现代轨道牵引传动及控制技术研究与发展

轨道牵引传动及控制技术已经成为衡量一个国家铁路技术水平的最重要标志之一。从车载交流牵引传动系统的应用特点出发,描述了大功率牵引传动系统在实际工程应用中面临的诸多技术难题,介绍了在全系列电力电子器件及应用技术、大功率牵引传动变流装置及其控制系统、列车网络控制系统等关键部件的核心技术成果,分析了牵引传动及控制技术的未来发展,展望了利用轨道牵引传动及控制核心技术向光伏发电、直流输电、电动汽车、冶金轧机、舰船推进、油气输送等领域的应用前景。     

滑动抱轴承半悬挂机车传动齿轮快速分离装置

阐述了电力机车在牵引电机轴承固死时的一种传动齿轮快速分离方法,该装置对机车无破坏并减少了因牵引电机轴承固死而造成的线上停车时间。     

梯形轨道系统动力特性及减振效果试验研究

采用锤击法,对梯形轨道系统(简称梯轨)进行动力特性试验。利用变时基传递函数细化分析方法,解决力信号时域波形精度与加速度信号频率分辨率之间的矛盾,提高低频脉冲频响分析精度。根据锤头材料的锤击特性和试验研究的频率范围,分别选择尼龙和钢制锤头进行梯轨模态和减振特性试验研究。结果表明:梯轨的低阶模态分布比较密集,基频为48.6Hz,前3阶模态的阻尼比较高,1阶阻尼比最大,达到6.64%;梯轨的工作频率约为50Hz,在梯轨工作频率之上1/3倍频程中心频率处,传递损失不随锤击力的大小而变化,梯轨的振动衰减系数为常数;梯轨具有较高的减振作用,在0～1000Hz频段传递损失在45dB左右。     

桥梁墩台不均匀沉降时的车桥垂向系统耦合振动分析

运用自编车—线—桥垂向耦合振动分析程序,分析车辆通过桥梁时列车和桥梁的动力响应,研究桥梁墩台发生不均匀沉降对车、桥垂向系统耦合振动的影响。研究表明:货物列车通过时,在桥梁墩台不均匀沉降单一因素引起轨道不平顺的条件下,车辆和桥梁的动力响应随着列车速度的提高而增大,列车在经过桥梁折角时,轮轨力增大;在普通轨道不平顺和桥梁墩台不均匀沉降引起的附加轨道不平顺叠加的条件下,车辆和桥梁的动力指标中受到影响最大的是车体加速度,其次是轮重减载率,但各项指标均在规范规定的范围内。因此,对于客货共线的桥梁,规范限值可以满足货车运行安全性的要求,并且有一定的预留量。     

遂渝线无砟轨道桩网结构路基现场动车试验测试分析

遂渝线无砟轨道综合试验段是我国首条成区段铺设的无砟轨道铁路,在综合试验段上试用桩网结构解决土质路基上铺设无砟轨道的技术难题.为考察桩网结构路基在不同列车荷载作用下的响应规律,尤其是对网垫层的动力作用大小,结合工程实践,对无砟轨道桩网结构路基进行现场动车组和货物列车试验测试.结果表明:采用无砟轨道结构可以有效改善列车荷载对路基基床的动力作用,测得的动应力与加速度值均远小于有砟轨道结构测得的值;列车轴重对无砟轨道路基的动应力影响明显,对加速度响应也有一定影响;无论是动车组还是货物列车,其运行速度对路堤部分的动响应影响均有限;动应力与加速度经3 m高的路堤后衰减,对桩网结构路基下部的网垫层已基本无影响.     

V型墩连续刚构桥动力性能试验研究

某客运专线桥梁部分孔跨采用(48+80+48)m V型墩连续刚构跨越既有高速公路,为评价该桥的动力性能,进行了动力性能测试.测试CRH,C型动车组以不同速度通过时桥梁的自振特性和动力响应,分析桥梁在动载作用下的工作状态.试验结果表明,在动车组激励下,部分跨中横向振幅出现峰值效应,桥梁横、竖向刚度均满足相关规范和设计文件要求,动力性能良好.     

铁路道岔动态轨距优化技术的仿真研究

针对既有道岔动态轨距优化技术,建立了车辆-道岔耦合动力学仿真模型,对既有动态轨距优化方案道岔与传统道岔的动力学性能进行对比分析,结果表明既有优化方案可以改善岔区轮轨接触关系,保持车辆正弦曲线的运行轨迹;但部分动力响应幅值还有些偏大,考虑对即有优化方案参数做进一步的研究.通过改变轨距加宽区长度、加宽最大值等参数,设计了5种新的优化方案并进行了动力学性能对比,确定出了最佳方案.再对最新优化方案与既有优化方案进行动力学性能对比,结果表明缩减加宽区长度对提高车辆直逆向通过能力、减少尖轨受力是有利的;改变轨距加宽区长度、加宽最大值对侧逆向过岔而言效果不显著.     

高速铁路道岔与区间过渡段动力响应的影响因素分析

为给客运专线道岔过渡段刚度合理设置提供理论参考,在分析高速铁路道岔与区间过渡段结构特性的基础上,建立了高速车辆—过渡段耦合动力分析模型和求解方法,分析了刚度差、行车方向和速度等因素对高速道岔与区间过渡段的动力响应影响。结果表明:过渡段刚度差在30 kN/mm内,动车组和轨道的动力响应随刚度差的增大而大幅加剧;动车组从低刚度向高刚度运行时的动力响应较反向运行更为剧烈;各项动力响应随着运行速度的提高而增大。     

混合动力调车机车的技术和运用

列车的调车作业通常由内燃机车来完成。在调车作业间歇期间,内燃机车柴油机不能停机。目前,阿尔斯通公司推出了一种环境友好的新技术措施：采用电气混合动力系统来替代传统的内燃机车动力驱动。电气混合动力系统的组成包括蓄电池、柴油发电机组、功率电子装置、电动机和机械传动装置。这些装置安装在现有内燃机车上。柴油发电机组给蓄电池充电,并在机车需要高功率时提供附加的能量。运用试验表明,该机车可以大量节省燃料：货运调车作业节油35%,客运调车作业省油达60%。文中介绍了＂混合动力＂的定义,混合动力装置控制系统的原理和结构以及主要部件的技术规范,调车机车作业的内容和特点;比较了传统动力装置与混合动力装置的差异。     

路基不均匀沉降值对板式轨道动力响应的影响

基于系统动力学和有限元理论,建立荷载-板式轨道力学分析模型,模拟了路基余弦不均匀沉降对板式轨道结构动力响应的影响,分析了不同路基沉降量对轨道板和混凝土底座的动应力和动位移的差异影响。结果表明:在速度为300 km/h的移动荷载下,路基沉降量从0 mm增加到30 mm,混凝土构件的纵向应力、垂向应力、动位移呈先陡后缓的增长趋势,拐点为20 mm沉降量;处于沉降槽起始部位的1号轨道板上表面和位于沉降槽中心的3号混凝土底座下表面受沉降量影响最大,为易发生破坏部位。