新型闭式液压驱动六输入两输出走行系统的牵引特性研究

针对大型铁路工程机械两输入两输出走行系统存在最大轮周起动牵引力、牵引功率不足及最高牵引走行速度较低的问题,研究设计新型闭式液压驱动六输入两输出走行系统,即6个液压马达作为动力输入点驱动走行齿轮箱,经走行齿轮箱变换后形成2个动力输出点,用来驱动车轴和车轮。通过建立该系统的牵引特性理论计算分析模型,计算分析其最大轮周起动牵引力、轮周牵引功率和最高牵引走行速度;并在1台轨道除雪车上安装了2套该系统进行测试。结果表明:这种新型走行系统的最大轮周起动牵引力实测值为116kN,较理论计算值仅低2.6%;轮周牵引功率实测值在380~410kW范围内波动,平均值约为390kW,较理论计算值仅低2.0%;最高牵引走行速度实测值为132km·h-1,较理论计算值略高;该新型走行系统不但能够向多个作业装置提供充足的作业动力,还能够输出较高的牵引走行速度和较大的轮周牵引力,且走行较为平稳。     

3000马力混合动力（重混）调车机车电气系统设计

为适应轨道交通绿色低碳和节能环保的发展需求，结合中国国家铁路集团有限公司科研立项任务，以平台化和模块化的设计理念为指导，研制开发2 237 kW (3 000马力)混合动力（重混）调车机车，运用大容量锂离子动力电池和装车功率为1 250 kW的6240H型柴油机混合供电，实现短时1 900 kW的轮周牵引功率需求。文章通过分析混合动力（重混）调车机车牵引力选择依据、电气系统设计原则、系统组成和传动系统拓扑结构等，形成了电气系统的设计方案，并通过试验验证了电气系统的稳定性、参数设置的合理性和各项性能指标。验证结果表明，机车牵引力选择合理，机车具有启动加速快、节能减排、环保降噪等优点，满足调车作业需求，实现了预期设计目标。     

瑞士对矿用机车进行改造

康明斯公司联合瑞士铁路技术部门（STT）将对内燃机车开展大范围的改造，并为瑞士LKAB矿业公司改造3台T46 Co-CO重型调车机车。改造过程中，STT将秉持绿色能源理念，实现动力传动系统的现代化，以满足欧洲发动机排放的最新标准。动力系统由内燃发动机、交流发电机、冷却系统等组成，将机车原来的二冲程式内燃发动机替换成康明斯QSK50L内燃发动机，其功率为1491kW，转速为1800r／min。     

时速400公里动车组的牵引系统主要顶层技术指标研究

为设计时速400公里动车组牵引系统,基于其牵引性能的要求,采用理论计算和仿真的方法研究牵引系统主要顶层技术指标。运行总阻力采用基于大西高铁综合试验数据确定的运行总阻力计算公式计算;按照在平直线路上动车组以速度400km·h-1运行时仍具有0.05m·s-2剩余加速度的要求等计算并提出总轮周功率为14 000kW;基于对三电平结构和二电平结构牵引变流器主电路拓扑的技术分析,提出二电平架控方式的牵引变流器拓扑;按照6 500V/750A型IGBT双管并联方式推算单辆动车的最大轮周功率,据此给出6M2T的整车动力配置方案;充分考虑黏着系数限制曲线、起动加速指标、牵引能力和电气制动能力的发挥及有关技术条件规定计算起动牵引力、恒转矩区电气制动力和恒功率转折点对应的速度。在郑徐客运专线条件下对建立的牵引系统仿真模型进行仿真验证。结果表明:所给出的牵引系统顶层技术指标设计合理,能够使时速400公里动车组在起动加速阶段加速快、恒速运行阶段速度波动小、制动停车阶段减速快。     

交流异步传动系统的输出策略

为构建传动系统输出动力图谱,从直流侧电压变化的角度论述并提出一种交流异步传动系统输出新策略,在电源的电压变化范围内,利用异步牵引电机的特有输出特性,使传动系统有较大功率输出,不仅满足负载的动力需求,同时兼顾逆变器的安全和系统运行可靠性需求。     

储能式轨道列车非接触牵引供电系统设计与效率优化

[目的]非接触供电方式凭借其原副边线圈无直接电气接触的优点,目前在轨道交通行业内有探索性的应用。大功率、高频化的应用场景给非接触供电系统的设计、器件选型及耦合机构的设计带来了一定的难度,需要对其设计方案及效率进行优化。[方法]针对轨道交通应用场景,介绍了基于LCC-S型补偿拓扑的非接触牵引供电系统的系统结构,设计了250 kW非接触供电系统,原边线圈与副边接收线圈均采用双D形线圈。研究了耦合线圈的互感及磁性材料的损耗等因素对系统效率的影响,建立了系统的电路模型及耦合线圈模型。基于模型对系统进行了仿真,对副边线圈不同区域的磁芯厚度进行了参数优化。搭建了非接触牵引供电系统试验平台,并进行了250 kW功率等级的试验,以验证本优化方法的有效性。[结果及结论]仿真与试验结果验证了该优化方法的有效性与可行性,磁芯布局的优化措施可有效保证线圈互感并降低磁芯损耗。系统具备了额定工况250 kW大功率输出的能力。在气隙高度为70 mm、80 mm下,系统的静态工作效率及动态工作效率均大于90%。     

3000马力节能环保型调车机车电气系统设计

介绍了3 000马力节能环保型调车机车的设计背景,概略地说明了该机车的配置、主要技术参数和预期的牵引、动力制动性能要求。重点介绍了机车主传动系统、辅助传动系统、动力电池管理系统和机车控制系统,对各系统的工作原理、系统组成和主要部件参数进行了介绍,最后对机车调试和试验情况进行了阐述。试验证明电气系统运行稳定可靠,性能优良。     

605型电传动内燃动车组动力传动系统的控制和调节

德国DB铁路客运和旅游运输公司的605型电传动内燃动车组采用了摆式车体技术,其动力传动系统的设计采用了具有环境相容性好的柴油机的牵引设备，并采用了现代控制策略；整个控制、调节和监控装置之间，利用新一代总线系统进行通信。文中介绍了动车组动力传动系统和辅助是源的设计原理、柴油机控制原理和控制装置的结构；还介绍了SIBAS32控制系统及柴油机和牵引时机的调节装置。     

异步牵引电动机特性的试验研究

结合1000kW交-直-交系统的地而试验及4 000kW原型机车的要求,对YQD-300异步牵引电动机进行了小时温升等五项试验。本文通过对试验结果的分析,表明所设计的异步牵引电动机具有起动电流小、起动转矩大、堵转时间长、温升低、恒功特性理想等优良性能。试验结果为新电机的设计提供了依据。     

靖神铁路大功率交流传动电力机车交验

正2020年6月16日,由中车株机公司为陕西铁路物流集团有限公司量身打造的"陕煤号"电力机车正式交验。机车头型根据雄狮进行仿生设计,体现了列车运行时勇往直前的坚毅力量。磨砂质感的高级灰搭配靓丽的国旗红,既与用户的行业特点相匹配,又象征了用户蓬勃向上的发展朝气。该型机车最大启动牵引力为1 140 kN,轮周牵引功率为14 400 kW,最高运行速度120 km/h,其总体性能可满足靖神铁路万吨列车牵引作业需求。机车采用基于动力单元的设计     

乌拉尔柴油机有限公司新型DM-185发动机系族

乌拉尔柴油机有限公司(UDMZ)正在研发一种全新的发动机系族,并于2016年将其引入市场。该发动机系族适用于铁路机车、矿山用车、船舶和发电机组。该系族命名为DM-185,有16个机型,缸数由6缸到20缸,目标功率为1 500～3 800 kW(保留提升到6 000 kW的可能性)。该系族主要特点是高比功率(高达234 kW/缸)和低燃油消耗率。在没有安装外部气体再循环或废气后处理系统的情况下,排放性能达到EU IIIA/IMO 2标准。介绍了该发动机系族的主要技术参数。首批原型机已发往俄罗斯叶卡捷琳堡,该整机的最初运行结果进一步证明该发动机系族理念的可行性。     

南昌地铁1号线车辆牵引计算与仿真分析

介绍了南昌地铁1号线车辆的基本情况,对车辆的动力性能以及牵引制动特性进行了计算和仿真,并对列车的救援能力和能耗情况进行了计算分析。计算和仿真结果表明该电传动系统特性和性能满足设计要求。南昌地铁1号线地铁列车及其牵引电传动系统已通过线路型式试验和运行考核,目前已载客运营,运行情况良好。     

长编组跨座式单轨车牵引传动系统设计与优化

以重庆轨道交通3号线增购车项目为例,介绍了世界上首例8辆编组跨座式单轨车牵引传动系统的组成,重点阐述了扩编后牵引传动系统功能、性能方面的提升和改进。通过轨道交通3号线增购车与原装车(6辆编组)1年来在同一线路的混跑运营,验证了长编组跨座式单轨车牵引传动系统设计及优化方案完全能够满足车辆运营要求。     

大型铁路养护车自行与附挂动力学差异性试验研究

针对传统认为大型铁路养护车车辆自行与附挂动力学相当的问题,以轨道除雪车为例,开展自行和附挂动力学试验研究,以判定能否提高其自行速度。结果表明:车辆附挂时的脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力较大值与自行时相当,2种状态下的较大值分别出现在25~80 km/h和15~70 km/h速度区段;车体在附挂时的横向和垂向振动加速度最大值低于自行时,自行时的车体垂向振动加速度最大值达11.28 m/s~2且超过6.87 m/s~2的限度值,超限点均发生在速度高于110 km/h时;附挂和自行时,车体平稳性指标相当且均属优级。     

中国中车与同济大学联合研制的国内最大功率氢燃料电池混合动力机车完成牵引等系列性能试验

正近日,中国中车与同济大学联合研制的国内最大功率氢燃料电池混合动力机车完成牵引等系列性能试验,其中氢燃料电池系统功率为400kW,目前在轨道交通领域功率最大。自2021年6月该机车在中车戚墅堰公司组装下线后,双方团队经过3个月的试验线调试,先后完成了氢燃料电池系统400kW静态测试和整车混合动力牵引试验等20多项系列性能测试。这标志着校企双方4年多时间的产学研合作取得了重大原创成果。同济中车创新研究中心负责人表示,这是中国中车和同济大学携手推动轨道交通产业绿色化、低碳化发展的重要成果,为世界铁路装备的可持续发展提供了创新示范,将助力我国"碳达峰""碳中和"目标早日实现。中国中车与同济大学于2016年底成立了共建共管的同济中车创新研究中心。同济大学团队由     

HX_N6型大功率混合动力机车电传动及控制系统

HX_N6型机车是为我国铁路研制的大功率交流传动混合动力内燃机车,也是目前全世界功率最大的混合动力内燃机车。机车采用了大容量磷酸铁锂电池作为动力电池,与柴油机联合提供动力,采用新型主辅传动一体化电路及控制技术。文章对HX_N6机车牵引主传动系统、微机网络控制系统、辅助传动系统等的构成和技术特点进行了详细介绍。机车在试验及应用考核过程中表现出了卓越的节能减排性能。     

电机辅助式混合动力驱动系统的开发

为了兼顾动力性能和环境保护的需求,混合动力的铁路车辆得到发展。内燃一电池混合动力铁路车辆业已实用化,但以蓄电池一逆变器为代表的电气系统增加了车辆重量,又加大了初期投入成本。既有内燃传动系统借助液力变速器传递给发动机动力。低速时,为预防熄火和打滑,利用了液压变扭器传递动力,效率不高。而高速时,又因为齿轮组合和切换,通过油泵和中间齿轮,发生了动力损失。为此,日本铁路进行了电机辅助（Motor Assist,MA）新型混合动力驱动系统的开发。     

出口马其顿动车组交流传动系统

介绍了出口马其顿动车组交流传动系统的主要部件及其参数,重点说明牵引变流器轻量化设计的技术特点,特别是主电路中取消了二次谐振电路,牵引变流器柜体的尺寸和重量在传统方案基础上大幅降低。牵引系统的地面试验结果表明,中间直流电压、牵引变流器温升、牵引电机温升、辅变输出性能等关键指标满足设计要求。装车试验和运营情况表明,牵引传动系统运行稳定可靠。     

采用单电压源逆变器双异步电动机结构提高机车传动系统的性能

介绍了一种特殊的多电机多变流器系统(MMS)结构,即专为轨道牵引设计的单逆变器双电机结构.牵引设备必须具有良好的转矩响应,为了控制两台电动机的转矩,可以采用基于传统磁场定向控制(FOC)的协调控制结构.单逆变器双异步电动机传动系统可以提高机车性能,降低由内部和外部干扰产生的不良影响,对其系统性能与传统的机车传动控制系统的性能进行了比较.机车制造商已对仿真模型进行了确认.根据结果对这2种控制方式进行了性能分析,而且考虑了该牵引系统中的4种特性干扰.     

电传动混合驱动系统的研究及应用

内燃电传动系统、蓄电池电传动系统已在铁路领域大面积应用,文章介绍了2种系统的应用现状、国内铁路的环境条件,通过内燃电传动系统和蓄电池电传动系统混合驱动与单一内燃动力传动系统的对比分析,得出电传动混合驱动系统设计具有明显优势。同时为适应长大坡道线路,该设计在 GCD-100Ⅱ型混合动力轨道工程车上成功进行应用,表明电传动混合系统在提升工程车运用范围和节能环保方面,与单一内燃动力传动系统相比,也具有明显优势。