重载组合列车纵向性能的影响因素分析

介绍2004年以来大秦线开行的5种典型编组方式重载列车,比较了不同编组方式列车纵向力的大小,并分析了列车编组方式对纵向力的影响;同时结合试验数据,对其他关键因素比如Locotrol同步作用时间、机车制动机性能、货车关键技术以及列车操纵方式等对重载列车纵向力的影响进行了分析,并从减小纵向力的角度提出了3种2万t列车编组方式。试验及运用实践表明:目前我国的货车制动可以满足单元万吨货物列车的制动要求,而对于更大编组的长大列车,宜采用机车动力分散布置的组合列车。组合列车中从控机车的布置位置是影响组合列车制动性能和列车纵向力的最主要因素之一,应对其进行详细研究。     

快捷与普通货车混编列车纵向动力学仿真分析

快捷货车与普通货车在制动特性上存在较为明显差异,在混编列车制动过程中,由于不同车辆制动缸充气时间的差异,会导致车辆间制动效果的不同步性加剧,可能会出现车辆加速度、纵向冲击力过大等问题,影响列车运行平稳性,进而危害货物运输安全。由于在实际运用中,一般不进行快速列车解列,因此,在混合编组时将整列快捷货车分别编组在列车前、中、后部。使用列车空气制动和纵向动力学联合仿真系统对3种编组方式列车在紧急制动工况下的纵向动力学性能进行仿真计算及比较分析。计算结果表明:当快捷货车编组在列车前、后部时,车辆间分别会产生较大的压钩力和拉钩力,当快捷货车编组在列车中部时,列车车辆间纵向冲动较小,编组方式较为合理;列车制动力分布不均是影响列车纵向冲动的重要因素,当制动力较强车辆编组在列车前部和中部时,最大纵向力表现为压钩力,当编组在列车后部时,最大纵向力表现为拉钩力;3种编组方式下,列车最大纵向力出现车位均在快捷货车与普通货车连接位置。     

重载列车纵向冲动分布试验研究

通过1万t和2万t重载列车的运行试验,得到重载列车在不同的货车和机车编组方式、线路工况、机车牵引特性、操纵方式、制动以及车钩间隙等各种试验工况下的试验数据,并根据试验数据分析列车中不同位置货车的车钩力以及车体纵向加速度值的分布规律。分析结果表明:重载列车制动时的车钩力最大值均出现在制动开始缓解至缓解完毕的过程中;采用1+1编组方式的1万t重载列车在长大下坡道制动时的车钩力均大于平直道时;而采用1+1编组方式的2万t重载列车在长大下坡道制动时的车钩力均小于平直道时。货车在列车中所处的编组位置不同,其车体纵向冲动也不同;车钩间隙减少2/3,则车钩力可降低近1倍。主从控机车通讯及时可靠也是使不同位置的货车车钩受力分布均匀和减小列车中车体纵向冲动的重要措施。     

两万吨重载组合列车牵引和制动时的车钩力分析

利用循环变量法建立了由2台"和谐号"机车牵引的两万吨重载组合列车的3维空间耦合模型,比较了两万吨重载组合列车当机车处于2+0、1+1+0、1+0+1这3种不同编组位置时,在主辅机车同步牵引、辅机滞后牵引、主辅机车同步制动、加装可控列尾装置制动等工况下列车的车钩力。仿真计算结果表明:在以上牵引和制动工况下,机车在1+1+0编组位置时列车整体车钩力最小;在2+0编组位置时列车的车钩力和列车冲动均最大,而1+0+1编组位置下列车性能处于1+1+0和2+0编组位置之间。在安装可控列尾装置后,在制动时列车的车钩力和纵向冲动均较未安装时减小。所以在对两万吨重载组合列车进行编组时,宜采用1+1+0这种编组方式并安装可控列尾装置。     

适应货物列车提速和扩编的新型电空制动

新型电空制动方式结构简单，成本低，其灵敏度可与新干线电车昂贵的电指令制动媲美。该新型电空制动装置确保了空气制动的互换性。因而可与既有货车及内燃动车等的旅客更车连挂运行，停电时也可操纵，由于新型控制阀维修少，长期困扰货物列车的维修难题也迎刃而解。     

我国货车制动系统存在的问题及展望(待续)

概述了我国货车制动装置的现状。根据货物列车提速和重载化的发展要求，阐述了现有货车制动装置存在的问题。从制动能力、轮轨粘着利用、制动热负荷和列车纵向力等不同方面，通过定量计算和理论分析指出货车制动装置的发展方向。     

速度400 km/h高速列车风阻制动装置布置的数值研究

基于三维定常可压的黏性流场N-S及k-ε双方程模型，以CR400AF平台动车组流线型外观为参考，装配新型“蝶形”风阻制动装置，模拟计算高速列车风阻制动装置不同布置状态时的气动特性，给出单排及多排制动风翼板布置的确定方法及最优方案。研究表明：在高速列车头车司机室流线型尾端连接处后2～5 m范围内设置安装首排制动风翼板，可有效为高速列车高速制动阶段提供较为可靠稳定的制动力，同时对首排制动风翼板工作时流固耦合及振动特性进行评估和说明；研究提出以列车制动需求为目标，纵向制动风翼板最优布置范围逐渐缩减的方式，通过计算流体动力学的方法确定制动风翼板设置位置及布置排数选择的研究方法，给出3节编组高速列车2排及3排制动风翼板最优布置方案。     

铁路货车集成式空气制动装置的应用研究

文章介绍了吊式及座式铁路货车集成式空气制动装置结构的主要技术特点，对该装置的结构和安装连接结构进行了静强度和疲劳强度分析，并对装用该装置的4种铁路货车进行了动力学性能仿真分析。经试验及装车运用验证：该装置可满足我国既有各主型铁路货车的组装、运行使用，可实现简化管系、减少接口、减轻自重、提高制动系统装卸效率、方便组装、检修和查找故障，提高车辆的综合经济效益的目标。     

编组站货车中转方式的判定算法

当货车跟随列车到达编组站时，通常要进行解体和编组作业，货车中转方式的不同对于推算货车停站时间有很大影响。通过分析货物列车编组计划的主要内容，整理出直达列车数据表和直通列车数据表。在推算单个车辆时，分析该车辆走行计划中的经由编组站串，依据直达列车数据表判定此货车是否属于直达列车。对于直达货车，所经过的编组站都按无调作业处理。对于非直达的货车，依据直通列车数据表，设计判断货车经由编组站中转方式的递归判定算法。使用此方法可以快速判定货车在编组站的中转方式，从而使车流推算结果更加快速准确。     

27t及以下轴重混编列车纵向车钩力试验研究

为研究掌握既有线开行27t及以下轴重混编列车的技术性能,中国铁路总公司在山西中南部铁路通道组织了"既有线开行27t及以下轴重混编列车综合试验"。通过分析试验列车在紧急制动、常用全制动以及长大下坡道调速制动工况下的纵向车钩力及其变化规律,研究混编列车的车钩力特性,为既有线开行27t轴重混编列车提供技术支持。分析认为:在各种装载和编组条件下,试验中混编列车最大拉钩力913kN,最大压钩力1194kN,超过1 000kN的车钩力只出现过一次。由于参试的27t轴重货车制动率明显小于既有通用货车,使得混编列车紧急制动时可能出现较大的拉钩力。     

有巨大潜力的陶瓷盘形制动装置

由SAB Wabcop公司开发的纤维增强陶瓷盘形制动装置即将安装在法国TGV列车上进行首次试运。陶瓷盘形制动装置的重量仅为传统的钢盘制动装置的一半，将可排除高速列车进一步提速的一大障碍，它们对空间非常宝贵的铁道车辆同样具有吸引力。     

欧洲高速货动制动系统设计的新构想

本文以德国和法国高速货运列车制动系统的研制为例，阐述了欧洲高速货运车辆的运用环境及所需制动装置的特点，同时提出了高速货车制动系统设计的新构想。     

CRH2型动车组即将投入铁路第六次大提速

CRH2型动车组由南车四方机车车辆公司联合日本川崎公司生产，以日本新干线列车为原型。列车采用大型中空型材铝合金车体，外观、内部装饰和坐席舒适度都达到前所未有的水平。采用DT206／TR7004B无摇枕转向架，转向架轴重≤14t，转向架一系悬挂为单组钢弹簧单侧拉板定位＋液压减振器，转向架二系悬挂为空气弹簧＋橡胶堆；列车适应轨距为1435mm，适应站台高度为1200mm；列车编组型式为8辆编组，可两编组连挂运行，8节车厢编组的列车核定载客人数为610人；其传动方式为交-直-交，牵引功率为4800kW，牵引变流器为IGBT或IPM，采用液体沸腾冷却机械通风方式；制动方式为直通式电空制动，紧急制动距离≤1800m（制动初速度200km／h）：列车云营速度200km／h．晶高云营涑序可茯250km／h。     

货物列车充风过程中空气流量变化的试验研究

在货物列车制动系统充风过程中，列车管空气流量的变化可分为节流充风、稳态充风和漏泄补风（充满风）3个阶段。基于流体力学的理论，利用高精度气体流量计构成的数据采集系统，测量货物列车不同编组辆数、不同减压量条件下充风时列车管空气流量的变化过程。结果表明：根据机车上检测到的列车管空气流量可以准确判断出折角塞门的关闭位置，而依据列车管空气压力变化和充风时间则很难做到这一点；由于各车连接的制动软管的空气漏泄量各不相同，且空气漏泄流量又非常小，因此很难根据空气漏泄流量检测并判断列车的编组辆数。建议在机车上广泛安装使用由气体流量计构成的列车管空气流量智能检测装置。     

27t轴重重载货车混编列车运行安全性试验研究

介绍了既有线27t及以下轴重货车混编列车综合试验概况。研究分析了我国27t轴重重载通用货车与既有货车混编的典型特征,设计了5种典型混编方案及动力学测试方案。在测试的不同编组的制动全部工况和速度级运行工况内,所有被试车脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力均满足GB/T 5599—1985限度要求,并有一定的裕量;所有被试车横向、垂向运行平稳性指标均小于3.5,满足GB/T 5599—1985要求,属优级。表明27t轴重重载货车与既有货车混编列车具有优良的运行安全性。     

新型重载专用货车制动系统研究

随着专用货车轴重及编组辆数的进一步增加,重载专用货车制动系统面临新的挑战：车轮／闸瓦制动热负荷进一步增大,给车轮／闸瓦带来更多的制动热损伤。现有空气制动机固有性能缺点越来越不适应重载专用列车对制动操纵性的要求。     

基于气动系统流体方程的货车制动性能分析

为建立反映货车制动系统制动性能特征的空气制动机数学模型,分析货车制动机在各工况下的工作过程,将制动机模型划分为对应的各个功能模块。在解构各模块制动管路流体作用平衡的基础上,推导气体状态方程,建立常用制动模块下的列车管减压和制动缸升压的数学模型,并与货车制动系统结合组成仿真模型;分析制动机结构参数对制动性能的影响,得到反映结构要素和流体传递过程影响因素的模块化的基本模型,并通过试验数据验证建模的正确性和可行性。最后,结合模型和试验,得到长大编组列车不同车辆位置对制动性能的影响,为之后建立更为完整的整套货车制动系统数学模型提供了可参考的建模方法和研究思路。     

列车牵引计算规程的制动电算

简要介绍了列车牵引计算规程电算程序中制动计算的设计原理和功能，并分析应用详细编组和简化编组方法，按照１９９６年津浦线货物列车脱轨试验的实际列车编组和制动作用条件进行模拟计算，结果表明其精度良好，能充分满足列车制动计算的要求。     

中国铁道学会铁道车辆委员会制动分委员会征文通知

随着旅客列车的成功提速，提高货物列车的速度成为改善服务质量，占有更多运输市场份额，提高铁路运能的关键，成为货车技术发展的当务之急。我国铁路货车现有制动技术，无论是分配阀，亦或是基础制动装置已不能适应提速的需要，研究开发新制动技术迫在眉睫。为探讨我国铁路货车制动技术的发展，中国铁道学会铁道车辆委员会制动分委员会决定，在2001年第二季度召开以“提速货车制动技术”为主题的研讨会，请各单位组织从事制动技术的学者、专家和工程技术人员撰写论文，积极参与研讨会。参考题目： 　　(1) 提速货车制动系统应采取哪些技术措施； 　　(2) 提速货车能否采用高摩闸瓦或盘形制动，如可能，对转向架的结构形式有何要求； 　　(3) 提速货车是否需要加装防滑器，机械式防滑器能否适应； 　　(4) 若采用高摩闸瓦，是否需要采用单元制动缸； 　　(5) 现有120分配阀适用于重载编组货运列车，提速货车的分配阀以何种方案，采用哪些措施可较快研制成功； 　　(6) 货车空重车自动调整装置的研制； 　　(7) 其他。 　　请作者按《铁道车辆》杂志版面格式，用Word97撰写论文。并将打印稿和软盘于4月10日前寄：青岛市瑞昌路231号　中国铁道学会铁道车辆委员会　邮政编码：266031 　　E-mail：sfs@public.qd.sd.cn 　　联系人：金　城　包耀慈 　　联系电话：路电0406—75806，市电0532—2975806 　　制动分委员会：同济大学沪西校区制动中心　邮政编码：200333 　　联系人：姜靖国　联系电话：021—56220374 中国铁道学会铁道车辆委员会     

机车制动系统流量计的设计与实现

对应用于机车制动系统的流量计进行了理论分析和试验研究。根据机车制动系统的特点,文中首先确定采用V型内锥式节流件作为该流量计的前端充风差压检测部件;然后根据机车制动机相关尺寸要求对流量计一次装置进行机械结构设计;接着采用TMS320F2812DSP芯片进行实时数据采集和显示系统的软、硬件设计;最后将该流量计安装于机车制动系统上,并在列车编组定置试验台上进行了试验。试验结果显示,该流量计不仅能对制动系统的充风流量进行准确测量,而且还可应用于列车制动系统其他流量测量的场合,同时也满足对列车制动系统工作安全性和可靠性的流量检测要求。