声的贡献,以验证局部气动噪声源对远场辐射噪声与整体噪声源之间的叠加关系。计算结果表明:车体是高速列车远场辐射噪声的主要噪声源,其次是受电弓,转向架对远场辐射噪声影响相对较小;从局部噪声源来看,车体头部、受电弓、头部第1个转向架是高速列车远场辐射噪声的主要噪声源;各局部气动噪声源远场噪声的叠加值与整体气动噪声源远场噪声一致,验证了高速列车整体噪声源与其包括的各局部噪声源符合声源叠加原理。     

中国高速动车组转向架技术发展及展望北大核心

转向架是支承、牵引和制动车体并能相对车体回转的走行装置,具有缓冲振动和导向功能,决定列车运行安全可靠性和运行品质。中国高速动车组转向架经过技术引进、吸收创新和自主创新3个阶段的发展,通过不断的技术创新与实践,在结构轻量化、安全可靠性、动力学性能及智能化等关键技术上取得了成果,针对转向架结构强度和动力学性能开展的试验台、环形道、试验专线科学研究试验及线路长期服役跟踪测试,为自主创新阶段的中国高速动车组转向架的自主开发奠定了坚实的理论研究和工程实践基础。文章系统地回顾了中国高速动车组转向架在3个发展阶段的结构参数和技术瓶颈,指出了下一代高铁及CR450动车组转向架技术研究方向;从转向架基本结构角度系统论述了转向架总体集成、构架、轮对轴箱及定位装置、悬挂装置、驱动系统、基础制动和辅助装置的技术发展历程及趋势,提出技术自主创新及工程应用创新研究方向;论述了转向架轻量化设计、强度可靠性、车辆系统动力学、智能化设计和试验测试这5种关键技术的研究现状及发展方向。     

高速、准高速列车传动齿轮箱试验技术的研究

随着我国铁路向高速化方向发展,提速车、准高速、高速列车不断出现,作为转向架的重要部件之一的牵引传动齿轮箱,其性能的优劣直接影响转向架的性能.必须通过综合试验检测手段对组装后的牵引齿轮传动箱的整体性能指标是否达到可靠性要求进行判定.本文以270km/h高速列车传动齿轮箱为例,阐述戚墅堰机车车辆工艺研究所研制的传动齿轮箱综合性能试验台在高速、准高速列车传动齿轮箱台架试验所做的工作,及在高速、准高速列车传动齿轮箱试验技术方面的成果.     

下一代高速列车关键技术的发展趋势与展望

迅速发展的轨道车辆装备制造业已经成为未来世界经济发展的重要引擎。针对全球高速铁路发展及高速列车的技术特征进行技术分析和调研,分析了世界高速铁路发展状况及高速列车发展计划,尤其是欧洲及日本的下一代高速列车技术研制特征。同时,介绍我国下一代高速列车的技术特征和技术目标,包括设计理念,车体、转向架、牵引传动和制动、智能化特征、安全性等关键技术。重点提出我国下一代高速列车的技术指标建议值,论述了下一代高速列车转向架、车体、牵引传动等关键系统的技术发展方向和智能化的设计目标。结论表明:国内外下一代高速铁路的技术发展和竞争依然比较激烈,下一代高速铁路先进技术成为当前的主要热点和重要研究方向,具有迫切性和必要性。     

制动系统综合试验台综述

提出了一种新的制动系统综合试验台设计方案,对试验台关键部分的结构设计和测控系统进行了介绍.通过这样的设计,可以满足高速动车组制动系统、转向架系统及车体模拟装置性能试验和研究性试验的需求.     

日本研究提高既有线曲线通过速度的倾斜转向架

日本铁道综合研究所开发用于提高列车通过既有线曲线速度的新技术，如车体倾斜技术和操舵转向架技术。列车提速时由于受到制动距离的制约，通过曲线时减小速度的改变量，可以提高运行速度，同时改善舒适度、抑制轨道不平顺及轮轨磨耗对轨道和车辆的影响。在摆式车体与转向架间左右两侧安装空气弹簧，可使车体倾斜，由于限制了空气弹簧的压缩，车体最大倾斜角为2°。     

高速动力车车体及转向架实施技术攻关暨学术讨论会在大同召开

高速动力车车体及转向架实施技术攻关暨学术讨论会在大同召开中国铁道学会牵引动力委员会动力学及强度学组第７届年会紧扣国家科技攻关课题，于１９９４年５月２５～２７日在大同机车工厂召开了高速动力车车体及转向架实施技术攻关暨学术讨论会。有关机车行业部分高校。研...     

近代高速列车技术进展

论述了近代高速列车的发展趋势是运行速度不断提高，RAMS不断增长，降低LCC，动力装置配置采用动力分散式；介绍了近代高速列车采用的新技术、新结构，其中包括大功率交流传动系统、高速转向架、高速制动技术、高速车体技术、车内环境及排污技术、列车监控与诊断技术等；最后阐明了近代高速列车维修现状及发展趋势。     

高速动车转向架动力学性能SIMPACK仿真建模与分析

针对高速动车转向架动力学性能的影响因素缺乏综合分析,提出一种基于SIMPACK的高速动车转向架动力学性能仿真建模与分析方法。以高速动车安全舒适运行需求为目标,根据高速试验列车客车强度及动力学性能规范,构建高速动车转向架动力学性能评定的指标,并研究基于SIMPACK的转向架动力学性能仿真评价及其实现流程。以CRH2型动车组为例,建立其转向架及车体的动力学仿真模型,具体分析四类车轮踏面类型和五类一系及二系悬挂系统等主要影响因素,提取CRH2型高速动车稳定及平稳运行的重要特征参数,为高速动车组转向架的动力学设计及优化提供支持。     

高速列车车体强度计算方法对比分析

分析国内外高速列车车体强度规范中的计算方法,以国内某型高速列车车体强度计算为例,分别采用日本、欧洲以及我国的高速列车车体强度设计规范中的计算方法,对车体强度进行计算和对比分析,并提出了一套关于车体强度评定的工程方法,为车体结构设计和强度分析提供了可靠的理论依据。结果表明:3种规范下计算得到的车体满足强度要求;欧洲设计规范考虑的载荷较为全面,我国的车体强度计算方法计算出的安全系数较大,更为保守。     

走进中国高速铁路(三)——探秘动车组(下)

上期杂志中,我们介绍了高速列车头型、车体和转向架。而如何让列车高速行驶？如何及时停车保障安全？庞大的列车又由什么控制呢？就让我们继续探秘动车组,了解高速列车的牵引系统、制动系统和网络控制系统。     

试验型铰接式高速客车转向架研制(待续)

简要介绍了TGV铰接式高速列车的技术特点；对我国试验型铰接式高速客车转向架及车体连接结构5的设计、试制过程及有关试验情况做了较为详细的回顾。     

速度350 km·h-1等级世界高速列车技术发展综述

分析法国AGV型、日本Fastech360型、德国ICE350E型、西班牙Talgo350型及韩国HSR-350X型等350 km.h-1速度等级高速列车的技术特征,对各项重要的技术性能指标进行分析比较。指出世界高速列车技术发展方向基本是:更多采用动力分散形式,最高运行速度达到350~400 km.h-1;采用IGBT、IPM、IGCT等模块,实现牵引传动变流器的大功率、小体积和高可靠性;转向架采用有源或半有源悬挂,有效降低横向振动;强化复合制动系统,开始采用安全电阻制动及空气阻力板制动;提高车体气密性及降噪性能;采用先进的列车自动控制系统及故障监测系统;利用倾摆车体技术扩展高速列车的使用范围。     

横风下车体运动对高速列车气动性能的影响

为揭示横风下车体运动对高速列车气动性能的影响规律,通过数值模拟对典型车体运动形态下的横风气动性能开展研究。首先基于实车试验确定了横风下的车体典型运动形态并定义研究工况,然后通过改进的延迟分离涡模拟(IDDES)方法详细分析不同工况下的车体与转向架的气动载荷,以及列车周围的流场结构与表面压力变化情况。研究结果表明：横风下高速列车车体运动主要表现为侧滚与横移,车体的侧滚运动对列车升力的影响最明显,头、中、尾车升力均随着车体从迎风侧向背风侧运动而增大,并且车体向背风侧运动时,头车升力增大的幅度大于车体向迎风侧运动相同角度时减小的幅度;当车体运动时,第1转向架横向力、升力与倾覆力矩均增大;车体运动对列车头部、背风侧以及尾部的流动均有较明显的影响,车体向背风侧运动时,头车鼻尖区域流速降低,尾车鼻尖位置的高速流区扩大,并且由头部位置分离在背风侧形成的旋涡结构与车体的夹角呈增大趋势,旋涡流速减小;车体向迎风侧运动时,头车鼻尖区域流速增大,尾车鼻尖位置的高速流区缩小,并且从头部位置分离在背风侧形成的旋涡结构与车体的夹角呈减小趋势,而旋涡流速增大。     

瑞典X2000高速旅客列车

简要介绍了瑞典研制成功的Ｘ２０００高速旅客列车组成，基本结构和参数及及长向自导向转向架，有源车体摆动装置，三相交一直一交牵引技术，不锈钢车体等四大关健技术。这种列车的开发，开辟了在稍加改造的既有线路上开行高速旅客列车的新途径，给了我们新的启示。     

西门子公司试验新型高速摆式列车

西门子公司在其维尔登拉特试验中心已开始试验首批20型VT 605摆式内燃动车组,该车组速度为200 km/h,由德国铁路(DB)制造,2000年秋开始交货.该4辆编组列车是电动ICE-T摆式高速列车的1种内燃形式,其铝合金车体的倾斜角度可达8°,车体安装在称为舒适型的转向架上,该转向架由西门子公司开发.在转向架上集中安装了电机倾摆系统、主动横向悬挂和牵引电机.     

高速列车流线型转向架与底部导流板的气动减阻效果研究

为适应高速列车进一步提速的更低气动阻力实际需求,针对CR400AF型高速列车动车转向架和带头型简化车体,应用底部流动导向控制思想,采用附加轻质易造型材料包覆原有部件的理念,开展转向架各部件流线型化和车体底部导流板综合减阻效果的验证试验与数值仿真研究。验证试验选择有无导流板的流线型转向架带简化车体模型,在3种试验速度工况下阻力试验值与仿真值误差均少于10%,验证了数值仿真的可靠性,带导流板试验模型较不带导流板试验模型均有减阻。数值仿真研究运用Realizable k-ε湍流模型,采用切割体笛卡尔网格划分技术,并在边界层内采用棱柱层网格,控制第1层网格的厚度,确保y+值能满足壁面函数要求。经稳态明线运行的仿真模拟网格无关性检验后,探究了流线型动车转向架与导流板组合运用的气动减阻特性及效果。对比了流线型动车转向架与安装导流板前后动车转向架、简化车体以及转向架舱上的阻力变化情况和压力分布变化情况,分析了转向架区域的流场结构变化。数值仿真结果表明：流线型设计的动车转向架相较于原始动车转向架有一定的减阻效果,在400 km/h的运行速度下减阻率达到1.08%。流线型设计动车转向架与导流板组合运用后...     

西门子为英国Desiro 185型电动车组生产转向架

西门子运输系统公司从事铁路业务已有150年的经验，开发和生产的铁路产品包括机车和客货车辆。继开发高速摆式车体转向架之后，20世纪末又开发生产了德国高速列车ICE新一代转向架。西门子设计和制造转向架的主要工厂位于奥地利格拉茨，在世界多数转向架生产厂商更多采用外部委派方式的时候，     

电力机车系统试验验证能力建设方案研究

基于大功率交流传动电力机车系统集成国家重点实验室的主要任务和总体建设目标,文章系统梳理了大功率交流传动电力机车系统集成技术研究与试验平台的需求关系,提出系统集成试验平台、电气传动试验平台、高低压电器试验平台、制动试验平台、机械综合试验平台、转向架试验平台和综合环境试验平台的电力机车系统试验验证能力建设方案。